Амперметры постоянного тока

Ток — это скорость потока электрического заряда. Если этот электрический заряд течет только в одном направлении, то результирующий ток называется постоянным током (DC). Прибор, который используется для измерения постоянного тока, называется амперметром постоянного тока .

Если поместить резистор параллельно гальванометру с подвижной катушкой с постоянными магнитами (PMMC), то вся комбинация будет действовать как амперметр постоянного тока. Параллельное сопротивление, которое используется в амперметре постоянного тока, также называется сопротивлением шунта или просто шунтом . Значение этого сопротивления следует считать малым, чтобы измерить постоянный ток большого значения.

Принципиальная схема амперметра постоянного тока показана на рисунке ниже.

Мы должны поместить этот амперметр постоянного тока последовательно с ответвлением электрической цепи, где должен измеряться постоянный ток. Напряжение на элементах, которые соединены параллельно, одинаково. Таким образом, напряжение на шунтирующем резисторе, $R_ {sh}$, и напряжение на сопротивлении гальванометра, $R_ {m}$, одинаково, поскольку эти два элемента соединены параллельно в вышеуказанной цепи. Математически это можно записать как

$$I_ {ш} R_ {ш} = I_ {т} R_ {м}$$

$\ Rightarrow R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I_ {sh}}$ (уравнение 1)

Уравнение KCL в узле 1

$$- I + I_ {ш} + I_ {т} = 0$$

$$\ Rightarrow I_ {sh} = I-I_ {m}$$

Подставьте значение $I_ {sh}$ в уравнение 1.

$R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I-I_ {m}}$ (уравнение 2)

Возьмем $I_ {m}$ как общее в знаменателе, который присутствует в правой части уравнения 2

$$R_ {ш} = \ {гидроразрыва I_ {т} R_ {т}} {I_ {т} (\ гидроразрыва {1} {I_ {т}} - 1)}$$

$\ Rightarrow R_ {sh} = \ frac {R_ {m}} {\ frac {I} {I_ {m}} - 1}$ (уравнение 3)

Куда,

$R_ {sh}$ — сопротивление шунта

$R_ {m}$ — внутреннее сопротивление гальванометра

$I$ — общий постоянный ток, который должен быть измерен

$I_ {m}$ — ток отклонения полной шкалы

Соотношение общего постоянного тока, который должен быть измерен, $I$ и тока полной шкалы отклонения гальванометра, $I_ {m}$, известно как коэффициент умножения, м . Математически это можно представить как

$m = \ frac {I} {I_ {m}}$ (уравнение 4)

$R_ {sh} = \ frac {R_ {m}} {m-1}$ (уравнение 5)

Мы можем найти значение сопротивления шунта , используя уравнение 2 или уравнение 5 на основе доступных данных.

Многодиапазонный DC амперметр

В предыдущем разделе мы обсуждали амперметр постоянного тока, который получается путем размещения резистора параллельно гальванометру PMMC. Этот амперметр постоянного тока можно использовать для измерения определенного диапазона постоянных токов.

Если мы хотим использовать амперметр постоянного тока для измерения постоянных токов в нескольких диапазонах , мы должны использовать несколько параллельных резисторов вместо одного резистора, и вся эта комбинация резисторов параллельна гальванометру PMMC. Принципиальная схема многодиапазонного амперметра постоянного тока показана на рисунке ниже.

Поместите этот многодиапазонный амперметр постоянного тока последовательно с ответвлением электрической цепи, где должен измеряться постоянный ток требуемого диапазона. Требуемый диапазон токов выбирается путем подключения переключателя s к соответствующему шунтирующему резистору.

Пусть $m_ {1}, m_ {2}, m_ {3}$ и $m_ {4}$ являются множителями множителя амперметра постоянного тока, когда мы рассматриваем суммарные постоянные токи, которые должны быть измерены как, $I_ {1}, I_ {2}, I_ {3}$ и $I_ {4}$ соответственно. Ниже приведены формулы, соответствующие каждому множителю.

$$м_ {1} = \ {гидроразрыва I_ {1}} {I_ {т}}$$

$$м_ {2} = \ {гидроразрыва I_ {2}} {I_ {т}}$$

$$м_ {3} = \ {гидроразрыва I_ {3}} {I_ {т}}$$

$$м_ {4} = \ {гидроразрыва I_ {4}} {I_ {т}}$$

В схеме выше есть четыре шунтирующих резистора , $R_ {sh1}, R_ {sh2}, R_ {sh2}$ и $R_ {sh4}$. Ниже приведены формулы, соответствующие этим четырем резисторам.

$$R_ {Ш1} = \ гидроразрыва {R_ {т}} {M_ {1} -1}$$

$$R_ {SH2} = \ гидроразрыва {R_ {т}} {M_ {2} -1}$$

$$R_ {SH3} = \ гидроразрыва {R_ {т}} {M_ {3} -1}$$

$$R_ {SH4} = \ гидроразрыва {R_ {т}} {M_ {4} -1}$$

Приведенные выше формулы помогут нам найти значения сопротивления каждого шунтирующего резистора.