Подключение вольтметра и амперметра. Подключение амперметра и вольтметра: схемы, способы и правила подключения в электрическую цепь

Как правильно подключить амперметр и вольтметр в электрическую цепь. Какие существуют схемы подключения измерительных приборов. Каковы основные правила и меры безопасности при работе с амперметром и вольтметром. Как измерить ток и напряжение в цепи постоянного и переменного тока.

Принцип работы и устройство амперметра

Амперметр — это измерительный прибор, предназначенный для измерения силы тока в электрической цепи. Принцип его работы основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля, создаваемого измеряемым током.

Основные элементы конструкции амперметра:

• Подвижная рамка с намотанной катушкой
• Постоянный магнит
• Пружины для возврата стрелки в нулевое положение
• Стрелка и шкала
• Корпус прибора

При прохождении тока через катушку рамки вокруг нее создается магнитное поле. Оно взаимодействует с полем постоянного магнита, в результате чего рамка поворачивается. Угол поворота пропорционален силе измеряемого тока. Стрелка, закрепленная на оси рамки, отклоняется и показывает значение тока на шкале прибора.

Виды амперметров

По принципу действия различают следующие виды амперметров:

• Магнитоэлектрические — наиболее точные и чувствительные
• Электромагнитные — простые по устройству, подходят для постоянного и переменного тока
• Электродинамические — универсальные, но чувствительны к внешним магнитным полям
• Термоэлектрические — для измерения токов высокой частоты
• Цифровые — современные приборы с цифровым дисплеем

По способу включения в цепь амперметры бывают:

• Прямого включения — подключаются непосредственно в разрыв цепи
• Клещевые (токоизмерительные клещи) — позволяют измерять ток бесконтактным способом

Схемы подключения амперметра в электрическую цепь

Основное правило подключения амперметра — он включается последовательно с нагрузкой. Это обусловлено тем, что амперметр имеет очень малое внутреннее сопротивление.

Существует два основных способа подключения амперметра в цепь:

1. Прямое последовательное включение

При этом способе амперметр включается непосредственно в разрыв исследуемой цепи:

1. Размыкается участок цепи, где нужно измерить ток
2. Амперметр подключается последовательно с нагрузкой
3. Соблюдается полярность подключения для цепей постоянного тока

2. Включение через шунт

Шунт — это низкоомный резистор, включаемый параллельно амперметру для расширения пределов измерения:

1. Шунт подключается параллельно амперметру
2. Получившаяся цепь включается последовательно с нагрузкой
3. Ток в цепи распределяется между амперметром и шунтом

Правила подключения вольтметра

Вольтметр, в отличие от амперметра, подключается параллельно участку цепи, на котором нужно измерить напряжение. Основные правила:

• Вольтметр всегда включается параллельно нагрузке или источнику питания
• Прибор должен иметь большое внутреннее сопротивление
• Необходимо соблюдать полярность подключения для постоянного тока
• Предел измерения выбирается с запасом выше ожидаемого напряжения

Особенности измерения в цепях постоянного и переменного тока

При измерениях в цепях постоянного тока важно соблюдать полярность подключения приборов. Положительная клемма амперметра или вольтметра соединяется с положительным полюсом источника питания, отрицательная — с отрицательным.

В цепях переменного тока полярность подключения не имеет значения. Однако следует учитывать, что некоторые приборы рассчитаны только на постоянный ток. Для измерения переменного тока и напряжения используются специальные приборы или мультиметры с соответствующей функцией.

Меры безопасности при работе с измерительными приборами

При проведении электрических измерений необходимо соблюдать следующие правила безопасности:

• Перед подключением приборов обесточить исследуемую цепь
• Использовать измерительные приборы с соответствующими пределами измерений
• Проверять целостность изоляции соединительных проводов
• Не касаться открытых токоведущих частей
• При работе с высоким напряжением использовать диэлектрические перчатки и инструменты
• Не оставлять без присмотра включенные электроустановки

Соблюдение этих правил позволит безопасно и эффективно проводить измерения электрических величин в различных цепях и устройствах.

схема, способы подключения, в цепь постоянного тока

Электричество является неотъемлемой составляющей повседневной жизни человека. Его основными техническими показателями являются сила тока и напряжение. Они измеряются в амперах и соответственно в вольтах. Исходя из этого, амперметр является инструментом, который измеряет силу тока, а вольтметр — напряжение. Для получения точных результатов, и увеличения сроков эксплуатации приборов, нужно выяснить, как подключить амперметр к электрической цепи.

Что такое амперметр и вольтметр

Амперметры нашли свое применение в разных промышленных и бытовых сферах. Их регулярно используют на больших предприятиях, которые связаны с выработкой и распределением тепловой и электроэнергии. Кроме того, их применяют в:

• электрических лабораториях;
• строении автомобилей;
• точных науках;
• строительных работах.

Подключение амперметра

Важно! Однако, помимо средних и крупных компаний, рассматриваемую технику используют обычные люди. Фактически каждый электрик с соответствующими навыками имеет в арсенале такое устройство, которое дает возможность провести измерения параметров потребления электрической энергии приборами, узлами автомобиля и др.

Чтобы определить параметры тока в электрической цепи, используют спецприборы — амперметры. Приспособление включается последовательно в изучаемую электроцепь, и, из-за очень малого внутреннего сопротивления, такой измерительный аппарат не будет вносить какие-то значительные изменения в электрических параметрах цепи.

Амперметр

Вольтметр является устройством, выступающим как измерительное приспособление показателей напряжения до 1000В в сетях с постоянным и переменным током, промышленной частоты и применяется для общего анализа и проведения статистических замеров. Лучшие приспособления будут обладать крайне высоким, бесконечным сопротивлением. Благодаря большому сопротивлению устройства будет достигнута крайне высокая точность, широкие сферы применения.

Вольтметр

Принцип работы

Когда рассматривается стандартный принцип функционирования амперметра, то его действие основывается на определенных аспектах.

На оси кронштейна наряду с магнитом располагается якорь из стали, на котором закреплена стрелка. Оказывая воздействие на якорь, магнит будет передавать ему магнитные качества. В такой ситуации положение якоря будет находиться вдоль силовых линий, которые проходят вдоль самого магнита.

Подобное расположение якоря определит нулевое положение стрелки на шкале. Во время протекания тока от генератора либо иного источника по шине, возле нее появляется магнитный поток. Его силовые линии в месте положения якоря направлены под наклоном 90 градусов к магниту.

Магнитный поток, который образован электротоком, будет действовать на якорь, стремящийся развернуться под прямым углом. При этом ему будет препятствовать магнитный поток, который образован в постоянном магните. Взаимодействие каждого потока будет зависеть от направления и силы электротока, который протекает по шине. На такую величину и произойдет отклонение стрелки устройства от 0.

Работа амперметра

Основой функционирования вольтметра является метод аналогово-цифрового преобразования с 2-хтактным интегрированием.

Преобразователи, которые установлены в устройстве, замеряя показатели напряжения постоянного и переменного тока, его силу, сопротивление, будут преобразовывать в нормализованное напряжение и в процессе применения АЦП трансформируют в код из цифр.

Функциональная схема вольтметра функционирует, используя 4 преобразователя:

• Масштабирующий.
• Низкочастотное устройство, которое преобразует напряжение переменного тока в постоянный.
• Преобразователь силы тока в напряжение.
• Преобразователь сопротивления в напряжение.

Работа вольтметра

Характеристики приборов

Конструкция амперметра достаточно проста: стрелка с катушкой, находящейся в поле постоянного магнита. Принцип функционирования рассматриваемого устройства крайне прост: во время его включения по катушке будет течь электроток. Под воздействием силы Ампера катушка будет поворачиваться до того момента, пока упругость возвратных пружин не совпадет с силой Ампера.

Нормальное функционирование вольтметра возможно при температурных показателях воздуха не более 25 — 30 градусов с влажностью до 80% и атмосферным давлением 650 — 800 мм ртутного столба. Частота питающей электросети составляет 50 Гц и имеет показатели напряжения 220В (частота не более 400 Гц). На показатели замеров значительное воздействие окажет форма кривой переменного напряжения электросети.

Возможности приспособления оценивают посредством таких параметров и величин:

• Сопротивление рассматриваемого устройства.
• Диапазон замеряемых показателей напряжения.
• Категория точности замеров.
• Диапазон границ частоты напряжения в переменной цепи.

Разновидности

Точность измерений рассматриваемого устройства будет зависеть от принципа воздействия и разновидности приспособления. Согласно распространенной классификации все амперметры можно разделить на такие виды:

• Магнитоэлектрические.
• Электромагнитные.
• Электродинамические.
• Термоэлектрические.
• Цифровые.
• Ферродинамические.

Есть и иные аппараты специализированного назначения, чтобы измерять силу тока. Их применяют в узкопрофильных сферах, они не распространены настолько, как указанные выше.

Электромагнитный

Приспособления с электромагнитным принципом функционирования не оснащаются двигающейся катушкой, в отличие от магнитоэлектрических разновидностей приборов. Конструкция рассматриваемых устройств намного проще. В корпусе располагается спецустройство и 1 либо более сердечников, установленных на оси.

Рассматриваемый тип амперметра обладает меньшей восприимчивостью в сравнении с магнитоэлектрическим устройством, потому точность замеров аппарата будет значительно ниже. Достоинствами подобных приспособлений станет универсальность функционирования. Это значит, что они способны измерить силу тока в цепи постоянного и переменного токов. Это в значительной мере расширит сферу использования подобного устройства.

Электромагнитный амперметр

Магнитоэлектрический

Принцип воздействия подобной разновидности устройств основан на взаимодействии магнитного поля и двигающейся катушки, которая находится в конструкции приспособления.

Преимуществами рассматриваемого изделия станет невысокое энергопотребление при работе, повышенная восприимчивость и точность замеров. Каждый магнитоэлектрический прибор оснащается равномерным градуированием измерительной шкалы. Подобное даст возможность производить высокоточные замеры.

Важно! К минусам рассматриваемого приспособления относят сложность внутреннего устройства, присутствие двигающейся катушки. Подобное изделие не считается универсальным, поскольку оно подойдет лишь для постоянного тока.

Невзирая на минусы амперметра, такая разновидность аппарата широко распространена в разных промышленных сферах, в лабораториях.

Магнитоэлектрический амперметр

Термоэлектрический

Такая разновидность приспособлений для замера силы тока используется для электроцепей с высокочастотным током. В конструкции устройств есть магнитоэлектрический механизм, состоящий из проводов с припаянной термопарой. Во время прохождения тока подогреваются жилы проводки. Чем больше сила, тем выше поднимаются температурные показатели. По таким параметрам спецмеханизм будет проводить перевод нагрева в показатели тока.

 

Термоэлектрический амперметр

Электродинамический

Принцип функционирования рассматриваемых приспособлений основан на взаимодействии электрополей токов, проходящих по магнитным катушкам. Устройство амперметра включает в себя подвижную и неподвижную катушки. Универсальное функционирование на каждом виде тока станет главным преимуществом рассматриваемых видов амперметра.

Из минусов следует отметить большую восприимчивость, поскольку приспособления будут реагировать даже на наименьшие магнитные поля, которые расположены в непосредственной близости. Такие поля могут создать для рассматриваемого амперметра значительные помехи, потому подобные устройства используются лишь в защищенных экраном местах.

Электродинамический амперметр

Ферродинамический

Подобные приспособления отличаются самой большой эффективностью и точностью замеров. Электромагнитные поля, которые расположены в непосредственной близости с амперметром, не будут оказывать на прибор существенного воздействия, потому отсутствует необходимость в монтаже вспомогательных экранов для защиты.

Устройство подобного изделия включает в себя замкнутую ферримагнитную проводку, сердечник и неподвижную катушку. Подобная конструкция дает возможность улучшить надежность функционирования приспособления. Потому ферродинамические разновидности амперметров зачастую используют в военных сферах и оборонных предприятиях. К основным достоинствам аппарата также относят комфорт и простоту использования, точность замеров по отношению к ранее рассмотренным разновидностям приборов.

Ферродинамический амперметр

Цифровой

Наиболее современная и комфортная разновидность устройств для замеров силы тока. В них отсутствуют стрелки, которые регулярно колеблются. Подобные приспособления оснащены монитором, где будут выведены показатели, которые отображают силу тока в амперах. В то же время они будут давать достаточно точные сведения. К важным достоинствам цифровых устройств относят их невосприимчивость к вибрации и встряске.

Ввиду этого возможно провести замеры силы тока в автопроводке на ходу, не останавливаясь. Большинство цифровых устройств оснащаются водозащитным и антиударным корпусом, что сделает их более стойкими для применения в трудных условиях. Так как в приспособлении отсутствует стрелка, то его возможно разместить по горизонтали, по вертикали либо под наклоном. Направление устройств во время снятия замеров никоим образом не воздействует на получаемые данные.

Цифровой амперметр

Важно! Цифровым приспособлениям не страшны небольшие механические удары, которые возможны от функционирующего вблизи оборудования. Нахождение в вертикальной либо горизонтальной плоскости устройства не оказывает воздействия на его функциональность, как и изменения температурных показателей и давления. Потому подобное устройство также используют снаружи.

Схемы и способы подключения

Часто возникает вопрос, как подключать амперметр, последовательно или параллельно. Соединить рассматриваемое устройство в разрыв электроцепи не составит труда. В целях безопасности такая процедура выполняется, когда отключен источник питания. Заранее нужно удостовериться, что максимальный ток не будет превышать допустимые значения прибора. Такие шкалы дублируются в сопроводительной техдокументации. Когда подается питающее напряжение, снимаются показания. Необходимо выждать, когда прекратит колебаться стрелка. Когда она смещается в обратную сторону, то меняется полярность подключения. При чересчур сильном токе используется допшунтирование.

Схема подсоединения приспособления бывает прямой либо косвенной. В первом случае устройство непосредственно подключают в электроцепь меж источником питания и нагрузкой.

До того, как подключить приспособление необходимо учитывать:

• постоянный либо переменный ток в электросети;
• соблюдена ли полярность устройства;
• стрелка приспособления должна располагаться за серединой шкалы;
• границы измерения максимально возможных скачков тока в схеме;
• соответствует ли внешняя среда рекомендованным показателям;
• находится ли место измерений без влияния вибрации.

Подключение устройства

В цепь постоянного тока

Постоянный ток может проходить через разные электросхемы. В качестве примера можно привести всевозможные зарядные устройства, блоки питания. Чтобы ремонтировать подобные устройства, мастер должен иметь понимание, как подключается амперметр в электроцепь.

В домашних условиях такие навыки также не станут лишними. Они помогают человеку, который не слишком увлекается радиоэлектроникой, самому определять, например, время, на которое хватает зарядки батареи от фотоаппарата.

Чтобы провести эксперимент, понадобится в полной мере заряженный аккумулятор с номинальным напряжением, к примеру, в 3,5 В. Кроме того, нужно использовать лампу такого же номинала, чтобы создать последовательную схему:

• аккумулятор;
• амперметр;
• лампочка.

Запись, которая обозначена на измерительном устройстве, фиксируется. К примеру, осветительный прибор будет потреблять электроэнергию мощностью в 150 миллиампер, а батарея имеет вместимость в 1500 миллиампер-часов. Следовательно, она будет работать в течение 10 часов, выдавая ток в 150 мА.

Цепь постоянного тока

К зарядному устройству

Часто возникает вопрос, как правильно подключать амперметр к зарядному устройству. В процессе применения зарядного устройства возникает надобность в измерении силы тока. Подобное даст возможность осуществлять контроль процесса накопления электроэнергии батареей, и избежать перезарядки с недозарядкой. Вследствие этого сроки эксплуатации аккумуляторной батареи существенно увеличатся.

Во время работы большого количества технических приспособлений появляется необходимость в контроле силы тока. Стрелки амперметра либо показатели на мониторе дискретного устройства покажут оператору такой физический параметр. Проводимые замеры нужны, чтобы поддержать рабоче состояние и для сигнализации о появлении аварийной ситуации.

Подсоединение к зарядному устройству

Как правильно использовать

Амперметр представляет собой измерительной устройство, которое предназначено в целях фиксации силы постоянного или переменного тока, который протекает в электроцепи. Вольтметр используется в аналогичных целях, только проводятся расчеты такого показателя, как напряжение. Алгоритм действий:

• Необходимо открыть приспособление, чтобы хорошо были видны входящие и выходящие контакты: пользователь увидит как минимум 2 провода (положительный, красного цвета, и отрицательный, черного). Кроме того, иногда устройства оснащаются проводом заземления, который преимущественно окрашен в зеленый цвет.
• Переключается измерительное устройство в позицию AC (переменный ток) либо DC (постоянный ток), с учетом того, какой ток необходимо измерить.
• Разрывается соединение электроцепи с источником, отсоединяется от него проволока. Необходимо отметить, какой вход будет соответствовать плюсу, а какой — минусу.
• Помещаются зонды устройства на входы источника тока. Когда в приборе источник постоянного тока, важно не перепутать положительный и отрицательный входы.
• Снимаются показания устройства.
• Когда первый показатель очень мал, уменьшается диапазон устройства для увеличения точности. В целях наилучшей сохранности приспособления нужно использовать наименьший диапазон, который достаточен для корректных замеров.

Использование приборов

Меры безопасности

Перед использованием амперметра или вольтметра крайне важно ознакомиться с правилами безопасной эксплуатации рассматриваемых устройств. Основные меры безопасности при работе с техникой:

• До начала работ требуется проверить целостность изоляционного материала на проводах, который бывает нарушен вследствие длительного использования. В подобных ситуациях крайне велик риск удара электротоком.
• Нужно не забывать, что работы производятся с электричеством, потому предпринимаются все необходимые меры, чтобы избежать повреждения и удар током. В этих целях необходимо проводить работы в сухом месте, не допускать проникновения влаги на электроцепь и измерительное устройство.
• Запрещается подсоединять измерительный прибор к основной электросети в жилище, к примеру, к контактам распределительного щита.
• До работ нужно удостовериться, какой тип электроцепи измеряется (переменный либо постоянный ток), так как это определяет, куда подключается положительный и отрицательный провода аппарата. Когда ток постоянный, в обязательном порядке подключается плюс к плюсу и минус к минусу. Когда же пользователь работает с переменным током, порядок подсоединения не будет играть роли.
• Во время измерений прибор будет замыкать электроцепь, ток течет через него. Чтобы получить правильные замеры, нужно удостовериться в том, что каждый контакт правильно подключен.
• Чтобы избежать удара током, необходимо воспользоваться зондами, которые заключены в оболочку из резины.
• При поражении током, потерпевшему требуется оказать неотложную помощь. Потому, проводить измерения рекомендовано с напарником, который способен подстраховать при возникновении нештатной ситуации.

Для измерения силы тока в электроцепи используются устройства, которые называют амперметры. Они подключаются в электроцепь по последовательной схеме. Когда требуется измерить напряжение, то применяется вольтметр. Крайне важно при использовании рассматриваемых устройств соблюдать правила безопасности.

схема включения прибора в цепь, виды устройств

Электрические цепи присутствуют во всех сферах и отраслях жизни современного человека. Стоит прекратить подачу тока и ее качество значительно ухудшится, с разных сторон возникнет масса серьезных опасностей. Чтобы постоянно регулировать исправную работу электросети, необходимо знать, как подключается амперметр. Этим прибором измеряется сила тока.

Общие сведения о приборе

Законы электрической цепи преподаются в учебных заведениях. Каждому подростку известны нюансы про направленное движение заряженных частиц. Оно представлено перемещением электронов по проводнику и называется электричеством. Если рассматривать практическую сторону, любое перемещение чего-либо в природе (воздушные массы, заряды, вода в реке) может приносить пользу человечеству.

Нужно только определиться с продолжительностью действия силы, ее направлением, мощностью.

На основании этого создаются различные устройства, просчитывающие и измеряющие всевозможные величины. Например, чтобы иметь подробное представление про ток, стоит воспользоваться амперметром. Прибор без труда определяет численность заряженных частиц, которые пересекают установленное в проводнике сечение за определенный период (единицу) времени, что и является силой тока.

Понятие и виды амперметра

Приспособление подходит для определения силы тока в любой действующей электросети. Предмет легко узнаваем по имеющейся латинской литере «А». Схема подключения амперметра предельно проста. Нужно только определиться с величиной тока, начинающейся миллиамперами.

Также приборы подразделены на те, что рассчитаны на определенную мощность, и универсальные с изменяющимся пределом измерения. Стоит отметить, что для работы с переменным и постоянным током задействуются разные виды амперметров. Они также различны по принципу устройства:

• магнитоэлектрические;
• индукционные;
• в электромагнитном исполнении;
• тепловые;
• в виде электродинамической системы;
• детекторного типа;
• термоэлектрические;
• фотоэлектрические.

Схема включения амперметра магнитоэлектрического типа предельно проста. Она дает возможность узнать силу тока в сети, запитанной постоянным напряжением. С переменными показателями уместнее работать при помощи индукционных, детекторных устройств.

Иные приспособления обычно являются универсальными в применении. Особенность агрегатов в магнитоэлектрическом и электродинамическом исполнении заключается в максимальной их точности и высокой чувствительности.

Подключение к цепи

Чтобы понять, как подключить амперметр любой сложности, нужно знать, что он включается последовательно нагрузке. В таком случае через прибор пройдет ток, аналогичный электричеству в измеряемой сети.

Устройства специально изготавливаются с незначительным входным сопротивлением. Так предотвращается сильное влияние на ток, ему оказывается минимальное препятствие. Следует помнить, что при неверном подключении, когда амперметр соединяется параллельно нагрузке, ток будет направлен через описываемый агрегат, а именно сработает правило наименьшего сопротивления. В таких ситуациях на практике измерители тока попросту выходят из строя.

Перед покупкой амперметра нужно знать, с какой силой он будет работать, — постоянной или переменной. Определившись по маркировке на шкале с выбором прибора, на нем рекомендуется выставить максимальную мощность, продумать правильное подсоединение к сети.

Далее с измерителя снимаются показатели. Когда они являются меньшими в сравнении с выставленным пределом, а стрелка располагается в первой части градиента, ее следует переместить в другую сторону шкалы с обозначением максимально точных значений.

Определение постоянного тока

Подобный вид электричества проходит через различные электронные схемы. Ярким примером станут всевозможные зарядные устройства, блоки питания. Для ремонта таких приспособлений мастер должен знать и понимать, как подключается амперметр в цепь.

В бытовых условиях подобные знания не будут лишними. Они помогут человеку, не сильно увлекающемуся радиоэлектроникой, самостоятельно определить, к примеру, время, на которое хватит зарядки аккумулятора от фотоаппарата.

Для проведения эксперимента понадобится полностью заряженная батарея с номинальным напряжением, например, в 3,5 вольта. Также стоит запастись лампочкой аналогичного номинала для создания последовательной схемы:

• батарея;
• амперметр;
• лампа.

Запись, обозначенная на измерительном приборе, фиксируется. Например, осветительное изделие потребляет электричество мощностью в 150 миллиампер, а аккумулятор имеет емкость в 1500 миллиампер-часов. Значит, последний должен функционировать на протяжении 10 часов, выдавая ток в 150 mA.

Измерение переменного электричества

Любые бытовые приборы, питающиеся от сети, показывают нагрузку, с которой они потребляют ток переменного типа. При рассмотрении вопросов использования энергии стоит помнить про понятие мощности, за которую и производится окончательная оплата в киловаттах. В таком случае амперметр выступает устройством для выполнения косвенных замеров. Таким способом определяется сила тока через стандартную формулу по закону Ома:

P=I*U, где:

• U является напряжением;
• I представляет силу тока;
• Р указывает на рассчитанную мощность.

Бывают случаи, когда утрачивается информация, фиксируемая электрощитком. Для восстановления необходимых параметров и понадобится амперметр. Иногда при обслуживании масштабного здания отсутствует возможность контроля всех приборов, фиксирующих электричество. Проблема решается путем подсоединения усиленного амперметра на выход от щитка, снятия интересуемых замеров. Такие задачи разрешено выполнять только специально обученным людям.

Бесконтактный вариант замеров

Бывает так, что разрыв электроцепи без включения измерительного агрегата невозможен по техническим причинам. Узнать же значения тока необходимо, это касается работы с высоковольтными и обычными сетями. Схема подключения вольтметра, амперметра в таких случаях предполагает использование специальных токовых клещей, которые позволяют бесконтактно произвести интересуемые замеры.

Принцип действия такого приспособления базируется на том, что ток поступает на проводник, создавая тем самым определенное магнитное поле. Величины этих значений взаимозависимы. Замеряется напряженность в имеющемся поле, преобразуется по формуле, а на выходе получается реальный показатель силы, выражающейся в амперах.

Такой способ часто используется на практике из-за простоты, удобства и безопасности, отсутствия необходимости применять амперметр, думая, как ввести его в цепь. Например, клещи фиксируются на изолированном проводе любой цепи и зарядного устройства, после чего просто снимаются нужные показатели. Существенный недостаток — их высокая стоимость.

Амперметр является востребованным прибором при работе с электросетями. В домашних условиях он приносит не меньше пользы. Применение же такого агрегата предельно просто и незамысловато.

Подключение амперметра и вольтметра * Электрон Град

Измерители тока магнитоэлектрической системы

Данные прибору получили наибольшее распространение у радиолюбителей. Амперметры данного типа обладают равномерной шкалой и хорошей чувствительностью. Внешний вид такого прибора на рисунке с низу.

Чувствительным элементом такого амперметра является рамка из тонкого картона или фольги с намотанной на нее катушкой. Рамка находится как бы в подвешенном состоянии на двух полуосей — кернах, концы которых упираются в подпятники. К рамке крепится противовес и стрелка. Вся эта конструкция находится в внутри сильного постоянного магнитного поля, то есть вокруг рамки находится магнит. Выводами катушки рамки являются две спиралевидные пружины, благодаря им стрелка удерживается в исходном состоянии. Стрелка прибора выставляется в положение 0 за счет корректора закрепленного на корпусе прибора и рычага соединенного с пружиной.

Принцип работы амперметра

При возникновении тока на катушке рамки вокруг нее возбуждается магнитное поле. Оно начинает взаимодействовать с магнитным полем постоянного магнита и рамка будет стремится повернуться так, чтобы ее полюса рамки находились напротив полюсов магнита противоположной полярности. Чем больше ток на рамке тем сильнее ее магнитное поле и значительнее усилие поворачивающее ее. При пропадании тока в цепи катушки рамки на нее начинают воздействовать пружины. Благодаря этому рамка возвращается в исходное состояние.

Приборы магнитоэлектрической системы способны измерять только постоянные или пульсирующие токи. Для измерения переменных токов их следует преобразовать в постоянные такой же величины.

Измерение токов и напряжений, шунтирующий резистор

Для измерения постоянного тока в цепи, прибор подключается последовательно нагрузке. Ток проходящий в этой цепи не должен превышать пределы подключаемого прибора. В противном случае шкала прибора зашкалит, а при существенном превышении может сгореть обмотка рамки. Для увеличения диапазона измерения тока в цепь добавляют шунтирующий резистор. Данный резистор подключается параллельно амперметру. Рассчитывается он по формуле

Rш=Rи/(Iп/Iи-1)

Где, Iп — предел измерения в Амперах.
Iи — ток полного отклонения стрелки в Амперах.
Rи — сопротивление рамки прибора в Омах.
Например: имеем микроамперметр с параметрами Iи=100мкА=0,0001А. Сопротивление рамки 1000Ом. Требуется рассчитать шунт для измерения токов до 100мА=0,1А.
Rш=1000/(0,1/0,0001-1)=1Ом

Измерение напряжения и добавочный резистор

Для измерения напряжения Вольтметр подключается параллельно нагрузке. При отсутствии Вольтметра можно подключить амперметр. Но следует учесть, что амперметры способны измерять относительно низкие напряжения. Так как в них отсутствует или слишком мало добавочное сопротивление катушки. Добавочный резистор подключается последовательно с прибором и позволяет расширить пределы его измерения.

Расчет добавочного сопротивления

Для измерения напряжения Вольтметр подключается параллельно нагрузке. При отсутствии Вольтметра можно подключить амперметр. Но следует учесть, что амперметры способны измерять относительно низкие напряжения. Так как в них отсутствует или слишком мало добавочное сопротивление катушки. Добавочный резистор подключается последовательно с прибором и позволяет расширить пределы его измерения.
Расчет добавочного сопротивления

Rд=(Uп/Iи)-Rи

где, Uп — максимальный предел измерения напряжения в Вольтах
Iи — ток полного отклонения стрелки в Амперах.
Rи — сопротивление рамки прибора в Омах.
Например: имеем тот же самый амперметр, что и в предыдущем примере. Iи=100мкА=0,0001А. Сопротивление рамки 1000Ом. Максимальный предел измеряемого напряжения 10В.
Rд=(10В/0,0001мА)-1000Ом=99000Ом=99кОм

Вольтметр/амперметр постоянного тока 0-100В и 0-100А с шунтом.

Добрый день. Несколько слов про вольтметр, который вы видите на фото.

Честно говоря, до сих пор не пойму, почему не купил мультиметр… Наверное, понравился компактный размер и цветное табло, хороший диапазон измерений (от 0 до 100В и от 0 до 100А), однако, как показала практика, следовало посоветоваться с электриком).

Сам-то я с электроникой на «пошел ты на фиг», хотя ток иногда померить где-нибудь, скажем, на тестах тех же китайских блоков питания, было бы интересно…

В общем заказал. Вольтметр пришел в ПЭ пакетике с шунтом.

Инструкции не было, поэтому полез искать схему подключения. Нашел.

Решил померить ток в блоке питания своего телефона, для чего разобрал хаб, разрезал проводки и на скрутках (не паять же)) по-быстрому собрал.

Цифры зажглись.) Вольтаж еще, если и похож на правду, то вместо силы тока вольтметр показал какую-то ересь.
При подключении нагрузки — шнура телефона к USB хабу, тот вообще отказался заряжаться.
В общем, после нескольких дней колдований, я все-таки решил занести его на работу и отдать человеку с нехилыми радиотехническими знаниями.

Эксперт исследовал его, и даже нашел типовую схему в интернете.

Типовая схема. (сопротиления нет, встроенного шунта нет)

Оказалось, что данные вольтметры являются с одной стороны универсальными, а с другой — могут сильно отличаться друг от друга. Например, данная модель вольтметра вообще не может мерить силу тока без подключения шунта.

В описании на сайте написано, что можно подключать вольтметр напрямую при измерении токов до 10А, неправда, в этом вольтметре нет встроенного шунта, значит подключать придется по-любому через внешний шунт. Схема которую я нашел не подходит, электронщик нарисовал мне свою, как следует подключать этот вольтметр.

Как только я подключил по его схеме, телефон начал заряжаться, а вольтметр стал показывать вольтаж точно, но силу тока опять показывал в районе 50А.)

Без нагрузки

С нагрузкой

Причем реагировал на касание к корпусу и проводам на шунте.
Кстати, позже оказалось, что прибор чувствителен к собственному питанию. Хоть и написано, что его можно питать от 4,5В до 30В, на обычном китайском блоке питания 5В для телефона, показывал странные показания, при подключении 12В блока питания стал работать стабильно.

Электрик высказал мнение, что, вероятнее всего, данная модель не подходит для измерения маленьких токов. Также имеет значение сечение проводов, провода в моей «схеме» тонкие и неплотно прикручены к шунту.

В общем, эти вольтметры в какой-то мере универсальные, как я понял, их можно встроить в любой прибор или панель, скажем, в зарядное для авто аккумулятора, или даже в саму машину, чтобы отслеживать ток и напряжение на аккумуляторе, но для моих целей (измерять малые токи) эта модель не подходит.

Следовало прикупить подешевле и попроще, с диапазоном измерений до нескольких Ампер, например такой. У таких вольтметров и чувствительность была бы побольше и показания точнее для малых токов…

Электрик прибор похвалил, в нем есть калибровка показаний вольтажа и силы тока, но, поскольку машины у меня нет, вероятнее всего продам я его, и куплю попроще. А может и правда — лучше мультметр).

Всем спасибо за внимание, удачи в покупках.

Как подключить к блоку питания цифровой вольтметр, амперметр (Китайский модуль).

Достаточно удобно, когда на блоке питания установлен индикатор, показывающий постоянное напряжение и ток. При питании нагрузки всегда можно видеть падение напряжения, величину потребляемого тока. Но не все источники питания оснащены амперметрами и вольтметрами. У покупных, более дорогостоящих блоков питания они имеются, а вот у дешевых моделях их нет. Да и в самодельных БП их не всегда ставят. Сегодня имеется возможность приобрести за небольшие деньги цифровой модуль измеритель индикатор постоянного тока и напряжения (Китайский вольтметр амперметр). Стоит этот модуль в пределах 3х баксов. Купить его можно посылкой из Китая, на ближайшем радиорынке, магазине электронных компонентов.

Сам этот Китайский цифровой модуль вольтметра, амперметра измеряет постоянный ток (до 10, 20 ампер, в зависимости от модели) и напряжение (до 100, 200 вольт). Он имеет небольшие, компактные размеры. Легко может монтироваться в любые подходящие корпуса (нужно вырезать соответствующее отверстие и просто его туда вставить). На задней части, на плате имеются два подстроечных резистора, которыми можно производить коррекцию показаний измеряемых величин тока и напряжения. Точность у этого цифрового Китайского модуля вольтметра и амперметра достаточно высока — 99%. Экран имеет трехсимвольное табло красного (для напряжения) и синего (для тока) цвета. Этот блок питается от постоянного напряжения от 4 до 28 вольт. Потребляет мало тока.

Сама установка, электрическое подключение к схеме блока питания достаточно проста. На измерительном модуле тока и напряжения имеются такие провода: три тонких провода (черный минус и красный плюс питания модуля, жёлтый для измерения постоянного напряжения относительно любого черного), два толстых провода (черный минус и красный плюс для измерения силы постоянного тока).

Этот Китайский модуль амперметра, вольтметра можно питать как от самого источника, на котором измеряем электрические величины, так и независимым блоком питания. Итак, после монтажа в корпус измерителя мы спаиваем вместе два чёрных провода (тонкий и толстый), это будет общий минус, который мы и припаиваем к минусу блока питания. Спаиваем вместе тонкие провода красного и желтого цвета, подсоединяем их к выходу (плюса) источника питания. К толстому красному проводу, относительно спаянных чёрных проводов, подключаем саму электрическую нагрузку (это будут провода выхода блока питания).

 

Важно заметить, что для правильного измерения постоянного тока важна полярность токовых проводов. То есть, именно толстый красный провод должен быть выходом блока питания. В противном случае данный цифровой амперметр будет показывать нули на своем табло. На обычном блоке питания (без функции регулирования напряжения) на индикаторе можно отслеживать только падение напряжения. А вот на регулируемом источнике питания будет хорошо видно, какое напряжение вы сейчас имеете при его выставлении.

Видео по этой теме:

P.S. В целом подключение этого цифрового Китайского модуля вольтметра, амперметра на должно составить труда. При последующем использовании вы оцените его работу, вам она понравится. Наиболее популярным считается трёхсимвольный измерительный блок, хотя немного подороже будет стоит четырехсимвольный, у которого точность измерения уже не 99%, а 99,9%. Данные цифровые модули, измеряющие постоянный ток и напряжение, бывают и отдельного типа, то есть один такой блок является либо амперметром или вольтметром. Экран у них побольше.

Как подключить амперметр, что это за прибор?

Весьма часто в нашей жизнедеятельности возникает ситуация, при которой нам необходимо измерить силу тока. Для чего? Чтобы узнать предполагаемую мощность того или иного оборудования, например. Для определения потенциально уровня нагревания кабеля и так далее. Примерно для этих целей нам и понадобится амперметр переменного тока. Именно он служит для измерения силы тока. К слову, с помощью прибора можно измерить силу не только переменного, но и постоянного тока. Как пользоваться этим инструментом?

Подключение

Чтобы понять, как подключить амперметр, нужно уяснить принцип диапазона измерения. То есть, прибор работает в определенном диапазоне, измеряя от значений в мкА до значений в кА. Учитывая техническую схему подключения, следует опередить максимальный уровень тока шкалы. Само подключение происходит последовательно, а не параллельно существующей нагрузки. Иначе существует опасность перенапряжения прибора. Соответственно, он станет нефункционален, проще говоря, перегорит.

Важным моментом является то, что измеряемый ток сильно зависит от общего сопротивления цепи. Из этого следует, что внутреннее сопротивление прибора должно быть предельно небольшим. Иначе, класс точности результатов может быть под вопросом. Ведь само оборудование будет влиять на числительный показатель. Чтобы точнее уяснить, понадобится схема подключения амперметра.

Шунт

Как подключить амперметр, если величина тока, которая необходима для измерения, превосходит возможности прибора? Для этого как раз и используются разнообразные шунты. Они позволяют расширить измеримый диапазон тока. Нагрузка будет распределена в пользу шунта, он примет на себя большую часть. По сути, шунт просто покажет снижение тока, которое зафиксирует прибор. В данном случае он будет работать по принципу милливольтметра, однако, его показатели будут в амперах, а значит и конечная информации будет корректной.
Для более детального понимания необходима схема включения амперметра через шунт.

Где применяется амперметр?

Амперметр постоянного тока применяется повсеместно. Если мы исключим бытовые нужды, то первым вариантом будут крупные промышленные предприятия. Естественно лишь те, которые, так или иначе, занимаются созданием (генерацией) и дальнейшим потреблением электрической или тепловой энергии.
Помимо этого, широкое применение прибор нашел в строительстве. Ни один серьезный проект не проходит без этого маленького помощника.

Разнообразие оборудования

Устройство амперметра может довольно сильно отличаться в зависимости от модели. Если классифицировать их по типу отсчета, можно выделить стрелочные, световые и электронные варианты.
Амперметр постоянного тока может быть различным также как и способы его функционирования. Тут ряд шире, и остановиться на нем стоит подробнее.

Электромагнитные амперметры необходимы для измерения переменного тока с невысокой частотностью. Схема амперметра данного типа самая простая, соответственно – они наиболее дешевые на рынке.
Если вам интересно, как называется прибор для измерения силы тока с высокой частотностью, то это термоэлектрический измеритель. Принцип действия амперметра такого рода заключается в работе проводника и термопары. Проводник с помощью проходящего по нему тока нагревает термопару, что и служит способом вычисления силы тока.

Ферродинамические устройства необходимы для стрессовой среды с повышенным магнитным полем. Они более устойчивы к внешнему и внутреннему воздействию. Самым последним словом техники является амперметр цифровой. Это наиболее прогрессивные модели, которые не боятся сильного напряжения, механических повреждений. Они гораздо проще в освоении и применении. Как подключить цифровой амперметр? В большинстве случаев, если производитель не указал иное, точно так же как и обычный.

На этом основные виды амперметров можно считать исчерпанными. Некоторые пользователи, правда, посчитают, что один вид мы пропустили. А именно вольтметр.

Отличия вольтметра от амперметра

Для начала давайте просто разберем этимологию слов. Сразу понятно, что приборы произошли от слов «ампер» и «вольт». И хотя первый может подключаться к той же цепи, что и вольтметр, назначение у них совершенно разное. Ампер – единица измерения силы тока, тогда как вольт – единица измерения напряжения. Так чем же амперметр отличается от вольтметра? Правильно, первый измеряет силу, а второй напряжение.

Вольтметр/амперметр постоянного тока 0-100В и 0-100А с шунтом.

Добрый день. Несколько слов про вольтметр, который вы видите на фото.

Честно говоря, до сих пор не пойму, почему не купил мультиметр… Наверное, понравился компактный размер и цветное табло, хороший диапазон измерений (от 0 до 100В и от 0 до 100А), однако, как показала практика, следовало посоветоваться с электриком).

Сам-то я с электроникой на «пошел ты на фиг», хотя ток иногда померить где-нибудь, скажем, на тестах тех же китайских блоков питания, было бы интересно…

В общем заказал. Вольтметр пришел в ПЭ пакетике с шунтом.

Инструкции не было, поэтому полез искать схему подключения. Нашел.

Решил померить ток в блоке питания своего телефона, для чего разобрал хаб, разрезал проводки и на скрутках (не паять же)) по-быстрому собрал.

Цифры зажглись.) Вольтаж еще, если и похож на правду, то вместо силы тока вольтметр показал какую-то ересь.
При подключении нагрузки — шнура телефона к USB хабу, тот вообще отказался заряжаться.
В общем, после нескольких дней колдований, я все-таки решил занести его на работу и отдать человеку с нехилыми радиотехническими знаниями.

Эксперт исследовал его, и даже нашел типовую схему в интернете.

Типовая схема. (сопротиления нет, встроенного шунта нет)

Оказалось, что данные вольтметры являются с одной стороны универсальными, а с другой — могут сильно отличаться друг от друга. Например, данная модель вольтметра вообще не может мерить силу тока без подключения шунта.

В описании на сайте написано, что можно подключать вольтметр напрямую при измерении токов до 10А, неправда, в этом вольтметре нет встроенного шунта, значит подключать придется по-любому через внешний шунт. Схема которую я нашел не подходит, электронщик нарисовал мне свою, как следует подключать этот вольтметр.

Как только я подключил по его схеме, телефон начал заряжаться, а вольтметр стал показывать вольтаж точно, но силу тока опять показывал в районе 50А.)

Без нагрузки

С нагрузкой

Причем реагировал на касание к корпусу и проводам на шунте.
Кстати, позже оказалось, что прибор чувствителен к собственному питанию. Хоть и написано, что его можно питать от 4,5В до 30В, на обычном китайском блоке питания 5В для телефона, показывал странные показания, при подключении 12В блока питания стал работать стабильно.

Электрик высказал мнение, что, вероятнее всего, данная модель не подходит для измерения маленьких токов. Также имеет значение сечение проводов, провода в моей «схеме» тонкие и неплотно прикручены к шунту.

В общем, эти вольтметры в какой-то мере универсальные, как я понял, их можно встроить в любой прибор или панель, скажем, в зарядное для авто аккумулятора, или даже в саму машину, чтобы отслеживать ток и напряжение на аккумуляторе, но для моих целей (измерять малые токи) эта модель не подходит.

Следовало прикупить подешевле и попроще, с диапазоном измерений до нескольких Ампер, например такой. У таких вольтметров и чувствительность была бы побольше и показания точнее для малых токов…

Электрик прибор похвалил, в нем есть калибровка показаний вольтажа и силы тока, но, поскольку машины у меня нет, вероятнее всего продам я его, и куплю попроще. А может и правда — лучше мультметр).

Всем спасибо за внимание, удачи в покупках.

Вольтметры и амперметры | Безграничная физика

Вольтметры и амперметры

Вольтметры и амперметры используются для измерения напряжения и тока соответственно.

Цели обучения

Сравнить схемы подключения амперметра и вольтметра

Основные выводы

Ключевые моменты

• Вольтметр — это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.
• Амперметр — это измерительное устройство, используемое для измерения электрического тока в цепи.
• Вольтметр подключен параллельно к устройству для измерения его напряжения, а амперметр подключен последовательно к устройству для измерения его тока.
• В основе большинства аналоговых измерителей лежит гальванометр, прибор, который измеряет ток, используя движение или отклонение иглы. Отклонение иглы вызывается магнитной силой, действующей на провод с током.

Ключевые термины

• шунтирующее сопротивление : небольшое сопротивление R, помещенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше R должно быть; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра
• гальванометр : аналоговое измерительное устройство, обозначенное G, которое измеряет ток, используя отклонение стрелки, вызванное силой магнитного поля, действующей на провод с током.

Вольтметры и амперметры измеряют напряжение и ток цепи соответственно. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами.

Вольтметры и амперметры : Краткое введение в вольтметры и амперметры для студентов-физиков.

Вольтметры

Вольтметр — это прибор, который измеряет разность электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.Аналоговый вольтметр перемещает указатель по шкале пропорционально напряжению в цепи; цифровой вольтметр обеспечивает числовой дисплей. Любое измерение, которое можно преобразовать в напряжение, можно отобразить на правильно откалиброванном измерителе; такие измерения включают давление, температуру и расход.

Вольтметр : Демонстрационный вольтметр из класса физики

Чтобы вольтметр мог измерять напряжение устройства, он должен быть подключен параллельно этому устройству.Это необходимо, потому что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов.

Вольтметр, подключенный параллельно : (a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (V) подключается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр напрямую к ЭДС без учета его внутреннего сопротивления r. (b) Используемый цифровой вольтметр

Амперметры

Амперметр измеряет электрический ток в цепи.Название происходит от названия единицы измерения электрического тока в системе СИ, ампер (А).

Чтобы амперметр мог измерять ток устройства, он должен быть последовательно подключен к этому устройству. Это необходимо, потому что последовательно соединенные объекты испытывают одинаковый ток. Их нельзя подключать к источнику напряжения — амперметры предназначены для работы с минимальной нагрузкой (которая относится к падению напряжения на амперметре, обычно составляющему небольшую долю вольта).

Амперметр серии : Амперметр (A) подключается последовательно для измерения тока.Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такие же показания, если он расположен между точками d и e или между точками f и a, как и в показанном положении. (Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС, а r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Гальванометры (аналоговые измерители)

У аналоговых счетчиков

иглы, которые поворачиваются, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков, которые имеют числовые показания.Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, которое обозначается номером G . Ток через гальванометр I _G вызывает пропорциональное движение или отклонение стрелки.

Двумя важнейшими характеристиками любого гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току. Чувствительность по току — это ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, другими словами, максимальный ток, который может измерить прибор.Например, гальванометр с токовой чувствительностью 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки, когда через него протекает 50 мкА, находится на половине шкалы, когда через него проходит 25 мкА, и так далее.

Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то только напряжение В = IR = (50 мкА) (25 Ом) = 1,25 мВ дает показания полной шкалы. Подключив резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр для измерения широкого диапазона напряжений или токов.

Гальванометры как вольтметры

Гальванометр может работать как вольтметр, если он подключен последовательно с большим сопротивлением R . Значение R определяется максимальным измеряемым напряжением. Предположим, вам нужно 10 В для полного отклонения вольтметра, содержащего гальванометр с сопротивлением 25 Ом и чувствительностью 50 мкА. Тогда приложенное к измерителю напряжение 10 В должно давать ток 50 мкА. Общее сопротивление должно быть:

[латекс] \ text {R} _ {\ text {tot}} = \ text {R} + \ text {r} = \ frac {\ text {V}} {\ text {I}} = \ frac { 10 \ text {V}} {50 \ mu \ text {A}} = 200 \ text {k} \ Omega, [/ latex]

или:

[латекс] \ text {R} = \ text {R} _ {\ text {tot}} — \ text {r} = 200 \ text {k} \ Omega — 25 \ Omega \ приблизительно 200 \ text {k} \Омега.[/ латекс]

(R настолько велик, что сопротивление гальванометра, r, почти ничтожно.) Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение половинной шкалы, пропуская через измеритель ток 25 мкА, поэтому показания вольтметра пропорциональны к напряжению по желанию. Этот вольтметр не будет полезен для напряжений менее примерно половины вольта, потому что отклонение измерителя будет слишком маленьким для точного считывания. Для других диапазонов напряжения другие сопротивления устанавливаются последовательно с гальванометром.Многие измерители позволяют выбирать шкалы, которые включают последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Гальванометры как амперметры

Тот же гальванометр может также работать как амперметр, если он установлен параллельно небольшому сопротивлению R , часто называемому шунтирующим сопротивлением. Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного превышающие те, которые вызывают полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что нам нужен амперметр, который дает полную шкалу отклонения для 1,0 А и который содержит тот же гальванометр на 25 Ом с чувствительностью 50 мкА. Поскольку R и R включены параллельно, напряжение на них одинаковое.

Эти ИК-капли: IR = I _G r

так, чтобы: [latex] \ text {IR} = \ frac {\ text {I} _ \ text {G}} {\ text {I}} = \ frac {\ text {R}} {\ text {r }}. [/ latex]

Решая для R и отмечая, что IG составляет 50 мкА, а I равно 0.{-3} \ Omega. [/ Latex]

Нулевые измерения

Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому через измерительные устройства не протекает ток, который мог бы помешать измерению.

Цели обучения

Объясните, почему используются нулевые измерения

Основные выводы

Ключевые моменты

• Измерения напряжения и тока стандартными вольтметрами и амперметрами изменяют измеряемую цепь, внося погрешности.Вольтметры потребляют дополнительный ток, тогда как амперметры уменьшают ток.
• Нулевые измерения используются для уменьшения погрешности измеренных значений напряжения и тока.
• Потенциометр и мост Уитстона — это два метода измерения нуля.
• Потенциометр — это прибор, который измеряет неизвестное напряжение путем противодействия известному напряжению, не потребляя ток от измеряемого источника напряжения.
• Мост Уитстона — это электрическая цепь, используемая для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ветвей мостовой схемы, одна из которых включает неизвестный компонент.

Ключевые термины

• нулевые измерения : методы более точного измерения тока и напряжения путем балансировки цепи таким образом, чтобы ток не протекал через измерительное устройство
• потенциометр : прибор, который измеряет напряжение путем противодействия ему точной долей известного напряжения и без потребления тока из неизвестного источника.
• Мост Уитстона : прибор, используемый для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ножек мостовой схемы, одна ножка которой включает неизвестный компонент.

Нулевые измерения

Стандартные измерения цепей изменения напряжения и тока, вносящие числовые погрешности. Вольтметры потребляют дополнительный ток, тогда как амперметры уменьшают ток. Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому ток через измерительный прибор не протекает, а цепь остается неизменной. Нулевые измерения обычно более точны, но более сложны, чем стандартные вольтметры и амперметры. Их точность все еще ограничена.

Потенциометр

При измерении ЭДС аккумулятора и подключении аккумулятора напрямую к стандартному вольтметру, как показано на, фактическая измеренная величина — это напряжение на клеммах В. Напряжение связано с ЭДС батареи соотношением В = ЭДС — Ir , где I — протекающий ток, а r — внутреннее сопротивление батареи.

Вольтметр, подключенный к батарее : аналоговый вольтметр, подключенный к батарее, потребляет небольшой, но ненулевой ток и измеряет напряжение на клеммах, которое отличается от ЭДС батареи. (Обратите внимание, что заглавная буква E символизирует электродвижущую силу или ЭДС.) Поскольку внутреннее сопротивление батареи точно неизвестно, невозможно точно рассчитать ЭДС.

ЭДС можно было бы точно рассчитать, если бы были известны r , что бывает редко. Если бы ток I можно было сделать нулевым, тогда В = ЭДС , и ЭДС можно было бы непосредственно измерить. Однако стандартным вольтметрам для работы необходим ток.

Потенциометр — это прибор для измерения нуля для измерения потенциалов (напряжений).Источник напряжения подключен к резистору R, , пропускающему через него постоянный ток. Вдоль провода наблюдается постоянное падение потенциала (падение ИК-излучения), поэтому переменный потенциал получается через контакт вдоль провода.

Неизвестная ЭДС _x (обозначенная надписью E _x ), подключенная последовательно с гальванометром, показана на. Обратите внимание, что ЭДС _x противостоит другому источнику напряжения. Расположение точки контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль.Когда гальванометр показывает ноль, ЭДС _x = IR _x , где R _x — это сопротивление участка провода до точки контакта. Поскольку через гальванометр не протекает ток, он не проходит через неизвестную ЭДС, и определяется ЭДС _x .

Потенциометр : Потенциометр является устройством измерения нуля. (a.) Источник напряжения, подключенный к резистору с длинным проводом, пропускает через него постоянный ток I.(b) Неизвестная ЭДС (обозначенная буквой Ex) подключается, как показано, и точка контакта по R регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль. Отрезок провода имеет сопротивление Rx и сценарий Ex = IRx, где I не зависит от соединения, поскольку через гальванометр не течет ток. Таким образом, неизвестная ЭДС пропорциональна сопротивлению сегмента провода.

Стандартная ЭДС заменяется на ЭДС _x , и точка контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль, так что ЭДС _с = IR _с .В обоих случаях через гальванометр не проходит ток. Ток I через длинный провод идентичен. Принимая соотношение ЭДС _x / ЭДС _с , I отменяет, а решение для ЭДС _x дает то, что видно в.

Поскольку для R используется длинный однородный провод, соотношение сопротивлений R _x / R _с такое же, как отношение длин провода, который обнуляет гальванометр для каждой ЭДС.Три величины в правой части уравнения теперь известны или измерены, и можно вычислить ЭДС _x . В этом расчете часто меньше неопределенности, чем при прямом использовании вольтметра, но он не равен нулю. Всегда есть некоторая неопределенность в соотношении сопротивлений R _x / R _s и стандартных ЭДС. Кроме того, невозможно определить, когда гальванометр показывает ровно ноль, что вносит ошибку как в R _x , так и в R _s , а также может влиять на текущий I .

Измерения сопротивления

Многие так называемые омметры измеряют сопротивление. Наиболее распространенные омметры прикладывают напряжение к сопротивлению, измеряют ток и вычисляют сопротивление по закону Ома. Их показания и есть это рассчитанное сопротивление. Простые конфигурации с использованием стандартных вольтметров и амперметров имеют ограниченную точность, поскольку измерители изменяют как напряжение, подаваемое на резистор, так и ток, протекающий через него. Мост Уитстона — это устройство измерения нуля для расчета сопротивления путем уравновешивания падения потенциала в цепи.Устройство называется мостом, потому что гальванометр образует мост между двумя ветвями. Для выполнения нулевых измерений в схемах используются различные мостовые устройства. Резисторы R ₁ и R ₂ точно известны, а стрелка через R ₃ указывает, что это переменное сопротивление. Можно точно прочитать значение R ₃ . При неизвестном сопротивлении Rx в цепи R ₃ регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль.

Мост Уитстона : мост Уитстона используется для расчета неизвестных сопротивлений. Переменное сопротивление R3 регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль при замкнутом переключателе. Это упрощает схему, позволяя рассчитывать Rx на основе падения ИК-излучения.

Тогда разность потенциалов между точками b и d равна нулю, что означает, что b и d имеют одинаковый потенциал. При отсутствии тока, протекающего через гальванометр, он не влияет на остальную цепь.Таким образом, ветви abc и adc параллельны, и каждая ветвь имеет полное напряжение источника. Поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение IR вдоль и должно равняться падению IR вдоль ab . Опять же, поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение ИК-излучения вдоль dc должно равняться падению ИК-излучения вдоль bc . Это уравнение используется для вычисления неизвестного сопротивления, когда ток через гальванометр равен нулю.Этот метод может быть очень точным, но он ограничен двумя факторами. Во-первых, ток через гальванометр не может быть точно равен нулю. Во-вторых, всегда есть неопределенности в R ₁ , R ₂ и R ₃ , которые вносят вклад в неопределенность в R _x .

Вольтметры и амперметры постоянного тока — College Physics

Цели обучения

• Объясните, почему вольтметр нужно подключать параллельно цепи.
• Нарисуйте схему, показывающую правильно подключенный амперметр в цепь.
• Опишите, как гальванометр можно использовать как вольтметр или амперметр.
• Найдите сопротивление, которое необходимо подключить последовательно с гальванометром, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с заданными показаниями.
• Объясните, почему измерение напряжения или тока в цепи никогда не может быть точным.

Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами.(См. (Рисунок).) Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, дает более полное представление о применениях последовательного и параллельного подключения.

Датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый, соответственно) в этом Volkswagen 1996 года представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств, которое, как мы надеемся, пропорционально количеству бензина в баке и температуре двигателя. (Источник: Кристиан Гирсинг)

Вольтметры подключаются параллельно к любому измеряемому напряжению устройства.Параллельное соединение используется потому, что объекты, находящиеся параллельно, испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. (Рисунок), где вольтметр обозначен символом V.)

Амперметры подключаются последовательно к любому измеряемому току устройства. Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них. (См. (Рисунок), где амперметр обозначен символом A.)

(a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (V) помещают параллельно источнику напряжения или одному из резисторов.Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр напрямую к ЭДС без учета ее внутреннего сопротивления,. (b) Используемый цифровой вольтметр. (Источник: Messtechniker, Wikimedia Commons)

Для измерения тока последовательно подключают амперметр (А). Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такие же показания, если он расположен между точками d и e или между точками f и a, как и в показанном положении.(Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС и обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Измерители аналоговые: гальванометры

У аналоговых счетчиков есть стрелка, которая поворачивается, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков, которые имеют числовые показания, аналогичные ручному калькулятору. Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, обозначаемое буквой G. Ток, протекающий через гальванометр, вызывает пропорциональное отклонение стрелки.(Это отклонение происходит из-за силы магнитного поля на провод с током.)

Двумя важнейшими характеристиками данного гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току. Чувствительность по току — это ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, максимальный ток, который может измерить прибор. Например, гальванометр с чувствительностью по току имеет максимальное отклонение стрелки при прохождении через него, считывает половину шкалы при протекании через него и т. Д.

Если у такого гальванометра есть сопротивление, то при напряжении, равном только полномасштабное показание. Подключив резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр, который может измерять широкий диапазон напряжений или токов.

Гальванометр как амперметр

Тот же гальванометр можно превратить в амперметр, разместив его параллельно небольшому сопротивлению, часто называемому шунтирующим сопротивлением, как показано на (Рисунок). Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного превышающие токи, вызывающие полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что нужен амперметр, который дает полное отклонение на 1,0 А и содержит такой же гальванометр с его чувствительностью. Поскольку и параллельны, напряжение на них одинаковое.

Эти капли такие вот. Решив и отметив, что это 0,999950 А, мы имеем

Проведение измерений изменяет схему

Когда вы используете вольтметр или амперметр, вы подключаете другой резистор к существующей цепи и, таким образом, изменяете схему.В идеале вольтметры и амперметры не оказывают заметного влияния на схему, но полезно изучить обстоятельства, при которых они влияют или не влияют.

Сначала рассмотрим вольтметр, который всегда размещается параллельно с измеряемым устройством. Через вольтметр протекает очень небольшой ток, если его сопротивление на несколько порядков больше, чем сопротивление устройства, и поэтому на цепь это не оказывает заметного влияния. (См. (Рисунок) (a).) (Большое сопротивление, параллельное малому, имеет суммарное сопротивление, по существу равное малому.) Если, однако, сопротивление вольтметра сопоставимо с сопротивлением измеряемого устройства, то два параллельно подключенных устройства имеют меньшее сопротивление, что существенно влияет на цепь. (См. (Рисунок) (b).) Напряжение на устройстве не такое, как при отключении вольтметра от цепи.

(a) Вольтметр, имеющий сопротивление намного больше, чем сопротивление устройства (), с которым он подключен параллельно, создает параллельное сопротивление, по существу такое же, как и у устройства, и не оказывает заметного влияния на измеряемую цепь.(b) Здесь вольтметр имеет то же сопротивление, что и устройство (), так что параллельное сопротивление составляет половину от того, которое есть, когда вольтметр не подключен. Это пример значительного изменения схемы, которого следует избегать.

Амперметр подключается последовательно к ветви измеряемой цепи, так что его сопротивление добавляется к этой ветви. Обычно сопротивление амперметра очень мало по сравнению с сопротивлениями устройств в цепи, поэтому дополнительное сопротивление незначительно.(См. (Рисунок) (a).) Однако, если задействованы очень малые сопротивления нагрузки или если сопротивление амперметра не такое низкое, как должно быть, то общее последовательное сопротивление значительно больше, и ток в ветви измеряется уменьшается. (См. (Рисунок) (b).)

Практическая проблема может возникнуть, если амперметр подключен неправильно. Если его подключить параллельно с резистором для измерения тока в нем, вы можете повредить счетчик; низкое сопротивление амперметра позволит большей части тока в цепи проходить через гальванометр, и этот ток будет больше, поскольку эффективное сопротивление меньше.

(a) Амперметр обычно имеет такое маленькое сопротивление, что общее последовательное сопротивление в измеряемой ветви существенно не увеличивается. Схема практически не изменилась по сравнению с отсутствием амперметра. (b) Здесь сопротивление амперметра такое же, как и у ветви, так что общее сопротивление удваивается, а сила тока вдвое меньше, чем без амперметра. Этого существенного изменения схемы следует избегать.

Одним из решений проблемы вольтметров и амперметров, мешающих измеряемым цепям, является использование гальванометров с большей чувствительностью.Это позволяет создавать вольтметры с большим сопротивлением и амперметры с меньшим сопротивлением, чем при использовании менее чувствительных гальванометров.

Существуют практические пределы чувствительности гальванометра, но можно получить аналоговые измерители, которые делают измерения с точностью до нескольких процентов. Обратите внимание, что неточность возникает из-за изменения схемы, а не из-за неисправности измерителя.

Связи: границы знаний

Выполнение измерения изменяет измеряемую систему таким образом, что приводит к погрешности измерения.Для макроскопических систем, таких как схемы, обсуждаемые в этом модуле, изменение обычно можно сделать пренебрежимо малым, но полностью исключить его нельзя. Для субмикроскопических систем, таких как атомы, ядра и более мелкие частицы, измерение изменяет систему таким образом, что невозможно сделать сколь угодно малым. Это фактически ограничивает знания о системе — даже ограничивает то, что природа может знать о самой себе. Мы увидим глубокие последствия этого, когда принцип неопределенности Гейзенберга будет обсуждаться в модулях по квантовой механике.

Существует еще один метод измерения, основанный на полном отсутствии тока и, следовательно, без изменения схемы. Они называются нулевыми измерениями и являются темой нулевых измерений. Цифровые измерители, которые используют твердотельную электронику и нулевые измерения, могут достигать точности в одну часть.

Проверьте свое понимание

Цифровые счетчики способны обнаруживать меньшие токи, чем аналоговые счетчики, использующие гальванометры. Как это объясняет их способность измерять напряжение и ток более точно, чем аналоговые измерители?

Поскольку цифровые счетчики требуют меньшего тока, чем аналоговые счетчики, они изменяют схему меньше, чем аналоговые счетчики.Их сопротивление в качестве вольтметра может быть намного больше, чем у аналогового измерителя, а их сопротивление в качестве амперметра может быть намного меньше, чем у аналогового измерителя. Обратитесь к (Рисунок) и (Рисунок) и их обсуждение в тексте.

Исследования PhET: комплект для конструирования цепей (только для постоянного тока), виртуальная лаборатория

Стимулируйте нейрон и следите за тем, что происходит. Сделайте паузу, перемотайте назад и двигайтесь вперед во времени, чтобы наблюдать за перемещением ионов через мембрану нейрона.

Сводка раздела

• Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток.
• Вольтметр помещается параллельно источнику напряжения для получения полного напряжения и должен иметь большое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
• Амперметр подключается последовательно, чтобы получить полный ток, протекающий через ответвление, и должен иметь небольшое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
• Оба могут быть основаны на комбинации резистора и гальванометра, устройства, которое дает аналоговые показания тока.
• Стандартные вольтметры и амперметры изменяют измеряемую цепь и, таким образом, имеют ограниченную точность.

Концептуальные вопросы

Почему не следует подключать амперметр непосредственно к источнику напряжения, как показано на (Рисунок)? (Обратите внимание, что скрипт E на рисунке означает ЭДС.)

Предположим, вы используете мультиметр (предназначенный для измерения диапазона напряжений, токов и сопротивлений) для измерения тока в цепи и случайно оставляете его в режиме вольтметра. Как измеритель повлияет на схему? Что бы произошло, если бы вы измеряли напряжение, но случайно перевели измеритель в режим амперметра?

Для измерения токов на (рис.) Замените провод между двумя точками амперметром.Укажите точки, между которыми вы разместите амперметр, чтобы измерить следующее: (a) общий ток; (б) текущий ток; (c) через; (d) через. Обратите внимание, что на каждую часть может быть несколько ответов.

Разница между амперметром и вольтметром (со сравнительной таблицей)

Основное различие между амперметром и вольтметром заключается в том, что амперметр измеряет ток, а вольтметр измеряет ЭДС или напряжение в любых двух точках электрической цепи.Другие различия между амперметром и вольтметром представлены ниже в сравнительной таблице.

Электроэнергия измеряется двумя способами. то есть через ток или напряжение. Ток и напряжение в цепи измеряются амперметром и вольтметром. Принцип работы амперметра и вольтметра такой же, как у гальванометра.

В гальванометре используется катушка, помещенная между магнитами. Когда ток течет по катушкам, он отклоняется.Прогиб катушек зависит от проходящего через них заряда. Это отклонение используется для измерения силы тока или напряжения. Гальванометр работает как вольтметр, когда резистор включен последовательно с гальванометром.

Содержание: Амперметр против вольтметра

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия

Сравнительная таблица

Основа для сравнения	Амперметр	Вольтметр
Определение	Инструменты, используемые для измерения силы тока.	Он измеряет напряжение между любыми двумя точками цепи.
Символическое представление
Сопротивление	Низкое	Высокое
Соединение	Соединено последовательно со схемой.	Включен параллельно цепи.
Точность	Больше	Меньше
Изменение диапазона	Невозможно	Возможно

Определение амперметра

Амперметр — это измерительный прибор, который используется для измерения тока в цепи.Он измеряет небольшой ток в миллиамперах или микроамперах. Амперметр включен последовательно с измерительной схемой, так что весь ток схемы проходит через нее.

Сопротивление амперметра очень мало по сравнению с вольтметром. У идеального амперметра значение сопротивления равно нулю. Небольшое сопротивление не препятствует прохождению тока, поэтому амперметр измеряет истинное значение.

Определение вольтметра

Вольтметр — это прибор для измерения напряжения.Он подключен параллельно к электрической цепи, потенциал которой необходимо измерить. Полярность подключения вольтметра такая же, как и у амперметра, то есть положительная клемма подключается к положительной полярности источника питания, а отрицательный потенциал подключается к отрицательной полярности.

Сопротивление вольтметра очень велико по сравнению с амперметром. Это сопротивление не позволяет току протекать через вольтметр и, таким образом, измеряется точное значение напряжения в точке измерения.Величина сопротивления в идеальном вольтметре примерно равна бесконечности.

Ключевые различия между амперметром и вольтметром

Ниже приведены основные различия между амперметром и вольтметром.

1. Амперметр — это устройство, используемое для измерения малых значений тока, протекающего в цепи, тогда как вольтметр измеряет разность потенциалов между любыми двумя точками электрической цепи.
2. Низкое сопротивление амперметра.Таким образом, весь ток цепи будет проходить через него. В то время как внутреннее сопротивление вольтметра очень низкое, поэтому ток из цепи не мешает измерению вольтметра.
3. Амперметр включен последовательно со схемой измерения полного тока, а вольтметр — параллельно цепи. Разность потенциалов параллельной цепи остается одинаковой во всех точках. Поэтому для измерения точного значения разности потенциалов он подключается параллельно к точкам, напряжение которых необходимо измерить.
4. Точность амперметра больше, чем у вольтметра.
5. Диапазон измерения вольтметра может быть увеличен или уменьшен путем изменения значения сопротивления, тогда как диапазон амперметра не может быть изменен.

В настоящее время токовые клещи используются для измерения тока в цепи.

электросчетчиков

Вольтметры

Вольтметры — это инструменты, используемые для измерения разности потенциалов между двумя точками в цепи.Вольтметр подключается параллельно измеряемому элементу, что означает создание пути переменного тока вокруг измеряемого элемента и через вольтметр. Вы правильно подключили вольтметр, если вы можете удалить вольтметр из цепи, не разрывая цепь. На схеме справа вольтметр подключен для правильного измерения разности потенциалов на лампе. Вольтметры имеют очень высокое сопротивление, чтобы минимизировать ток, протекающий через вольтметр, и влияние вольтметра на цепь.

Амперметры

Амперметры — это инструменты, используемые для измерения тока в цепи. Амперметр включен последовательно со схемой, так что измеряемый ток протекает непосредственно через амперметр. Чтобы правильно вставить амперметр, цепь должна быть разомкнута. Амперметры имеют очень низкое сопротивление, чтобы минимизировать падение потенциала через амперметр и воздействие амперметра на цепь, поэтому включение амперметра в цепь параллельно может привести к очень высоким токам и может вывести из строя амперметр.На схеме справа амперметр подключен правильно для измерения тока, протекающего по цепи.

Вопрос: На электрической схеме справа, возможно расположение амперметра и вольтметра обозначены кружками 1, 2, 3 и 4. Где должен быть расположен амперметр, чтобы правильно измерить полный ток и где должен ли вольтметр быть правильно расположен измерить общее напряжение?

Ответ: Для измерения полного тока амперметр должен быть помещен в положение 1, так как весь ток в цепи должен проходить через этот провод, а амперметры всегда подключаются последовательно.

Для измерения общего напряжения в цепи вольтметр может быть размещен либо в позиции 3, либо в позиции 4. Вольтметры всегда размещаются параллельно с анализируемым элементом цепи, а позиции 3 и 4 эквивалентны, потому что они соединены проводами ( и потенциал всегда одинаков в любом месте идеального провода).

Вопрос: На какой схеме ниже правильно показано соединение амперметра A и вольтметра V для измерения сквозного тока и разности потенциалов на резисторе R?

Ответ: (4) показывает амперметр, включенный последовательно, и вольтметр, включенный параллельно резистору.

Вопрос: По сравнению с сопротивлением измеряемой цепи внутреннее сопротивление вольтметра спроектировано так, чтобы оно было очень высоким, поэтому счетчик не будет потреблять ток из цепи

2. мало тока из цепи
3. большая часть тока от цепи
4. весь ток из схемы

Ответ: (2) вольтметр должен потреблять как можно меньше тока из схемы, чтобы минимизировать его влияние на схему, но для работы требуется небольшое количество тока.

Подключение амперметра и вольтметра | Последовательное и параллельное соединение

Подключение амперметра и вольтметра
Амперметр подключается последовательно для измерения тока, а вольтметр подключается параллельно для измерения напряжения.

Сегодня мы узнаем о правильном подключении амперметра и вольтметра .Также мы обсудим Почему амперметр всегда подключается последовательно, а вольтметр — параллельно?

Вольтметр — это измерительное устройство, с помощью которого мы можем измерять электрическое давление, разность потенциалов или напряжение в электрической цепи.
Амперметр — это измерительное устройство, с помощью которого мы можем измерить протекающий ток в электрической цепи.

Почему амперметр всегда подключается последовательно?

Мы всегда спрашиваем, почему амперметр подключается последовательно? но чья серия?
Собственно, смысл этого вопроса в том, почему амперметр подключается последовательно с нагрузкой?
Мы знаем, что ток всегда течет от источника к нагрузке, поэтому, если мы хотим измерить значение тока, потребляемого нагрузкой с помощью амперметра, нам нужно пропустить этот ток через амперметр.Это возможно только при последовательном подключении амперметра между источником и нагрузкой.


нажмите на изображение для увеличения

Когда мы подключаем амперметр между источником и нагрузкой последовательно, ток течет от источника к нагрузке через амперметр. Таким образом, через амперметр будет протекать тот же ток, что и через нагрузку, и амперметр может измерять значение протекающего тока.

Что будет, если параллельно подключить амперметр?

Теперь у вас может возникнуть вопрос: что произойдет, если мы подключим амперметр параллельно? Если мы подключили амперметр параллельно нагрузке,

1. Ток, протекающий через нагрузку, не может протекать через амперметр, поэтому амперметр не может измерить значение тока, протекающего через нагрузку.
2. Подключение амперметра параллельно нагрузке означает, что амперметр также подключен к источнику напряжения. Теперь амперметр действует как нагрузка. Поскольку амперметр имеет очень низкое сопротивление, через амперметр будет протекать большой ток, поэтому амперметр будет поврежден. По этой причине амперметр не следует подключать параллельно без умножителя.

Как подключить параллельно амперметр?

Амперметр может быть подключен параллельно нагрузке для измерения напряжения на нагрузке.Внешнее высокое сопротивление, которое также называется умножителем, должно быть подключено последовательно с амперметром, а затем амперметр может быть подключен параллельно нагрузке для измерения напряжения.

Почему вольтметр всегда подключается параллельно?

Если мы подаем какое-либо напряжение на вольтметр, то вольтметр измеряет приложенное к нему напряжение и показывает нам значение. Итак, если мы хотим измерить напряжение на нагрузке в электрической цепи, то на вольтметр должно подаваться то же напряжение, что и на нагрузку.Это возможно только тогда, когда мы подключим вольтметр параллельно нагрузке.





Когда мы подключаем вольтметр параллельно нагрузке, на вольтметре будет то же напряжение, что и на нагрузке. Поэтому вольтметр измеряет напряжение и показывает нам значение.

Что будет, если последовательно подключить вольтметр?

1. При последовательном подключении вольтметра к нагрузке на вольтметре не будет напряжения, поэтому вольтметр не сможет измерить напряжение.
2. Вольтметр имеет очень высокое сопротивление, поэтому, когда мы подключаем вольтметр последовательно, внутреннее сопротивление вольтметра будет препятствовать прохождению тока, поэтому ток не будет течь от источника к нагрузке.

Как подключить вольтметр последовательно?

Вольтметр можно подключить последовательно с нагрузкой для измерения тока. Внешнее низкое сопротивление, которое также называется шунтом, должно быть подключено параллельно вольтметру, а затем вольтметр может быть подключен последовательно с нагрузкой для измерения тока.

Читайте также:

Спасибо, что посетили сайт. продолжайте посещать для получения дополнительных обновлений.

Вольтметры и амперметры

Вольтметры и амперметры измеряют соответственно напряжение и ток в цепи. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами.

Вольтметры

Вольтметр — это прибор, который измеряет разность электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.Аналоговый вольтметр перемещает указатель по шкале пропорционально напряжению в цепи; цифровой вольтметр обеспечивает числовой дисплей. Любое измерение, которое можно преобразовать в напряжение, можно отобразить на правильно откалиброванном измерителе; такие измерения включают давление, температуру и расход.

Вольтметр

Вольтметр демонстрационный из класса физики

Чтобы вольтметр мог измерять напряжение устройства, он должен быть подключен параллельно этому устройству.Это необходимо, потому что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов.

Вольтметр параллельно

(a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (V) помещают параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр напрямую к ЭДС без учета его внутреннего сопротивления r. (b) Используемый цифровой вольтметр

Амперметры

Амперметр измеряет электрический ток в цепи.Название происходит от названия единицы измерения электрического тока в системе СИ, ампер (А).

Чтобы амперметр мог измерять ток устройства, он должен быть последовательно подключен к этому устройству. Это необходимо, потому что последовательно соединенные объекты испытывают одинаковый ток. Их нельзя подключать к источнику напряжения — амперметры предназначены для работы с минимальной нагрузкой (которая относится к падению напряжения на амперметре, обычно составляющему небольшую долю вольта).

Амперметр серии

Амперметр (А) включен последовательно для измерения тока.Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такие же показания, если он расположен между точками d и e или между точками f и a, как и в показанном положении. (Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС, а r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Гальванометры (аналоговые счетчики)

У аналоговых счетчиков есть иглы, которые поворачиваются, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков, которые имеют числовые показания.Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, с обозначением G . Ток через гальванометр I _G вызывает пропорциональное движение или отклонение стрелки.

Двумя важнейшими характеристиками любого гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току. Чувствительность по току — это ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, другими словами, максимальный ток, который может измерить прибор.Например, гальванометр с токовой чувствительностью 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при протекании через него 50 мкА, находится на полпути шкалы, когда через него протекает 25 мкА, и так далее.

Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то только напряжение В = IR = (50 мкА) (25 Ом) = 1,25 мВ дает показания полной шкалы. Подключив резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр для измерения широкого диапазона напряжений или токов.

Гальванометры как вольтметры

Гальванометр может работать как вольтметр, если он подключен последовательно с большим сопротивлением R . Значение R определяется максимальным измеряемым напряжением. Предположим, вам нужно 10 В для полного отклонения вольтметра, содержащего гальванометр с сопротивлением 25 Ом и чувствительностью 50 мкА. Тогда приложенное к измерителю напряжение 10 В должно давать ток 50 мкА. Общее сопротивление должно быть:

$ R_ {tot} = R + r = \ frac {V} {I} = \ frac {10V} {50 \ mu A} = 200 k \ Omega,

$

или:

$ R = R_ {tot} — r = 200 k \ Omega — 25 \ Omega \ приблизительно 200 k \ Omega.$

(R настолько велико, что сопротивление гальванометра, r, почти ничтожно.) Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение в половину шкалы, посылая ток 25 мкА через измеритель, и поэтому показания вольтметра пропорционально напряжению по желанию. Этот вольтметр не будет полезен для напряжений менее примерно половины вольта, потому что отклонение измерителя будет слишком маленьким для точного считывания. Для других диапазонов напряжения другие сопротивления устанавливаются последовательно с гальванометром.Многие измерители позволяют выбирать шкалы, которые включают последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Гальванометры как амперметры

Тот же гальванометр может также работать как амперметр, если он размещен параллельно с небольшим сопротивлением R , часто называемым шунтирующим сопротивлением. Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного превышающие те, которые вызывают полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что нам нужен амперметр, который дает полную шкалу отклонения для 1,0 А и который содержит тот же гальванометр 25 Ом с чувствительностью 50 мкА. Поскольку R и R параллельны, напряжение на них одинаковое.

Эти ИК-капли следующие: IR = I _G r

, так что: $ IR = \ frac {I_G} {I} = \ frac {R} {r}. $

Решение для R и отмечая, что IG составляет 50 мкА, а I — 0,999950 А, имеем:

$ R = r \ frac {I_G} {I} = (25 \ Omega) \ frac {50 \ mu A} {0.{-3} \ Omega. $

Как соединить вместе амперметр и вольтметр

Вольтметр — это устройство, измеряющее электродвижущую силу, также известную как напряжение. Он позволяет измерять напряжение в цепи.

Амперметр, напротив, измеряет электрический ток в амперах. Вольтметры и амперметры подключаются по-разному. Вы не можете просто подключить амперметр к той же позиции, что и вольтметр, потому что это вызовет только сильный выброс тока, который может нанести большой ущерб автоматическому выключателю.Вы должны понимать, что у амперметра очень низкое сопротивление, а у вольтметров очень высокое сопротивление. Амперметр имеет катушку с большим проводом с несколькими витками, в то время как вольтметр имеет катушку с тысячами витков. При этом амперметры подключаются последовательно, а вольтметры — параллельно. Итак, действительно нужны знания и навыки, чтобы объединить или соединить их вместе. Если вы хотите узнать, как соединить вместе амперметр и вольтметр, продолжайте читать ниже.

Шаг 1. Определитесь с нагрузкой

Какое устройство вы хотите протестировать? Это лампа, резистор, радио или телевизор? Лучше всего начать с небольшого и простого предмета, например, резистора. Всегда помните, что при измерении не держитесь за клеммы резистора, потому что сопротивление из рук в руки может прервать измерение.

Шаг 2 — Подключите амперметр и источник питания

Теперь возьмите источник питания, например аккумулятор, и подключите положительный полюс к одному концу клеммной колодки или нагрузки, например, к резистору.Теперь подключите отрицательную клемму аккумулятора к клемме заземления амперметра, обозначенной как «com». Затем подключите положительный вывод амперметра, который обычно представляет собой красный провод, к другому концу клеммной колодки или другому концу нагрузки, в данном случае другому концу резистора. Теперь у вас есть амперметр, включенный последовательно в цепь.

Шаг 4 — Подключите вольтметр

Теперь пришло время подключить вольтметр к амперметру и остальным объектам в цепи.Возьмите черный провод или отрицательную клемму вольтметра и подключите ее к отрицательной клемме ленты или резистора. Возьмите красный провод или положительную клемму вольтметра и подключите его к положительной клемме клеммной колодки или положительному полюсу резистора, к которому также подключена положительная клемма аккумулятора.

Теперь ваши вольтметр и амперметр подключены. Убедитесь, что настройки амперметра и вольтметра совпадают при их подключении. Это означает, что если вы используете источник постоянного тока (DC), такой как аккумулятор, настройки и в вашем вольтметре, и в амперметре должны быть в настройке DC.