Spínací obvod ampérmetra a voltmetra

V ampérmetroch prúd pretekajúci zariadením vytvára krútiaci moment, ktorý spôsobuje vychýlenie pohyblivej časti pod uhlom, ktorý závisí od tohto prúdu. Tento uhol vychýlenia sa používa na určenie aktuálnej hodnoty ampérmetra.

Na meranie prúdu v niektorom type prijímača energie s ampérmetrom je potrebné zapojiť ampérmeter do série s prijímačom tak, aby bol prúd prijímača a ampérmetra rovnaký. Odpor ampérmetra by mal byť malý v porovnaní s odporom prijímača energie, s ktorým je zapojený do série, takže jeho zahrnutie nemá prakticky žiadny vplyv na veľkosť prúdu prijímača (na režim činnosti prijímača obvod). Odpor ampérmetra teda musí byť malý a čím je nižší, tým väčší je jeho menovitý prúd. Napríklad pri menovitom prúde 5 A je odpor ampérmetra ra = (0,008 — 0,4) ohm. Pri nízkom odpore ampérmetra sú v ňom malé aj výkonové straty.

Ryža. 1. Schéma zapojenia ampérmetra a voltmetra
Pri menovitom prúde ampérmetra 5 A stratový výkon Pa = Aza2r = (0,2 — 10) VA... Napätie privedené na svorky voltmetra spôsobuje prúd v jeho obvode. Pri jednosmernom prúde závisí len od napätia, t.j. Iv = F (Uv). Tento prúd prechádzajúci voltmetrom, ako aj ampérmetrom, spôsobuje vychýlenie jeho pohyblivej časti pod uhlom, ktorý závisí od prúdu. Týmto spôsobom bude každá hodnota napätia na svorkách voltmetra dobre definovanými hodnotami prúdu a uhla natočenia pohyblivej časti.

Na určenie napätia na svorkách energetického prijímača alebo generátora podľa údajov voltmetra je potrebné pripojiť jeho svorky na svorky voltmetra tak, aby sa napätie prijímača (generátora) rovnalo napätiu voltmetra. voltmeter (obr. 1).

Odpor voltmetra by mal byť veľký v porovnaní s odporom prijímača energie (alebo generátora), aby jeho zahrnutie neovplyvnilo namerané napätie (na režim činnosti obvodu).

Príklad. Na svorky obvodu s dvomi sériovo zapojenými prijímačmi (obr. 2) s odporom r1=2000 ohmov a r2=1000 ohmov je privedené napätie U= 120 V.

Ryža. 2. Schéma zapnutia voltmetra

V tomto prípade je na prvom prijímači napätie U1 = 80 V a na druhom U2 = 40 V.

Ak pripojíte voltmeter s odporom paralelne k prvému prijímaču rv =2000 ohmov na meranie napätia na jeho svorkách, potom napätie prvého aj druhého prijímača bude mať hodnotu U'1=U'2= 60 V.

Zapnutie voltmetra teda spôsobilo zmenu napätia prvého prijímača s U1 =80 V na U'1= 60 V, chyba merania napätia v dôsledku zapnutia voltmetra sa rovná ((60V — 80V) / 80 V) x 100 % = - 25 %

Odpor voltmetra teda musí byť väčší a čím väčší je, tým väčšie je jeho menovité napätie. Pri menovitom napätí 100 V je odpor voltmetra rv = (2000 — 50 000) ohmov. Vzhľadom na vysoký odpor voltmetra sú straty výkonu v ňom nízke.

Pri menovitom napätí voltmetra 100 V je strata výkonu Rv = (Uv2/rv) Čo.

Z uvedeného vyplýva, že ampérmeter a voltmeter môžu mať meracie mechanizmy na tom istom zariadení, líšia sa len svojimi parametrami. Ale ampérmeter a voltmeter sú zahrnuté v meranom obvode rôznymi spôsobmi a majú rôzne vnútorné (meracie) obvody.