Лабораторна робота №2

ОСНОВНІ ЕЛЕМЕНТИ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ. ШУНТИ ТА ДОДАТКОВІ ОПОРИ. ЇХ ПРАКТИЧНЕ ВИКОРИСТАННЯ

Мета роботи: вивчити основні елементи електричних кіл з шунтами та додатковим опором.

Прилади та матеріали: джерело струму; амперметр; вольтметр; магазин опору резисторів; сполучені провідники; низькоопірний реостат.

Теоретичні відомості

Шунтом називається допоміжний пристрій, який застосовується для розширення меж вимірювання амперметрів. Шунти являють собою цілком визначений опір, підключений паралельно опору обмотки амперметра. Величина опору шунта знаходиться в співвідношенні до опору обмотки амперметра.

Неважко показати, що сила струму в ланцюгу

(2.1)

де k – коефіцієнт шунтування, це безрозмірне число, на яке потрібно помножити показник шкали приладу (сила струму в амперметрі), щоб одержати значення струму в ланцюзі. Тоді

(2.2)

Якщо необхідно збільшити ціну поділки шкали амперметра, наприклад, в 100 разів, опір шунта необхідно взяти менший, ніж опір амперметра в 99 разів. Якщо виготовляють амперметр з верхньою границею вимірювання, наприклад до 100 А, шунт частково монтується всередині приладу. Градуювання приладу в цьому випадку виконується разом з шунтом. Багато переносних приладів забезпечуються також багато граничними внутрішніми шунтами, переключаючи які можна змінювати межу вимірювання приладу. Схема такого шунта з чисельним перемикачем показано на рис.2.1.

Шунт на струм 100 А виготовляэться у вигляді окремого допоміжного пристрою, і на шкалі приладу пишеться “з зов. шунтом”. Окремий шунт може бути або індивідуальним, або каліброваним. Шунт називається індивідуальним, якщо він призначений для використання тільки з певним приладом, який був градуйований разом з даним шунтом. На індивідуальних шунтах робиться надпис “до приладу №…”

Калібровані шунти виготовляються незалежно від приладу, з яким вони використовуються в роботі, і являють собою окремі допоміжні прилади, призначені для вимірювання струмів. В їх маркуванні показують номінальний струм, тобто те визначене значення струму, яке можна вимірювати за допомогою даного шунта. Згідно з держстандартом 18-52 калібровані шунти повинні виготовлятися на одну з наступних номінальних напруг: 45, 75, та 150 мВ.

За допомогою каліброваного шунта струм можна вимірювати будь-яким мілівольтметром, визначаючи останнім зниження напруги та потім розраховуючи значення струму за формулою:

, (2.3)

де I − значення вимірюваного струму; I_н − номінальний струм шунта; U − показання мілівольтметра; U_н − номінальна напруга шунта.

Калібровані шунти, залежно від якості їх виготовлення, поділяються на класи: 0,03; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0. Цифри, які означають клас, показують найбільшу допустиму похибку опору, виражену у відсотках.

Додатковим опором називається допоміжний пристрій, який застосовується для розширення меж вимірювання вольтметрів у бік збільшення вимірюваної напруги. Додатковий опір являє собою опір, що включений послідовно з вольтметром.

Допустимо, що ціну поділки шкали вольтметра необхідно збільшити в К разів, тоді

, (2.4)

де ; U_в та U_д − падіння напруги на вольтметрі та на додатковому опорі. Можна показати, що

, (2.5)

тобто для збільшення границь вимірювань вольтметра, наприклад в 100 разів, необхідно взяти додатковий опір R_д, більший за опір вольтметра R_в в 99 разів.

У вольтметра з верхньою границею вимірювання до 300В додатковий опір монтується у внутрішній частині приладу. В переносних приладах додатковий опір поділяється на секції, і цим досягається декілька границь вимірювання одним приладом.

На рис.2.2 зображена схема вимірювального ланцюга багатограничного вольтметра.

Перехід від однієї межі вимірювання до другої здійснюється за допомогою штепсельного або важелевого перемикача.

При обладнанні вольтметра з верхньою межею вимірювання вище 300В додатковий опір через свої великі розміри та за необхідності охолодження важко розміщувати у внутрішній частині приладу, тому він виконується у вигляді окремого пристрою.

Окремі додаткові опори можна підібрати до визначеного приладу і застосувати тільки з цим приладом, в цьому випадку на них робиться надпис „До вольтметру № ”.

Частіше застосовуються калібровані додаткові опори, які мають визначені значення. Вони застосовуються з будь-яким приладом, який вимагає додатковий опір даного значення. В залежності від точності виготовлення, вони поділяються на такі ж класи точності, як і шунти. Додатковий опір вольтметра змінного струму повинен бути обов’язково нереактивним, щоб його значення не залежало від частоти.

Дата добавления: 2014-12-27