Как включаются в электрическую цепь амперметр и вольтметр технология 8 класс кратко

Обновлено: 17.05.2024

Электрические цепи бывают переменного и постоянного тока. Чтобы в цепи постоянного тока, измерить напряжение и силу тока, необходим вольтметр и амперметр (именно в этих единицах, измеряется напряжение и сила тока соответственно). Вольтметр к измеряемому участку цепи, подключается параллельно, при этом его клеммы подключаются и измеряют разность потенциалов на данном участке электрической цепи. (Очень важно, чтобы внутреннее сопротивление вольтметра было гораздо больше, сопротивления измеряемого участка). Чтобы определить силу тока цепи, амперметр включается последовательно в разрыв электрической цепи (чтобы ток всей цепи, проходил через него). Здесь важно, чтобы внутренне сопротивление амперметра было гораздо меньше сопротивления всей электрической цепи.

Контроль параметров элементов электрической цепи производится с помощью электроизмерительных приборов. Сила тока, протекающего через нагрузку, измеряется амперметром, а напряжение на нагрузке — вольтметром. Амперметр включается в разрыв электрической цепи последовательно с нагрузкой, вольтметр — параллельно нагрузке.

Электроизмерительные приборы бывают двух типов: стрелочные и цифровые. Техника измерений с помощью цифровых приборов достаточно проста: прибор включается в электрическую цепь и на его экране высвечивается измеряемая величина. Не сложно пользоваться и стрелочными приборами с одним пределом шкалы: измеряемая величина определяется по делениям шкалы, на которые указывает стрелка.

Предел измерения измерительного прибора — это наибольшее значение измеряемой величины. На рисунке 58 приведены шкалы амперметра и вольтметра: амперметром можно измерить силу тока до 3 А, а вольтметром — напряжение до 6 В. При этом стрелка амперметра указывает силу тока 2,5 А, а стрелка вольтметра — напряжение 5 В.

Рис. 58. Внешний вид школьных электроизмерительных приборов постоянного тока — амперметра и вольтметра — и их шкала

Работа со стрелочными приборами немного осложняется, если приборы имеют несколько пределов измерений. Для изменения предела приборы имеют дополнительные клеммы или переключатель пределов измерения. '

Допустим, что амперметр кроме предела 3 А имеет второй предел измерения — б А, а вольтметр — 30 В. При новых пределах измерения и тех же отклонениях стрелок приборов силу тока и напряжение определяют по количеству делений шкалы, на которое указывает стрелка прибора, умноженному на цену деления 1 .

Цена деления прибора определяется по пределу измеряемой величины, делённому на число делений прибора.

В случае указанных пределов (см. рис. 58) цена деления амперметра равна: 6 А/60 дел. = 0,1 А/дел.; цена деления вольтметра: 30 В/30 дел. = = 1 В/дел.

Тогда амперметр показывает:

50 дел. • 0,1 А/дел. = 5 А.

25 дел. • 1 В/дел = 25 В.

В цепях постоянного тока при включении измерительных приборов учитывают полярность источника тока и приборов. Для облегчения подключения измерительных приборов в электрическую цепь постоянного тока около их клемм указывается полярность (см. рис. 58).

Рис. 59. Схема подключения измерительных приборов в электрическую цепь постоянного тока

Сведения о типе электроизмерительного механизма прибора, о возможности его работы в цепях постоянного или переменного тока и некоторые другие можно узнать по условным знакам, нанесённым на шкале прибора:

— прибор предназначен только для работы в электрических цепях постоянного тока;

— прибор предназначен для работы в электрических цепях переменного тока;

С амперметрами, вольтметрами и другими электроизмерительными приборами мы знакомимся на уроках физики или технологии. Однако в каждом доме имеется электроизмерительный прибор, которым пользуются в быту. Прибор этот называется электросчётчиком. С его помощью измеряется количество потребляемой энергии, единицей измерения которой является киловатт-час (кВт • ч). Энергия, потребляемая из сети, регистрируется счётным механизмом счётчика.

