Формула вольтметра: Электрическое напряжение. Вольтметр — урок. Физика, 8 класс.

Формулы для вычисления показаний вольтметров

Измеряемый

параметр

Расчетные показания вольтметров

Вольтметры со шкалами, проградуированными в значениях, соответствующих детекторам

Вольтметр с закрытым входом, детектором средневыпрямленных значений, шкалой, проградуированной в действующих значениях синусоидального напряжения

Вольтметр с закрытым входом, детектором действующих значений, шкалой, проградуированной в действующих значениях синусоидального напряжения

Детектор

Вход

открытый

Вход закрытый

амплитудный

,

средних значений

линейный

–показания вольтметра

действующих значений

–показания вольтметра

Формулы справедливы только для сигнала в виде последовательности однополярных импульсов. Также приведены результаты расчетов для сигнала, показанного на рис. 3.6,аи имеющего амплитудное значение 1 В и скважность 4.

3.1.5. Назначение и характеристики используемых приборов

Функциональный генератор(рис. 3.7), расположен на измерительном стенде и служит для формирования сигналов различной формы и напряжения.

Средства измерения напряжения (рис. 3.7) расположены на измерительном стенде. Это вольтметр, имеющий три типа детекторов. Он предназначен для измерения амплитудного, средневыпрямленного и действующего значений напряжения. Номинальное значение измеряемого напряжения составляет 4,5 В и соответствует отсчетному значению шкалы, равному 45.

Рис. 3.7. Лицевая панель блоков измерительного стенда

Осциллограф С1-55(см. рис. 1.3) в данной работе предназначен для наблюдения формы исследуемого напряжения, измерения размаха напряжения, амплитудного значения напряжения.

Милливольтметр В3-38(рис. 3.8) – электронный прибор, имеющий закрытый вход, детектор средневыпрямленных значений. Две верхние шкалы проградуированы в действующих значениях синусоидального напряжения.

Рис. 3.8. Лицевая панель милливольтметра В8-38

Верхняя шкала используется, когда переключатель 3установлен в положение, кратное 10. Риска переключателя указывает на номинальное (максимальное) значение шкалы, выраженное в вольтах (V) или милливольтах (mV) и соответствующее цифре 10 на шкале. Вторая сверху шкала используется, когда переключатель установлен в положение, кратное 3. Номинальное значение шкалы будет соответствовать отсчетному значению шкалы, равному 30. Нижняя шкала проградуирована в децибелах (dB).

3.2. Порядок выполнения работы

3.2.1. Предварительная подготовка

Для измерения синусоидального напряжения и снятия осциллограмм к выходу 6функционального генератора при помощи кабелей подключить вход 2 средства измерения напряжения и тока, вход блока УСИЛИТЕЛЬYIосциллографа, вход2милливольтметра В3-38.

Для измерения параметров напряжения импульсной формы вместо функционального генератора использовать генератор импульсов Г5-56. Остальные соединения аналогичны как для синусоидального напряжения.

На кабелях с двухпроводным окончанием длинный провод является «общим». Его необходимо подключать к клемме, обозначенной . В случае проводов одинаковой длины «общим» является провод с более «холодным» цветом. На кабелях с круглым разъемом типа СР50 (коаксиальный) корпус разъема соединен с «общим» проводом. Разветвление кабелей с разъемами СР50 осуществляется при помощи тройниковых разъемов.

Включить питание приборов тумблерами 1.

Напряжение — Без Сменки

22 мая, 2022

1 мин

Физ 🔬

Напряжение — это физическая величина, характеризующая работу электрического поля по перемещению единичного заряда между двумя точками.

Если кратко: напряжение = давление.

~ Обозначение: U.
~ Измерение: В (вольт).
~ Прибор для измерения: вольтметр.

📍 Важно! Основная формула напряжения: U = A / q.

Различают напряжение переменного тока и постоянного.

 

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите

Ctrl+Enter. Мы обязательно поправим!

Редакция Без Сменки

Честно. Понятно. С душой.

