Вольтметр на схеме. Вольтметры и амперметры: принципы работы и применение в электрических цепях

Как устроены и работают вольтметры и амперметры. Как правильно подключать эти приборы в электрические цепи. Какие бывают типы вольтметров и амперметров. Как расширить диапазон измерений этих приборов. Какие меры безопасности нужно соблюдать при работе с вольтметрами и амперметрами.

Принцип работы и назначение вольтметров

Вольтметр — это прибор для измерения электрического напряжения (разности потенциалов) между двумя точками электрической цепи. Основные факты о вольтметрах:

• Измеряют напряжение в вольтах (В)
• Подключаются параллельно участку цепи, на котором измеряется напряжение
• Бывают аналоговые (со стрелкой) и цифровые
• Имеют очень большое внутреннее сопротивление (сотни кОм — единицы МОм)
• Диапазон измерения расширяется с помощью добавочных резисторов

Почему вольтметр подключается параллельно? Это связано с тем, что параллельно соединенные элементы имеют одинаковое напряжение. Таким образом, подключая вольтметр параллельно, мы измеряем то же напряжение, что и на интересующем нас участке цепи.

Принцип работы и назначение амперметров

Амперметр — прибор для измерения силы электрического тока в цепи. Ключевые особенности амперметров:

• Измеряют ток в амперах (А)
• Подключаются последовательно в ту ветвь цепи, где нужно измерить ток
• Бывают аналоговые и цифровые
• Имеют очень малое внутреннее сопротивление (доли Ома)
• Для расширения диапазона используются шунты (параллельные резисторы)

Амперметр включается последовательно, так как при последовательном соединении ток во всех элементах одинаковый. Это позволяет измерить ток, протекающий через интересующий нас участок цепи.

Устройство аналоговых измерительных приборов

В основе большинства аналоговых вольтметров и амперметров лежит измерительный механизм, называемый гальванометром. Его основные характеристики:

• Состоит из подвижной катушки в магнитном поле
• При протекании тока через катушку возникает вращающий момент
• Угол поворота пропорционален току
• Имеет шкалу для считывания показаний
• Характеризуется чувствительностью (ток полного отклонения) и внутренним сопротивлением

Гальванометр позволяет преобразовать электрический сигнал в механическое перемещение стрелки, что дает возможность визуально считать измеряемую величину.

Расширение пределов измерения вольтметров и амперметров

Для измерения больших напряжений и токов используются следующие методы:

• Добавочные резисторы для вольтметров — включаются последовательно с измерительным механизмом
• Шунты для амперметров — включаются параллельно измерительному механизму
• Трансформаторы напряжения и тока для измерения в цепях высокого напряжения
• Электронные схемы в цифровых мультиметрах

Эти методы позволяют расширить диапазон измерений, сохраняя высокую точность и защищая чувствительный измерительный механизм от перегрузок.

Цифровые измерительные приборы

Современные цифровые мультиметры имеют ряд преимуществ перед аналоговыми приборами:

• Высокая точность измерений
• Автоматический выбор диапазона
• Измерение нескольких величин одним прибором
• Отсутствие ошибок параллакса при считывании
• Возможность сохранения и передачи результатов измерений

Однако цифровые приборы также имеют свои недостатки, например, они более чувствительны к электромагнитным помехам и требуют источника питания для работы.

Правила подключения вольтметров и амперметров

При работе с измерительными приборами важно соблюдать следующие правила:

• Вольтметр всегда подключается параллельно измеряемому участку
• Амперметр всегда включается последовательно в цепь
• Необходимо правильно выбирать диапазон измерений
• Соблюдать полярность при измерении постоянных величин
• Не превышать максимально допустимые значения напряжения и тока для прибора

Правильное подключение и использование измерительных приборов обеспечивает точность измерений и безопасность работы.

Меры безопасности при работе с электроизмерительными приборами

При проведении электрических измерений необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

• Использовать приборы с соответствующим классом изоляции
• Не касаться оголенных проводников и металлических частей прибора
• Работать с сухими руками и на изолирующем основании
• Не проводить измерения при открытом корпусе прибора
• Соблюдать правила электробезопасности при работе с высоким напряжением

Соблюдение этих правил позволяет избежать поражения электрическим током и повреждения измерительных приборов.

Применение вольтметров и амперметров в различных областях

Вольтметры и амперметры широко используются в различных сферах:

• Электротехника и электроника
• Энергетика и электроэнергетика
• Автомобильная промышленность
• Научные исследования и лаборатории
• Бытовая техника и электроника

Эти приборы являются незаменимыми инструментами для контроля и диагностики электрических цепей и устройств.

Особенности измерения переменного тока и напряжения

При измерении переменных величин следует учитывать ряд особенностей:

• Необходимость учета формы сигнала
• Измерение действующих, средних или амплитудных значений
• Влияние частоты на показания прибора
• Использование специальных детекторов в измерительных схемах
• Учет реактивной составляющей при измерении мощности

Правильный учет этих факторов обеспечивает корректность измерений переменного тока и напряжения.

Вольтметр. Назначение, устройство, как пользоваться и подключать вольтметр, принцип работы

Вольтметр — это электроизмерительный прибор, который предназначен для измерения электрического напряжения на полюсах источника тока или на каком-нибудь участке электрической цепи. Эта величина задается в единицах, называемых вольтами, отсюда и название прибора — «Вольтметр». На практике значения электрического напряжения измеряются в различных диапазонах, от микровольт (мкВ) до мегавольт (МВ).

Эти приборы доступны в продаже, как в аналоговом, так и в цифровом исполнении.

Многие вольтметры по внешнему виду очень похожи на амперметры. Для отличия вольтметра от других электроизмерительных приборов на его шкале ставят букву V. На схемах вольтметр изображают кружком с буквой V внутри (см. рисунок 1).

Рисунок 1. Электрическая схема с вольтметром

Как подключать вольтметр и производить измерения?

Вольтметры всегда должны быть подключены параллельно с электрическим устройством или элементом, на котором измеряется электрическое напряжение (рисунок 2).

Рис. 2. Способ измерения электрического напряжения на концах элемента R

Ключевая мысль состоит в том, что зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам электрической цепи, между которыми надо измерить электрическое напряжение.

Однако следует помнить, что при таком соединении часть тока I_V будет протекать через вольтметр, а не через проверяемый элемент R. Таким образом, мы имеем дело с ситуацией, когда действие измерения физической величины изменяет значение этой величины. Это не единственный подобный пример в физике.

Как видно из предыдущих рассуждений, для измерения истинного значения электрического напряжения на концах элемент цепи, нам понадобится вольтметр с бесконечным сопротивлением. Тогда через измерительный прибор не будет протекать электрический ток, поэтому измерения будут неискаженными. На практике бесконечное электрическое сопротивление в вольтметре реализовать невозможно. Тем не менее, в настоящее время продаются вольтметры с чрезвычайно высоким внутренним сопротивлением, превышающим 100 ТОМ.

Стоит отметить, что считанное значение напряжения всегда меньше истинного значения. Это пример систематической ошибки измерения.

Истинное значение напряжения на концах элемента R на рис. 2, согласно закона Ома для участка электрической цепи, составляет: U = I*R

Но, так как вольтметр имеет внутреннее сопротивление, то он показывает значение: U_V = I_V * R_V = I_R * R .

После простых преобразований получаем, что реальное значение электрического напряжения на концах проверяемого элемента цепи R имеет значение: U = U_V * (1 + R/R_V )

Эта формула подтверждает наше предыдущее утверждение о том, что идеальный вольтметр должен иметь бесконечное внутреннее сопротивление. Поскольку коэффициент сопротивления в этой формуле стремится к бесконечности, измеренное значение U_V стремится к истинному значению U. Поскольку в реальности не существует прибора, удовлетворяющего этому идеальному условию, при проведении измерений необходимо выбирать вольтметр таким образом, чтобы величина вносимой им ошибки находилась в пределах предполагаемой погрешности измерений.

Вывод: Чем выше внутреннее сопротивление вольтметра, тем меньше погрешность измерения; поэтому вольтметры всегда имеют очень высокое электрическое сопротивление.

Как и у амперметра, у одного зажима вольтметра ставят знак «+«. Этот зажим необходимо обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону. А отрицательный зажим, соответственно, соединяют с проводом, идущим от отрицательного полюса источника тока.

Расширение диапазона измерений.

У аналоговых вольтметров диапазон измерения в принципе ограничен концом шкалы; если на измерительный прибор подается более высокое напряжение, то, с одной стороны, стрелка прибора не может отклониться дальше, а с другой стороны, даже сам прибор может быть поврежден (выйти из строя). Чтобы расширить диапазон измерений в большую сторону, необходимо использовать подходящую электрическую схему, обеспечивающую подачу на вольтметр только части измеряемого напряжения.

Этого можно достичь, объединив вольтметр с последовательно подключенным резистором (эти резисторы ещё называют — «добавочными резисторами»). Например, если вольтметр с диапазоном измерения 50 мВ имеет внутреннее сопротивление 100 Ом, то последовательный резистор со значением 900 Ом вызывает падение напряжения на вольтметре только на 1/10. Таким образом, диапазон измерений увеличивается в 10 раз, поэтому вольтметры теперь могут измерять напряжение до 500 мВ.

Верхние пределы расширения диапазона измерения практически отсутствуют. Если последовательный резистор в вышеприведенном примере имеет значение 99 900 Ом, то общее сопротивление равно 100 000 Ом, и на вольтметре падает только 1/1000 от приложенного напряжения. Соответственно, можно измерить в 1000 раз большее напряжение, т.е. максимум 50 В.

Более наглядно посмотреть, как подключаются добавочные резисторы в электрическую цепь вы можете видеть на рисунке 3 ниже.

Рис. 3. Расширение диапазона измерений вольтметра

Если мы хотим использовать вольтметр с диапазоном до U_V для измерения напряжения до U₁ , мы можем написать: U₁ = I*R_P + U_V ,

В тоже время: U_V = I*R_V , тогда

после преобразований получаем, что сопротивление добавочного сопротивления должно иметь значение:

R_P = (U₁ / U_V — 1) * R_V

Мы также можем уменьшить диапазон измерения вольтметра. Для этого мы используем делители напряжения как на рис. 4.

Рис. 4. Делитель напряжения для уменьшения диапазона измерения вольтметра с U_V до U₁

При использовании цифровых измерительных приборов, измерение выполняется электронным способом и отображается на дисплее в цифровом виде. Однако проблема погрешности измерений и принцип расширения диапазона измерений идентичны для аналоговых и цифровых измерительных приборов.

Как работает вольтметр?

Существует два типа вольтметров: аналоговые, показывающие значение путем наклона стрелки механического прибора, и все чаще используемые в настоящее время цифровые, оснащенные сложными электронными схемами.

Аналоговые вольтметры обычно представляют собой амперметры с последовательно соединенным резистором R_V с очень большим значением электрического сопротивления. То есть, по сути, они измеряют ток I_V, протекающий через него, а шкала показывает значение, которое является результатом расчета: U_V = I_V * R_V .

Цифровые приборы, как правило, имеют обратную конструкцию (то есть они являются именно вольтметрами, а не амперметрами). Это связано с тем, что изготовить цифровой измеритель напряжения относительно просто. Если мы подключим его параллельно резистору с малым сопротивлением, то получим амперметр. Значение индикатора может быть рассчитано по уравнению: U_V = I_V * R_V .

Существует, однако, тип аналогового вольтметра, принцип действия которого не основан на принципе работы амперметра. Это электростатический вольтметр. На практике это конденсатор с одной неподвижной обкладкой и другой подвижной. Электрическое взаимодействие обкладок вызывает перемещение указателя, прикрепленного к движущейся части. С помощью такого вольтметра можно можно измерять даже очень высокие электрические напряжения, а значение его внутреннего сопротивление почти бесконечно.

Устройство

Рассмотрим устройство электростатического и электромагнитного вольтметра и способ их подключения к схеме.

На рисунке 5 показана конструкция электростатического вольтметра (слева) и электромагнитного вольтметра (справа) и как они соединены в электрическую цепь. Подвижные части вольтметров отмечены красным цветом.

Различные элементы вольтметров показаны цифрами.

Рисунок 5. Устройство вольтметров (электростатического — слева, электромагнитного — справа)

На рисунке 5 обозначено:

1. Неподвижная часть крышки воздушного конденсатора.
2. Подвижная часть обкладки воздушного конденсатора (чем сильнее притянута к неподвижной части, тем выше напряжение между обкладками).
3. Указатель, который позволяет считывать результат по шкале.
4. Указатель, который позволяет считывать результат по шкале.
5. Катушка, через которую протекает ток, создающий магнитное поле.
6. Ферромагнит, втянутый в катушку тем сильнее, чем сильнее протекающий через него ток (т.е. чем больше создаваемое им магнитное поле).
7. Пружина, уравновешивающая втягивающее усилие.
8. Направление магнитного поля, создаваемого катушкой.
9. Добавочный резистор — для изменения диапазона измерения вольтметра.
10. Проверка элемента электрической цепи.
11. Проверка элемента электрической цепи.
12. Электрическое напряжение на концах элемента R₁.
13. Электрическое напряжение на концах элемента R₂.

Вольтметр.

Первый учёный, который сконструировал и создал достаточно мощную электрическую батарею постоянного тока, был известный итальянский физик Александро Вольта. Эта батарея получила название «вольтов столб» и состояла из нескольких тысяч кружочков из цинка и меди, которые разделялись пропитанными в соляной кислоте матерчатыми прокладками. Он использовал батареи с большим или меньшим количеством элементов. Маленькие батареи давали слабую искру, большие батареи сильную и яркую.

Учёный вплотную подошёл к количественному понятию напряжения, поэтому единицу разности потенциалов назвали его именем: «Вольт». В международной системе единиц СИ вольт обозначается буквой «V», отсюда напряжение переменного тока обозначается: VAC, а напряжение постоянного тока: VDC. У нас единица величины напряжения обозначается буквой «В» – вольт. Например, 220 В, 380 В и наиболее часто используемые производные: 10³-киловольт (kV), 10⁶-мегавольт, 10^-3-милливольт (mV), 10^-6-микровольт (μV). Другие большие или меньшие производные используются только в лабораторных условиях. Подробнее о производных величинах читайте на странице про сокращённую запись численных величин.

Для измерения напряжения или разности потенциалов используется прибор, который называется вольтметр. На снимке изображён щитовой стрелочный вольтметр, который может монтироваться на щите управления, какого либо устройства. Он используется только для измерения конкретной величины напряжения на одном из узлов данного устройства. Тот вольтметр, что изображён на фото, применяется для измерения постоянного напряжения до 15 вольт. Взгляните на его шкалу. Она ограничена 15 вольтами.

На принципиальных схемах условное изображение вольтметра может выглядеть вот так.

Из рисунка видно, что условное изображение вольтметра на схеме может быть разным. Если в кружке обозначена буква «V», то это означает, что данный вольтметр рассчитан на измерения величин напряжения, составляющих единицы – сотни вольт. Изображения с обозначением «mV» и «μV» указываются в тех случаях, если вольтметр рассчитан на измерение долей вольта – милливольт (1mV = 0,001V) и микровольт (1μV = 0,000001 V).

Иногда рядом с изображением вольтметра также указывается максимальная величина напряжения, которую способен измерить вольтметр. Например, вот так – 100 mV. Обычно эта величина указывается для встраиваемых стрелочных вольтметров. Превышать это напряжение не стоит, так как можно испортить прибор.

Кроме этого, рядом с выводами вольтметра могут быть проставлены знаки полярности подключения его в схему «+» и «-». Это касается тех вольтметров, которые применяются для измерения постоянного напряжения.

Следует отметить, что щитовые вольтметры это частный случай использования этих приборов. В лабораториях, на радиозаводах, в конструкторских бюро и радиолюбительской практике, вольтметры используются чаще всего в составе мультиметров, которые раньше назывались авометры, то есть ампер-вольт-омметр.

В настоящее время с развитием цифровой электроники стрелочные приборы отходят в прошлое и им на смену приходят цифровые мультиметры с удобной цифровой шкалой, автоматическим переключением предела измерения, малой погрешностью и высоким классом точности.

В радиолюбительской практике на смену «цешкам» и «авошкам» пришли компактные и удобные цифровые приборы. Работать с ними не сложно, но определённые меры безопасности применять необходимо.

Как измерить напряжение мультиметром?

Следует твёрдо помнить, что вольтметр, в отличие от амперметра подключается параллельно нагрузке.

Например, вам надо замерить напряжение на резисторе, который является частью электронной схемы. В таком случае переключаем мультиметр в режим измерения напряжения (постоянного или переменного – смотря какой ток течёт в цепи), устанавливаем наивысший предел измерения. По мере накопления опыта предел измерения вы научитесь выставлять более осознанно, порой пренебрегая данным правилом. Далее подключаем щупы мультиметра параллельно резистору. Вот как это можно изобразить в виде схемы.

Вот так плавно мы переходим к определению так называемого шунта. Как видим из схемы, вольтметр, который измеряет напряжение на резисторе R1, создаёт параллельный путь току, который протекает по электрической цепи. При этом часть тока (I_шунт) ответвляется и течёт через измерительный прибор – вольтметр PV1. Далее опять возвращается в цепь.

В данном случае вольтметр PV1 шунтирует резистор R1 – создаёт обходной путь для тока. Для электрической цепи вольтметр – это шунт – обходной путь для тока. По закону ома, напряжение на участке цепи зависит от протекающего по этой цепи тока. Но мы ведь ответвили часть тока в цепи и провели эту часть через вольтметр. Поскольку сопротивление резистора неизменно, а ток через резистор уменьшился (I_R1), то и напряжение на нём изменилось. Получается, что вольтметром мы измеряем напряжение на резисторе, которое образовалось после того, как мы подключили к схеме измерительный прибор. Из-за этого образуется погрешность измерения.

Как же уменьшить воздействие измерительного прибора на электрическую цепь при проведении измерений? Необходимо увеличить, так называемое «входное сопротивление» измерительного прибора – вольтметра. Чем оно выше, тем меньшая часть тока шунтируется измерительным прибором и более точные данные мы получаем при измерениях.

Современные цифровые мультиметры обладают достаточно большим входным сопротивлением и практически не влияют на работу схемы при проведении измерений. При этом точность измерений, естественно, достаточно высока.

Ранее все приборы были стрелочные, а для того, чтобы высоким напряжением не вывести прибор из строя применялись резистивные шунты, которые уменьшали величину измеряемого напряжения до безопасной величины. Но эти шунты вносили так называемое «паразитное сопротивление» и это сказывалось на точности измерений.

Поэтому в лабораторных условиях использовались специальные ламповые вольтметры, которые обладали большим входным сопротивлением и некоторые из них имели класс точности в доли процента.

Перейдём к практике…

Прежде всего, не забывайте, что есть переменное (англ. сокращение – VAC) и постоянное напряжение (VDC). Профессиональные приборы сами определяют, с каким напряжением вы работаете, и сами переключаются в нужный режим и на требуемый поддиапазон измерений. При работе с малогабаритными приборами все переключения нужно делать вручную.

На снимке показана часть панели управления популярного и недорогого тестера DT-830B.

Хорошо видно, что пределы измерения переменного напряжения ограничены величинами: 750 вольт (750 V~) и 200 вольт (200 V~). Понятно, что к силовым промышленным сетям с этим прибором не стоит и близко подходить. Шкала постоянного и импульсного напряжения несколько больше: от 200 милливольт (200 mV) до тысячи вольт (1000).

Как уже говорилось, чтобы замерить напряжение на участке схемы, нужно выбрать переключателем пределов измерения самый большой предел измерения и подключить щупы мультиметра параллельно тому участку цепи, на котором производится замер.

Если предел измерения подходит – то на дисплее появятся показания. Если этого не происходит, то отключаем вольтметр от схемы, уменьшаем предел измерения на один шаг. Повторяем измерение. И так далее до получения показаний.

Имейте в виду, что провода измерительных щупов со временем изнашиваются. При этом нарушается электрический контакт. Перед проведением любых измерений проверяйте целостность щупов!

Также часто бывает необходимо замерить напряжение на выходе блока питания или химического источника тока (батарейки или аккумулятора).

Выбираем ту секцию на панели прибора, которая отвечает за измерение постоянного напряжения. Выставляем предел чуть больше того напряжения, что мы хотим измерить. Далее подключаем щупы прибора в соответствии с полярностью и изменяем предел измерения в сторону уменьшения до тех пор, пока на табло не появятся данные.

На фото показан замер напряжения составной батареи из трёх батареек 1,5V с помощью мультиметра Victor VC9805A+. Для измерения выбран предел 20V.

Аналогично замеряется напряжение на герметичном свинцовом аккумуляторе.

Стоит понимать, что таким образом мы замеряем так называемую ЭДС. ЭДС или электродвижущая сила — это напряжение на клеммах аккумулятора без подключенной нагрузки. Если к аккумулятору подключить какой-либо прибор, то напряжение будет чуть меньше.

Никогда не касайтесь руками оголённых щупов! Небольшим напряжением от 1,5-вольтовой батарейки вас, конечно, не убьёт, но вот при измерении напряжений более 24 вольт могут быть серьёзные последствия от удара током.

Чтобы руки оставались свободными используйте зажимы типа «крокодил», но подключать их нужно при отключенном от сети приборе. Часто возникает необходимость измерять напряжение на рабочей плате, в разных её точках.

Если вы работаете с низковольтным устройством, бойтесь только закоротить щупами отдельные проводники. Для замеров напряжения в устройстве, как правило, применяется следующая методика.

• Соедините «земляной» щуп прибора и «землю» платы как можно надёжнее. Работать одним щупом всегда удобнее. Для тех, кто не в курсе, «земляным» или «общим» щупом у прибора называется тот щуп, который подключается к разъёму «COM». Обычно он чёрного цвета. Сокращение «COM» получено от английского слова common – «общий».

• Наденьте на рабочий щуп прибора кусочек трубки ПВХ, оставив только крохотный острый кончик. Это делать не обязательно, но желательно. При случайном касании щупом соседних проводников трубка ПВХ изолирует контакты и убережёт от короткого замыкания.

• По принципиальной схеме, в контрольных точках проведите нужные вам замеры по отношению к «земле» — корпусному или по-другому общему проводу. Высокое входное сопротивление тестера работу вашей схемы не нарушит.

Измерение переменного напряжения производится аналогичным образом. Можно для пробы измерить переменное напряжение электросети в собственной квартире.

На снимке видно, что установлен максимальный предел 750 вольт (напряжение переменное – V~). При установке этого предела на индикаторе высвечиваются две буквы: HV – высокое напряжение (сокращение от англ. – High Voltage). Поскольку напряжение переменное, то полярность не имеет значения. В данном случае величина напряжения сети – 217 вольт.

Как уже говорилось, при работе с высоким напряжением следует соблюдать правила электробезопасности.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Какие бывают припои?

• Как сделать печатную плату маркером?

 

20.4: Вольтметры и амперметры — Физика LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

14567

• Boundless (теперь LumenLearning)
• Boundless

цели обучения

• Сравнить схему подключения амперметра и вольтметра

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 и амперметры : Краткое введение в вольтметры и амперметры для начинающих физиков.

Вольтметры

Вольтметр — это прибор, измеряющий разность электрических потенциалов между двумя точками электрической цепи. Аналоговый вольтметр перемещает стрелку по шкале пропорционально напряжению 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.

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

Амперметры

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

Чтобы амперметр мог измерять ток устройства, он должен быть подключен последовательно к этому устройству. Это необходимо, потому что объекты, соединенные последовательно, испытывают одинаковый ток. Они не должны быть подключены к источнику напряжения — амперметры рассчитаны на работу с минимальной нагрузкой (которая относится к падению напряжения на амперметре, обычно составляющему небольшую долю вольта).

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

Гальванометры (аналоговые измерители)

Аналоговые измерители имеют стрелки, которые поворачиваются, чтобы указывать на числа на шкале, как в отличие от цифровых счетчиков, которые имеют числовые показания. Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, обозначаемое цифрой 9.0078 Г . Протекание тока через гальванометр I _G вызывает пропорциональное движение или отклонение стрелки.

Двумя важнейшими характеристиками любого гальванометра являются его сопротивление и чувствительность к току. Чувствительность по току — это ток, при котором происходит полное отклонение стрелки гальванометра, иначе говоря, максимальный ток, который может измерить прибор. Например, гальванометр с токовой чувствительностью 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при протекании через нее 50 мкА, находится на середине шкалы при протекании через нее 25 мкА и т. д.

Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то напряжение всего \(\mathrm{V = IR = (50 мкА)(25 оммега)=1,25 \; мВ}\) дает полное чтение шкалы. Подключая резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр для измерения широкого диапазона напряжений или токов.

Гальванометры в качестве вольтметров

Гальванометр может работать как вольтметр, когда он соединен последовательно с большим сопротивлением R . Значение R определяется максимальным напряжением, которое будет измеряться. Предположим, вы хотите, чтобы 10 В производили полное отклонение вольтметра, содержащего гальванометр на 25 Ом с чувствительностью 50 мкА. Тогда 10 В, подаваемые на счетчик, должны давать ток 50 мкА. Общее сопротивление должно быть:

\[\mathrm { R } _ { \mathrm { tot } } = \ mathrm { R } + \ mathrm { r } = \ dfrac { \ mathrm { V } } { \ mathrm { I } } = \frac { 10 \mathrm { V } } { 50 \mu \mathrm { A } } = 200 \mathrm { k } \Omega\]

или:

\[\mathrm { R } = \ mathrm { R } _ { \ mathrm { tot } } — \ mathrm { r } = 200 \ mathrm { k } \ Omega — 25 \ Omega \ приблизительно 200 \ mathrm { k } \Omega\]

(R настолько велико, что сопротивлением гальванометра r почти можно пренебречь.) Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение на половину шкалы, поскольку через него проходит ток 25 мкА. метр, и поэтому показания вольтметра пропорциональны напряжению, как и требуется. Этот вольтметр был бы бесполезен для напряжений менее половины вольта, потому что отклонение измерителя было бы слишком маленьким для точного считывания. Для других диапазонов напряжения последовательно с гальванометром включают другие сопротивления. Многие измерители позволяют выбирать шкалы, что включает последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Гальванометры как амперметры

Тот же самый гальванометр может также работать как амперметр, если он подключен 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 большие, чем те, которые вызвали бы полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что нам нужен амперметр, дающий полное отклонение на 1,0 А и содержащий такой же 25-омный гальванометр с чувствительностью 50 мкА. С R и r включены параллельно, напряжение на них одинаковое.

Эти капли IR: IR = I _G r

, так что: } = \ frac { \ mathrm { R } } { \ mathrm { r } } \).

Решая для R и учитывая, что IG равен 50 мкА, а I равен 0,999950 А, мы имеем:

\[\mathrm { R } = \mathrm { r } \frac { \mathrm { I } _ { \mathrm { G } } } { \ mathrm { I } } = ( 25 \ Omega ) \ frac { 50 \ mu \ mathrm { A } } { 0,9{ — 3 } \Omega\]

Нулевые измерения

Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому через измерительные устройства не протекает ток, который может мешать измерению.

цели обучения

• Объясните, почему используются нулевые измерения

Нулевые измерения

Стандартные измерения напряжения и тока изменяют цепи, вводя числовые погрешности. Вольтметры потребляют дополнительный ток, тогда как амперметры уменьшают ток. Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому через измерительное устройство не протекает ток, и цепь остается неизменной. Измерения нуля, как правило, более точные, но более сложные, чем стандартные вольтметры и амперметры. Их точность все еще ограничена.

Потенциометр

При измерении ЭДС батареи и подключении батареи напрямую к стандартному вольтметру, как показано на рисунке, фактическая измеряемая величина представляет собой напряжение на клеммах В. Напряжение связано с ЭДС батареи соотношением V = 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, точно рассчитать ЭДС невозможно.

ЭДС можно было бы точно рассчитать, если бы были известны r , что бывает редко. Если бы ток I можно было сделать равным нулю, то В = ЭДС , и можно было бы непосредственно измерить ЭДС. Однако для работы стандартных вольтметров требуется ток.

Потенциометр представляет собой нулевой измерительный прибор для измерения потенциалов (напряжений). К резистору R подключен источник напряжения, пропуская через него постоянный ток. Вдоль провода наблюдается устойчивое падение потенциала (падение ИК), поэтому за счет контакта по проводу получается переменный потенциал.

Неизвестная ЭДС _x (обозначается скриптом E _x ), соединенная последовательно с гальванометром, показана на рис. Положение точки контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль. Когда гальванометр показывает ноль, ЭДС _х = IR _х , где R _х — сопротивление участка провода до точки контакта. Поскольку ток через гальванометр не течет, через неизвестную ЭДС ничего не течет, и emf _x воспринимается.

Потенциометр : Потенциометр является нулевым измерительным устройством. (а) Источник напряжения, подключенный к длинному проволочному резистору, пропускает через него постоянный ток I. (b.) Неизвестная ЭДС (обозначенная буквой Ex) подключена, как показано, и точка контакта вдоль R регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль. Сегмент провода имеет сопротивление Rx и сценарий Ex=IRx, где I не зависит от соединения, так как через гальванометр не протекает ток. Таким образом, неизвестная ЭДС пропорциональна сопротивлению отрезка провода.

Стандартная ЭДС заменяется на ЭДС _x , и точка контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль, так что ЭДС _s = IR _s . В обоих случаях ток через гальванометр не проходит. Ток и по длинному проводу идентичен. Взяв отношение эдс _x / эдс _s , I , и найдя эдс _x , мы получим то, что видим.0031 Поскольку для R используется длинная однородная проволока, отношение сопротивлений R _x /R _s равно отношению длин проволоки, обнуляющей гальванометр для каждой ЭДС. Три величины в правой части уравнения теперь известны или измерены, и можно рассчитать ЭДС _x . Часто в этом расчете меньше неопределенности, чем при непосредственном использовании вольтметра, но она не равна нулю. Всегда есть некоторая неопределенность в соотношении сопротивлений R _x /R _s и в стандартных ЭМП. Кроме того, невозможно сказать, когда гальванометр показывает точно ноль, что вносит ошибку как в R _x , так и в R _s , а также может повлиять на ток I .

Измерение сопротивления

Многие так называемые омметры измеряют сопротивление. Наиболее распространенные омметры применяют напряжение к сопротивлению, измеряют ток и вычисляют сопротивление, используя закон Ома. Их показания — это расчетное сопротивление. Простые конфигурации с использованием стандартных вольтметров и амперметров имеют ограниченную точность, поскольку счетчики изменяют как напряжение, подаваемое на резистор, так и ток, протекающий через него. Мост Уитстона представляет собой нулевой измерительный прибор для расчета сопротивления путем уравновешивания падений потенциала в цепи. Устройство называется мостом, потому что гальванометр образует мост между двумя ветвями. Различные мостовые устройства используются для измерения нуля в цепях. Резисторы R ₁ и R ₂ точно известны, а стрелка через R ₃ указывает, что это переменное сопротивление. Значение R ₃ можно точно прочитать. При неизвестном сопротивлении Rx в цепи R ₃ регулируют 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 выключателе. Это упрощает схему, позволяя рассчитать Rx на основе IR-падений.

Разность потенциалов между точками b и d тогда равна нулю, а это означает, что b и d имеют одинаковый потенциал. Без тока, протекающего через гальванометр, он не влияет на остальную часть цепи. Таким образом, ветви abc и adc параллельны, и каждая ветвь имеет полное напряжение источника. Поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение ИК вдоль и должно равняться падению ИК вдоль аб . Опять же, поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение ИК вдоль dc должно равняться падению IR вдоль bc . Это уравнение используется для расчета 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 R _x .

Ключевые точки

• Вольтметр — это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.
• Амперметр представляет собой измерительный прибор, используемый для измерения электрического тока в цепи.
• Вольтметр соединен параллельно с устройством для измерения его напряжения, а амперметр соединен последовательно с устройством для измерения его тока.
• В основе большинства аналоговых счетчиков лежит гальванометр, прибор, который измеряет ток с помощью движения или отклонения стрелки. Отклонение стрелки производится магнитной силой, действующей на проводник с током.
• 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 измерения 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 представляет собой электрическую цепь, используемую для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ветвей мостовой схемы, одна из которых включает неизвестный компонент.

Ключевые термины

• шунтирующее сопротивление : небольшое сопротивление R, включенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше должно быть R; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра
• гальванометр : Аналоговый измерительный прибор, обозначаемый буквой G, который измеряет ток с помощью отклонения стрелки, вызванного силой магнитного поля, действующей на проводник с током.
• нулевые измерения : методы более точного измерения тока и напряжения путем уравновешивания цепи таким образом, чтобы ток не протекал через измерительное устройство
• потенциометр : прибор, который измеряет напряжение, противопоставляя его точной доле известного напряжения и не потребляя ток от неизвестного источника.
• Мост Уитстона : Прибор, используемый для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ветвей мостовой схемы, одна из которых включает неизвестный компонент.

ЛИЦЕНЗИИ И АВТОРСТВО

CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖИМОЕ, ​​ПРЕДОСТАВЛЕННОЕ РАНЕЕ

• Курирование и пересмотр. Предоставлено : Boundless.com. Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike

CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖИМОЕ, ​​КОНКРЕТНОЕ АВТОРСТВО

• Колледж OpenStax, Колледж физики. 18 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/1.7 . Лицензия : CC BY: Attribution
• Вольтметры. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Вольтметры . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Амперметры. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Амперметры . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Расположен по адресу : www.boundless. com//physics/definition/galvanometer . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Расположен по адресу : www.boundless.com//physics/definition/shunt-resistance . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 25 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Вольтметры и амперметры. Расположен по адресу : http://www.youtube.com/watch?v=z6-c4jLXkMo . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 25 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Вольтметры. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Вольтметры . Лицензия : CC BY: Attribution
• Потенциометр (измерительный прибор). Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Potentiometer_(measuring_instrument) . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 18 сентября 2013 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42362/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Мост Уитстона. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : en.Wikipedia.org/wiki/Wheatstone_bridge . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• потенциометр. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/potentiometer . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Безграничный. Предоставлено : Безграничное обучение. Расположен по адресу : www. boundless.com//physics/definition/null-measurements . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Мост Уитстона. Предоставлено : Викисловарь. Расположен по адресу : en.wiktionary.org/wiki/Wheatstone_bridge . Лицензия : CC BY-SA: Attribution-ShareAlike
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 25 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Вольтметры и амперметры. Расположен по адресу : http://www.youtube.com/watch?v=z6-c4jLXkMo . Лицензия : Общественное достояние: Нет данных Copyright . Условия лицензии : Стандартная лицензия YouTube
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 25 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42360/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Вольтметры. Предоставлено : Википедия. Расположен по адресу : http://en.Wikipedia.org/wiki/Вольтметры . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 26 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42362/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 26 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42362/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution
• Колледж OpenStax, Колледж физики. 26 октября 2012 г. Предоставлено : OpenStax CNX. Расположен по адресу : http://cnx.org/content/m42362/latest/?collection=col11406/latest . Лицензия : CC BY: Attribution

---

Эта страница под названием 20.4: Вольтметры и амперметры распространяется по незаявленной лицензии и была создана, изменена и/или курирована Boundless.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Безграничный

   Показать оглавление

   нет

2. Теги

   1. гальванометр
   2. нулевые измерения
   3. потенциометр
   4. Шунтовое сопротивление
   5. Мост Уитстона

Учебное видео: Вольтметры | Nagwa

Стенограмма видео

В этом видео мы узнаем, как использовать вольтметры в электрических цепях для измерения разности потенциалов на компонент в цепи.

Вольтметр – это прибор, используемый для измерить разность потенциалов на компонентах цепи. Очень часто это выглядит как коробка с циферблатом на передней панели и двумя клеммами, к которым мы можем подключить провода в для того, чтобы подключить наш вольтметр в цепь. Иногда мы можем встретить цифровые вольтметры, которые аналогичны. У них есть коробка и два терминалы. Но вместо циферблата отображать его чтение, у него есть экран. В обоих случаях заглавная буква V говорит нам что это вольтметр, а не какой-либо другой прибор.

Теперь способ использования вольтметра чтобы включить его в цепь. Здесь у нас есть пример цепь, состоящая из батарейки, лампочки и вольтметра. И мы видим, что циферблат перешел на новую должность. Циферблат говорит нам, что разность потенциалов на аккумуляторе в нашей схеме равна пяти вольтам. Итак, если бы мы проводили эксперимент с нашим вольтметром мы сказали бы, что разность потенциалов на батарее, измеренное вольтметром, равно пяти вольтам. Помните, что единица измерения разность потенциалов равна вольту.

Теперь очень важно сделать убедитесь, что наш вольтметр подключен параллельно с компонентами, которые мы Пытаюсь измерить разность потенциалов. Чтобы понять, что мы подразумеваем под этим, давайте рассмотрим маршрут, по которому ток проходит через цепь. Начиная с положительной клеммы батареи, заряд может течь по часовой стрелке через цепь, протекающую через лампочка, в результате чего она загорается и выходит с другой стороны, прежде чем течь вокруг отрицательной клеммы аккумулятора. Однако есть и другой маршрут, который ток мог взять. Начнем снова с позитива клемме аккумулятора, заряд может течь против часовой стрелки, пока не достигнет вольтметр, течет через него и выходит с другой стороны, и обратно к минусу клемма аккумулятора.

В этой схеме наш вольтметр подключен параллельно компоненту, потенциал которого мы пытаемся измерить разница между ними, батарея. Мы знаем это, потому что текущий может идти по часовой стрелке или против часовой стрелки через цепь, что означает вольтметр находится на отдельной ветке цепи. Чтобы увидеть это еще яснее, рассмотрим принципиальные схемы. Начнем с того, что вспомним, что это является символом цепи для батареи. Похоже на несколько ячеек соединены вместе с некоторыми точками в середине. И тогда мы можем нарисовать провод, который соединяет положительный полюс аккумулятора с лампочкой. И с этим связан наш свет лампочка. Напомним, что символ схемы для лампочка — это круг с крестом через него. Затем у нас есть наш провод, который подключает лампочку к минусовой клемме аккумулятора.

Далее рассмотрим другой путь, по которому может двигаться заряд, протекающий по цепи. Сначала рисуем проволоку, соединяет положительный полюс аккумулятора с вольтметром. Затем рисуем сам вольтметр, который мы видим, имеет символ цепи, который представляет собой круг с большой буквой V внутри него. Затем мы рисуем провод, который идет от вольтметра к минусовой клемме аккумулятора. Еще раз можно рассмотреть путь, по которому ток проходит по цепи. Начиная с положительной клеммы батареи, мы видим, что заряд может течь по часовой стрелке через лампочку, вызывая ее чтобы загорелся, затем обратно по кругу к отрицательной клемме аккумулятора. В качестве альтернативы заряд может также течь против часовой стрелки к вольтметру, а затем обратно к минусовой клемме батарея. Это показывает нам, что вольтметр на другой ветви цепи и компонентах, которые он измеряет разность потенциалов, батарея. Это связано с тем, что не все заряд, протекающий через батарею, также проходит через вольтметр, потому что некоторые вместо этого течет по часовой стрелке через лампочку. Таким образом, мы можем подтвердить, что наша вольтметр подключен параллельно аккумулятору.

Однако, если бы мы подключили наш вольтметр в схему, как это, мы увидим, что ток имеет только один маршрут через цепь, то есть весь заряд, протекающий через аккумулятор также течет через вольтметр. Это означает, что вольтметр соединен последовательно с аккумулятором и в этом случае работать не будет, т.к. не подключен должным образом. Итак, для работы вольтметра правильно, он должен быть подключен параллельно.

Еще один важный момент: что наш вольтметр часто может быть очень похож на некоторые другие устройства. Наиболее распространенным из них является амперметр. Амперметр может выглядеть почти идентичен вольтметру. Обычно он принимает форму коробка, имеет циферблат, а также две клеммы для подключения к цепи. Иногда единственный способ сказать Отличие амперметра от вольтметра в том, что на амперметре заглавная буква А. тогда как наш вольтметр имел заглавную букву V.

Очень важно не попасть перепутали амперметры и вольтметры. Это потому, что у них очень разные функции. Вольтметр измеряет потенциал разница между компонентами в цепи, тогда как амперметр измеряет ток через компонент в цепи. Как известно, вольтметр должен быть подключен параллельно компоненту, измеряющему разность потенциалов через, тогда как амперметр должен быть подключен последовательно с компонентом, к которому он подключен. измеряя ток через. Итак, если мы собираемся использовать вольтметр, очень важно, чтобы мы искали заглавную букву V на передней панели.

Теперь, когда мы немного узнали о вольтметры, давайте рассмотрим пару примеров вопросов, которые помогут нам понять тема лучше.

На схеме показан электрический схема. Сколько вольтметров в схема?

Итак, нам дали схему диаграмма, состоящая из многих компонентов. На самом деле их один, два, три, в нем четыре, пять, шесть, семь, восемь компонентов, и это довольно большое количество. Но нас попросили выяснить, как много вольтметров в цепи. Итак, чтобы ответить на этот вопрос, давайте начните с того, что вспомните символ цепи вольтметра, который представляет собой круг с капитал V внутри него. Итак, оглядываясь назад на нашу схему, мы можно увидеть один, два вольтметра. Другими компонентами являются клетка, амперметр, три лампочки и открытый выключатель. Условное обозначение цепи для амперметра выглядит очень похоже на вольтметр, за исключением того, что внутри у него заглавная буква А. этого. Итак, ответ на наш вопрос два вольтметра. там два вольтметра схема.

Давайте теперь посмотрим на другой пример вопрос.

Каждая из следующих диаграмм показана схема, содержащая ячейку, лампочку, зуммер и вольтметр. Какой из них показывает, как вольтметр необходимо подключить к цепи для измерения разности потенциалов на лампочке только?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте начните с просмотра символов для каждого из этих компонентов схемы. У нас есть ячейка, в которой есть цепь символ, похожий на этот, с длинной линией, представляющей положительный клемма и короткая линия, представляющая отрицательную клемму. У нас также есть лампочка, которая имеет символ цепи, который выглядит следующим образом: круг с перечеркнутым крестом. И у нас есть зуммер, который имеет символ цепи, который представляет собой полукруг с двумя выходящими из него линиями. И у нас есть вольтметр, у которого Символ схемы — это круг с большой буквой V внутри.

Вопрос спрашивает нас, как вольтметр должен быть подключен для измерения разности потенциалов на лампочке только. Напомним, что для вольтметра чтобы измерить разность потенциалов на компоненте, он должен быть подключен в параллельно этому компоненту. Итак, в данном случае вольтметр должен быть подключен только параллельно с лампочкой. Итак, мы должны определить, какие из цепи из (A), (B), (C), (D) и (E) имеют вольтметр, подключенный параллельно только с лампочкой.

Чтобы решить это, мы можем следовать ток на маршруте, который он проходит через каждую цепь. Начнем со схемы (А). Заряд вытекает из положительный полюс ячейки вокруг лампочки и через нее. И затем он достигает этого терминала здесь, в этот момент он разделяется, и часть тока уходит на вольтметр и некоторые из них уходят налево на зуммер. Заряд проходит через вольтметр и обратно, где он присоединяется к заряду, протекающему через зуммер при этот узел. Затем заряд возвращается к минусовая клемма аккумулятора. От следования за течением на его пройдя по схеме, мы видим, что вольтметр включен параллельно одному из другие компоненты, потому что поток заряда разделился и часть его ушла в вольтметр и часть его пошла на зуммер. Это означает, что вольтметр находится в параллельно с компонентом, но, к сожалению, этот компонент является зуммером, а не лампочка. Таким образом, мы можем сказать, что принципиальная схема (A) неправильный способ подключения вольтметра параллельно лампочке только.

Далее давайте посмотрим на принципиальную схему (Б). Заряд течет от положительного конец клетки округляется до этого соединения вот здесь, где она расщепляется. Часть заряда стекает на вольтметр, через него и с другой стороны, пока не дойдет до этой секунды развязка здесь. Остальные потоки заряда ушли, через лампочку, а затем через зуммер, прежде чем воссоединиться с зарядом, который течет через вольтметр в этом соединении. Затем он продолжает обтекать обратно к отрицательному выводу ячейки. Здесь мы видим, что вольтметр параллельно с лампочкой, потому что поток заряда разделяется, и часть его уходит на вольтметр и часть его идет на лампочку. Однако заряд, который течет через лампочку течет и через зуммер, что означает, что вольтметр находится в параллельно с зуммером и лампочкой. Мы стремимся к тому, чтобы вольтметр быть параллельно только лампочке. Так что можно сказать, что это не правильный способ подключения вольтметра к цепи.

Давайте посмотрим на вариант (С). Снова следуя за потоком заряда, мы увидеть, что он раздваивается в этом же соединении, причем часть идет к вольтметру, и круглые, а некоторые идут к лампочке, прежде чем она соединится на этом стыке здесь. И тогда заряд течет к остальная часть цепи. Теперь, здесь мы видим, что вольтметр стоит параллельно лампочке. Часть заряда стекает на вольтметр и через него, а часть заряда протекает через лампочку. Потоки воссоединяются в этом стыке здесь это означает, что вольтметр подключен только параллельно лампочке. Это означает, что принципиальная схема (C) является хороший кандидат на то, как вольтметр должен быть подключен к цепи.

Переходим к варианту (D), следуя маршрут, который ток проходит через цепь, мы сразу видим, что он расщепляется на этом стыке здесь. Часть заряда пойдет на вольтметр, через него и обратно к вот этому переходу, а остальные часть заряда будет стекать к лампочке и через зуммер, прежде чем воссоединение с другим обвинением. Отсюда видно, что вольтметр подключен параллельно как лампочке, так и зуммеру, что на самом деле является то же, что вариант (Б). Таким образом, мы можем исключить вариант (D).

Наконец-то мы можем посмотреть на схему диаграмма (Е). Как и прежде, мы можем следить за ток на пути прохождения цепи. Он раздваивается на этом стыке здесь, часть заряда проходит через вольтметр и переходит к этому переходу на влево, а остальная часть заряда стекает в лампочку, а затем через зуммер, не доезжая до этого перекрестка. Мы видим, что хотя некоторые из заряд течет через вольтметр, остальная часть заряда течет через и лампочка и зуммер. Значит вольтметр параллельно как с лампочкой, так и с зуммером. Это идентично схеме диаграмма (D) и (B). Итак, мы знаем, что это неправильный способ подключения вольтметра к цепи. Мы можем это исключить.

Итак, мы определили вариант (C) как хороший кандидат на то, как вольтметр должен быть подключен к цепи. И мы исключили все остальные параметры. Таким образом, вариант (C) показывает нам, как вольтметр должен быть подключен к цепи для измерения разности потенциалов только через лампочку.

Хорошо, теперь, когда мы рассмотрели пара примеров вопросов, давайте подытожим то, о чем мы говорили в этом урок. В этом видео мы впервые увидели, что Вольтметры используются для измерения разности потенциалов на компоненте в схема. Мы также видели, что в цепи На схеме вольтметры изображаются в виде круга с заглавной буквой V внутри. Мы также видели, что для того, чтобы Для правильной работы вольтметры должны быть подключены параллельно компонентам, к которым они относятся. измеряя разность потенциалов поперек.