Для определения расхода электроэнергии за некоторый промежуток времени, обычно за месяц, необходимо знать начальное и конечное показания счётчика. Разность конечного и начального показаний счётчика определяет количество израсходованной электроэнергии. Её стоимость вычисляется как произведение расхода электроэнергии на тариф 2 .

Электрические параметры счётчика указываются на его щитке в застеклённом окошке корпуса: максимальное рабочее напряжение, сила тока, частота сети, в каких единицах измеряется электроэнергия, класс точности прибора и его передаточное число, которое означает, скольким оборотам диска соответствует 1 кВт • ч.

максимальное напряжение 250 В;
сила тока 10 А;
частота сети 50 Гц;
1 кВт • ч = 2500 оборотов диска;
класс точности 2,5%.

По этим данным можно вычислить расчётную мощность счётчика:

Р = IU = 10 А • 250 В = 2500 Вт.

Параметрами счётчика допускается увеличение этой мощности на 20 % (в 1,2 раза), тогда максимально допустимая мощность счётчика и нагрузки равна:

Р_макс = 1,2 • 2500 = 3000 Вт.

С помощью электросчётчика можно определить мощность любого электроприбора, если она неизвестна. Для этого в квартире отключают все электроприборы, кроме того, у которого определяют мощность. Исследуемый электроприбор подключают к сети, берут секундомер и начинают наблюдать за движением диска электросчётчика. В момент, когда метка на диске счётчика совпадет с риской или стрелкой на его щитке, включаем секундомер и отсчитываем время за 10-20 оборотов диска.

Допустим, что диск совершил 20 оборотов за 19 секунд (N — 20). По полученным данным определяем энергию, которую потребляет нагрузка в 1 секунду, т. е. её мощность. Для этого по передаточному числу счётчика вычисляем цену одного оборота диска, которая называется номинальной постоянной счётчика (Кн). Обычно постоянную счётчика выражают в Вт • с/об. Поэтому 1 кВт • ч переводим в Вт • с (1 кВт = 1000 Вт; 1 ч = 3600 с) и делим на 2500 об.:

К_н = 1000 • 3600 Вт • с/2500 об. = 1440 Вт • с/об.

Номинальную постоянную умножаем на число оборотов (20) и вычисляем количество электроэнергии, полученное нагрузкой:

А = К_н • N = 1440 Вт • с/об. • 20 об. = 28 800 Вт • с.

Израсходованную энергию А делим на время и получаем мощность.

Р = A/t = 28 800 Вт • с/19 с = 1516 Вт.

Зная, что напряжение в сети равно 220 В, по полученной мощности прибора Р можем вычислить силу тока I:

I = P/U= 1516/220 = 6,9 А.

Каждый счётчик работает с некоторой погрешностью. В приведённом примере погрешность прибора не должна превышать 2,5 %.

Реальную погрешность показаний электросчётчика можно оценить практически, включая в сеть поочерёдно нагрузки с известной мощностью. Для примера рассмотрим несколько приборов разной мощности (Р), кВт: кипятильник — 1; электрофен — 1,2; электрочайник — 1,25.

Как и в предыдущем случае, определяем с помощью секундомера время, равное 20 оборотам диска счётчика, для каждого электроприбора.

Для повышения точности измерение времени для каждого прибора производят 3-5 раз и по полученным данным вычисляют средний результат.

По затраченной энергии и среднему времени вычисляем мощность каждого электроприбора и сравниваем её с его паспортной мощностью. При значительных расхождениях экспериментальных и паспортных данных можно сделать заключение о завышенных или заниженных показаниях счётчика и обратиться в электрокомпанию для его замены.

Определите по параметрам электросчётчика максимально допустимую мощность вашей квартирной электросети.
Вычислите суточный расход электроэнергии в вашей квартире и её стоимость.
С помощью счётчика проверьте, соответствует ли заданная мощность лампочки в вашем светильнике её реальной мощности.