45 подписчиков

+ Подписаться

Редакция Без Сменки

01 июля, 2022

1 мин

Хим 🧪

Гидролиз солей

В ЕГЭ рассматривается гидролиз растворимых солей. ❗️ Любую соль можно «разложить» на кислоту и…

Редакция Без Сменки

06 июня, 2022

1 мин

Общ 👨‍👩‍👧

Человек – биосоциальное существо

👉🏻 Биологическое в человеке: 1) анатомия, физиология; 2) задатки, биологические потребности; …

Редакция Без Сменки

30 июня, 2022

1 мин

Рус 📖

ОСНОВНЫЕ ПАРОНИМЫ

Сегодня мы с тобой разберем основные паронимы, которые встречаются на экзамене. 🔸 одеть кого-то,.. .

Редакция Без Сменки

06 июня, 2022

1 мин

Общ 👨‍👩‍👧

Основные классификации деятельности

Есть различные критерии классификации деятельности: 🔸по субъекту деятельности — индивидуальная и…

Редакция Без Сменки

07 июня, 2022

1 мин

Англ 🇬🇧

Разница между make и do

Эти глаголы переводятся как «делать», но камон? гайс, у них куча отличий и способов употребления,…


Подпишитесь на еженедельную рассылку полезных материалов про ЕГЭ, высшее образование и вузы и получите скидку на курсы Вебиума

Voltmeters — Inst Tools

by Editorial Staff

Простой вольтметр постоянного тока можно сконструировать, поместив резистор (R S ), называемый множителем, последовательно с движением амперметра и пометив лицевую сторону амперметра для считывания напряжения. (как показано на рисунке).

Вольтметры подключаются параллельно измеряемой нагрузке (R L ).

Рис. : Простой вольтметр постоянного тока

При конструировании вольтметра необходимо определить сопротивление множителя для измерения желаемого напряжения. Уравнение представляет собой математическое представление сопротивления множителя вольтметра.

V = I
M R S + I M R M
I
M R S = V — I M R M

, где

V

, где

V.

. = требуемый диапазон напряжения
I м  = ток счетчика
R м = внутреннее сопротивление счетчика
R с = множитель сопротивления или последовательное сопротивление

Ом должен быть построен как вольтметр. Каким значением должно быть последовательное сопротивление, чтобы измерить полное напряжение 100 вольт?

Решение:

, так как r M незначительно низкий, затем

R S = V / I M

R S = 100 / (2 × -3 )

R s =  50 кОм

Когда вольтметр подключен к цепи, вольтметр будет получать ток из этой цепи. Этот ток вызывает падение напряжения на сопротивлении измерителя, которое вычитается из напряжения, измеряемого измерителем. Это снижение напряжения известно как эффект нагрузки и может серьезно повлиять на точность измерения, особенно для слаботочных цепей.

Точность вольтметра (K v ) определяется как отношение измеренного напряжения, когда метр включен в цепь (V w ), к напряжению, измеренному без вольтметра в цепи.

Приведенное ниже уравнение представляет собой математическое представление точности вольтметра или истинного напряжения (В o ).

Точность счетчика также можно определить путем сравнения отношения между входным сопротивлением и сопротивлением цепи с использованием закона Ома, как описано ниже.

, где

I M = ток метра
V O = True Trastage
R O = Сопротивление цепи
R в = сопротивление вольтметра
V W = INDICETADED Voltage
33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333. K v = точность счетчика

Пример:

Вольтметр в диапазоне 100 вольт с чувствительностью 40 кОм/В предназначен для измерения напряжения на клеммах ab.

Найти :

  1. V O , True Wrestage
  2. V W , указанное напряжение
  3. K V , Точность метра

Решение:

7, 6, , , 6, , , , , , , 6, 6, , 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, , 66, 6, 6, 6, 6, 6, 66, 6, 6, 6, 6,

. = {100 кОм / (100 кОм +100 кОм)} x 220 вольт

V O = 110 вольт

Найти V W , указанное напряжение

R O = (100 x 100) / (100 + 100) = 50 кОм

R в = S v = 40Kω x 100 = 4,4 МОм

V W = R в / (R O + RIN)

В Вт = {4,4 мм / (50 кОм + 4,4MOD. )} 110 вольт

V W = 108,9 Вольт

Найти K V , Точность метра

K V = V W /V O

k V .9.9.9.9.9.9.9.9.9.9.9.9.9.9.9 /V

k V . /V . 110

K v  = 0,99 или 99%

Будьте первым, кто получит эксклюзивный контент прямо на вашу электронную почту.

Обещаем не спамить. Вы можете отписаться в любое время.

Неверный адрес электронной почты

Категории Electrical Theory

2023 © Воспроизведение без явного разрешения запрещено. — Курсы PLC SCADA — Сообщество инженеров

Объяснение урока: Проектирование вольтметра

В этом объяснении мы научимся описывать сочетание гальванометра с множительным резистором для проектирования вольтметра постоянного тока.

Гальванометр используется для измерения тока в цепи путем помещения его внутрь нее.

Когда в цепи есть ток, он проходит через гальванометр, который его измеряет. Гальванометр также имеет сопротивление 𝑅Г. Вместе эти значения связаны с напряжением с помощью Закон Ома, 𝑉=𝐼𝑅, где 𝑅 в данном случае — сопротивление гальванометра, 𝑅G. Это отношение нельзя использовать с однако большинство гальванометров, поскольку они, как правило, очень чувствительны и измеряют лишь небольшое количество тока на микро- и миллишкалы. Мы можем сказать, что максимальный ток на любом конце шкалы, который может измерить гальванометр, равен гальванометру. ток, 𝐼G.

Это делает их использование в качестве вольтметров нецелесообразным, так как они будут показывать только максимальный ток 𝐼G, даже если фактический ток выше. Однако есть способ решить эту проблему, добавив еще один резистор последовательно с гальванометром, который имеет гораздо большее сопротивление.

Дополнительный резистор в этой цепи снижает общий ток в цепи, так как напряжение остается неизменным в 𝑉=𝐼𝑅. Резистор называется умножающим резистором, и если его сопротивление достаточно велико, он может пропускать ток в цепь падает до области, которую может измерить гальванометр, что делает его подходящим инструментом для измерения напряжения.

Давайте рассмотрим пример.

Пример 1. Размер нескольких резисторов в вольтметре

Вольтметр используется для измерения напряжения источника постоянного тока, который, по оценкам, имеет напряжение в несколько вольт. Гальванометр в вольтметре имеет сопротивление в несколько миллиом. Что из следующего правильно объясняет почему множительный резистор в таком вольтметре должен иметь сопротивление намного большее, чем сопротивление гальванометра с чем последовательно соединен умножитель?

  1. Если множительный резистор имеет сопротивление, сравнимое или меньшее, чем сопротивление гальванометра, ток через гальванометр будет больше, чем ток, который вызовет полное отклонение плеча гальванометра.
  2. Если умножительный резистор имеет сопротивление, сравнимое или меньшее, чем сопротивление гальванометра, резистор создаст магнитное поле, которое значительно изменит отклонение плеча гальванометра.
  3. Если множительный резистор имеет сопротивление, сравнимое или меньшее, чем сопротивление гальванометра, напряжение источника будет значительно увеличено.
  4. Если умножительный резистор имеет сопротивление, сравнимое или меньшее, чем сопротивление гальванометра, направление отклонения рычага гальванометра изменится на противоположное, и показания вольтметра не будут отображаться.

Ответ

Направление гальванометра не изменится, если множительный резистор слишком мал; для этого потребуется текущий идти в обратном направлении. Значит, это не Д.

Гальванометр использует магнитное поле, чтобы отклонить его стрелку, но резистор не будет его генерировать, поэтому это не B.

Напряжение источника не увеличивается и не уменьшается в зависимости от резисторов в цепи. Это не C.

В идеале ток, проходящий через резистор умножителя, должен быть намного выше, чем ток, проходящий через гальванометр, таким образом, правильный ответ: A.

Этот добавленный резистор называется множительным резистором, так как он эффективно увеличивает величину напряжения, которую может измерить гальванометр. само по себе и имеет значение, намного превышающее сопротивление гальванометра. Его значение сопротивления показано как 𝑅M, и это значение помогает определить, какое напряжение можно измерить. Это работает только тогда, когда множитель резистор включен последовательно с гальванометром, а не параллельно.

