2015-05-10
629
За основу измерительного прибора часто берут чувствительный гальванометр. Подключив к нему различным способом сопротивления, его применяют в зависимости от целесообразности для измерения напряжения или тока. Это возможно, так как по закону Ома напряжение и ток прямо пропорциональны друг другу. Амперметры и вольтметры отличаются внутренними сопротивлениями, ценой деления и шкалами.
Для того чтобы на основе гальванометра сделать амперметр, параллельно гальванометру подключают сопротивление, называемое шунтом (рис. 5.1).
При параллельном соединении напряжение на приборе и шунте одинаково, т.е.
(5.1)
а общий ток равен сумме токов, протекающих через шунт и прибор
(5.2)
Из (5.2) найдём 
и подставим его в (5.1):
(5.3)
откуда 
.
Так как требовалось расширить предел измерения гальванометра по току в n раз, то 
; тогда 
и
(5.4)
Если цена деления гальванометра по току равна k 1, цена деления амперметра стала равной k 1 n, а чувствительность прибора при этом уменьшилась в n раз.
Для использования гальванометра в качестве вольтметра к гальванометру последовательно подключают добавочное сопротивление (рис. 5.2).
Пусть Un − напряжение на гальванометре, при котором его стрелка отклоняется на всю шкалу, и требуется этим прибором измерить напряжение U в n раз большее Un, т.е. 
.
При последовательном подключении к гальванометру добавочного сопротивления 
сопротивление полученного вольтметра 
, а напряжение на нём
(5.5)
или 
, но 
; 
.
Разделив левую и правую части на 
, получим искомое сопротивление . 
; 
;
(5.6)
Длину проволочных шунтов и добавочных сопротивлений можно определить так:
(5.7)
где S − площадь поперечного сечения проводника; r − удельное сопротивление проводника.
Класс точности шунтов и добавочных сопротивлений должен соответствовать классу точности прибора, пределы измерения которого расширяются. Для изготовления их используют проводники с малым коэффициентом температурного сопротивления и малым коэффициентом термоЭДС (например, манганин).
