рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Электроизмерительные приборы

Электроизмерительные приборы - раздел Физика, Общий курс физики физические основы   Электрическая Цепь Представляет Собой Совокупность Различных ...

 

Электрическая цепь представляет собой совокупность различных проводников и источников тока. В общем случае цепь является разветвленной и содержит участки, где проводники могут соединяться последовательно и параллельно.

При последовательном соединении проводников (рис. 2.3, а):

а) сила тока во всех частях цепи одинакова ();

б) напряжение на зажимах цепи равно сумме падений напряжений на отдельных участках ().

Учитывая эти положения и используя закон Ома для однородного участка, найдем общее (эквивалентное) сопротивление цепи:

или

(2.12)

Таким образом, общее сопротивление цепи, состоящей из последовательно соединенных проводников, равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

При параллельном соединении проводников (рис. 2.3, б):

а) сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов, протекающих в разветвленных участках цепи ();

б) падения напряжения в параллельно соединенных участках цепи одинаковы и равны напряжению на зажимах цепи ().

С учетом этих положений и на основании закона Ома для однородного участка цепи найдем общее (эквивалентное) сопротивление цепи:

или

(2.13)

Таким образом, при параллельном соединении проводников складываются величины, обратные сопротивлениям отдельных участков цепи (проводимости ветвей).

Электроизмерительным прибором (ЭИП) называется устройство, предназначенное для измерения различных электрических величин.

Электроизмерительные приборы классифицируются в основном по двум признакам – по назначению (по роду измеряемой величины) и по принципу действия.

По назначению ЭИП подразделяются на:

- приборы для измерения силы тока (амперметры, миллиамперметры, гальванометры);

- приборы для измерения напряжения (вольтметры, милливольтметры);

- приборы для измерения электрической мощности (ваттметры);

- приборы для измерения электрической энергии (счетчики электроэнергии);

- приборы для измерения электрического сопротивления (омметры);

- приборы для измерения частоты переменного тока (частотомеры).

По принципу действия ЭИП классифицируются на:

- магнитоэлектрические;

- электромагнитные;

- электродинамические;

- тепловые, индукционные, электростатические и др.

Магнитоэлектрические приборы пригодны только для измерения в цепях постоянного тока. Их работа основана на взаимодействии постоянного магнитного поля подковообразного магнита и подвижного проводника (катушки) с током. Магнитоэлектрические приборы отличаются высокой чувствительностью и точностью показаний. Шкала этих приборов равномерная, собственное потребление энергии невелико.

Электромагнитные приборы пригодны для измерения как в цепях постоянного, так и переменного тока. Их работа основана на взаимодействии магнитного поля катушки, по которой протекает ток, с ферромагнитным сердечником. К достоинствам электромагнитных приборов относится простота конструкции и нечувствительность к кратковременным перегрузкам. Вместе с тем отклонение стрелки не пропорционально возрастанию тока в катушке, поэтому шкала прибора неравномерна. Точность измерения электромагнитных приборов меньше, чем магнитоэлектрических, показания зависят от внешних магнитных полей.

Электродинамические приборы пригодны для измерения в цепях постоянного и переменного токов. Их работа основана на взаимодействии магнитных полей, которые создаются двумя катушками с током. Если прибор действует как амперметр, то катушки соединяются параллельно; в вольтметрах этой системы катушки включены последовательно. Электродинамические приборы применяются также для измерения мощности. Приборы этой системы обладают высокой точностью, однако имеют неравномерную шкалу, подвержены влиянию внешних электромагнитных полей, чувствительны к перегрузкам.

Тепловые приборы могут быть использованы в цепях постоянного и переменного токов. Их устройство основано на удлинении проводника при нагревании его протекающим током. Степень удлинения проводника позволяет судить о силе тока. Тепловые приборы не подвержены влиянию внешних магнитных полей, устойчивы к перегрузкам.

Измерение силы тока производится амперметрами, миллиамперметрами или микроамперметрами в зависимости от порядка измеряемой величины. Чтобы измерить силу тока в цепи, надо пропустить через измерительный прибор весь ток, поэтому амперметр подключается в цепь последовательно. Сопротивление амперметра должно быть очень малым, так как в противном случае включение его повлекло бы за собой уменьшение силы тока в цепи.

Каждый измерительный прибор рассчитан на определенную максимальную для него силу тока или на предельное для него напряжение. Однако существуют способы расширения пределов измерения данным прибором.

Для измерения токов большей силы, чем та, на которую рассчитан амперметр, применяют шунты. Шунт – это сопротивление, которое включается параллельно амперметру (рис. 2.4). Для того чтобы через амперметр прошла меньшая часть измеряемого тока, сопротивление шунта должно быть меньше сопротивления амперметра. Расчет сопротивления шунта производится в зависимости от того, какую часть тока необходимо пропустить через прибор. Если нужно, чтобы через амперметр прошел ток IA в n раз меньше измеряемого тока I, то сопротивление шунта можно определить следующим образом:

тогда

где RШ, RA – сопротивления соответственно шунта и амперметра.

Шунты монтируются либо внутри корпуса амперметра, либо подключаются снаружи. Для расширения диапазона измерения силы тока амперметр часто снабжают несколькими шунтами. Такой многопредельный амперметр может быть использован для измерения различных по величине токов.

Измерение напряжения производится вольтметрами, милливольтметрами или микровольтметрами. Вольтметр подключается параллельно тому участку цепи, где необходимо определить напряжение. Для того чтобы вольтметр не повлиял на распределение токов в цепи, его сопротивление должно быть значительно больше, чем измеряемое сопротивление участка схемы.

Для расширения пределов измерения вольтметра к нему последовательно подключается известное добавочное сопротивление (рис. 2.5). Добавочное сопротивление необходимо для того, чтобы через прибор проходил ток, не превышающий допустимой величины. Величина добавочного сопротивления может быть найдена следующим образом:

тогда

где RД, RV – соответственно добавочное сопротивление и сопротивление вольтметра; n – число, показывающее, во сколько раз измеряемое напряжение больше того напряжения, на которое рассчитан прибор.

Добавочное сопротивление обычно монтируется в корпусе прибора, и вольтметр градуируется с учетом этого сопротивления. Если внутрь вольтметра вмонтировать несколько соединенных последовательно добавочных сопротивлений, то таким прибором можно измерять напряжение в широких пределах. Переключая вольтметр на разные пределы измерения, необходимо каждый раз находить цену деления шкалы прибора.

Для регулирования силы тока в цепи служат реостаты. Наибольшее применение получили реостаты со скользящим контактом. На реостате обычно указываются величина сопротивления и максимальное значение силы тока, на которую он рассчитан. Реостат включается последовательно с участком цепи, силу тока в котором необходимо регулировать (рис. 2.6).

Для регулирования напряжения, подаваемого на участок электрической цепи, применяются потенциометры или делители напряжения. Простейшим делителем напряжения служит реостат со скользящим контактом, включенный по схеме, приведенной на рис. 2.7. Изменяя положение скользящего контакта, можно на участок цепи подавать напряжение в пределах 0 - Umax, где Umax = e - значение ЭДС источника тока.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Общий курс физики физические основы

Государственное образовательное учреждение.. высшего профессионального образования.. владимирский государственный университет..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Электроизмерительные приборы

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Основной закон электростатики
  Закон взаимодействия неподвижных точечных электрических зарядов экспериментально установлен в 1785 г. французским физиком Ш. Кулоном с помощью крутильных весов. Поэтому силы электро

Электростатическое поле. Напряженность поля
  Если в пространство, окружающее электрический заряд, внести другой заряд, то между ними возникнет кулоновское взаимодействие. Следовательно, в пространстве, окружающем электрические

Поля. Потенциал поля
  Если в электростатическом поле точечного заряда из точки 1 в точку 2 вдоль произвольной траектории перемещаетс

Электростатического поля
  Напряженность и потенциал – различные характеристики одной и той же точки поля. Следовательно, между ними должна существовать однозначная связь. Работа по перемещению едини

Теорема Гаусса для электростатического поля в вакууме
  Вычисление напряженности поля большой системы электрических зарядов с помощью принципа суперпозиции электростатических полей

Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике
  Диэлектриками называют вещества, которые при обычных условиях практически не проводят электрический ток. Согласно представлениям классической физики в диэлектриках в отличие

Проводники в электростатическом поле. Конденсаторы
  Если поместить проводник во внешнее электростатическое поле, то это поле будет действовать на свободные заряды проводника, в результате чего они начнут перемещаться – положительные

Энергия электростатического поля
  Электростатические силы взаимодействия консервативны, следовательно, система зарядов обладает потенциальной энергией. Пусть имеется уединенный проводник, заряд емкос

Задачи для самостоятельного решения
1. Расстояние между зарядами и равно 10 см. Определить силу, действующую на

Электрический ток и его характеристики
  Электрическим током называют упорядоченное движение заряженных частиц или заряженных макроскопических тел. Различают два вида электрических токов – токи проводимости и конвек

Закон Ома в дифференциальной форме
  Если в цепи на носители тока действуют только силы электростатического поля, то происходит перемещение зарядов от точек с большим потенциалом к точкам с меньшим потенциалом. Это при

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца
  Рассмотрим однородный проводник, по концам которого приложено напряжение . За время dt через поперечное сечение прово

Закон Ома в интегральной форме
  + Для однородного участка цепи, т.е. для участка, на котором не действуют сторо

Расчет разветвленных цепей постоянного тока
  Закон Ома в интегральной форме позволяет рассчитывать практически любую электрическую цепь. Однако непосредственный расчет разветвленных цепей, содержащих замкнутые контуры, достато

Задачи для самостоятельного решения
1. Какой заряд пройдет через поперечное сечение проводника за время от 5 с до 10 с, если сила тока изменяется со временем по закону

Магнитное поле и его характеристики
  I Опыт показыв

Закон Био-Савара-Лапласа
  После опытов Эрстеда начались интенсивные исследования магнитного поля постоянного тока. Французские физики Био и Савар в первой четверти XIX в. изучали магнитные поля, создаваемые

Магнитное поле движущегося заряда. Сила Лоренца
Любой проводник с током создает в окружающем пространстве магнитное поле. В свою очередь ток представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов. Отсюда следует, что каждый движущийся в

Проводник с током в магнитном поле. Закон Ампера
Обобщая результаты действия магнитного поля на различные проводники с током, А. Ампер установил, что сила , с которой магнитное поле действ

Циркуляция вектора индукции магнитного поля в вакууме
Аналогично циркуляции вектора напряженности электростатического поля в магнитном поле вводится понятие циркуляции вектора магнитной индукци

Теорема Гаусса для магнитного поля в вакууме
  Потоком вектора магнитной индукции или магнитным потоком сквозь малую поверхность площадью dS называется скалярная физическая величина, равная

Магнитные свойства вещества
Не все вещества одинаково проводят силовые линии магнитного поля. Так, например, через железо магнитные силовые линии проходят во много раз легче, чем через воздух. Другими словами способность желе

Задачи для самостоятельного решения
  1. По длинному прямому проводу течет ток силой 60 А. Определить индукцию магнитного поля в точке, удаленной от проводника на 5 см. (Ответ: 0,24 мТл).

Закон электромагнитной индукции
Как отмечалось, вокруг любого проводника с электрическим током возникает магнитное поле. Английский физик М. Фарадей считал, что между электрическими и магнитными явлениями существует тесная взаимо

Явление самоиндукции. Индуктивность контура
  Электрический ток, протекающий в замкнутом контуре, создает вокруг себя магнитное поле, индукция B которого по закону Био-Савара-Лапласа пропорциональна силе тока (B~I

Взаимная индукция
  Если два контура расположены один возле другого и в каждом из них изменяется сила тока, то они будут взаимно влиять друг на друга. Изменение

Энергия магнитного поля
Магнитное поле, подобно электрическому полю, является носителем энергии. Естественно предположить, что энергия магнитного поля равна той работе, которая затрачивается электрическим током на создани

Практическое применение электромагнитной индукции
  Явление электромагнитной индукции используется, прежде всего, для преобразования механической энергии в энергию электрического тока. Для этой цели применяются генераторы переменн

Задачи для самостоятельного решения
1. В однородном магнитном поле с индукцией перпендикулярно полю движется проводник длиной

Вихревое электрическое поле
В 60-х годах XIX в. английский ученый Дж. Максвелл (1831-1879) обобщил экспериментально установленные законы электрического и магнитного полей и создал законченную единую теорию электромагнитног

Ток смещения
  Ток смещения введен Максвеллом для установления количественных соотношений между переменным электрическим полем и вызываемы

Уравнения Максвелла для электромагнитного поля
  Созданная Максвеллом единая макроскопическая теория электромагнитного поля позволила с единой точки зрения не только объяснить электрические и магнитные явления, но предсказать новы

Некоторые знаменательные события в истории развития электродинамики
  Год Событие Ученый Начаты опыты, приведшие к открытию электрического тока (опыты описаны в

Дивергенция векторного поля
Дивергенцией векторного поля (обозначается ) называют следующую производну

Библиографический список
1. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. – М.: Наука, 1989. 2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Высш. шк., 1989. – 608 с. 3. Курс физики: Учеб. для вузов: В 2 т. /

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги