Текущо измерване

§ 73. Измерване на тока. Разширяване на границите за измерване на амперметъра

За измерване на тока в електрическите схеми са амперметри, милиаммери и микроамперметри на различни системи. Те са свързани в серия верига, а през устройството преминава целия ток, който тече в схемата.

При различни електрически измервания е много важно измервателното устройство възможно най-малко да промени електрическото състояние на веригата, в която е включено. Поради тази причина, амперметърът трябва да има малко съпротивление в сравнение с съпротивлението на веригата. Нека източникът на електрическа енергия, чието напрежение U = 10 V, да бъде включен в електрическата верига. Съпротивлението на потребителя r n = 20 ома. В тази схема, според закона на Ом, токът

Нека приемем, че намотката на милиаметъра, която трябва да измерва тока, има съпротивление r a = 30 ома. След това, когато устройството е включено в електрическата верига, в него се задава ток

По този начин, ако в схемата е включено устройство с голямо съпротивление, неговият електрически режим ще бъде нарушен и текущата сила ще бъде измерена с грешка от 0,3 а.

Този пример потвърждава, че е желателно да се измерва токът в схемата чрез устройство с най-ниско съпротивление. Невъзможно е да свържете амперметър към полюсите на токов източник без натоварване. Това е така, защото навиването на амперметъра, който има малко съпротивление, в този случай ще бъде голям ток и може да изгори. По същата причина амперметърът не може да бъде свързан паралелно с товара. Поради намотките и отделните елементи на електрическите измервателни уреди на някои системи е невъзможно да се пропусне някакъв значителен ток, за да се избегне възможността за разваляне. По-специално това се отнася до спиралните пружини и подвижната бобина на магнитоелектричното устройство.

Ако такова измервателно устройство трябва да бъде пригодено да измерва значителен интензитет на тока - за да разшири обхвата на измерване на амперметъра, той се доставя с шунт.

Шунтът е сравнително малка, но прецизно позната съпротива (rw), свързана паралелно с измервателния механизъм. Веригата на включване на амперметъра с шунт е показана на фиг. 87. При такова включване на шунта от n част от тока, протичащ през веригата, само една част преминава през устройството и през шунта - останалите n-1 части. Това е така, защото съпротивлението на шунта е по-малко от съпротивлението на амперметъра в n - 1 пъти. Числото n показва колко пъти е необходимо да се увеличи границата на измерване на амператора. По този начин шунтът служи за разширяване на диапазона на измерване на инструмента.

Нека амперметъра измерва тока I a = 5 a. и в този случай е необходимо да се измери токът I = 30 а от това устройство. Следователно е необходимо да се увеличи границата на измерване на устройството в съпротивлението на шунта, който трябва да бъде свързан паралелно с амперметъра, за да се осигури такова удължаване на границата на измерване, може да се определи от формулата

Ако съпротивлението на амператора r a = 0.15 ohm. тогава съпротивлението на шунта

След свързването на шунта към устройството, всяко разделение на скалата на устройството ще съответства на стойност, която е n пъти по-голяма от посочената в него. В нашия случай, ако стрелката на устройството с шунта е зададена в участък 5, това означава, че токът тече в схема I = 5 · n = 5 · 6 = 30 a.

Шунтът трябва да има четири скоби, това е необходимо, за да се елиминира ефектът върху съпротивлението на шунта на контактното съпротивление на контактите. Шунтите са направени от манган - сплав, в която температурният коефициент на съпротивление е практически нулев.