Новые слова и понятия

Предел измерения, цена деления; тариф; стрелочные и цифровые измерительные приборы; передаточное число, номинальная постоянная, максимально допустимая мощность.

Проверяем свои знания

Что такое энергия и мощность, в каких единицах они измеряются?
Какие параметры электрической цепи измеряются с помощью амперметра и вольтметра?
Как включаются в электрическую цепь амперметр и вольтметр?
Можно ли амперметр включить параллельно источнику электрической энергии?
Можно ли вольтметр включить последовательно с нагрузкой?
Как с помощью электросчётчика измерить количество израсходованной за сутки электроэнергии и определить её стоимость?
Как с помощью счётчика измерить мощность электрического прибора и мощность, которую он потребляет?

1 Цена деления прибора — это измеряемая величина, соответствующая одному делению шкалы.

а катушки ваттметра включаются и последовательно (токовая) и параллельно (катушка напряжения) =т. к. мощность есть произведение тока на напряжение.

вольтметр - параллельно, потому что напряжение одинаково в параллельно подключеных проводниках
амперметр - последовательно. сила тока в параллельных проводниках суммируется.

ВОЛЬТМЕТР-включается паралельно потому что напря жение существует в проводнике а сила тока последовательно и под нагрузкой потому что ток протекает по цепи только под нагрузкой а ваттметр смотри 2 ответ

В вопросе не требуют объяснений.. Амперметр соединяют последовательно с участком цепи, а вольтметр-параллельно. Ватметр имеет четыре вывода от двух катушек: катушка напряжения и токовую катушку. Их соединяют соответственно по правилу высказанному выше.

Для характеристики электрического тока в цепи у нас есть уже две физические величины: сила тока ($I$) и напряжение ($U$).

Для измерения силы тока мы используем амперметр. Значит, существует прибор и для измерения электрического напряжения.

Как называют прибор для измерения напряжения? Он называется вольтметром.
В данном уроке мы рассмотрим его применение, правила подключения в электрическую цепь и другие его характеристики.

Вольтметр

Вольтметр — это прибор для измерения напряжения на полюсах источника тока или на каком-либо другом участке цепи.

Вольтметры по внешнему виду очень похожи на амперметры. Как их различать тогда? Если на шкале амперметра стоит буква $A$, то на шкале вольтметра будет обязательно стоять буква $V$.

Вольтметры бывают разных видов. Это зависит от их назначения. Вы чаще всего будете встречать или демонстрационный вольтметр (рисунок 1, а) или лабораторный (рисунок 1, б).

Как можно догадаться из названий приборов, демонстрационный вольтметр используется для демонстрации опытов, а лабораторный вы будете использовать при выполнении лабораторных работ.

На шкале каждого вольтметра есть высшее (максимальное) значение напряжения, которое он способен измерить. Превышение этого предела может привести к выходу прибора из строя.

Вольтметр в электрической цепи

Вольтметр подключают в электрическую цепь на определенный ее участок, на котором необходимо измерить напряжение.

Обратите внимание на то, что если амперметр, последовательно подключенный в электрическую цепь, будет показывать одинаковое значение силы тока на всех участках цепи, то с вольтметром у нас совершенно другая история. Он предназначен для измерения напряжения на определенном участке цепи.

Для обозначения на схемах электрических цепей у вольтметра имеется свой условный знак (рисунок 2). Выглядит он, как кружок с буквой $V$ посередине.

Правила подключения вольтметра в электрическую цепь

Зажимы вольтметра нужно подсоединять к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение. Такое подключение называется параллельным (рисунок 3).

Подробнее об особенностях параллельного подключения приборов вы узнаете в следующих уроках.

У одного из зажимов вольтметра стоит знак “+”. Провод, подключенный к этому зажиму, необходимо соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока (рисунок 4). Если подключить прибор неправильно, то стрелка вольтметра просто начнет отклоняться в другую сторону.

Измерение напряжения вольтметром в электроприборе

Используя вышеприведенные правила, давайте попробуем на практическом опыте измерить напряжение.

Допустим, его необходимо измерить на электрической лампе. Соберем электрическую цепь, состоящую из ключа, электрической лампы, источника тока. Подключим последовательно в эту цепь амперметр. Вольтметр подсоединяем параллельно к зажимам лампы (рисунок 5).

Схема такой электрической цепи будет выглядеть следующим образом (рисунок 6).

Обратите внимание, что амперметром здесь мы измеряем силу тока в электрической лампе. Вольтметром мы измеряем ее напряжение.

Амперметр подключается последовательно, а вольтметр — параллельно.

А какой должна быть сила тока, проходящего через вольтметр, по сравнению с силой тока в цепи? Отличается ли она от силы тока во всей цепи?

Да, отличается. Вольтметр устроен таким образом, что сила тока, проходящего через него, крайне мала по сравнению с силой тока в самой электрической цепи. Это позволяет исключить изменение напряжения между теми точками, к которым подсоединен вольтметр. Это же и способствует получению более точных значений напряжения.

Измерение напряжения вольтметром на полюсах источника тока

Как с помощью вольтметра измерить напряжение на полюсах источника тока?

Чтобы узнать напряжение на полюсах источника тока, мы можем подключить вольтметр непосредственно к нему (рисунок 7). Не забывайте соблюдать полярность при подключении! Амперметр же включать в подобную цепь нельзя.

Это интересно: вольтамперметр

Упражнение №1

Рассмотрите шкалу вольтметра (рисунок 1, а). Определите цену деления. Перечертите в тетрадь его шкалу и нарисуйте положение стрелки при напряжении $4.5 \space В$; $7.5 \space В$; $10.5 \space В$.

Определим цену деления такого вольтметра. Возьмем значения 0 и 3. От 0 до 3 у нас всего два деления. Получается, что $\frac = 1.5 \space В$.
Цена деления этого вольтметра равна $1.5 \space В$.

На рисунке 8 изображены показания этого вольтметра при:
$U_1 = 4.5 \space В$ (рисунок 8, а);
$U_2 = 7.5 \space В$ (рисунок 8, б);
$U_3 = 10.5 \space В$ (рисунок 8, в).

Упражнение №2

Определите цену деления шкалы вольтметра, изображённого на рисунке 5. Какое напряжение он показывает?

Шкала вольтметра на рисунке 5 идентична шкале вольтметра на рисунке 1, а. Ее цену деления мы уже определили в предыдущем упражнении. Цена деления этого вольтметра равна $1.5 \space В$.

На рисунке 5 вольтметр показывает значение напряжения, равное $1.5 \space В$.

Упражнение №3

Начертите схему цепи, состоящей из аккумулятора, лампы, ключа, амперметра и вольтметра, для случая, когда вольтметром измеряют напряжение на полюсах источника тока.

Схема такой цепи изображена на рисунке 9. Обратите внимание, что амперметр подключен в цепь последовательно, а вольтметр — параллельно.

Физика 8 класс. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА В УЧАСТКЕ ЦЕПИ

Для измерения силы тока существует измерительный прибор - амперметр.

Условное обозначение амперметра на электрической схеме:

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.

ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
НА УЧАСТКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Для измерения напряжения существуют специальный измерительный прибор — вольтметр.

Условное обозначение вольтметра на электрической схеме:

При включении вольтметра в электрическую цепь необходимо соблюдать два правила:

1. Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором будет измеряться напряжение;

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.

ИЗМЕРЕНИЕ РАБОТЫ И МОЩНОСТИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Для определения работы или мощности тока можно использовать специальный измерительный прибор - ваттметр.
При отсутствии ваттметра пользуются одновременным подключением двух измерительных приборов к нужному участку цепи: амперметра и вольтметра.

Далее проводится расчет работы и мощности тока по формулам.

P = UI . и . A = UIt

1. Что изменилось на участке цепи, если включенный параллельно вольтметр
показывает уменьшение напряжения?

2. Какими способами можно определить напряжение в городской сети,
имея в своем распоряжении любые приборы, кроме вольтметра?

Читайте также: