Измерение тока

Приборы, предназначенные для измерения тока, получили название амперметров. Приборы, рассмотренные в разделе 3.5, могут служить для измерения и тока, и напряжения. При этом отличаются способы включения их в электрическую цепь и значение сопротивления измерительной цепи прибора. Амперметр включают в цепь таким образом, чтобы через него проходил весь измеряемый ток, т.е. последовательно. Сопротивление амперметра должно быть малым, чтобы в нем не происходило заметного падения напряжения.

Для измерения постоянного тока используют преимущественно амперметры магнитоэлектрической системы и реже приборы электромагнитной системы, а для измерения переменного тока частотой 50 Гц в основном применяют амперметры электромагнитной системы.

Непосредственное включение амперметра в цепь измеряемого тока не всегда возможно, так как в некоторых случаях измеряемый ток во много раз превосходит необходимый для полного отклонения подвижной системы прибора. В этих случаях при измерении постоянного тока параллельно амперметру включают шунт, через который проходит большая часть измеряемого тока (рис. 7).

Рис. 7. Схема включения амперметра при большом значении измеряе­мого тока

Согласно первому закону Кирхгофа, максимальное значение измеряемого амперметром тока при наличии шунта

,

где - максимальное значение тока в цепи; I_AH - номинальное (предельное) значение тока амперметра в отсутствие шунта; I_Ш - ток, проходящий через шунт.

Так как амперметр и шунт включены параллельно, то токи между шунтом и амперметром распределяются обратно пропорционально их сопротивлениям:

,

откуда находим сопротивление шунта:

,

где r_A - внутреннее сопротивление амперметра; n = I_max/I_AH - коэффициент, доказывающий, во сколько раз расширяются пределы измерения.

Так как I_max/I_AH = I/I_A, то ток в цепи при заданной нагрузке

,

где I_A - показание амперметра. Если шкалу амперметра отградуировать с учетом шунта, то можно определять значение измеряемого тока I непосредственно по показаниям прибора.

При измерении переменных токов шунты не применяют. Это объясняется тем, что распределение токов между шунтом и амперметром определяется не только их активным сопротивлением, но и реактивным сопротивлением прибора, которое зависит от частоты. Поэтому для расширения пределов измерения амперметров в цепях переменного тока используют измерительные трансформаторы тока. Их мы рассмотрим чуть позже.

Дата добавления: 2013-12-13