Следует отметить, что это предназначено для настройки цепи гальванометра и резистора умножителя для использования в качестве вольтметра, а не подключение вольтметра к цепи. Правильно подключенный вольтметр измеряет напряжение на резисторе 𝑅 выглядит как на схеме ниже.

Прежде всего, для создания вольтметра множительный резистор должен быть включен последовательно с гальванометром. Разбивая вольтметр на приведенной выше диаграмме на его гальванометр и множительный резистор, 𝑅M, показывает это:

Давайте рассмотрим пример.

Пример 2. Правильное размещение резистора для вольтметра на основе гальванометра

Какая из следующих принципиальных схем наиболее правильно представляет гальванометр в сочетании с множительным резистором используется в качестве вольтметра для измерения напряжения источника постоянного тока?

Ответ

Резистор цепи А подключен параллельно, а не последовательно. Это приведет к тому, что эффективное полное сопротивление цепи фактически уменьшаться, а это не то, чего мы хотим, когда пытаемся увеличить диапазон, который мы можем измерить! В то время как вольтметр должен быть подключен в параллельно цепи для правильного измерения напряжения, при построении вольтметра с использованием гальванометра он должен быть последовательно с схема умножителя.

Цепь B имеет резистор, включенный последовательно, а также один, параллельный гальванометру. Так же, как схема A, это приведет к общему сопротивление уменьшается, уменьшая диапазон, который может измерять вольтметр.

Цепь C имеет резистор, включенный последовательно с гальванометром, и больше ничего. Это правильная установка для объединения резистора с гальванометр, чтобы использовать его в качестве вольтметра.

Правильный ответ: цепь C.

Максимальное напряжение, которое может быть измерено гальванометром, равно произведению максимального измеряемого тока гальванометра и полное сопротивление цепи, 𝑅t. Выражено с помощью Закон Ома, это будет выглядеть так 𝑉=𝐼𝑅.maxGt

Общее сопротивление 𝑅t для последовательной цепи равно сумме всех сопротивлений, так что это выглядит как 𝑅=𝑅+𝑅.tGM

Таким образом, уравнение для максимального напряжения, которое может измерить гальванометр, имеет вид 𝑉=𝐼(𝑅+𝑅).maxGGM

Давайте рассмотрим пример с использованием этого уравнения.

Пример 3: Напряжение на резисторах умножителя и гальванометра

Напряжение 𝑉 в показанной цепи составляет 12 В, что является наибольшим напряжением, которое можно измерить, используя схему в качестве вольтметра. Сопротивление гальванометра составляет одну сотую сопротивления множителя.

  1. Найдите 𝑉G, напряжение на гальванометре. Ответ на ближайший милливольт.
  2. Найдите 𝑉M, напряжение на множителе. Ответ до одного десятичного знака.

Ответ

Часть 1

Нам дано максимальное напряжение, которое можно измерить, 12 В, и соотношение гальванометра к сопротивлению множителя: 𝑅100=𝑅.MG

Напряжение на гальванометре 𝑉G находится по закону Ома: 𝑉=𝐼𝑅.GGG

Мы знаем коэффициент сопротивления, но не знаем 𝐼G. Мы можем найти его, связав его в уравнении для максимального напряжения гальванометра: 𝑉=𝐼(𝑅+𝑅).maxGGM

Разделив обе части на (𝑅+𝑅)GM, мы можем выделить 𝐼Г: 𝑉(𝑅+𝑅)=𝐼(𝑅+𝑅)(𝑅+𝑅).maxGMGGMGM

Они сокращаются с правой стороны, чтобы дать 𝑉(𝑅+𝑅)=𝐼.maxGMG

Поскольку 𝑅G составляет одну сотую от 𝑅M или 0,01𝑅M, мы можем подставить его в уравнение, чтобы получить 𝑉(0,01𝑅+𝑅)=𝐼𝑉1,01𝑅=𝐼. maxMMGmaxMG

