Головна |
Еквівалентна схема амперметра. Незалежно від того є амперметри електромеханічними або цифровими їх можна уявити загальної еквівалентною схемою (рис. 10), що складається з А - ідеального амперметра, що має нульовий опір, і RА - Опору амперметра.
| |||
амперметрвключається в розрив ланцюга (рис. 11), в якій вимірюється струм, т. е. послідовно з опором Rн, На яке навантажений джерело ЕРС Е, Що має опір r. Тому після включення амперметра струм в ланцюзі зменшиться.
Визначимо умову, за якої амперметр не вносить спотворень в досліджувану ланцюг. Струм в ланцюзі до включення амперметра:
,
після включення амперметра:
.
Звідси ясно, що тільки при виконанні умови RA << (Rн + r) амперметр не вносить помітного зміни в режим роботи схеми. Таким чином, опір амперметра повинно бути багато меньше сумарного опору кола, в якій вимірюється струм. Якщо ця умова не виконується, то загальна похибка вимірювання струму дорівнюватиме сумі похибки приладу, яка визначається за його класу точності, і похибки за рахунок введення в схему амперметра.
Вимірювання струму можна провести непрямим методом з використанням вольтметра. Для цього в розрив ланцюга потрібно включити відоме опір R, Виміряти на ньому падіння напруги U, А потім за законом Ома розрахувати струм I: I = U / R.
Еквівалентна схема вольтметра. Вольтметри так само можуть бути електромеханічними (аналоговими) або цифровими і їх можна представити еквівалентною схемою (рис. 12), що складається з V - ідеального вольтметра, що має нескінченно великий опір, і еквівалентного опору RV.
| |||
Вольтметрвключается паралельно ділянки кола, на якому вимірюється падіння напруги (рис. 13).
|
Хоча цілісність ланцюга при цьому не порушується, як у випадку включення амперметра, але в ланцюг вольтметра відгалужується струм. Тому для задоволення вимоги мінімального перерозподілу струму між опором навантаження Rн і опором вольтметра RV необхідно виконати умову RV >> Rн. Дійсно, до включення вольтметра падіння напруги на опорі Rн було:
, (1)
після включення:
. (2)
З формул (1) і (2) випливає, що напруги Uab и U ?ab будуть близькі (Uab @ U ?ab ) Тільки в тому випадку, якщо RV >> Rн.
Таким чином, опір вольтметра має бути багато більше опору, на якому вимірюється падіння напруги.
Хоча амперметри та вольтметри вимірюють різні фізичні величини і по-різному включаються в ланцюг, але принципової різниці в їх пристрої немає. У більшості аналогових приладів відхилення рухомої частини (стрілки, дзеркальця) обумовлено протіканням струму (виняток становить електростатичний вольтметр в режимі вимірювання постійної напруги). Тому один і той же прилад може застосовуватися як в якості амперметра, так і в якості вольтметра в залежності від співвідношення його внутрішнього опору і опору кола, в якій проводиться вимірювання.
Основні принципи вимірювань | похибки вимірювання | Структура вимірювальної системи | Характеристики вимірювальної системи | електричні кола | Джерела електричних сигналів | Еквівалентну уявлення джерел | Аналогові електромеханічні прилади | Цифрові вимірювальні прилади | цифровий вольтметр |