Добавочное сопротивление используется для расширения приделов измерения вольтметров. Вольтметр это прибор, применяемый для измерения напряжения в различных точках цепи. Номинальное напряжение, на который рассчитан вольтметр у разных приборов разное. Но иногда возникает ситуация когда прибор рассчитанный на измерение допустим милливольт а нам необходимо измерять киловольты.
Основная часть любого вольтметра это его измерительная головка. Это некоторый электромеханический прибор, который преобразует ток, проходящий через него в угол отклонение стрелки. При этом шкала проградуирована в измеряемых значениях. В нашем случае в вольтах. В цифровых измерительных приборах такого, конечно, нет, там мы видим цифровое табло, на котором выводятся результаты. Но методика расширения диапазона измерительной части остается прежней.
Угол поворота стрелки зависит от тока, протекающего через прибор. Так как сопротивление прибора неизменно то в итоге угол отклонения зависит от напряжения на выводах прибора. Эти выводы необходимо подключить параллельно измеряемому участку цепи. В таком случае вольтметр должен обладать достаточно большим внутренним сопротивлением, чтобы не вносить искажения в работу цепи.
На практике сопротивление измерителя должно отличатся хотя бы в 100 раз от сопротивления цепи. Тогда погрешность вносимая прибором будет составлять всего лишь один процент. Все измерительные головки, как правило, уже обладают высоким внутренним сопротивлением. А так как мы решили расширить приделы измерения путем введения добавочного сопротивления, которое включается последовательно с прибором, то о вносимой погрешности можно не беспокоиться.
Добавочное сопротивление изготавливается из материала, у которого стабильный температурный коэффициент сопротивления. То есть при нагревании такого материала его удельное сопротивление не должно изменяться. Иначе во время измерений вследствие нагревания такого сопротивления при прохождении тока через него или от внешней среды погрешность прибора изменятся.
Как правило, в качестве такого материала используют манганин не путать с маргарином. То есть теперь не сама измерительная головка подсоединяется к участку цепи, а наш вольтметр в целом. Внутри которого эта самая головка соединена последовательно с добавочным резистором. Теперь необходимо рассчитать сопротивление этого резистора, чтобы знать цену деления вольтметра. Для этого сначала нужно определить множитель добавочного сопротивления.
Множитель добавочного сопротивления это отношение, которое показывает во сколько раз то напряжение, которое присутствует на выводах вольтметра больше напряжения поступающего на измерительную головку.
Ну а зная этот множитель легко определить и величину добавочного сопротивления
Как правило, переносные измерительные приборы снабжаются не одним, а несколькими добавочными сопротивлениями. Таким образом, у них появляются некоторые диапазоны измерений. Это делается для того чтобы повысить универсальность вольтметра чтобы одним прибором можно было измерять значения напряжения в различных цепях.
Читайте также:
- Большие нажатия контактов необходимы, чтобы уменьшить величину сопротивления в месте соприкосновения контактных поверхностей и тем самым уменьшить нагревание контактов.
- Входное и выходное сопротивления
- Выведите формулу для коррекции показаний амперметра на значение методической погрешности из-за влияния сопротивления цепи прибора?
- График сопротивления деформации обрабатываемой заготовки.
- Добавочные железы
- Добавочные органы и железы
- Добавочные сопротивления
- Драг.Камень/тип сопротивления качество камня/количество
- Журналист сопротивления
- Зависимость сопротивления от температуры. Явление сверхпроводимости
- Задачи и методы сопротивления материалов
- Запишите дифференциальное уравнение вынужденных колебаний системы с одной степенью свободы без учета сопротивления.
Шунт – простейший преобразователь тока в напряжение. Используется для расширения пределов измерения измерительных приборов по току, прежде всего магнитоэлектрической системы и цифровых..
Шунт характеризуется номинальным значением входного тока шунта Iном и номинальным значением падения напряжения на шунте Uном. Их отношение определяет номинальное сопротивление шунта
Ток через измерительный механизм равен:
где I – измеряемый ток, Rп – сопротивление измерительного механизма прибора (амперметра).
Введем коэффициент шунтирования, равный отношению величины полного тока к величине тока, протекающего через измерительный прибор n = I/Iпр. Тогда для получения величины тока через измерительный механизм в n раз меньше величины тока в основной цепи, сопротивление шунта должно выбираться из условия Rш = Rп/(n-1),.
Измерительные шунты используются для измерений токов вплоть до 1000-5000А. Шунты для измерения токов до 30 А обычно встраиваются в измерительный прибор (внутренние шунты). Шунты на большие токи выполняются в виде отдельных устройств (внешние шунты).
Для шунтов предусмотрен следующий ряд номинальных напряжений – 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ
Измерительные шунты изготавливаются из манганина (сплав меди марганца и цинка, отличающийся высокой термостабильностью и очень малой термоЭДС) по следующим классам точности – 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5
Для переносных и щитовых приборов изготавливают многопредельные шунты, которые переключаются в ручном или автоматическом режимах..
Область применения шунтов ограничивается в основном постоянными токами (на переменном токе возникает дополнительная погрешность из-за различной частотной зависимости сопротивлений шунта и прибора) и использование совместно только с магнитоэлектрическими и цифровыми приборами. Существенное большее энергопотребление приборов других систем делает применение шунтов в этих случаях технически сложным и энергозатратным.
Добавочные сопротивленияявляются простейшими измерительными преобразователями напряжения в ток. А поскольку электроизмерительные приборы всех систем, за исключением электростатической, реагируют именно на величину тока, то добавочные сопротивления служат для расширения пределов измерения по напряжению вольтметров всех систем, а также других приборов, подключаемых к источнику напряжения – ваттметров, фазометров, счетчиков энергии.
Добавочное сопротивление включается последовательно с прибором и ток I в измерительной цепи прибора (рис. ) равен:
где U – измеряемое напряжение, RП и RД – собственное сопротивление прибора и добавочное сопротивление. Поскольку через добавочное сопротивление и прибор протекает одни и тот же ток, падение напряжения на измерительном приборе будет равно:
Если прибор (вольтметр) имеет предел измерения Uном то при помощи добавочного сопротивления можно расширить пределы его измерения в n раз если величина добавочного сопротивления удовлетворяет условию:
Добавочные сопротивления, как и шунты, обычно изготавливаются из манганина и используются при напряжениях до 30 кВ. В переносных и щитовых приборах используются многопредельные добавочные сопротивления.
Поскольку величина добавочных сопротивлений должна быть достаточно высокой и, соответственно, длина провода большой, они выполняются в виде катушки намоткой тонкого провода. Намотка добавочных сопротивлений, предназначенных для работы на переменном токе, для минимизации реактивного сопротивления выполняется бифилярной
Применение добавочных сопротивлений способствует также уменьшению температурной погрешности электроизмерительных приборов. Действительно, пусть коэффициенты bП и bД есть температурные коэффициенты сопротивления соответственно измерительного прибора и добавочного сопротивления. Тогда из схемы рис. следует, что общий температурный коэффициента всего вольтметра будет равен:
Температурный коэффициент добавочного сопротивления обычно близок к ну
лю, bД »0, следовательно можно считать, что:
Отсюда следует, что поскольку RП
Дата добавления: 2015-03-31 ; Просмотров: 10034 ; Нарушение авторских прав? ;
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
В одной из статей электрическое сопротивление, мы познакомились с новой величиной электрическое сопротивление или сопротивление проводника. Давайте еще раз вспомним, что такое сопротивление проводника.
Сопротивление проводника – это физическая величина, которая характеризует свойство проводника препятствовать проводить электрический ток. Более простыми словами это величина, которая мешает проводить электрический ток.
Условное обозначение сопротивления: R .
Единица измерения сопротивления – это Ом .
Обозначение резистора в электрических схемах:
Если рассуждать логично, то сопротивление проводника, отрицательное качество, так как потребляемый прибор, получает не всю энергию источника питания. Но на практике совсем наоборот. Как бы это было не логично, но практически не одна схема не обходится без элементов, которые обладают разными сопротивлениями. Элементы, которые обладают разными показателями сопротивления называются – Резисторами .
Рези́стор
Рези́стор (англ. resistor, от лат. resisto — сопротивляюсь) — пассивный элемент электрической цепи, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления.
В этой статье, мы рассмотрим, как резистор участвует для снижения напряжения. Когда, я только начал заниматься радиоэлектроникой, мне сказали или где-то вычитал, что резистор понижает напряжение. В голове я себе это представлял так – в зависимости от нужного напряжения, берешь резистор с определенным номиналом и все. В принципе в этом есть доля правды, но все же все зависит от многих показателей замкнутой электрической цепи. Так же собирая цепь, меняя резисторы разных номиналов, не мог уловить на вольтметре сильные изменения напряжения. Конечно тогда, это не объяснимое для меня явления меня расстраивало.
Рассмотрим простую цепь, состоящую из источника питания (ИП), нагрузке в виде лампочки и соединяющих проводников. Лампочка стандартная маленькая – «3.5V 0.26A E10». Номиналы, напряжение – 3,5 В, ток, который должен протекать – 0,26 А. При подключении к ИП с напряжением 3,5 В, на что и рассчитана лампочка, в цепи образуется сила тока 0,26 А. Так же пользуясь законом Ома можно примерно рассчитать сопротивление лампочки.
Сначала вспомним основную формулу – Закон Ома для участка цепи записывается следующей формулой: I = U/R .
В нашем случае нам нужно найти сопротивление – R.
Переворачиваем формулу R = U / I. (Как удобно формировать формулу, показано в статье Закон Ома)
Подставляем наши данные – 3,5 В / 0,26 А = 13 Ом (округлил) сопротивление лампочки.
Теперь давайте допустим у нас есть такая же лампочка, но нет такого источника питания(ИП), с таким напряжением. Есть только ИП с напряжением в 9 В. Если мы подключим такой источника питания к нашей цепи с лампочкой, то в цепи образуется ток примерно 0,7 А. Что почти в три раза больше номинального значения лампочки (0,26 А). Это скорее всего придет к перегоранию лампочки, лампочка выйдет из строя. Поэтому в наше схему нужно подключить добавочный резистор , как вы уже догадались, он будет забирать часть энергии, часть лишнего напряжения на себя.
Теперь необходимо подсчитать, какой резистор и с каким номиналом нам подойдет. Для этого нужно определить, на какое напряжение нам нужно снизить ИП. Помимо этого, очень важно знать номинальный ток нагрузки, в данном случае лампочки. Давайте распишем данные, который у нас есть.
Uип – 9 В , напряжение источника питания.
Uнаг – 3,5 В , номинальное напряжение лампочки.
Iнаг – 0,26 А , номинальный ток для лампочки.
Формула: Rдоб = (Uип – Uна)/ Iна = (9 – 3,5)/0,26 = 21 Ом (округлил)
И так, для того что бы лампочка не перегорела, нам необходимо подключить добавочный резистор сопротивлением 21 Ом. Что мы и сделаем:
Давайте для понимания, раскидаем что произошло у нас в цепи. Резистор мы подключили в цепь последовательно с нагрузкой, то есть после резистора идет лампочка или наоборот, в данном случае без разницы. При последовательно соединение сила тока для всех нагрузок (для резистора и лампочки) остается одним и тем же. А напряжение тока разделяется на нагрузки в зависимости от их сопротивления. В нашем случае, на нагрузку (Лампочку) падает 3,5 В, на добавочный резистор 5,5 В. Рассмотрим на схеме:
Теперь думаю стало яснее, почему мы использовали такую ( Rдоб = (Uип – Uна)/Iнаг ) формулу для вычисления сопротивления добавочного резистора. Сила тока у нас одинаковая, мы просто нашли сопротивление нагрузки, на которую уйдет наши лишние 5,5 В. Это очень важный момент в законах электрических цепей, поэтому необходимо хорошенько понять и запомнить. В каких еще случаях используют резисторы, рассмотрим при изучениях других радиоэлементов.