Используя это соотношение, мы можем подставить его обратно в напряжение на гальванометре: 𝑉=𝑉1,01𝑅𝑅.GmaxMG

𝑅G снова равно 0,01𝑅M, поэтому мы можем заменить 𝑉=𝑉1,01𝑅0,01𝑅.GmaxMM

𝑅M отменяет, чтобы получить отношение 𝑉=0,0099𝑉.Gmax

𝑉max равно 12 В, поэтому напряжение на гальванометр 𝑉G is 0,0099(12)=0,1188.ВВ

Чтобы получить этот ответ в милливольтах, умножим его на 1‎ ‎000, так как 1‎ ‎000 мВ в 1 вольт: 10001×0,1188=118,8.мВВВмВ

С точностью до милливольта, 𝑉max составляет 119 мВ.

Часть 2

Теперь, чтобы найти 𝑉M, мы можем просто использовать отношение полного напряжения в цепи, понимая, что максимальное напряжение также является полным напряжением в цепи: 𝑉=𝑉+𝑉.maxGM

Итак, 𝑉M равно 𝑉−𝑉=𝑉+𝑉−𝑉𝑉−𝑉=𝑉.maxGGMGmaxGM

Ввод значений дает (12)−(0,1188)=11,8812.VVV

Таким образом, с точностью до одной десятичной точки напряжение множителя равно 11,9. V.

Иногда полезно определить точное значение сопротивления, которое нам нужно в множительном резисторе для измерения до определенного Напряжение. Мы можем сделать это, найдя 𝑅M в этом уравнении. Для начала начнем с раздачи 𝐼Г: 𝑉=𝐼𝑅+𝐼𝑅.maxGGGM

Затем мы можем вычесть 𝐼𝑅GG с обеих сторон 𝑉 — 𝐼𝑅 = 𝐼𝑅+𝐼𝑅 — 𝐼𝑅𝑉 — 𝐼𝑅 = 𝐼𝑅.maxgggggmggmaxggggm

Теперь мы можем разделить обе стороны на 𝐼g, чтобы изолировать 𝑅m𝑉 — 𝐼𝑅𝐼 = 𝐼𝑅𝐼.maxggggmg

𝐼G отменяет правой 𝑉−𝐼𝑅𝐼=𝑅.maxGGGM

Члены слева можно разделить, так как они имеют один и тот же знаменатель: 𝑉𝐼−𝐼𝑅𝐼=𝑅.maxGGGGM

𝐼G сокращаются, упрощая до 𝑅=𝑉𝐼−𝑅.MmaxGG

Давайте рассмотрим пример с использованием этого уравнения.

Пример 4: Требуемое значение множительного резистора для конкретного диапазона максимального напряжения

Гальванометр имеет сопротивление 175 мОм. Ток 20 мА вызывает полное отклонение гальванометр. Найти сопротивление множительного резистора, который при последовательном включении с гальванометром позволяет он будет использоваться в качестве вольтметра, который может измерить максимальное напряжение напряжением 15 В. Ответ на ближайший ом.

Ответ

Давайте посмотрим на уравнение, которое мы составили для нахождения множителя сопротивления: 𝑅=𝑉𝐼−𝑅.MmaxGG

Нам задано значение максимального напряжения, 15 В, но нам нужно положить сначала другие значения в их основных единицах. Начнем с течения 20 мА.

1‎ ‎000 мА в 1 А: 11000.AmA

Умножение этого соотношения на 20 мА дает 11000×20=0,02.AmAmAA

Аналогично, для сопротивления гальванометра есть 1‎ ‎000 миллиом в 1 Ом: 11000.ОммОм

Умножение на 175 мОм дает 11000×175=0,175 ОммОммОм

Итак, теперь мы можем подставить наши значения в уравнение для сопротивления множителя: 𝑅=150,02−0,175 МВ·А·Ом

90 002 Вольт над амперами становятся Ом, составив уравнение 750−0,175=749,825.ΩΩΩΩ

Округляя до ближайшего Ома, видим, что сопротивление гальванометра настолько мало, что совершенно не меняет окончательного ответа!

Окончательный ответ: 750 Ом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *