Обновлено: 05.07.2024

Но, если вы достаточно давно окончили школу, а ваша профессиональная деятельность не связана с физикой и другой наукой, то, возможно, вы забыли для чего предназначены эти устройства. И если вы человек любознательный, то будете не против освежить эти знания.

Для измерения силы тока и напряжения в электрической цепи необходимы специальные приборы. Этими приборами и являются амперметр и вольтметр. Итак, чтобы измерить ток, нам понадобится амперметр. Ампер – это единица измерения силы тока. Единица измерения электродвижущей силы и напряжения – это вольт. Следовательно, и прибор называется вольтметр.

Приборы ничем не отличаются по своей конструкции. Принцип работы данных приборов зависит от взаимодействия электрического и магнитного поля. Как только меняется показатель силы тока и напряжения, то стрелка на приборах отклоняется.

Но приборы делают разные измерения электрического тока, следовательно, они отличаются друг от друга. Если вам необходимо измерить силу тока, амперметр должен иметь минимальное сопротивление. При условии, что амперметр имеет сильное сопротивление, показатели силы тока будут искажаться и иметь неверное значение. Сопротивление – важный показатель, который может изменить ход всей работы. В теории, амперметр должен иметь нулевое сопротивление, но на практике это невозможно.

Принцип работы вольтметра противоположный, то есть сила тока должна быть снижена. Это необходимо для поддержания стабильного напряжения. Задача вольтметра измерить показатель напряжения. Для достижения точных показателей нужно максимальное сопротивление, то есть необходимо создать социальные условия для этого. Очень трудно создать эти условия на практике. От показателя сопротивления зависит точность показателя напряжения.

Приборы имеют разные задачи, следовательно, подключаться к электрической цепи они должны по-разному. Подключение амперметра происходит последовательно, а вольтметра по принципу параллельного подключения. Необходимо помнить, что амперметр никогда не подключается напрямую к источнику питания, это может стать причиной короткого замыкания.

Если ваша деятельность связана с работой при помощи данных приборов, то на сайте компании Промышленной группы "Фрегат" можно приобрести амперметр и вольтметр.

№ слайда 1

Амперметр, Вольтметр. Выполнила Мирабова Ирина

№ слайда 2

ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА В УЧАСТКЕ ЦЕПИ Для измерения силы тока существует измерительный прибор - амперметр. Условное обозначение амперметра на электрической схеме:

№ слайда 3

При включении амперметра в электрическую цепь необходимо знать : 1 Амперметр включается в электрическую цепь последовательно с тем элементом цепи,силу тока в котором необходимо измерить. 2. При подключении надо соблюдать полярность: "+" амперметра подключается к "+" источника тока,а "минус" амперметра - к "минусу" источника тока.

№ слайда 4

ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯНА УЧАСТКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ Для измерения напряжения существуют специальный измерительный прибор — вольтметр. Условное обозначение вольтметра на электрической схеме:

№ слайда 5

При включении вольтметра в электрическую цепь необходимо соблюдать два правила: 1. Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором будет измеряться напряжение;

№ слайда 6

2.Соблюдаем полярность: "+" вольтметра подключается к "+" источника тока,а "минус" вольтметра - к "минусу" источника тока. Для измерения напряжения источника питания вольтметр присоединяют непосредственно к его зажимам.

№ слайда 7

ИЗМЕРЕНИЕ РАБОТЫ И МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА Для определения работы или мощности тока можно использовать специальный измерительный прибор - ваттметр.

№ слайда 8

При отсутствии ваттметра пользуются одновременным подключением двух измерительных приборов к нужному участку цепи: амперметра и вольтметра.

№ слайда 9

Далее проводится расчет работы и мощности тока по формулам.P = UI . и . A = UIt

Слайд 1

Слайд 2

Амперметр Прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют. Поэтому, чем ниже внутреннее сопротивление амперметра (в идеале — 0), тем меньше будет влияние прибора на исследуемый объект, и тем выше будет точность измерения. Для увеличения предела измерений амперметр снабжается шунтом (для цепей постоянного и переменного тока), трансформатором тока (только для цепей переменного тока) или магнитным усилителем (для цепей постоянного тока). Очень опасно пытаться использовать амперметр в качестве вольтметра (подключать его непосредственно к источнику питания): это приведёт к короткому замыканию!

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Вольтметр Измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии. Идеальный вольтметр должен обладать бесконечно большим внутренним сопротивлением. Поэтому чем выше внутреннее сопротивление в реальном вольтметре, тем меньше влияния оказывает прибор на измеряемый объект и, следовательно, тем выше точность и разнообразнее области применения.

Слайд 6

Виды Вольтметров 1)Аналоговые электромеханические вольтметры 2) Аналоговые электронные вольтметры общего назначения 3) Цифровые электронные вольтметры общего назначения 4)Диодно-компенсационные вольтметры переменного тока 5) Импульсные вольтметры 6) Фазочувствительные вольтметры 7) Селективные вольтметры

Слайд 7

Аналоговые электронные вольтметры общего назначения Аналоговые электронные вольтметры содержат, помимо магнитоэлектрического измерительного прибора и добавочных сопротивлений, измерительный усилитель (постоянного или переменного тока), который позволяет иметь более низкие пределы измерения (до десятков — единиц милливольт и ниже), существенно повысить входное сопротивление прибора, получить линейную шкалу на малых пределах измерения переменного напряжения.

Слайд 8

Цифровые электронные вольтметры общего назначения Принцип работы вольтметров дискретного действия состоит в преобразовании измеряемого постоянного или медленно меняющегося напряжения в электрический код с помощью аналого-цифрового преобразователя, который отображается на табло в цифровой форме.

Слайд 9

Устройство амперметра и вольтметра

Изначально вольтметры и амперметры были только механическими, и лишь спустя многие годы, с развитием микроэлектроники, начали выпускаться цифровые вольтметры и амперметры. Тем не менее, даже сейчас механические измерительные приборы пользуются популярностью. Они, по сравнению с цифровыми, устойчивы к помехам и дают более наглядное представление о динамике измеряемой величины. Их внутренние механизмы остаются практически теми же, что и канонические магнитоэлектрические механизмы первых вольтметров и амперметров.

В данной статье мы рассмотрим устройство типичного стрелочного прибора, чтобы каждый новичок мог бы понимать основные принципы работы вольтметров и амперметров.

В своей работе стрелочный измерительный прибор использует магнитоэлектрический принцип. Постоянный магнит с выраженными полюсными наконечниками закреплен неподвижно. Между этими полюсами расположен неподвижный стальной сердечник так, что в воздушном кольцеобразном зазоре между сердечником и полюсными наконечниками магнита формируется постоянное магнитное поле.

В зазор вставлена подвижная алюминиевая рамка, на которую очень тонким проводом намотана катушка. Рамка закреплена на полуосях, и может поворачиваться вместе с катушкой. К рамке спиральными пружинами прикреплена стрелка прибора. Через пружины к катушке подводится ток.

Когда по проводу катушки проходит ток I, то, поскольку катушка помещена в магнитное поле, и ток в ее проводниках течет пересекая перпендикулярно магнитные силовые линии в зазоре, на нее будет действовать вращающая сила со стороны магнитного поля. Электромагнитная сила создаст вращающий момент М, и катушка вместе с рамкой и стрелкой станет поворачиваться на некоторый угол α.

Поскольку индукция магнитного поля в зазоре неизменна (магнит постоянный), то вращающий момент будет всегда пропорционален именно току в катушке, и величина его будет зависеть от тока и от неизменных конструктивных параметров данного конкретного прибора (с1). Этот момент будет равен:

Препятствующий повороту рамки момент противодействия, возникающий из-за наличия пружин, окажется пропорционален углу закручивания пружин, то есть углу поворота стрелки, связанной с подвижной частью:

Таким образом, поворот будет продолжаться до тех пор, пока момент М, создаваемый током в рамке не окажется равным моменту противодействия Мпр от пружин, то есть пока не наступит равновесие. В этот момент стрелка остановится:

Очевидно, угол закручивания пружин будет пропорционален току рамки (и измеряемому току), по этой причине приборы магнитоэлектрической системы обладают равномерной шкалой. Коэффициент пропорциональности k между углом поворота стрелки и единицей измеряемого тока называется чувствительностью прибора.

Обратная величина именуется ценой деления или постоянной прибора. Значение измеренной величины определяется как произведение цены деления на количество делений отсчета на шкале.

Чтобы избежать мешающих колебаний подвижной рамки при переходах стрелки от одного ее положения к другому, в данных приборах применяют магнитно-индукционные или воздушные демпферы.

Магнитно-индукционный демпфер представляет собой пластину из алюминия, которая закреплена на поворотной оси прибора, и всегда движется вместе со стрелкой в поле постоянного магнита. Возникающие вихревые токи тормозят катушку. Суть в том, что по правилу Ленца, вихревые токи а пластине, взаимодействуя с порождающим их магнитным полем постоянного магнита, препятствуют движению пластины, и колебания стрелки быстро затухают. Роль такого магнитно-индукционного демпфера и выполняет алюминиевый каркас, на который намотана катушка.

При повороте рамки, магнитный поток от постоянного магнита, пронизывающий алюминиевый каркас, изменяется, а значит в алюминиевом каркасе индуцируются вихревые токи, которые при взаимодействии с магнитным полем постоянного магнита оказывают тормозящее действие, и колебания стрелки прекращаются.

Воздушные демпферы магнитоэлектрических приборов представляют собой цилиндрические камеры с помещенными внутри поршнями, связанными с подвижными системами приборов. Когда подвижная часть приходит в движение, поршень в форме крыла тормозится в камере, и колебания стрелки затухают.

Для достижения нужной точности измерений, прибор не должен быть подвержен влиянию силы тяжести в процессе измерения, а отклонение стрелки должно быть связано лишь с вращающим моментом, возникающим при взаимодействии тока катушки с магнитным полем постоянного магнита и с торможением рамки пружинами.

Чтобы исключить вредное влияние силы тяжести и избежать связанных с ним погрешностей, к подвижной части прибора добавляют противовесы в виде грузиков, перемещающихся на стержнях.

Для снижения трения стальные наконечники выполняются из отполированной износостойкой стали или из вольфрамо-молибденового сплава, а подпятники изготавливают из твердого минерала (агат, корунд, рубин и т. д.). Зазор между наконечником и подпятником настраивают при помощи стопорного винта.

Для точной установки стрелки в нулевое исходное положение, прибор оснащается корректором. Корректором в стрелочном приборе служит винт, выведенный наружу, и соединенный поводком с пружиной. При помощи винта можно передвигать немного спираль на оси, регулируя таким образом исходное положение стрелки.

Большинство современных приборов имеют подвижную часть, подвешенную на паре растяжек в виде упругих металлических лент, служащих для подачи тока на катушку, и создающих противодействующий момент. Растяжки соединены с парой плоских пружин, расположенных взаимно перпендикулярно.

Справедливости ради отметим, что кроме классического механизма, рассмотренного выше, встречаются также и приборы с магнитами не только п-образной формы, но и с цилиндрическими магнитами, и с магнитами в форме призм, и даже с внутрирамочными магнитами, которые сами могут быть подвижными.

Для измерения тока или напряжения, магнитоэлектрический прибор включают в цепь постоянного тока по схеме амперметра или вольтметра, разница лишь в сопротивлении катушки и в схеме включения прибора в цепь. Разумеется через катушку прибора не должен проходить весь измеряемый ток при измерении тока, и не должна потребляться большая мощность при измерении напряжения. Для создания надлежащих условий служит добавочный резистор, встроенный в корпус измерительного прибора.

Сопротивление добавочного резистора в схеме вольтметра превосходит сопротивление катушки во много раз, и этот резистор изготовлен из металла с чрезвычайно малым температурным коэффициентом сопротивления, такого как манганин или константан. Резистор, включаемый параллельно катушке в амперметре, называется шунтом.

Сопротивление шунта напротив во много раз меньше сопротивления измерительной рабочей катушки, поэтому через провод катушки проходит только мизерная доля измеряемого тока, в то время как основной ток течет через шунт. Добавочный резистор и шунт позволяют расширить пределы измерения прибора.

Направление отклонения стрелки прибора зависит от направления тока через измерительную катушку, поэтому при включении прибора в цепь важно правильно соблюсти полярность, иначе стрелка будет двигаться в другую сторону. Соответственно, магнитоэлектрические приборы в каноническом виде непригодны для включения в цепь переменного тока, поскольку стрелка будет просто вибрировать оставаясь на одном месте.

Тем не менее, к достоинствам магнитоэлектрических приборов (амперметров, вольтметров) относятся высокая точность, равномерность шкалы и устойчивость к помехам, порождаемым внешними магнитными полями. К недостаткам — непригодность к измерению переменного тока (чтобы измерить переменный ток, нужно будет его сначала выпрямить), требование к соблюдению полярности и уязвимость тонкой проволоки измерительной катушки к перегрузкам.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Читайте также:

  
• Доклад организация обороны рф
  
• Доклад на тему дтп в ростовской области
  
• Европейская живопись 18 века доклад
  
• Закон сохранения энергии в жизни человека доклад
  
• Национальный энергетический доклад 2020