Что будет если амперметр подключить параллельно: что произойдет, если амперметр включить параллельно потребителю?

Подключение амперметров в сети постоянного и переменного тока. Как подключить амперметр, чтобы снять показания

Люди часто задаются вопросом, как подключить амперметр в цепь. Чтобы полностью понять, как правильно это делать, стоит остановиться на физических законах протекания тока в электрической цепи. А также — рассмотреть принципы, по которым воздавался такой прибор, как амперметр. Тогда будет полностью ясно, как действовать, когда нужно измерить силу тока.

Физические основы

В методе подключения амперметра и вольтметра к электрической сети лежит закон Ома. Не будем приводить трактовку для полной цепи, где учитывается электродвижущая сила и внутреннее сопротивление источника питания. Чтобы понять, как подключить амперметр в цепь, достаточно будет упрощенного изложения для параллельного и последовательного соединения.

1. При последовательном соединении нагрузки в сети через каждый элемент протекает ток одинаковой силы. При этом падения напряжения на каждом участке пропорциональны его сопротивлению и в сумме равны напряжению на концах цепи.

2. При параллельном соединении на каждом элементе присутствует напряжение, равное приложенному ко всей цепи. Сила тока, протекающая на каждом из параллельных участков, прямо пропорциональна его сопротивлению.

Из этого краткого изложения закона Ома ясно, что правильный ответ на вопрос «как подключить амперметр в цепь» — методом последовательного включения.

Амперметр и последствия неправильного использования

Для четкого измерения силы тока в цепи, главное качество амперметра должно состоять в том, чтобы оказывать минимальное воздействие на схему в целом. Поэтому прибор делают с минимальным внутренним сопротивлением. Для измерения параметров, которые выходят за пределы устройства, можно использовать трансформаторы тока, снижающие выходные показатели.

Опасность неправильного включения состоит в том, что амперметр просто сгорит. Как подключить амперметр в цепь — имеет значение. Если просто вставить щупы в розетку или касаться точек на плате — скорее всего, результатом будет немного дыма «с запахом гуманитарного образования». Из-за того, что на прибор будет поступать высокое напряжение по закону Ома для параллельного соединения — он просто сгорит. Включайте прибор только последовательно.

Некоторые методы

В быту можно создать измерительную розетку. Для этого она, грубо, должна прерывать один из проводов, ведущих к устройству. Можно установить ее рядом с уже подключенной. Для этого отсоединяется один провод, присоединяется к измерительной розетке. Второй ее контакт соединяется перемычкой со свободной точкой подключения рабочей розетки. Теперь, включая прибор, можно вставить щупы амперметра в измерительную розетку и посмотреть результат.

В этом, собственно, заключается ответ на вопрос, как подключить амперметр в цепь. Нужно прервать один из проводников в цепи и в этом месте производить измерения. Аналогично работает методика измерения тока в лампочке, например. Если очень нужно сделать быстро — перекусите один провод кусачками и можно производить замер.

Альтернативные методы

Бывают ситуации, когда цепь невозможно разорвать и «вмонтировать» в нее амперметр последовательным включением. В таких случаях используются бесконтактные клещи. Они замеряют величину электромагнитного поля, которое возникает вокруг проводника. На основании этой оценки делается вывод о величине проходящего тока.

Амперметр. Измерение силы тока — видео

Амперметр это измерительный прибор для определения силы тока, измеряемой в амперах. В соответствии с возможностями прибора, его шкала имеет градуировку, обозначающую микроамперы, миллиамперы, амперы или килоамперы. Для проведения измерений, производится последовательное включение амперметра в с тем участком, где необходимо измерить силу тока. Чтобы увеличить пределы измерений, производится включение амперметра через шунт или трансформатор.

Наиболее распространенной является схема амперметра, где движущаяся стрелка совершает поворот на такой угол наклона, который пропорционален величине измеряемой силы.

Виды амперметров

По своему действию все амперметры разделяются на электромагнитные, магнитоэлектрические, тепловые, электродинамические, детекторные, индукционные, фото- и термоэлектрические. Все они предназначены для измерения силы постоянного или переменного тока. Среди них, наиболее чувствительными и точными, являются электродинамические и магнитоэлектрические амперметры.

Во время работы магнитоэлектрического амперметра, создается крутящий момент, через взаимодействие между полем в и током, проходящим через обмотку рамки. С этой рамкой и соединяется стрелка, движущаяся по шкале. Поворот стрелки осуществляется на величину угла, пропорциональную силе тока.

Устройство амперметра

В состав электродинамического амперметра входят подвижная и неподвижная катушки, соединенные последовательно или параллельно. Токи, проходящие через катушки, взаимодействуют между собой, в результате чего происходит отклонение подвижной катушки, с которой соединяется стрелка. При включении в электрический контур, осуществляется последовательное соединение амперметра с нагрузкой. В случае большой силы тока или высокого напряжения, соединение производится через трансформатор.

Принцип работы

Упрощенная классическая схема амперметра работает следующим образом. Параллельно с постоянным магнитом на оси кронштейна устанавливается стальной якорь со стрелкой. Постоянный магнит, воздействуя на якорь, придает ему магнитные свойства. При этом, расположение якоря проходит вдоль силовых линий, которые также проходят вдоль магнита. Такое положения якоря соответствует нулевому положению стрелки на шкале прибора.

При прохождении тока батареи или генератора по шине, вокруг нее происходит возникновение магнитного потока. Его силовые линии в месте нахождения якоря, перпендикулярны с силовыми линиями в постоянном магните. Создаваемый электрическим током магнитный поток, воздействует на якорь, стремящийся к повороту на 90 градусов. Повернуться относительно исходного положения ему мешает поток, образующийся в постоянном магните.

От того, какой величины и направления электрический ток, проходящий по шине, зависит степень взаимодействия двух магнитных потоков. На такую же величину происходит и отклонение стрелки по шкале, от нулевого деления.

Амперметр: как измерять ток

Всякий вольтметр включается параллельно тому участку цепи, напряжение на котором мы хотим измерить (рис. 89), и поэтому на него ответвляется некоторый ток от основной цепи. При его включении и ток и напряжение в основной цепи несколько изменяются, так как теперь мы имеем уже другую цепь проводников, состоящую из прежних проводников и вольтметра. Присоединив, например, вольтметр с сопротивлением параллельно лампочке, сопротивление которой равно , мы найдем по формуле (50.5) их общее сопротивление :

. (54.1)

Чем больше сопротивление вольтметра по сравнению с сопротивлением лампочки , тем меньше отличается общее их сопротивление от и тем меньше искажение, вносимое вольтметром. Мы видим, что вольтметр должен иметь большое сопротивление. Для этого последовательно с его измерительной частью (рамкой, нагревающейся нитью и т. д.) нередко включают дополнительный резистор, имеющий сопротивление несколько тысяч Ом (рис. 90).

Рис. 90. К вольтметру присоединяется последовательно дополнительное сопротивление

В противоположность вольтметру, амперметр всегда включают в цепь последовательно (§ 44). Если сопротивление амперметра равно , а сопротивление цепи равно , то при включении амперметра сопротивление цепи становится равным

. (54.2)

Для того чтобы амперметр не изменял заметно общего сопротивления цепи, собственное его сопротивление, как следует из формулы (54.2), должно быть малым по сравнению с сопротивлением цепи. Поэтому амперметры делают с очень малым сопротивлением (несколько десятых или сотых долей Ома).

54.1. Сопротивление амперметра равно 0,1 Ом. Чему равно напряжение на амперметре, если он показывает силу тока 10 А?

54.2. Сопротивление вольтметра равно 12 кОм. Какой ток проходит через вольтметр, если он показывает напряжение 120 В?

54.3. Вольтметр со шкалой 0-120 В имеет сопротивление 12 кОм. Какое сопротивление и каким способом нужно подключить к этому вольтметру, чтобы им можно было измерять напряжение до 240 В? Начертите схему включения.

Изменится ли чувствительность вольтметра в предыдущей задаче, если указанное сопротивление включить параллельно вольтметру?

54.4. Вольтметр, присоединенный к горящей лампочке накаливания, показывает 220 В, а амперметр, измеряющий силу тока в лампочке, -0,5 А. Чему равно сопротивление лампочки? Начертите схему включения вольтметра и амперметра.

С измерением силы тока мы сталкиваемся очень часто. Для того чтобы узнать мощность устройства, сечения кабеля для его питания, нагрев проводов и прочих элементов – это все зависит от силы тока. Для того чтобы непосредственно измерять эту силу, придумали устройство именуемое амперметром. Амперметр подключается в измеряемую цепь только последовательно. Почему? Разберем чуть ниже.

Как известно сила тока это отношение количества зарядов ∆Q, которые прошли через некоторую поверхность за время ∆t. В системе СИ измеряется в амперах А (1 А = 1 Кл/с). Для того чтобы измерять количество прошедших зарядов, амперметр нужно включить в цепь последовательно.

Чтобы минимизировать влияние измерительного сопротивления амперметра и соответственно уменьшить мощность потерь при измерении его делают как можно меньше. Если амперметр с таким внутренним сопротивлением подключить параллельно, то в цепи произойдет короткое замыкание. Пример схемы включения:

Постоянный ток измеряют приборами в диапазоне 10 -3 – 10 2 А, электронными аналоговыми, цифровыми, магнито-электрическими, электромагнитными, электродинамическими приборами — миллиамперметрами и амперметрами. Если ток свыше 100 А применяют шунт:

Шунты как правило, изготавливают на разные токи. Шунт – это медная пластина, имеющая определенное сопротивление. При протекании тока через пластину, на ней, согласно закону Ома U=I*R падает какое-то напряжение, то есть между точками 1 и 2 возникает напряжение, которое будет воздействовать на катушку прибора.

Сопротивление шунта, как правило, подбирают из соотношений:

Где R и – сопротивление измерительной обмотки прибора, — коэффициент шунтирования, I – измеряемый, а I и – максимально допустимый ток измерительного механизма.

Если измеряют переменный ток, то важно знать какое его значение измеряется (амплитудное, среднее, действующее). Это важно, так как все шкалы градуируются обычно в значениях действующих.

Переменные значения выше 100 мкА измеряют обычно выпрямительными микроамперметрами, а ниже 100 мкА – цифровыми микроамперметрами. Для измерений в диапазоне от 10 мА до 100 А используют выпрямительные, электродинамические, электромагнитные приборы, которые работают в диапазоне частот до нескольких десятков килогерц, а также термоэлектрические, частотный диапазон которых — до сотен мегагерц.

Для измерения переменных величин от 100 А и выше используют приборы, но с использованием трансформаторов тока:

Трансформатор тока – это устройство, в котором первичная обмотка подключена к источнику тока (или как видно с рисунка ниже, первичная обмотка «одевается» на шину или кабель), а вторичная на измерительную обмотку какого-либо измерительного устройства (обмотка измерительного устройства или датчика должна иметь малое сопротивление).

Для измерения различного рода токов используют различные методы и средства. Чтобы правильно измерять необходимую величину и не нанести при этом никакого вреда, нужно правильно применять каждый метод измерения.

Измерение тока. Для измерения тока в цепи амперметр 2 (рис. 332, а) или миллиамперметр включают в электрическую цепь последовательно с приемником 3 электрической энергии.

Для того чтобы включение амперметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал больших потерь энергии, амперметры выполняют с малым внутренним сопротивлением. Поэтому практически сопротивление его можно считать равным нулю и пренебрегать вызываемым им падением напряжения. Амперметр можно включать в цепь только последовательно с нагрузкой. Если амперметр подключить непосредственно к источнику 1, то через катушку прибора пойдет очень большой ток (сопротивление амперметра мало) и она сгорит.

Для расширения пределов измерения амперметров, предназначенных для работы в цепях постоянного тока, их включают в цепь параллельно шунту 4 (рис. 332,б). При этом через прибор проходит только часть I А измеряемого тока I, обратно пропорциональная его сопротивлению R А. Бо льшая часть I ш этого тока проходит через шунт. Прибор измеряет падение напряжения на шунте, зависящее от проходящего через шунт тока, т. е. используется в качестве милливольтметра. Шкала прибора градуируется в амперах. Зная сопротивления прибора R A и шунта R ш можно по току I А, фиксируемому прибором, определить измеряемый ток:

I = I А (R А +R ш)/R ш = I А n (105)

где n = I/I А = (R A + R ш)/R ш — коэффициент шунтирования. Его обычно выбирают равным или кратным 10. Сопротивление шунта, необходимое для измерения тока I, в n раз большего, чем ток прибора I А,

R ш = R A /(n-1) (106)

Конструктивно шунты либо монтируют в корпус прибора (шунты на токи до 50 А), либо устанавливают вне его и соединяют с прибором проводами. Если прибор предназначен для постоянной работы с шунтом, то шкала его градуируется сразу в значениях измеряемого тока с учетом коэффициента шунтирования и никаких расчетов для определения тока выполнять не требуется. В случае применения наружных (отдельных от приборов) шунтов на них указывают номинальный ток, на который они рассчитаны, и номинальное напряжение на зажимах (калиброванные шунты). Согласно стандартам это напряжение может быть равно 45, 75, 100 и 150 мВ. Шунты подбирают к приборам так, чтобы при номинальном напряжении на зажимах шунта стрелка прибора отклонялась на всю шкалу. Следовательно, номинальные напряжения прибора и шунта должны быть одинаковыми. Имеются также индивидуальные шунты, предназначенные для работы с определенным прибором. Шунты делят на пять классов точности (0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5). Обозначение класса соответствует допустимой погрешности в процентах.

Для того чтобы повышение температуры шунта при прохождении по нему тока не оказывало влияния на показания прибора, шунты изготовляют из материалов с большим удельным сопротивлением и малым температурным коэффициентом (константан, манганин, никелин и пр.). Для уменьшения влияния температуры на показания амперметра последовательно с катушкой прибора в некоторых случаях включают добавочный резистор из констан-тана или другого подобного материала.

Измерение напряжения. Для измерения напряжения U, действующего между какими-либо двумя точками электрической цепи, вольтметр 2 (рис. 332, в) присоединяют к этим точкам, т. е. параллельно источнику 1 электрической энергии или приемнику 3.

Для того чтобы включение вольтметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал больших потерь энергии, вольтметры выполняют с большим сопротивлением. Поэтому практически можно пренебрегать проходящим по вольтметру током.

Для расширения пределов измерения вольтметров последовательно с обмоткой прибора включают добавочный резистор 4 (R д) (рис. 332,г). При этом на прибор приходится лишь часть U v измеряемого напряжения U, пропорциональная сопротивлению прибора R v .

Зная сопротивление добавочного резистора и вольтметра, можно по значению напряжения U v , фиксируемого вольтметром, определить напряжение, действующее в цепи:

U = (R v +R д )/R v * U v = nU v (107)

Величина n = U/U v =(R v +R д)/R v показывает, во сколько раз измеряемое напряжение U больше напряжения U v , приходящегося на прибор, т. е. во сколько раз увеличивается предел измерения напряжения вольтметром при применении добавочного резистора.

Сопротивление добавочного резистора, необходимое для измерения напряжения U, в п раз большего напряжения прибора Uv, определяется по формуле R д =(n- 1) R v .

Добавочный резистор может встраиваться в прибор и одновременно использоваться для уменьшения влияния температуры окружающей среды на показания прибора. Для этой цели резистор выполняется из материала, имеющего малый температурный коэффициент, и его сопротивление значительно превышает сопротивление катушки, вследствие чего общее сопротивление прибора становится почти независимым от изменения температуры. По точности добавочные резисторы подразделяются на те же классы точности, что и шунты.

Делители напряжения. Для расширения пределов измерения вольтметров применяют также делители напряжения. Они позволяют уменьшить подлежащее измерению напряжение до значения, соответствующего номинальному напряжению данного вольтметра (предельного напряжения на его шкале). Отношение входного напряжения делителя U 1 к выходному U 2 (рис. 333, а) называется коэффициентом деления . При холостом ходе U 1 /U 2 = (R 1 +R 2)/R2 = 1 + R 1 /R 2 . В делителях напряжения это отношение может быть выбрано равным 10, 100, 500 и т. д. в зависимости от того, к каким

выводам делителя подключен вольтметр (рис. 333,б). Делитель напряжения вносит малую погрешность в измерения только в том случае, если сопротивление вольтметра R v достаточно велико (ток, проходящий через делитель, мал), а сопротивление источника, к которому подключен делитель, мало.

Измерительные трансформаторы. Для включения электроизмерительных приборов в цепи переменного тока служат измерительные трансформаторы, обеспечивающие безопасность обслуживающего персонала при выполнении электрических измерений в цепях высокого напряжения. Включение электроизмерительных приборов в эти цепи без таких трансформаторов запрещается правилами техники безопасности. Кроме того, измерительные трансформаторы расширяют пределы измерения приборов, т. е. позволяют измерять большие токи и напряжения с помощью несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и напряжений.

Измерительные трансформаторы подразделяют на трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Трансформатор напряжения 1 (рис. 334, а) служит для подключения вольтметров и других приборов, которые должны реагировать на напряжение. Его выполняют, как обычный двухобмоточный понижающий трансформатор: первичную обмотку подключают к двум точкам, между которыми требуется измерить напряжение, а вторичную — к вольтметру 2.

На схемах измерительный трансформатор напряжения изображают как обычный трансформатор (на рис. 334, а показано в круге).

Так как сопротивление обмотки вольтметра, подключаемого к трансформатору напряжения, велико, трансформатор практически работает в режиме холостого хода, и можно с достаточной степенью точности считать, что напряжения U 1 и U 2 на первичной и вторичной обмотках будут прямо пропорциональны числу витков? 1 и? 2 обеих обмоток трансформатора, т. е.

U 1 /U 2 = ? 1 /? 2 = n (108)

Таким образом, подобрав соответствующее число витков? 1 и? 2 обмоток трансформатора, можно измерять высокие напряжения, подавая на электроизмерительный прибор небольшие напряжения.

Напряжение U 1 может быть определено умножением измеренного вторичного напряжения U 2 на коэффициент трансформации трансформатора n.

Вольтметры, предназначенные для постоянной работы с трансформаторами напряжения, градуируют на заводе с учетом коэффициента трансформации, и значения измеряемого напряжения могут быть непосредственно отсчитаны по шкале прибора.

Для предотвращения опасности поражения обслуживающего персонала электрическим током в случае повреждения изоляции трансформатора один выэод его вторичной обмотки и стальной кожух трансформатора должны быть заземлены.

Трансформатор тока 3 (рис. 334,б) служит для подключения амперметров и других приборов, которые должны реагировать на протекающий по цепи переменный ток. Его выполняют в виде

обычного двухобмоточного повышающего трансформатора; первичную обмотку включают последовательно в цепь измеряемого тока, к вторичной обмотке подключают амперметр 4.

Схемное обозначение измерительных трансформаторов тока показано на рис. 334, б в круге.

Так как сопротивление обмотки амперметра, подключаемого к трансформатору тока, обычно мало, трансформатор практически работает в режиме короткого замыкания, и с достаточной степенью точности можно считать, что токи I 1 и I 2 , проходящие по его обмоткам, будут обратно пропорциональны числу витков? 1 и? 2 этих обмоток, т.е.

I 1 /I 2 = ? 1 /? 2 = n (109)

Следовательно, подобрав соответствующим образом число витков? 1 и? 2 обмоток трансформатора, можно измерять большие токи I 1 , пропуская через электроизмерительный прибор малые токи I 2 . Ток I 1 может быть при этом определен умножением измеренного вторичного тока I 2 на величину n.

Амперметры, предназначенные для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, градуируют на заводе с учетом коэффициента трансформации, и значения измеряемого тока I 1 могут быть непосредственно отсчитаны по шкале прибора.

Для предотвращения опасности поражения обслуживающего персонала электрическим током в случае повреждения изоляции трансформатора один из зажимов вторичной обмотки и кожух трансформатора заземляют.

На э. п. с. применяют так называемые проходные трансформаторы тока (рис. 335). В таком трансформаторе магнитопровод 3 и вторичная обмотка 2 смонтированы на проходном изоляторе 4, служащем для ввода высокого напряжения в кузов, а роль первичной обмотки трансформатора выполняет медный стержень 1, проходящий внутри изолятора.

Условия работы трансформаторов тока отличаются от обычных. Например, размыкание вторичной обмотки трансформатора тока при включенной первичной обмотке недопустимо, так как это вызовет значительное увеличение магнитного потока и, как следствие, температуры сердечника и обмотки трансформатора, т. е. выход его из строя. Кроме того, в разомкнутой вторичной обмотке трансформатора может индуцироваться большая э. д. с, опасная для персонала, производящего измерения.

При включении приборов посредством измерительных трансформаторов возникают погрешности двух видов: погрешность в коэффициенте трансформации и угловая погрешность (при изменениях напряжения или тока отношенияU 1 /U 2 и I 1 /I 2 несколько изменяются и угол сдвига фаз между первичным и вторичным напряжениями и токами отклоняется от 180°). Эти погрешности возрастают при нагрузке трансформатора свыше номинальной. Угловая погрешность оказывает влияние на результаты измере-

ний приборами, показания которых зависят от угла сдвига фаз между напряжением и током (например, ваттметров, счетчиков электрической энергии и пр.). В зависимости от допускаемых погрешностей измерительные трансформаторы подразделяют по классам точности. Класс точности (0,2; 0,5; 1 и т. д.) соответствует наибольшей допускаемой погрешности в коэффициенте трансформации в процентах от его номинального значения.

Последовательное и параллельное соединения проводников

Решение:

18 В схеме, изображенной на рис. 95, напряжение источника тока V=200 В, а сопротивления проводников R₁=60Ом, R₂ = R₃ = 30 Ом. Найти напряжение на сопротивлении R₁.

Решение:

19 Электрическая цепь состоит из источника тока с напряжением V=180В и потенциометра с полным сопротивлением R = 5 кОм. Найти показания вольтметров, присоединенных к потенциометру по схеме, изображенной на рис. 96. Сопротивления вольтметров R₁=6 кОм и R₂ = 4кОм. Движок x стоит посередине потенциометра.

Решение:

20 Три резистора включены по схеме, изображенной на рис. 97. Если резисторы включены в цепь в точках а и b, то сопротивление цепи будет R = 20 Ом, а если в точках а и с, то сопротивление цепи будет R₀ = 15 Oм. Найти сопротивления резисторов R₁, R₂, R₃, если R₁=2R₂.

Решение:
Эквивалентные схемы включения изображены на рис. 350. Сопротивления реостатов

21 На сколько равных частей нужно разрезать проводник, имеющий сопротивление R = 36 Ом, сопротивление его частей, соединенных параллельно, было R₀ — 1 Ом?

Решение:
Весь проводник имеет сопротивление R = nr, где r-сопротивление каждой из n равных частей проводника. При параллельном соединении n одинаковых проводников их общее сопротивление R₀ = r/n. Исключая r, получим

n может быть лишь целым положительным числом, большим единицы. Поэтому решения возможны только в случаях, когда R/R₀ = 4, 9, 16, 25, 36,… В нашем случае

22 Из проволоки сделан каркас в форме куба (рис. 98), каждое ребро которого имеет сопротивление r. Найти сопротивление R этого каркаса, если ток I в общей цепи идет от вершины А к вершине В.

Решение:
На участках Аа и bВ (рис. 351), ввиду равенства сопротивлений ребер куба и их одинакового включения, ток I равномерно разветвляется по трем ветвям и поэтому в каждой из них равен I/3. На участках ab ток равен I/6, так как в каждой точке а ток вновь разветвляется по двум ребрам с равными сопротивлениями и все эти ребра включены одинаково.
Напряжение между точками А и В складывается из напряжения на участке Аа, напряжения на участке ab и напряжения на участке bВ:

23 Из проволоки, единица длины которой имеет сопротивление R_l, сделан каркас в форме окружности радиуса r, пересеченной двумя взаимно перпендикулярными диаметрами (рис. 99). Найти сопротивление R_x каркаса, если источник тока подключен к точкам c и d.

Решение:
Если источник тока подключен к точкам с и d, то напряжения на участках da и ab равны, поскольку проволока
однородна. Следовательно, разность потенциалов между точками а и b равна нулю. Ток на этом участке отсутствует. Поэтому наличие или отсутствие контакта в точке пересечения проводников ab и cd безразлично. Сопротивление R_x, таким образом, представляет собой сопротивление трех параллельно включенных проводников: cd с сопротивлением 2rR₁, cad и cbd с одинаковыми сопротивлениями prR₁. Из соотношения

24 Провод длины L=1 м сплетен из трех жил, каждая из которых представляет собой кусок неизолированной проволоки с сопротивлением единицы длины R_l = 0,02 Ом/м. На концах провода создано напряжение V=0,01 В. На какую величину DI изменится ток в этом проводе, если от одной жилы удалить кусок длины l=20 см?

Решение:


25 Источник тока первоначально присоединяют к двум соседним вершинам проволочной рамки в форме правильного выпуклого n-угольника. Затем источник тока присоединяют к вершинам, расположенным через одну. При этом ток уменьшается в 1,5 раза. Найти число сторон n-угольника.

Решение:
n=5.

26 Как надо соединить четыре проводника с сопротивлениями R₁ = 10м, R₂ = 2 0м, R₃ = 3 Ом и R₄ = 4 0м, чтобы получить сопротивление R = 2,5 Ом?

Решение:
Сопротивление R = 2,5 Ом достигается, когда проводники включены по схеме сметанного соединения (рис. 352).

27 Найти проводимость k цепи, состоящей из двух последовательных групп параллельно включенных проводников. Проводимости каждого проводника первой и второй групп равны k₁=0,5Cм и k₂ = 0,25 См. Первая группа состоит из четырех проводников, вторая— из двух.

Решение:

28 Вольтметр рассчитан на измерение напряжений до максимального значения V₀ = 30 В. При этом через вольтметр идет ток I=10 мА. Какое добавочное сопротивление R_д нужно присоединить к вольтметру, чтобы им можно было измерять напряжения до V=150В?

Решение:
Для измерения вольтметром более высоких напряжений, чем те, на которые рассчитана шкала, необходимо включить последовательно с вольтметром добавочное сопротивление R_д (рис. 353). Напряжение на этом сопротивлении V_д=V-V₀; поэтому сопротивление R_д=(V-V₀)/I=12 кОм.

29 Стрелка миллиамперметра отклоняется до конца шкалы, если через миллиамперметр идет ток I=0,01 А. Сопротивление прибора R = 5 0м. Какое добавочное сопротивление R_д нужно присоединить к прибору, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с пределом измерения напряжений V= 300 В?

Решение:
Для измерения прибором напряжений, не превышающих V, необходимо последовательно с ним включить такое добавочное сопротивление R_д, чтобы V=I(R + R_д), где I-максимальный ток через прибор; отсюда R_д= V/I-R30 кОм.

30 Вольтметр, соединенный последовательно с сопротивлением R₁ = 10 кОм, при включении в сеть с напряжением V=220 В показывает напряжение V₁ = 70 В, а соединенный последовательно с сопротивлением R₂, показывает напряжение V₂ = 20 В. Найти сопротивление R₂.

Решение:

31 Вольтметр с сопротивлением R = 3 кОм, включенный в городскую осветительную сеть, показал напряжение V=125В. При включении вольтметра в сеть через сопротивление Ro его показание уменьшилось до V₀ = 115 В. Найти это сопротивление.

Решение:
Городская осветительная сеть представляет собой источник тока, обладающий внутренним сопротивлением, намного меньшим сопротивления вольтметра R. Поэтому напряжение V=125 В, которое показывал вольтметр при непосредственном включении в сеть, равно напряжению источника тока. Это значит, что оно не изменяется и при включении вольтметра в сеть через сопротивление R₀. Поэтому V=I(R + R₀), где I=V₀/R — ток, текущий через вольтметр; отсюда R₀ = (V-V₀)R/V₀ = 261 Ом.

32 Вольтметр с сопротивлением R = 50 кОм, подключенный к источнику тока вместе с добавочным сопротивлением R_д = 120 кОм, показывает напряжение V₀ =100 В. Найти напряжение V источника тока.
Решение:
Ток, текущий через вольтметр и добавочное сопротивление, I=V₀/R. Напряжение источника тока V=I(R+R_д)= (R+R_д)V₀/R = 340 В.

33 Найти показание вольтметра V с сопротивлением R в цепи, изображенной на рис. 100. Ток до разветвления равен I, сопротивления проводников R₁ и R₂ известны.

Почему вольтметр параллельно, а амперметр последовательно? | ЭТМ для профессионалов

Для измерения малых токов и напряжений используют высокочувствительный прибор гальванометр — это основа и прообраз любых стрелочных измерительных приборов. Если последовательно с гальванометром подключить добавочное сопротивление – получится вольтметр, а если параллельно подключить шунт – амперметр.

Несмотря на то, что цифровые измерители в последние десятилетия стали очень распространёнными, всё равно остаются сферы применения, в которых нужны достоинства именно стрелочных приборов, например, для наблюдения динамики изменяющейся величины при каких-то переходных процессах, для измерения изменяющихся сигналов и прочего.

В этой статье мы поговорим о подключении вольтметров и амперметров для измерения напряжений и токов.

Подключение вольтметра

Вольтметр измеряет напряжение – разность потенциалов между двумя точками электрической цепи.

Так как напряжение получается между двумя точками, то и вольтметр подключается параллельно источнику питания или какому-нибудь элементу цепи. Как бы это странно или смешно ни звучало, но подключить вольтметр в цепь последовательно нельзя, потому что напряжение нельзя измерить в одной точке — обязательно нужны две точки.

Схема подключения вольтметра

Схема подключения вольтметра

Как известно, постоянный ток не изменяет своего направления с течением времени, значит, напряжение и полярность источника постоянного тока тоже не изменяются.

Поэтому при измерении постоянного напряжения нужно соблюдать полярность – плюс вольтметра к плюсу цепи, а минус к минусу. Если перепутать полярность, то стрелка будет отклоняться в обратную сторону (в сторону нуля за шкалу). Обычно это не приводит к страшным последствиям и при отключении прибора от цепи стрелка вернётся в исходное положение, но в некоторых случаях это может повредить прибор.

Если вольтметр цифровой, или вы измеряете напряжение мультиметром, то при неправильном подключении возможен один из вариантов:

1. Прибор покажет измеренное значение, но со знаком «минус» перед ним. Знак минус говорит о неверной полярности или о том, что на плюсовом выводе вольтметра (на щупе) напряжение отрицательно относительно выбранной точки измерения (второго щупа).
2. Прибор сам определит полярность и покажет измеренное значение.
3. На экране не будет никаких значений или будут гореть «нули».

Причём первый вариант самый распространённый для большинства цифровых мультиметров.

Переменный ток изменяет своё направление с течением времени, например, в отечественной электросети, оно изменяется с частотой 50 герц. Простым языком плюс и минус на разноимённых проводах меняются местами 100 раз в секунду.

Поэтому при измерении переменного тока просто невозможно соблюдать полярность и выводы вольтметра подключаются к цепи произвольно.

ВАЖНО! При выборе вольтметра (и амперметра) учитывайте для измерения какого тока он предназначен, для переменного или постоянного. Есть приборы, которые могут измерять и постоянный, и переменный ток, а есть измеряющие только постоянный ток. На стрелочных приборах род измеряемой величины обозначается соответствующим знаком на шкале (см. таблицу ниже).

Некоторые обозначения на шкалах стрелочных электроизмерительных приборов

Некоторые обозначения на шкалах стрелочных электроизмерительных приборов

Особенности

Чтобы разобраться в особенностях подключения и работы вольтметра, нам нужно рассмотреть небольшую схему.

Упрощённая схема вольтметра

Упрощённая схема вольтметра

Стрелочный вольтметр состоит из двух основных частей:

1. Измерительный механизм, в разных источниках его называют по-разному, например, измерительной головкой или гальванометром. В любом случае это устройство, состоящее из чувствительного элемента со стрелкой и шкалой. Стрелочные измерительные головки, как правило, универсальны и могут использоваться как для измерения тока, так и для измерения напряжения. В зависимости от принципа работы в устройстве измерительного механизма может быть рамка с катушкой и стрелкой, которая двигается в поле постоянного магнита (в магнитоэлектрических приборах) или катушка с подвижным сердечником, на котором закреплена стрелка (в электромагнитных приборах).
2. Добавочный резистор Rд — это резистор, который подключается последовательно с измерительным механизмом и ограничивает ток через него. Он нужен для установки предела измерения прибора — чем больше предел измерения, тем больше сопротивление.

Раз у катушки измерительного механизма есть какое-то сопротивление, ещё и последовательно есть добавочный резистор, то и сам вольтметр можно представить в виде резистора. А что происходит с общим сопротивлением цепи при параллельном подключении резисторов? Оно уменьшается.

Рассмотрим ещё одну схему, чтобы разобраться, на что это влияет.

Цепь с нагрузкой и с вольтметром

Цепь с нагрузкой и с вольтметром

Пусть напряжение источника Е 10 вольт, а сопротивление резисторов R1 и R2 по 10 Ом.

Тогда ток в цепи:

I = U/(R1+R2) = 10/(10+10) = 0,5А

А падение напряжения на каждом из резисторов будет по 5 вольт:

U1 = U2 = I×R = 10×0,5 = 5 вольт

То есть если подключить вольтметр к каждому из резисторов, он должен показать по 5 вольт.

А что будет при подключении вольтметра на самом деле? Представим, что сопротивление вольтметра Rв у нас тоже 10 Ом, тогда параметры цепи изменятся.

Общее сопротивление цепи у нас станет:

Rобщ = R1+(R2||Rв)

R2||Rв = (R2×Rв)/(R2+Rв) = (10×10)/(10+10) = 100/20 = 5 Ом

Тогда и ток в цепи изменится:

I = U/Rобщ = 10/(10+5) = 0,67 А

На первом резисторе будет напряжение:

U1 = 0,67×10 = 6,7 вольта

А на втором резисторе будет напряжение:

U2 = 0,67×5 = 3,3 вольта

Именно столько и покажет вольтметр. Как вы видите показания сильно отличаются от того, что мы посчитали выше, и нас интересует какое напряжение на резисторе будет без вольтметра, скажем, в «рабочем» режиме…

Теперь повторим расчёты, но представим, что внутреннее сопротивление вольтметра у нас не 10 Ом, а в 1000 раз больше — 10 кОм. Повторим расчёты для общего сопротивления R2 и вольтметра:

R2||Rв = (R2×Rв)/(R2+Rв) = (10×10 000)/(10+10 000) = 100 000/10 010 = 9,99 Ом

Тогда ток в цепи будет:

I = U/Rобщ = 10/(10+9,99) = 10/19,99 = 0,5002 ≈ 0.5 А

А напряжение на R2, которое покажет вольтметр:

U2 = I×R2 = 0,5002×9,99 = 4,995 В

Теперь показания на вольтметре очень близки к расчётному напряжению на резисторе. Какие выводы мы можем сделать?

1. Чем больше сопротивление вольтметра, тем меньшее влияние он оказывает на работу цепи, соответственно, результат измерения будет точнее.
2. Сопротивление вольтметра должно быть как можно больше чем сопротивление элемента цепи на котором измеряют напряжение — Rв >> Rн.

Что будет если вольтметр подключить в цепь последовательно? На самом деле ничего особенного, из-за высокого внутреннего сопротивления вольтметра ток в цепи будет очень низким, и она не сможет работать в нормальном режиме. Что касается показаний прибора: если его предел измерения низкий, то, может быть, даже стрелка оторвётся от нуля и что-то покажет, а если предел измерения высокий, то, скорее всего, стрелка совсем не сдвинется с места.

Измерение тока амперметром

Амперметр измеряет ток в цепи, через нагрузку или через отдельный её элемент. Поэтому для измерения тока амперметр подключается в цепь последовательно, в остальном аналогично вольтметру:

— При измерении силы постоянного тока нужно учитывать полярность, то есть плюс амперметра к плюсу источнику питания, а минус к нагрузке. Можно подключить наоборот — плюс амперметра к нагрузке, а минус к минусу источника питания.

— При измерении силы переменного тока не нужно учитывать полярность.

— При выборе прибора тоже важно обращать внимание на род измеряемой величины.

Схема подключения амперметра

Схема подключения амперметра

Сопротивление и измерения

С вольтметром разобрались, а каким должно быть сопротивление амперметра, чтобы он не влиял на работу цепи и показывал силу тока точно? Так как амперметр подключается в цепь последовательно, то его внутреннее сопротивление будет ограничивать ток в цепи.

Для примера посчитаем, какой ток протекает в цепи 1, если напряжение источника питания E 10В, а в качестве нагрузки используется резистор R1 сопротивлением 5 Ом.

Цепь с нагрузкой и с амперметром

Цепь с нагрузкой и с амперметром

I = U/R1 = 10/5 = 2А

Итак, ток в цепи должен быть 2 ампера, а теперь подключим в цепь условный амперметр, сопротивление Ra которого 1 Ом, тогда он покажет ток:

I = U/(R1+Ra) = 10/(5+1) = 1,67 А

Отличие измеренного амперметром тока от расчётного почти в четверть связано с высоким сопротивлением амперметра. То есть чем меньше сопротивление амперметра – тем меньше он влияет на ток в цепи. Соответственно сопротивление амперметра должно быть намного меньше, чем сопротивление нагрузки (Ra << Rн). В реальности же амперметр не будет показывать действительный ток в цепи, он в любом случае будет вносить в неё своё влияние в большей или меньшей степени.

Упрощённая схема амперметра

Упрощённая схема амперметра

Как и вольтметр, стрелочный амперметр состоит из двух основных частей:

1. Измерительный механизм.
2. Шунт. Он нужен чтобы пропускать «лишний» измеряемый ток, а через измерительный механизм будет протекать ток, соответствующий его пределу измерения (об этом позже).

Так как шунт подключается параллельно измеряемой головке, то и внутреннее сопротивление амперметра из-за шунта будет снижаться. При этом чем больше предел измерения, тем меньше сопротивление шунта и меньше внутреннее сопротивление амперметра.

Что будет если подключить амперметр параллельно? Так как у амперметра внутреннее сопротивление очень невысокое, то при параллельном подключении к цепи через него пойдёт очень большой ток. Из-за этого обмотка измерительной головки и проводники внутри прибора нагреются и перегорят. В некоторых случаях может сработать автоматический выключатель, питающий линию, а в худшем случае возможно возгорание прибора.

Амперметр нельзя подключать к цепи параллельно!

Изменение пределов измерения или зачем нужны добавочное сопротивление и шунт

В вольтметре резистор называется добавочным (Rд), а в амперметре — шунтирующим или просто шунтом (Rш). Разница в названиях этих элементов связана с их подключением. У каждого измерительного механизма есть какой-то предел измерения, обычно это сотни микро- или десятки миллиампер и определённое внутреннее сопротивление.

В вольтметре добавочный резистор ограничивает ток через измерительный механизм и увеличивает входное сопротивление прибора. Изменяя его сопротивление, можно с помощью одного и того же механизма измерять разные напряжения.

Например, есть измерительный механизм с такими характеристиками:

— ток полного отклонения 500 мкА;

— сопротивление 650 Ом.

Соответственно он может измерять ток до 500 микроампер (0,0005 ампера) или напряжение до:

U = IR = 0,0005×650 = 0,325 вольт

Чтобы измерять большее напряжение, нужно подключить последовательно измерительному механизму добавочное сопротивление, тогда часть напряжения упадёт на этом сопротивлении, а на измерительном механизме будут всё те же 0,325 вольта.

Попробуем посчитать сопротивление добавочного резистора. Допустим, мы хотим измерять напряжение до 5 вольт, общее сопротивление вольтметра равно сумме сопротивлений добавочного резистора Rд и измерительного механизма Rим:

Rобщ = Rд+Rим

Ток полного отклонения стрелки нам известен — 0,0005 А, будущий предел измерений 5 вольт, тогда общее сопротивление прибора должно быть:

R = U/Iизм = 5/0. 0005=10 000 Ом

Чтобы найти сопротивление добавочного резистора, нужно из общего сопротивления вычесть сопротивление измерительного механизма:

Rд = Rобщ-Rим = 10 000 – 650 = 9 350 Ом

Вывод — чтобы сделать вольтметр с пределом измерения 5 В нужно к измерительному механизму подключить добавочный резистор с сопротивлением 9350 Ом.

Можно найти сопротивление добавочного резистора немного по-другому:

Rд = Rизм×(Q-1)

Q = U/Uизм,

Где U – будущий предел измерений, Uизм – настоящий предел измерений

Q = 5/0,325 = 15,385

Rд = 650×(15,385-1) = 9350 Ом

Результат, как вы видите, совпал.

Теперь разберёмся с амперметром. Основная задача шунта пропустить себя ток превышающий предел измерительного механизма. Общее сопротивление амперметра находим по формуле сопротивления для соединённых параллельно резисторов.

Rобщ = (Rш×Rизм)/(Rш+Rизм)

Допустим, нам нужно измерять ток до 50А. Можно повторить подобные вышеизложенным расчёты, но можно сделать проще: сначала найдём соотношение между током шунта и током измерительного механизма, а после сопротивление шунта.

Токи через измерительный механизм и амперметр

Токи через измерительный механизм и амперметр

То есть, через измерительный механизм может протекать ток до 0,0005А, значит, через шунт будет протекать ток:

Iш = Iобщ-Iизм = 50–0,0005 = 49,9995 А

Тогда найдём отношение тока шунта к току измерительного механизма (Q):

Q = Iш/Iизм = 49,9995/0,0005 = 99 999

Теперь найдём сопротивление шунта по формуле:

Rш = Rизм/(Q-1) = 650/99 998 = 0,0065 Ома

Сопротивление шунта будет всего лишь 0,0065 Ома.

Примечание: расчёты шунта и добавочного сопротивления выполнены по книге Метрология, стандартизация и технические средства измерений авторов Тартаковского Д. Ф., Ястребова А.С., М.: Высшая Школа 2001 год.

Изменяя сопротивление шунта или добавочного резистора, можно изменять пределы измерения вольтметров или амперметров. При этом из стрелочного вольтметра можно сделать амперметр и наоборот. Для этого убирают «лишние» компоненты, оставляют измерительную головку и к ней подбирают резистор или шунт.

На практике в продаже можно найти шунты с необходимым сопротивлением и точностью измерения, самостоятельное изготовление точного шунта усложняется сложностью измерения столь малых сопротивлений.

Шунты заводского изготовления

Шунты заводского изготовления

Ещё нужно учитывать, что любой дополнительный элемент оказывает влияние на цепь, так как имеет своё сопротивление. Следовательно, при протекании через него тока он будет греться, то есть будут происходить потери мощности. Для более эффективного и безопасного измерения тока часто используют трансформаторы тока.

Для измерения высокого напряжения исходя из соображений электробезопасности и гальванической развязки используют измерительные трансформаторы напряжения. А при измерении очень низких напряжений описанные в статье вольтметры неизбежно внесут свои погрешности и повлияют на работу цепи. Поэтому используют электронные измерительные приборы с высоким входным сопротивлением. Электронный вольтметр необязательно будет с цифровым экраном, он может быть и стрелочным, но при этом на входе будет установлена электронная цепь, например, усилитель на транзисторах или другие решения.

В вольтметрах и амперметрах кроме шунта или добавочного резистора и измерительного механизма может быть и выпрямитель. Такое решение применяется в тех случаях, когда используется магнитоэлектрический измерительный механизм. Он может измерять только постоянный ток, поэтому для измерения переменный ток преобразовывают в постоянный (выпрямляют).

Заключение

На этом у меня всё. Целью статьи было рассказать об особенностях такой, казалось бы, простой задачи, как измерение основных электрических величин стрелочными приборами. В настоящее время большинству электриков для работы достаточно «копеечных» мультиметров типа легендарного DT830, а для тех, кто в практике сталкивается с электроникой или какими-нибудь цепями с отличными от синусоидального сигналами нужны мультиметры измеряющие действующие величины (True RMS).

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ 1 По схеме изображенной на рис 17 определите пока­зания амперметра и общее сопротивление в электрической цепи если R

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ.
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ.

1. По схеме, изображенной на рис. 17, определите пока­зания
амперметра и общее сопротивление в электрической цепи,
если R₁ = 5 Ом, R₂ = 3 Ом.

Дано:
R₁ = 5 Ом
R₂ = 3 Ом
U₁ =10B

I, R=?

Решение:
R = R₁ + R₂

R =5 Ом + 3 Ом = 8 Ом

2. Каковы показания амперметра и общее сопротивление электрической цепи,
изображенной на рис. 18, если R₁ = 10 Ом, R₂ = 2 Ом?

Дано:
R₁ = 10 Ом
R₂ = 2 Ом
U =12B

I, R=?

Решение:
R = R₁ + R₂

R =10 Ом + 2 Ом = 12 Ом

3. По схеме, изображенной на рис. 21, определите показания амперметра
и сопротивление R₂, если R₁ = 4 Ом.

Дано:
R₁ = 4 Ом
U₁ =8B
U₂ =4B

I, R₂=?

Решение:

4. Каковы показания амперметра и вольтметра V₂ (рис. 22),
если R₁ = 4 Ом, a R₂ = 6 Ом?

Дано:
R₁ = 4 Ом
R₂ = 6 Ом
U₁ =2B

I, U₂ =?

Решение:

5.Рассчитайте общее сопротивление цепи
и определите показания амперметра (рис. 23),

если R₁= R₂ = 12 Ом.

Дано:
R₁ = R₂ = 12 Ом
U₁ =6B

I, R=?

Решение:

6. Определите показания амперметра А
и напряжение на концах каждого проводника (рис. 25),
если R₁ = 15 Ом, R₂= 10 Ом.

Дано:
R₁ = 5 Ом
R₂ = 3 Ом
I ₁ =1А

I ₂ =1,5А

I, U₁, U₂ =?

Решение:
I = I ₁ + I ₂

I =1А + 1,5А = 2,5А

U₁= I ₁ R₁

U₁=1А ^. 5 Ом = 5 В

U₂= U₁=5 В

7. По схеме, изображенной на рис. 26, рассчитайте на­пряжение
на концах каждого проводника и показания амперметров А2 и А,
если R₁ = 20 Ом, R₂ = 30 Ом.

Дано:
R₁ = 20 Ом
R₂ = 30 Ом
I₁ =0,15А

I₂, I, U₁, U₂ =?

Решение:
U₁= I ₁ R₁

U₁=0,15А ^. 20 Ом = 3 В

U₂= U₁=3 В

8. Для освещения трамвайного вагона используются 120-вольтовые электрические лампы,
тогда как напряжение в контактной сети трамвая 600 В. Как должны быть включены в такую сеть лампы, чтобы на каждую из них приходилось нормальное напряжение?

Сколько ламп включено в сеть?

Дано:
U₁ =120B
U =600B

N=?

Решение:
U = U₁ + U₂+ … +U_N

U = N ^. U₁

9. Моток проволоки сопротивлением 20 Ом разрезали на две части и соединили параллельно. Каково сопротивление соединенной таким образом проволоки?

Дано:
R = 20 Ом

R=?

Решение:
R = R₁ + R₂

R₁ =R₂=20 Ом : 2=10 Ом

Средний уровень

1. Каковы показания вольтметра (рис. 34), если R₁=3 Ом, R₂ = 4 Ом?

Дано:
R₁ = 3 Ом
R₂ = 4 Ом
I =0,5А

U =?

Решение:
R = R₁ + R₂

R =3 Ом + 4 Ом = 7 Ом

U = I ^. R

U = 0,5А ^. 7 Ом = 3,5 В

2. По схеме, изображенной на рис. 36,
определите показания амперметра и вольтметра V₂,
если R₁ = 30 Ом, R₂ = 20 Ом.

Дано:
R₁ = 30 Ом
R₂ = 20 Ом
U₁ = 3 В

U₂ =?

Решение:

U₂ = I₂ ^. R₂

U₂ = 0,1 А ^. 20 Ом = 2 В

3. Определите сопротивление лампы Л₁ (рис. 37),
если R₁=25 Ом, R₂= 15 Ом.

Дано:
R₁ = 25 Ом
R₂ = 15 Ом
U = 30 В

I =0,5А

R₃ =?

Решение:

4. По схеме, изображенной на рис. 38,
определите пока­зания амперметра
и рассчитайте сопротивление проводника R₂, если R₁ ⁼ 16 Ом.

Дано:
R₁ = 16 Ом
U₁ = 12 В

U₂ = 6 В

I, R₂ = ?

Решение:

5. Определите силу тока в лампочке и ее сопротивление (рис. 40).

Дано:
I = 1,5А

I₁ = 1А

U₂ = 8 В

I₂, R₂ =?

Решение:

6. Определите сопротивление проводника R₂ (рис. 41), если R₁ = 10 Ом.

Дано:
R₁ = 10 Ом
I₁ = 2А

I = 6А

U₁ = 3 В

R₂ =?

Решение:

7. Проводники с сопротивлениями R₁=2 Ом, R₂=3 Ом, R₃=5 Ом соединены по схеме, изображенной на рисунке. Найдите сопротивление этой цепи.

Дано:
R₁ = 2 Ом
R₂ = 3 Ом
R₃ = 5 Ом

R = ?

Решение:

8. Сколько электрических лампочек нужно взять, для изготовления елочной гирлянды, чтобы ее можно было включать в осветительную сеть с напряжением 220 В, если каждая лампа имеет сопротивление 23 Ом и рассчитана на силу тока 0,28 А?

Дано:
R₁ = 23 Ом
I₁ = 0,28А

U = 220 В

N =?

Решение:

9. Какой резистор надо соединить параллельно с резистором в 300 Ом,
чтобы получить сопротивление 120 Ом?

Дано:
R₁ = 300 Ом
R = 120 Ом

R₂ = ?

Решение:

Высокий уровень

1.По схеме, приведенной на рис. 51, определите напря­жение на концах каждого проводника
и сопротивление лам­почки Л₁, если R₁ = 4 Ом, R₂ = 6 Ом

Дано:
R₁ = 4 Ом
R₂ = 6 Ом
I =0,5А

U =10 В

U =?

Решение:

2. Участок электрической цепи содержит три проводника сопротивлением 10 Ом, 20 Ом и 30 Ом, соединенных последо­вательно.
Вычислите силу тока в каждом проводнике и на­пряжение на концах этого участка,
если напряжение на концах второго проводника равно 40 В.

Дано:
R₁ = 10 Ом
R₂ = 20 Ом

R₂ = 30 Ом
U₂ =40 В

I₁, I₂, I₃ =?

U₁, U₃ =?

Решение:

3. Четыре резистора соединены параллельно.
Их сопротивления равны соответственно 1 Ом, 2 Ом, 3 Ом и 4 Ом.
Какова сила тока в каждом резисторе, если в общей части цепи течет ток силой 50 А?
Каково напряжение на каждом резисторе?

Дано:
R₁ = 3 Ом
R₂ = 4 Ом
I =0,5А

U =?

Решение:

4. Вычислите величину сопротивления R₃, если R₁= 6 Ом, R₂= 4 Ом, I ₂= 3 А, I = 9 А.

Дано:
R₁ = 6 Ом
R₂ = 4 Ом
I₂ =3А

I =9А

R₃ =?

Решение:

5. Четыре лампы сопротивлением 4 Ом, 5 Ом, 10 Ом и 20 Ом соединены параллельно.
Определите напряжение на каждой лампе и силу тока в каждой из них,
если в первой течет ток силой 2,5 А.
Какова сила тока в неразветвленной части цепи?

Дано:
R₁ = 4 Ом
R₂ = 5 Ом

R₃ = 10 Ом

R₄ = 20 Ом

I₁ =2,5А

I =?

Решение:

6. Амперметр А показывает силу тока 1,6 А при напряжении 120 В.
Сопротивление резистора R₁=100 Ом.
Определите сопротивление резистора R₂ и показания амперметров А₁ и А₂.

Дано:
I =1,6А
U =120 В

R₁ = 100 Ом

R₂, I₁, I₂ =?

Решение:

7. Вычислите напряжение на каждом резисторе
и силу тока проходящего через каждый проводник (рис. 57),
если R₁=2 0м, R₂ = 2 0м, R₃ = 1 Ом, R₄ = 4 0м, R₅=1 Ом, R₆ = 2 0м

Дано:
R₁ = 2 Ом
R₂ = 2 Ом

R₃ = 1 Ом
R₄ = 4 Ом
R₅ = 1 Ом
R₆ = 2 Ом
I =1А

U =?

Решение:

8. Вычислите сопротивление цепи, представленной на рисунке,
если сопротивление каждого из резисторов равно 1 Ом.

Дано:
R₁ = 3 Ом
R₂ = 4 Ом
I =0,5А

U =?

Решение:

4. Проектирование амперметра | 7. Измерительные приборы | Часть1

4. Проектирование амперметра

Проектирование амперметра

Измерительный прибор, который служит для измерения силы тока, называется амперметром.

Конструкция амперметра немного отличается от ранее рассмотренной конструкции вольтметра. Отличие это главным образом состоит в том, что добавочный резистор (расширяющий диапазон измерения) в амперметре подключается параллельно индикатору, а не последовательно, как это было в вольтметре.   Такое техническое решение обусловлено необходимостью снижения поставляемого на индикатор тока. А с этой задачей, как известно, может справиться только делитель тока, построенный на параллельно соединенных резисторах. 

Если в качестве примера мы возьмем тот же самый индикатор, который использовали при проектировании вольтметра, то у нас получится амперметр с весьма ограниченными возможностями. Он сможет измерять силу тока величиной до 1 мА:

 

 

Для того, чтобы этот индикатор смог измерить силу тока величиной до 5 А, нужно параллельно его контактам подключить резистор, который мы назовем «шунтом». Данный резистор будет блокировать (шунтировать) основную часть измеряемого тока, в результате чего максимальный ток на самом индикаторе не превысит значение  в 1 мА. Рассчитать сопротивление этого резистора можно следующим образом:

 

 

 

Исходя из известных значений сопротивления и номинального тока индикатора, мы можем рассчитать его номинальное напряжение (применив закон Ома U = IR к левой колонке таблицы):

 

 

Теперь, зная что напряжение на всех компонентах параллельной цепи одинаково, можно заполнить верхнюю строчку нашей  таблицы:

 

 

Нам также известно, что общая сила тока в параллельной цепи равна сумме ее отдельных токов. Исходя из этого, можно вычислить ток на шунтирующем резисторе, который будет равен разнице общего тока цепи и тока на индикаторе:

 

 

Наконец, у нас есть все данные для расчета сопротивления шунта. Давайте применим закон Ома (R = U/I) к среднему столбцу таблицы, и вычислим нужную нам величину: 

 

 

Эту же величину, 100.02 милли Ома (мОм), можно получить и несколько иным путем, рассчитав для начала общее сопротивление цепи (R = U/I = 0,5В/5А = 100 мОм), а затем при помощи уравнения для параллельных сопротивлений определив нужную величину. Арифметика в данном случае будет более сложной:

 

 

В реальной жизни шунтирующий резистор амперметра заключен, как правило, в защитный металлический корпус индикатора, и поэтому не виден. Обратите внимание на конструкцию амперметра, представленного на следующей фотографии:

 

 

Здесь вашему вниманию представлен автомобильный амперметр. Несмотря на то, что индикатор этого прибора имеет номинальный ток порядка нескольких миллиампер, сам амперметр может измерять токи величиной +/- 60 ампер. Шунтирующий резистор, обеспечивающий такой высокий диапазон измерений, заключен в металлический корпус прибора. Заметьте, стрелка прибора находится по центру шкалы на ее нулевом значении. Она может показывать как положительные, так и отрицательные значения силы тока.

Если вам нужен амперметр с несколькими диапазонами измерений, то достаточно будет его снабдить несколькими шунтирующим резисторами и  многодиапазонным переключателем:

 

 

Обратите внимание, что все резисторы диапазонов данной схемы подключаются  параллельно индикатору (с помощью переключателя), а не последовательно, как это было в случае с вольтметром. Пяти-позиционный переключатель одновременно вступает в контакт только с одним резистором. Сопротивление каждого резистора рассчитано на определенный диапазон измерений, исходя из характеристик конкретного индикатора (1 мА, 500 Ом). Методика расчета этих сопротивлений описана выше. Для амперметра с диапазонами 100 мА, 1 А, 10 А, 100 А, шунтирующие резисторы будут иметь следующие значения сопротивлений:

 

 

Как видите, сопротивления шунтирующих резисторов очень малы. 5.00005 мОм означает 5.00005 миллиом, или 0.00500005 Ом. Для достижения таких  сопротивлений, шунтирующие резисторы амперметров изготавливаются самостоятельно или под заказ из проводов сравнительно большого диаметра.

В отличие от вольтметра, резисторы диапазонов амперметра (шунтирующие резисторы) пропускают через себя очень большие величины токов, а значит, они должны обладать большой рассеиваемой мощностью, которая напрямую зависит от размера. Если неправильно подобрать мощность этих резисторов, то они могут выйти из строя или потерять точность в результате перегрева. Рассеиваемые мощности шунтирующих резисторов вышеприведенной схемы будут иметь следующие значения:

 

 

Таким образом, резистор мощностью 1/8 Вт идеально подойдет для R₄, резистор мощностью 1/2 Вт будет достаточен для R₃, а 5 Вт — для R₂ (хотя резисторы лучше сохраняют свою точность в долгосрочной перспективе, если они работают не на предельных мощностях). С R₁ дело обстоит немного сложнее, так как резисторы мощностью 50 Вт являются редкими и дорогостоящими компонентами. Этот резистор, скорее всего, придется изготавливать своими силами. Сделать его можно из толстого провода, чтобы удовлетворить требованиям низкого сопротивления и большой мощности.

Иногда  для измерения тока используются шунтирующие резисторы в сочетании с высокоомными вольтметрами. В этих случаях ток через индикатор вольтметра будет достаточно мал, и сопротивление шунта будет определять, сколько вольт или милливольт напряжения будет приходиться на ампер тока:

 

 

Если, например, сопротивление шунтирующего резистора будет 1 Ом, то одному амперу тока будет соответствовать один вольт напряжения. Показания вольтметра в этом случае будут в точности соответствовать значению силы тока через шунтирующий резистор. Для измерения очень малых токов следует использовать более высокое значение шунтирующего сопротивления, которое увеличит напряжение, соответствующее единице тока.

Использование шунтирующего резистора в сочетании с вольтметром значительно упрощает задачу частого измерения силы тока в цепи, так как этот метод не нарушает ее целостности. Чтобы измерить силу тока с помощью амперметра, цепь необходимо разорвать, и к концам оборванных проводов подключить прибор:

 

 

Если у вас есть схема, в которой вы часто измеряете силу тока и хотите сделать этот процесс несколько удобнее, то можете установить в месте разрыва шунтирующий резистор, и по мере необходимости снимать показания с помощью вольтметра, не нарушая при этом целостность цепи:

 

 

В данном случае необходимо подобрать сопротивление шунта таким образом, чтобы оно не оказывало негативного влияния на работу схемы. 

Расчёт шунтирующего сопротивления амперметра. Супер онлайн калькулятор. :: АвтоМотоГараж

Для контроля величины тока применяется прибор называемый амперметром. Из практики могу сказать, что не всегда под рукой оказывается прибор с нужным диапазоном измерения. Как правило, диапазон либо мал, либо велик. Здесь мы разберем, как изменить рабочий диапазон амперметра.  Амперметры на большие токи от 20 ампер и выше имеют в своём составе внешний шунтирующий резистор. Он подключается параллельно амперметру. На рисунке 1 приведена схема включения амперметра с шунтирующем резистором.

 

В качестве примера в экспериментах будет использован амперметр M367 со шкалой до 150 ампер, соответственно при таком токе амперметр используется с внешним шунтирующим сопротивлением.

Если убрать шунтирующий резистор, то амперметр станет миллиамперметром с максимальным током отклонения стрелки 30 мА (далее будет пояснение, откуда это значение взялось). Таким образом, используя разные шунтирующие сопротивления можно сделать амперметр практически с любым диапазоном измерения.

Рассмотрим подробнее имеющийся измерительный прибор. Из его маркировок можно узнать следующее. Маркировка в верхнем правом углу (цифра 1 на изображении). Модель измерительной головки М367. Сделан на краснодарском заводе измерительных приборов (это можно определить по ромбику с буковками ЗИП). Год выпуска 1973. Серийный номер 165266.

Маркировка в нижнем левом углу (цифра 2 на изображении). Слева на право. Прибор предназначен для измерения постоянного тока. Магнитоэлектрический прибор с подвижной рамкой. Напряжение между корпусом и мангнитоэлектрической системой не должно превышать 2 КВ. Рабочее положение шкалы прибора вертикальное. Класс точности прибора в процентах 1,5. ГОСТ8711-60. Измерительная головка рассчитана на измерения силы тока до 150 ампер с использованием внешнего шунтирующего сопротивления рассчитанного на падение на нём напряжения номиналом в 75 милливольт.

Итак, это максимум что удалось узнать из маркировки амперметра. Теперь перейдём к расчетам. Сопротивление шунта определяется по формуле:

где :
Rш — сопротивление шунтирующего резистора;
Rприб — внутреннее сопротивление амперметра;
Iприб — максимально измеримый ток амперметром без шунта;
Iраб — максимально измеримый ток с шунтом (требуемое значение)

Если все данные для расчёта имеются, то можно приступать к самому расчёту. Для упрощения можно воспользоваться онлайн калькулятором ниже:

 

В нашем случае из формулы видно, что данных не достаточно. Нам известен только максимальный измеряемый ток с шунтом. То есть, то, что мы хотим видеть в случае максимального отклонения стрелки амперметра.

Из маркировки прибора удалось узнать падение напряжения на шунтирующем сопротивлении. И это уже что-то. Из этого параметра ясно, что при подаче на прибор напряжения номиналом 0,075 вольт (75мВ) стрелка отклониться до крайнего значения на шкале 150 ампер. Таким образом, получается, что максимальное отклонение стрелки прибора достигается подачей напряжения 75 мВ. Вроде как данных для расчета по-прежнему не хватает. Необходимо узнать сопротивление прибора и ток, при котором стрелка откланяется до максимального значения без шунтирующего резистора. Далее предлагаю несколько способов для определения нужных параметров и решения задачи.

Способ первый. При помощи блока питания выясняем максимальное отклонение стрелки по току и напряжению без шунта. В нашем случае напряжение уже известно. Его замерять не будем. Измеряем ток и отклонение стрелки. Так как блока питания под рукой не оказалось, то пришлось воспользоваться очень разряженой батарейкой типа АА. Ток, который батарейка могла ещё отдать, составил 12 мА (по показаниям мультиметра). При этом токе стрелка прибора отклонилась до значения на циферблате 60А. Далее определяем цену деления и рассчитываем полное (максимальное) отклонение стрелки. Поскольку шкала циферблата амперметра размечена равномерно, то не составит труда узнать (рассчитать) ток максимального отклонения стрелки.

Цена деления прибора рассчитывается по формуле:

где:
х1 – меньшее значение,
х2 – большее значение,
n – количество промежутков (отрезков) между значениями

Для упрощения можно воспользоваться онлайн калькулятором ниже:

 

 

Расчёт показал, что цена деления прибора штатной шкалы составляет 5 ампер. При токе 12 мА стрелка отклонялась до показания 60А. Таким образом, цена одного деления без шунта составляет 1 мА. Всего делений 30, соответственно максимальное отклонение стрелки до значения 150А без шунта составляет 30 мА.

Далее при помощи закона Ома находим сопротивление прибора. 0,075/0,03=2,5 Ом

Расчёт:
Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,5*0,03/(10-0,03)=0,00752 Ом для шкалы 10А мах
Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,5*0,03/(5-0,03)=0,01509 Ом для шкалы 5А мах
Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,5*0,03/(3-0,03)=0,02525 Ом для шкалы 3А мах

Для упрощения можно воспользоваться онлайн калькулятором расчёта сопротивления шунтирующего сопротивления выше.

Второй вариант. При помощи прецизионного мультиметра замеряем сопротивление амперметра и далее при помощи закона Ома (зная напряжение максимального отклонения стрелки) находим ток максимального отклонения стрелки. Измерения выполнялись прецизионными мультиметрами Mastech MS8218 и Uni-t UT71E. При измерении сопротивления амперметра значение составило 2,50-2,52 Ом прибором UT71E и 2,52-2,53 прибором MS8218.

Формула для расчёта тока отклонения стрелки до максимального значения:

Расчёт: 0.075/2.52=0.02976А

Для упрощения вычислений максимального тока отклонения стрелки амперметра можно воспользоваться калькулятором ниже:

 

Далее, как и в первом варианте выполняем расчёт сопротивления шунтирующего резистора (калькулятор выше). Для расчёта было принято среднее показание измеренного сопротивления амперметра двумя мультиметрами Rприб = 2,52Ом

Расчёт:
Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,52*0,02976/(10-0,02976)=0,00752 Ом для шкалы 10А мах
Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,52*0,02976/(5-0,02976)=0,01508 Ом для шкалы 5А мах
Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,52*0,02976/(3-0,02976)=0,02524 Ом для шкалы 3А мах

Если сравнить расчёты двух методик между собой, то получились совпадение данных до четвёртого знака после запятой, а в некоторых случаях даже до пяти знаков.

О тонкостях изготовления шунтирующего сопротивления расскажу в следующей статье: Как сделать шунт (шунтирующий резистор) для амперметра. Самый простой метод подбора.

И ещё одно продолжение этой тематики: Как изменить предел измерения амперметра. Как переделать амперметр постоянного тока на переменный.

Тема №6023 Самостоятельные работы по физике 30 штук (Часть 3)

Тема №6023

Самостоятельная работа № 19. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
Начальный уровень
1. Начертите схему любой электрической цепи, в кото­рой все ее участки соединены последовательно.
2. Начертите схему любой электрической цепи, в кото­рой все ее участки соединены параллельно.
3. На одной из трех параллельно соединенных ламп на­пряжение 6 В. Как рассчитать напряжения на каж­дой из двух других ламп?
4. В цепи с последовательным соединением трех ламп и реостата в одной из ламп сила тока 0,1 А. Какова сила тока в других лампах? в реостате?
5. Как влияет на общее сопротивление проводников, со­единенных параллельно, подключение к этому со­единению каждого следующего проводника?
6. Чем удобно для практического применения парал­лельное соединение?
Средний уровень
1. Резисторы, сопротивления которых 2 кОм и 3 кОм, соединены параллельно и подключены к источнику постоянного напряжения 15 В. Найдите силу тока через каждый из резисторов и сопротивление цепи.
2. Резисторы, сопротивления которых 3 кОм и 6 кОм, соединены параллельно. Каково сопротивление цепи? Каково напряжение на резисторах, если сила тока в цепи 3 мА?
3. Резисторы, сопротивления которых 30 Ом, 40 Ом и 60 Ом, соединены параллельно. Во сколько Раз об­щая сила тока в цепи превышает силу тока через первый резистор?
4. Резисторы, сопротивления которых 1 кОм, 2 кОм и 3 кОм, соединены параллельно. Какова сила тока в цепи, если сила тока через первый резистор 12 мА?
5. Сравните последовательное и параллельное соединения проводников: какая из электрических величия одина­кова для последовательно соединенных проводников, какая — для параллельно соединенных? Какова связь между общим напряжением в цепи и напряжениями на ее последовательно соединенных участках?
6. Сравните последовательное и параллельное соединения проводников: какова связь между силой тока в нераз­ветвленной части цепи и силами тока в отдельных па­раллельно включенных проводниках? Как влияет на общее сопротивление цепи включение какого-либо до­полнительного проводника при последовательном со­единении и как — при параллельном соединении?
Достаточный уровень
1. Найдите распределение сил токов и напряжений в це­пи, изображенной на рисунке 1, если R1 = 3 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 4 Ом, а амперметр показывает 6 А.
 
2. Найдите распределение сил токов и напряжений в це­пи, изобр. на рис. 2, если Uab=60 В, R1=24 Ом, R2=18 Ом, R3=36 Ом, R4=60 Ом.
3. На рисунке 3 дана схема электрической цепи. Напря­жение UAB= 120 В. Определить сопротивление всей цепи, силу тока до разветвления и в каждом резисторе.
4. В цепь, которая изображе­на на рисунке 4, подано на­пряжение 55 В. Сопротив­ления всех резисторов оди­наковы и равны 2 Ом. Найти общее сопротивление цепи, а также распределе­ние токов и напряжений.
5. Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рисунке 5, если амперметр по­казывает 2А, а сопротивление резисторов R1 = 2 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 15 Ом, R4 = 4 Ом.
6. Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рисунке 6, если Uab =100 В, Rl =3 Ом, R2=2 Ом,
R3=7,55 Ом, R4=2 Ом, R5=5 Ом, R6=10 Ом.
Высокий уровень
1. Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рис. 1, если вольтметр показывает 110В, а R1=6,4 Ом, R2=4 Ом, R3 = 12 Ом, R4 = 6 Ом, R5 = 3 Ом, R6 = 8 Ом, R7 = 20 Ом.
 
2. Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рисунке 2, если вольтметр по­казывает 32 В, а R1=6,4 Ом, R2 = 4 Ом, R3 — 12 Ом, R4 = 6 Ом, R5 = 3 Ом, R6 = 8 Ом, R7 = 20 Ом.
3. Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изобр. на рис. 3, если амперметр по­казывает 10 A, a R1 = 6,4 Ом, R2=4 Ом, R3=12 Ом, R4 =6 Ом, R5=3 Ом, R6=8 Ом, R7=20 Ом.
4. Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изобр. на рис. 4, если вольтметр по­казывает 30 В, а R1=6,4 Ом, R2=4 Ом, R3=12 Ом, R4=6 Ом, R5=3 Ом, Rб=8 Ом, R7=20 Ом.
5. Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рис. 5, если амперметр по­казывает 11 A, a R1=6,4 Ом, R2=4 Ом, R3=12 Ом, R4=6 Ом, R5=3 Ом, R6=8 Ом, R7=20 Ом.
6. Найдите распределение сил токов и напряжений в цепи, изображенной на рисунке 6, если вольтметр по­казывает 8В, a R1=6,4 Ом, R2=4 Ом, R3=12 Ом, R4=6 Ом, R5=3 Ом, R6=8 Ом, R7= 20 Ом.

Самостоятельная работа №20. РАБОТА ТОКА
Начальный уровень
1. Напряжение на концах электрической цепи 1 В. Ка­кую работу совершит в ней электрический ток в тече­ние 1с при силе тока 1 А?
2. Две одинаковые лампочки, рассчитанные на напря­жение 6,3 В, включены в электрическую цепь. Одна лампочка светила 1 мин, другая — 2 мин. В какой лампочке работа электрического тока была больше?
3. Одна электрическая лампа включена в сеть напря­жением 127 В, а другая — в сеть напряжением 220 В. В какой лампе при прохождении 1 Кл совер­шается большая работа?
4. Одна электрическая лампа включена в сеть напря­жением 127 В, а другая — в сеть напряжением 220 В. Через какую лампу должно пройти большее количество электричества, чтобы работа тока была одинаковой в обеих лампах?
5. Докажите, что 1 Втּч = 3600 Дж.
6. Как на практике можно определить работу электриче­ского тока в цепи? Какие для этого нужны приборы?
Средний уровень
1. По проводнику, к концам которого приложено на­пряжение 5 В, прошло 100 Кл электричества. Опре­делите работу тока.
2. При прохождении через проводник 40 Кл электриче­ства током была совершена работа 200 Дж. Какое напряжение было приложено к этому проводнику?
3. Электрическая лампочка включена в цепь напряже­нием 10 В. Током была совершена работа 150 Дж. Какое количество электричества прошло через нить накала лампочки?
4. Через раствор азотнокислого серебра прошло 240 Кл электричества при напряжении на электродах 5 В. Чему равна работа, совершенная током?
5. Лампочка включена в сеть напряжением 110 В. Ка­кое количество электричества прошло через нить на­кала лампочки, если работа тока 220 Дж?
6. Определите работу тока, если через проводник, нахо­дящийся под напряжением 30 В, прошло 75 Кл электричества.
Достаточный уровень
1. Какую работу совершит ток силой 3 А за 10 мин при напряжении в цепи 15 В?
2. В лампочке карманного фонаря сила тока равна 0,2 А. Вычислите электрическую энергию, получае­мую лампочкой за каждые 2 мин, если напряжение на лампочке составляет 3,6 В.
3. В электроприборе за 45 мин током 5 А совершена ра­бота 162 кДж. Определите сопротивление прибора.
4. К источнику тока напряжением 120 В поочередно присоединяли на одно и то же время проводники со­противлением 20 Ом и 40 Ом. В каком случае работа электрического тока была меньше и во сколько раз?
5. Какова сила тока в лампе велосипедного фонаря, ес­ли при напряжении 4 В в ней за 1 с расходуется 0,8 Дж электроэнергии?
6. Сила тока в электролампе прожектора 2 А. Как ве­лико напряжение, подведенное к прожектору, если он потребляет 45,6 кДж за 1 мин?
Высокий уровень
1. Подъемный кран поднял на высоту 12 м шеститон­ный груз в течение 2 мин. Как велик КПД крана, ес­ли сила тока в цепи его электродвигателя была равна во время подъема груза 51 А при напряжении 380 В?
2. Трамвай развивает скорость 20 м/с при силе тяги электродвигателя, равной 1,2 кН. Напряжение в кон­тактной цепи 600 В, сила тока в двигателе 50 А. Ка­ков КПД электродвигателя трамвая?
3. Башенный кран равномерно поднимает груз массой 0,5 т на высоту 30 м за 2 мин. Сила тока в электродви­гателе равна 16,5 А при напряжении 220 В. Опреде­лите КПД электродвигателя крана.
4. Троллейбус движется равномерно со скоростью 10 м/с. Найдите силу тяги двигателя троллейбуса, если при КПД, равном 80 %, и напряжении в контактной цепи 550 В по обмотке двигателя течет ток силой 50А.
5. Транспортер поднимает за время 1 мин груз массой 300 кг на высоту 8 м. КПД транспортера 60 %. Опре­делите силу тока через электродвигатель транспорте­ра, если напряжение в сети 380 В.
6. Каков КПД электродвигателя, который за 20 с под­нимает груз массой 150 кг на высоту 12 м? Напряжение в электрической сети 380 В, сила тока через двигатель 4 А.

Самостоятельная работа №21. МОЩНОСТЬ ТОКА
Начальный уровень
1. Какие вы знаете единицы мощности и работы, ис­пользуемые в электричестве?
2. Чему равна мощность тока в проводнике, если за 1 с электрическим током совершена работа 1 Дж?
3. Имеются две лампы мощностью 60 Вт и 100 Вт, рас­считанные на напряжение 220 В. Какая из них будет гореть ярче при включении в осветительную сеть?
4. В квартире в течение часа горели две электрические лампы. Мощность первой лампы 75 Вт, второй — 100Вт. В какой из ламп расход электроэнергии боль­ший?
5. Две электрические лампы, мощность которых 40 Вт и 80 Вт, рассчитаны на одно и то же напряжение. Сравните нити накала обеих ламп.
6. Какими приборами и как можно измерить мощность электрического тока на каком-либо участке цепи?
Средний уровень
1. Электродвигатель, включенный в сеть работал 6 ч. Расход энергии при этом составил 3240 кДж. Какова мощность электродвигателя?
2. Напряжение на зажимах генератора 380 В, а сила то­ка в цепи 5 А. Определите мощность генератора.
3. Вычислите работу, совершенную за 10 мин током мощностью 25 Вт.
4. Мощность, потребляемая из сети электрокамином, рав­на 0,98 кВт, а сила тока в его цепи 7,7 А. Определите величину напряжения на зажимах электрокамина.
5. Вычислите силу тока в обмотке электрического утю­га, если известно, что при включении в розетку с напряжением 127 В он потребляет мощность 310 Вт.
6. Лампа работает под напряжением 6,3 В при силе то­ка 0,5 А. Определите мощность этой лампы.
Достаточный уровень
1. Определите мощность тока в электрической лампе, включенной в сеть напряжением 220 В, если извест­но, что сопротивление нити накала лампы 484 Ом.
2. Во сколько раз сопротивление лампы, рассчитанной на напряжение 220 В, должно быть больше сопротивления лампы такой же мощности, рассчитанной на 127 В?
3. Две лампы мощностью 90 Вт и 40 Вт включены па­раллельно в сеть с напряжением 220 В. Определите сопротивление каждой лампы и ток, протекающий через каждую лампу.
4. Лампа, рассчитанная на напряжение 127 В, потреб­ляет мощность 50 Вт. Какое дополнительное сопротивление нужно присоединить к лампе, чтобы вклю­чить ее в сеть с напряжением 220 В?
5. Сравните мощность тока в двух проводниках сопро­тивлением 50 Ом и 10 Ом, если они соединены: а) параллельно; б) последовательно. Напряжение на кон­цах цепи в обоих случаях одинаково.
6. Из какого материала изготовлена спираль нагрева­тельного элемента, мощность которого 480 Вт, если его длина равна 16 м, сечение 0,24 мм2 и напряже­ние в сети 120 В?
Высокий уровень
1. Шесть одинаковых ламп последовательно включены в сеть с напряжением 42 В. Мощность каждой из ламп 20 Вт. На сколько изменится общая потребляе­мая мощность, если одну из ламп заменить новой, на которой написано «9В, 12 Вт»?
2. Четыре лампы мощностью по 25 Вт, включенные по­следовательно в сеть с напряжением 36 В, горят нормальным накалом. Последовательно с лампами включен реостат. При каком сопротивлении реостата потребляемая мощность уменьшится вдвое?
3. Две лампы мощностью 40 Вт и 60 Вт, рассчитанные на одинаковое напряжение, включены в сеть с тем же напряжением последовательно. Какие мощности они потребляют?
4. Елочная гирлянда, включенная в сеть с напряжени­ем 220 В, состоит из одинаковых лампочек, на кото­рых написано «4В, 2 Вт». Какую мощность потреб­ляет эта гирлянда при нормальном накале ламп? Ес­ли лампочка перегорает, количество лампочек в гир­лянде уменьшают. Какую мощность будет потреблять гирлянда после того, как перегорят пять лампочек? Во сколько раз изменится мощность, потребляемая каждой лампочкой?
5. Если подключить два резистора последовательно к источнику постоянного напряжения, потребляемая в цепи мощность составит 4 Вт; если те же резисторы подключить к этому источнику параллельно, будет потребляться мощность 18 Вт. Какая мощность будет выделяться в каждом из резисторов, если их поочеред­но подключить к тому же источнику напряжения?
6. В электрическом самоваре мощностью 600 Вт и элек­трическом чайнике мощностью 300 Вт при включении в сеть напряжением 220 В, на которое они рассчитаны, вода закипает одновременно через 20 мин. Через сколь­ко времени закипит вода в самоваре и чайнике, если их соединить последовательно и включить в сеть?

Самостоятельная работа №22.ЗАКОН ДЖОУЛЯ-ЛЕНЦА
Начальный уровень
1. Приведите примеры использования теплового дейст­вия тока в быту.
2. В чем проявляется тепловое действие тока? При каких условиях оно наблюдается?
3. Почему при прохождении тока проводник нагревается?
4. Почему, когда по проводнику пропускают электриче­ский ток, проводник удлиняется?
5. В чем причина короткого замыкания? К чему оно при­водит в электрической цепи?
6. Последовательно соединенные медная и железная проволоки одинаковой длины и сечения подключены к аккумулятору. В какой из них выделится большее количество теплоты за одинаковое время?
Средний уровень
1. Сколько теплоты выделится в электрическом нагрева­теле в течение 2 мин, если его сопротивление 20 Ом, а сила тока в цепи 6 А?
2. Какое количество теплоты выделится в нити элек­трической лампы в течение 1 ч, если лампа потреб­ляет ток силой 1 А при напряжении 110 В?
3. В спирали электроплитки, включенной в розетку с напряжением 220 В, при силе тока 3,5 А выделилось 690 кДж теплоты. Сколько времени была включена в сеть плитка?
4. Сколько теплоты выделится за 1 ч в реостате, сопро­тивление которого 100 Ом, при силе тока в цепи 2 А?
5. Электрическая печь для плавки металла потребляет ток 800 А при напряжении 60 В. Сколько теплоты выделяется в печи за 1 мин?
6. Определите количество теплоты, выделяемое в провод­нике током за 1,5 мин, если сила тока в цепи равна 5 А, а напряжение на концах проводника 200 В.
Достаточный уровень
1. Два резистора сопротивлением 6 Ом и 10 Ом вклю­чены в цепь последовательно. Какое количество теп­лоты выделится в каждом резисторе за 2 мин, если напряжение на втором равно 20 В?
2. Два резистора сопротивлением 3 Ом и 6 Ом включе­ны в цепь параллельно. В первом течет ток силой 2 А. Какое количество теплоты выделится обоими резисторами за 10 с?
3. Три проводника соединены последовательно. Первый имеет сопротивление 2 Ом, второй — 6 Ом, а в треть­ем за 1 мин выделилось 2,4 кДж теплоты. Каково сопротивление третьего проводника, если напряже­ние на втором равно 12В?
4. Два проводника соединены параллельно. В первом за 1 мин выделилось 3,6 кДж теплоты, а во втором за то же время — 1,2 кДж. Вычислите сопротивление второ­го проводника, если сопротивление первого равно 2 Ом.
5. Сколько теплоты выделится за 40 мин в медных про­водниках с поперечным сечением 1,5 мм2 и длиной 3 м, подводящих электрический ток к плитке, если сила тока в спирали 5 А?

Контрольная работа №2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ
Начальный уровень
ВАРИАНТ 1
Какой физической величиной пользуются для изме­рения напряжения?
Два медных провода одинакового сечения имеют различную длину. Как это различие сказывается на величине сопротивления проводников?
Какие опыты подтверждают, что лампы в квартире включены параллельно?
ВАРИАНТ 2
Какой физической величиной пользуются для изме­рения силы тока?
Что из себя представляет источник электрического тока? Приведите примеры.
Как изменится сила тока на участке цепи, если на­пряжение на концах участка в два раза увеличить?
ВАРИАНТ 3
Какой физической величиной пользуются для изме­рения сопротивления?
Приведите примеры действия электрического тока.
К резистору сопротивлением 5 Ом параллельно подключили резистор сопротивлением 2 Ом. Как изменилось общее сопротивление участка цепи?
ВАРИАНТ 4
Какой физической величиной пользуются для из­мерения мощности электрического тока?
Почему в плавких предохранителях не применяют проволоку из тугоплавких металлов?
К резистору сопротивлением 10 Ом последовательно подключили резистор сопротивлением 5 Ом. Как изменилось общее сопротивление участка цепи?
ВАРИАНТ 5
Для чего используют вольтметр, и как его подключают к электрической цепи?
Объясните, почему провода, подводящие ток электрической лампочке, практически не нагреваются, в то время как нить накала лампочки раскаляется добела?
В цепь включены последовательно медный и стальной проводники одинакового сечения и длины. Какой из этих проводников нагреется больше?
ВАРИАНТ 6
Для чего используют амперметр, и как его подключают к электрической цепи?
Изменяется ли внутренняя энергия проводника, по которому протекает электрический ток?
Имеются две лампы мощностью 100 Вт и 200 Вт, рас­считанные на напряжение 220 В. Какая из них будет гореть ярче при включении в осветительную сеть?
Средний уровень
ВАРИАНТ 1
Каков физический смысл выражения  удельное сопротивление нихрома составляет 1,1 (Омּмм2)/м»?
Какой ток течет через вольтметр, если его сопро­тивление 12 кОм и он показывает напряжение 120В?
Какую работу совершил в проводнике электриче­ский ток, если заряд, прошедший по цепи, равен 1,5 Кл, а напряжение на концах этого проводника равно 6 В?
ВАРИАНТ 2
Сила тока в цепи составляет 2 А. Что это означает?
Какое напряжение надо создать на концах провод­ника сопротивлением 50 Ом, чтобы в нем возникла сила тока 2 А?
Сила тока в электрической лампе, рассчитанной на напряжение 110 В, равна 0,5 А. Какова мощность тока в этой лампе?
ВАРИАНТ 3
Напряжение на участке цепи равно 6 В. Что это озна­чает?
На цоколе электрической лампочки написано 3,5 В; 0,28 А. Найдите сопротивление спирали лампочки.
Какое количество теплоты выделится в резисторе сопротивлением 25 Ом при протекании по нему тока силой 1,2 А за 1,5 мин?
ВАРИАНТ 4
Сопротивление проводника 5 Ом. Что это означает?
Вычислите силу электрического тока в спирали электроплитки, включенной в сеть напряжением 220 В, если сопротивление спирали в рабочем со­стоянии равно 55 Ом.
Какой заряд проходит по участку электрической цепи, если при напряжении на концах участка 24 В работа тока в нем равна 96 Дж?
ВАРИАНТ 5
Работа электрического тока 1 Дж. Что это означает?
Каково напряжение на участке цепи, сопротивление которого 0,2 кОм, если сила тока в нем 100 мА?
Мощность электрической лампы 60 Вт. Какую ра­боту совершает электрический ток, проходя через лампу за 5 мин?
ВАРИАНТ 6
Мощность электрического тока 20 Вт. Что это оз­начает?
Сила тока в проводнике 0,7 А при напряжении на его концах 35 В. Чему равно сопротивление этого проводника?
Какое количество теплоты выделяется за 1 мин в нити накала лампы сопротивлением 250 Ом при силе тока 0,2 А?

Достаточный уровень
ВАРИАНТ 1
Зависит ли величина сопротивления проводника от напряжения на его концах? силы тока в нем? Объясните.
Электрическая печь, сделанная из никелиновой проволоки длиной 56,25 м и сечением 1,5 мм2, присоединена к сети напряжением 120 В. Опреде­лите силу тока, протекающего по спирали.
Используя схему электрической це­пи, изображенной на рисунке 1, опреде­лите общее напря­жение на участке АС, если амперметр показывает 5 А, а R1=2 Ом, R2=3 Ом, R3=6 Ом, R4=5 Ом.
ВАРИАНТ 2
Имеются три проводника одинаковой длины и сече­ния. Один из них содержит чистый алюминий, дру­гой — чистую медь, а третий — сплав алюминия и меди. Какой из этих проводников обладает наиболь­шим сопротивлением и почему? Объясните.
Через алюминиевый проводник длиной 70 см и площадью поперечного сечения 0,75 мм2 протекает ток силой 0,5 А. Каково напряжение на концах этого проводника?
Участок цепи состоит из трех проводников: R1=20 Ом, R2=10 Ом, R3=15 Ом. Определите по­казания вольтметров V1 и V2 и амперметров A1 и А2, если амперметр А3 показывает силу тока 2 А.
ВАРИАНТ 3
Как сказалась бы на яркости свечения электриче­ской лампы замена всех медных соединительных проводников на нихромовые?
Определите величину силы тока, проходящего че­рез реостат, изготовленный из нихромовой прово­локи длиной 40 м и площадью поперечного сече­ния 1 мм2, если напряжение на зажимах реостата 80В.
Участок электрической цепи состоит из трех па­раллельно соединенных сопротивлений: R1=2 Ом, R2=4 Ом, R3=5 Ом. Амперметр A1 показывает силу тока 20 А. Определите пока­зания вольтметра V и амперметров А2 и А3.
ВАРИАНТ 4
Почему при соединении проводников их не только скручивают, но и спаивают?
Ток силой 1,8 А течет по вольфрамовой проволоке длиной 6 м и поперечным сечением 0,5 мм2. Какое напряжение покажет вольтметр, подключенный к концам этой проволоки?
Участок цепи состоит из трех последовательно со­единенных резисторов: R1=20 Ом, R2=25 Ом, R3=30 Ом. Начертите схему этого участка и опреде­лите напряжение на концах каждого из сопротив­лений, если известно, что к концам всего участка приложено напряжение 150 В.
ВАРИАНТ 5
Объясните наличие электрического сопротивления у проводника с точки зрения молекулярной теории строения вещества.
Реостат, изготовленный из никелиновой проволоки сечением 2,5 мм2 и длиной 50 м, полностью введен в цепь с напряжением 40 В. Какова сила тока в нем? Как она изменится при передвижении ползунка?
Определите показа­ния амперметра (см. рис. 1).
ВАРИАНТ 6
Две электрические лампочки, мощность которых 40 Вт и 100 Вт, рассчитаны на одно и то же напря­жение. Сравните нити накала обеих ламп.
В реостате, сделанном из нихромовой проволоки сечением 1,5 мм2 и длиной 45м, установилась си­ла тока 2 А. Каково напряжение на клеммах рео­стата?
Найдите напряжение на сопротивлениях R1=3 Ом, R2=2 Ом, R3=4 Ом, если амперметр показывает 6 А.

Высокий уровень
ВАРИАНТ 1
Две электрические лампочки рассчитаны на одина­ковое напряжение, но имеют различную мощность. По спирали какой из них течет больший ток?
В какой из ламп (N1 или N2), включенных так, как показано на ри­сунке 1, мощность элект­рического тока больше? Во сколько раз?
Сколько времени требуется для нагревания 2 кг воды от 20°С до 100°С в электрическом чайнике мощностью 600 Вт, если его КПД 80 %?
ВАРИАНТ 2
Почему каждая из двух одинаковых электрических лампочек, включенных последовательно в цепь, го­рит менее ярко, чем одна лампочка, включенная в сеть с тем же напряжением?
В какой из ламп (N1 или N2) сила тока больше? Какая из них имеет большее сопротивление?
Электрический кипятильник за 11 мин 12 с нагре­вает 2 кг воды от 20°С до кипения. Определите сопротивление нагревательного элемента кипя­тильника, по которому протекает ток силой 5 А, если считать, что вся выделившаяся в нем теплота пошла на нагревание воды.
ВАРИАНТ 3
После ремонта электроплитки перегоревшая спи­раль несколько уменьшилась. Изменилась ли мощ­ность плитки? Как? Объяснить.
В электрические цепи (a и б) включены одинако­вые лампы. При каком соединении этих ламп мощность тока в них больше?
Электрическая печь, имеющая спираль из никели­новой проволоки сечением 1,7 мм2 и длиной 51 м, подключена к сети напряжением 220 В. Определи­те мощность печи и количество теплоты, выде­ляющееся в нагревательном элементе за 1 ч.
ВАРИАНТ 4
Сопротивление вольтметра всегда должно быть зна­чительно больше, чем сопротивление того участка, на концах которого измеряется напряжение. Почему?
Параллельно лампе N1 (рис. а) присоединили такую же лампу N2 (рис. б). Изменилось ли при этом количество те­плоты, выделяемое лам­пой N1 за 1 с?
С помощью электрического кипятильника можно нагреть 3 л воды от 20°С до, кипения за 15 мин. Кипятильник имеет КПД, равный 80%, и вклю­чается в сеть с напряжением 220 В. Какую силу тока он будет потреблять от сети?
ВАРИАНТ 5
В каком случае вольтметр даст большее показание: при присоединении к лампе или к амперметру? Почему?
Последовательно с лам­пой N1 (рис. а) вклю­чили в цепь вторую такую же лампу N2 (рис. б). Как измени­лось при этом количе­ство теплоты, выде­ляемое лампой N1 за единицу времени?
Электрический кипятильник, включенный в сеть с напряжением 220 В, помещен в сосуд, содержащий смесь воды и льда. Масса воды 1 кг, льда — 100 г. Через 5 мин температура содержимого в со­суде оказалась равной 10°С. Каково сопротивление спирали кипятильника?
ВАРИАНТ 6
Елочная гирлянда рассчитана на 20 ламп. Ее уко­ротили до 15 ламп. Изменилось ли количество теп­лоты, выделяющееся в гирлянде?
В электрическую цепь «б» введена еще одна такая же, как в цепи «а», электрическая лампа. В какой цепи через каждую лампу проходит электрический ток большей мощности?
Электрический кипятильник со спиралью сопро­тивлением 160 Ом помещен в сосуд, содержащий 0,5кг воды при 20°С, и включен в сеть с напря­жением 220 В. Через 20 мин спираль выключили. Сколько воды выкипело, если КПД спирали 80%?

Самостоятельная работа №23. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ТОКА.
Начальный уровень
1. В чем проявляется магнитное действие электричес­кого тока?
2. Каким способом можно узнать, есть ли ток в прово­де, не пользуясь амперметром?
3. Молния ударила в ящик со стальными ножами и вил­ками. После этого они оказались намагниченными. Как это объяснить?
4. Какие действия тока можно наблюдать при прохож­дении его в проводнике?
5. Каким образом можно обнаружить наличие в про­странстве магнитного поля?
6. Как при помощи компаса определить, течет ли ток в проводнике?
Средний уровень
1. Как убедиться в том, что катушка с током имеет полюсы — северный и южный? Где они находятся?
2. У зажимов аккумулятора не оказалось пометок о том, какой из них «плюсовой» и какой — «минусо­вой». Можно узнать это, имея компас?
3. Магнитная стрелка, помещенная около провода, от­клонилась при пропускании по нему тока. За счет какого вида энергии совершена работа, необходимая для поворота стрелки?
4. Изготовляя самодельный электромагнит, можно ли неизолированный провод наматывать на железный сердечник?
5. Почему магнитное действие катушки, по которой идет ток, усиливается, когда в нее вводят железный сердечник?
6. При погрузке подъемным электромагнитным краном стальных предметов очень часто они не отпадают от электромагнита после выключения тока в его обмотке. Что следует сделать, чтобы предметы отпали?
Достаточный уровень
1. Определите направление тока в проводнике, сечение которого и магнитное поле пока­заны на рисунке 1.
2. Начертите силовые линии магнитного поля и ука­жите их направление для проводника с током, сече­ние которого указано на рисунке 2.
3. Какое направление имеет ток в проводнике, направ­ление силовых линий магнитного поля которого указано стрелками (рис. 3)?
4. В каком направле­нии надо пропустить ток по про­воднику АВ, чтобы магнитная стрелка SN повернулась се­верным полюсом к наблюдателю (см. рис. 4)?
5. По направлению маг­нитных силовых ли­ний, изображенных на рисунке 5, определите направление кругового тока в кольце.
6. Определите какое на­правление имеет ток в проводнике (см. рис.6).
Высокий уровень
1. а) Отклонится ли магнитная стрелка, если ее разме­стить вблизи пучка движущихся частиц: 1) электро­нов; 2) атомов; 3) положительных ионов?
б) Какой полюс будет иметь заостренный конец гво­здя, если по намотанной вокруг не го изолированной проволоке пропустить ток от аккумулятора?
2. а) Как объяснить наличие магнитного поля вокруг постоянного магнита на основе молекулярной тео­рии строения вещества?
б) Какой полюс магнитной стрелки будет отталки­ваться от правого конца катушки с током?
3. а) В троллейбусах установлены электродвигатели постоянного тока. Притягиваются или отталкивают­ся провода троллейбусной линии?
б) Как будет вести себя стрелка при замыкании це­пи электромагнита?
4. а) Как намотать провод на полый керамический ци­линдр, чтобы при пропускании тока по проводу вну­три цилиндра не возникало магнитного поля?
б) Определите полюсы источника тока.
5. а) На катушку намотали 10 м изолированного провода и, включив ее в электрическую цепь, определили по­люса полученного электромагнита. Затем посредине разрезали катушку и подсоединили полученные ка­тушки в ту же цепь последовательно. Что можно сказать о полюсах полученной системы катушек?
б) Определите полю­сы катушки с током.
6. а) Можно ли намотать провод на керамический ци­линдр так, чтобы при пропускании по проводу тока на концах цилиндра образовались южные магнит­ные полюса?
б) На рисунке изображена катушка с током. Какой конец катушки обладает свойствами северного маг­нитного полюса?

Самостоятельная работа №24. ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ
Начальный уровень
1. Какие по форме бывают постоянные магниты?
2. Как называют полюса магнита?
3. Как взаимодействуют разноименные и одноименные полюсы магнитов?
4. Как с помощью компаса можно определить полюсы магнита?
5. Где находятся магнитные полюсы Земли?
6. Можно ли разрезать магнит так, чтобы один из по­лученных магнитов имел только северный полюс, а другой — только южный?
Средний уровень
1. Почему корпус компаса делают из меди, алюминия, пластмассы и других материалов, но не из железа?
2. Будет ли действовать магнит на магнитную стрелку, если между ними поместить руку? Железный лист?
3. Можно ли изготовить полосовой магнит так, чтобы на концах его были одноименные полюсы?
4. Железные опилки, притянувшись к полюсу магни­та, образуют веер расходящихся кистей. Почему?
5. К середине стальной полосы поднесли магнитную стрелку. Стрелка притянулась к полосе. Можно ли утверждать, что стальная полоса намагничена?
6. Почему стальные полосы и рельсы, лежащие на складах, через некоторое время оказываются намаг­ниченными?
Достаточный уровень
1. К южному полюсу магнита притянулись две булав­ки. Почему их свободные концы отталкиваются?
 
2. К северному полюсу прямого магнита притянулась цепочка гвоздиков. Что произойдет, если на этот магнит положить другой так, чтобы над северным полюсом оказался южный полюс?
 
3. К полюсам двух совершенно одинаковых магнитов притянулось по гвоздю. Однако если привести оба полюса в соприкосновение, гвозди сразу же отпадут. Почему?
 
4. Нарисуйте магнитное поле подковообразного магни­та и укажите направление силовых линии.
5. Начертите (приблизительно) расположение несколь­ких магнитных линий для двух магнитов, располо­женных так, как показано на рисунке.
 
6. Ученик изобразил линии магнитного поля, как по­казано на рисунке. Какие ошибки допущены в ри­сунке?
 
Высокий уровень
1. Представьте себе, что Земля «потеряла» свое маг­нитное поле. Какие это повлекло бы последствия? Как вы оцениваете существование у Земли магнит­ного поля — положительным для жизни на нашей планете явлением или отрицательным?
2. Полосовой магнит разделили на две равные части и получили два магнита. Будут ли эти магниты ока­зывать такое же действие, как и целый магнит, из которого они изготовлены?
3. Имеются два одинаковых стальных стержня, один из которых намагничен сильнее другого. Как найти этот стержень?
4. Северный полюс магнита подносят к незаряженному шарику на нити. Что будет наблюдаться — притя­жение или отталкивание? Рассмотрите два случая: а) шарик графитовый; б) шарик стальной.
5. Стальной, хорошо отполированный шар имеет идеаль­но круглую форму. Можно ли намагнитить этот шар?
6. Имеются две одинаковые стальные спицы, из которых одна намагничена. Как узнать, какая из спиц намаг­ничена, не пользуясь ничем, кроме самих спиц?

Самостоятельная работа №25. ДЕЙСТВИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ
Начальный уровень
1. Как можно показать, что магнитное поле действует на проводник с током?
2. В чем проявляется действие магнитного поля на проводник с током?
3. Как можно определить направление силы, дейст­вующей на проводник с током в магнитном поле?
4. Каковы преимущества электрических двигателей по сравнению с другими двигателями?
5. Как можно изменить направление движения про­водника с током в магнитном поле?
6. Приведите известные вам примеры применения электрических двигателей.
Средний уровень
1. От чего зависит направление силы, действующей на проводник с током, находящийся в магнитном поле?
2. Какими способами создается магнитное поле в элек­тродвигателе?
3. Проволочный виток с током вращается в магнитном поле. За счет какой энергии совершается механиче­ская работа по вращению рамки?
4. Как можно показать, что магнитное поле действует на проводник с током?
5. Почему в метро применяют только электрические двигатели, а не тепловые?
6. На какие части рамки не действуют силы со сторо­ны магнитного поля?
Достаточный уровень
1. В каком направлении должен двигаться проводник, расположенный перпендикулярно к плоскости чер­тежа, если ток в проводнике идет от наблюдателя (см. рис. 1)?
 
2. Определите полюса магнита, если известно, что при направлении тока от наблюдателя проводник пере­мещается вправо (рис. 2).
3. Определите направле­ние тока в проводнике, находящемся в маг­нитном поле. Стрелка указывает направление движения проводника (см. рис. 3).
4. Определите полюса магнита, если известно, что при направлении тока к наблюдателю, проводник перемещает­ся влево (рис. 4).
5. В каком направлении будет двигаться про­водник с током в дан­ном магнитном поле (см. рис. 5)?
6. Укажите стрелками направление силовых линий магнитного по­ля, если известно, что проводник с током под действием магнитного поля отклоняется впра­во (см. рис. 6).
Высокий уровень
1. Как направлен ток в проводах, если силы взаимодействия на­правлены так, как по­казано на рисунке?
 
2. Как взаимодействуют токи, направленные так, как указано на рисунке?
 
3. Как направлен ток в проводах, если силы взаимо­действия направлены так, как показано на рисунке?

Самостоятельная работа №26. ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА
Начальный уровень
1. В чем состоит суть закона прямолинейного распро­странения света?
2. Приведите примеры естественных источников света.
3. Приведите примеры искусственных источников света.
4. Как доказать, что свет в однородной среде распро­страняется прямолинейно?
5. Как называют линию, вдоль которой распространя­ется свет?
6. Из названных ниже предметов выделите те, которые являются естественными источниками света: элек­тролампа, свеча, звезда, маяк, радуга, спичка.
Средний уровень
1. При каких условиях от предмета получается лишь полутень?
2. Как получить от одной и той же палки тень разной длины?
3. Что больше — размеры самолета или его полной те­ни, когда он летит горизонтально в полдень над эк­ватором?
4. Какую форму будет иметь солнечный зайчик от тре­угольного зеркала: а) на потолке комнаты; б) на стен­ке отдаленного дома?
5. Почему предмет не отбрасывает тени в пасмурный день?
6. Как проверить, что три далеко расположенных друг от друга столба стоят вдоль одной прямой?
Достаточный уровень
1. Что длится дольше — полное затмение Солнца или полное затмение Луны?
2. Можно ли сказать, что увеличение высоты башни в степи в несколько раз приведет к такому же увели­чению ее тени?
3. Как нужно держать карандаш над столом, чтобы получить резко очерченную тень, если источником света служит закрепленная у потолка лампа дневно­го света, имеющая форму длинной трубки?
4. Почему тень ног на земле резко очерчена, а тень го­ловы более расплывчата? При каких условиях тень всюду будет одинаково отчетлива?
5. Измерения показали, что длина тени от предмета рав­на его высоте. Какова высота Солнца над горизонтом?
6. В солнечный день высота тени от отвесно поставлен­ной метровой линейки равна 50 см, а от дерева — 6м. Какова высота дерева?
Высокий уровень
1. Человек проходит в стороне от висящего на некото­рой высоте фонаря. Будет ли тень от его головы двигаться с постоянной скоростью, если человек идет прямолинейно и равномерно?
2. Матовая электрическая лампочка в виде шара диа­метром 6 см освещает глобус диаметром 26 см. Опре­делить диаметр полной тени от глобуса на стене. Расстояние от центра лампочки до центра глобуса 1 м и от центра глобуса до стены — 2м.
3. Электролампа помещена в матовый шар радиусом 20 см и подвешена на высоте 5 м над полом. Под лампой на высоте 1 м от пола висит непрозрачный шар радиуса 10 см. Найти размеры тени и полутени на полу.
4. Электрическая лампа, помещенная в матовый шар диаметром 50 см, подвешена на высоте 4 м над полом. На какой высоте подвешен под лампой непрозрачный шар диаметром 25 см, если на полу образовалась только полутень? Найти размеры этой полутени.
5. Солнце заходит за холм, на вершине которого стоит одинокое дерево высотой 30 м. На каком расстоянии
от дерева находится человек, если ему кажется, что высота дерева равна диаметру солнечного диска? 6. Два столбика, имеющие одинаковою высоту 1,2 м поставлены вблизи уличного фонаря так, что рас­стояние от основания уличного фонаря до оснований столбиков отличаются на 0,8 м. При этом тени, от­брасываемые столбиками, отличаются на 0,4 м. Найти высоту, на которую подвешен фонарь.

Самостоятельная работа №27. ЗАКОН ОТРАЖЕНИЯ СВЕТА
Начальный уровень
1. Покажите на чертеже углы падения и отражения света. Сформулируйте закон отражения света.
2. Чему равен угол падения луча на плоское зеркало, если угол отражения равен 40°?
3. Луч света падает на плоское зеркало под углом 30° от перпендикуляра к его поверхности. Чему равен угол отражения?
4. Угол падения светового луча на отражающую по­верхность 80°. Покажите этот угол на чертеже; изо­бразите на нем отраженный луч.
5. Угол отражения светового луча составил 45°; чему был равен угол его падения?
6. Чему равен угол падения луча на плоское зеркало, если угол между падающим лучом и отраженным равен 60″?
Средний уровень
1. Луч света падает на плоское зеркало под углом 40° к его поверхности. Чему равен угол отражения?
2. Луч света падает на плоское зеркало под углом 30° к его поверхности. Чему равен угол между падающим лучом и отраженным?
3. При каком угле падения угол между падающим лу­чом и отраженным равен 60°?
4. Луч света падает на плоское зеркало. Угол между падающим и отраженным лучами равен 90°. Чему равен угол падения?
5. Луч света падает на плоское зеркало. Во сколько раз угол между падающим лучом и отраженным больше утла падения?
6. Угол между падающим лучом и плоским зеркалом равен углу между падающим лучом и отраженным. Чему равен угол падения?
Достаточный уровень
1. а) Почему в темной комнате видны только те пред­меты, на которые в данный момент направлен свет фонарика? б) Луч света падает на зеркало под углом 35° к его поверхности. Чему равен угол между падающим и отраженным лучами? Чему равен угол отражения? Сделайте чертеж.
2. а) Почему окна домов днем всегда кажутся более темными, чем стены дома, даже если стены окраше­ны в темный цвет?
б) Луч света падает на зеркало перпендикулярно. На какой угол отклонится отраженный луч от падаю­щего, если зеркало повернуть на угол 16°?
3. а) Отраженный от гладкой поверхности предмета пу­чок света всегда менее ярок, чем падающий. Почему? б) Угол между падающим и отраженным лучами со­ставляет 50°. Под каким утлом к зеркалу падает свет?
4. а) Справедлив ли закон отражения света в случае падения света на лист белой бумаги? б) 2/3 угла между падающим и отраженным лучами составляет 80°. Чему равен угол падения луча?
5. а) Почему в свете фар автомобиля лужа на асфальте кажется водителю темным пятном? б) Угол падения луча на плоское зеркало увеличили от 30° до 45°. Как изменится угол между падающим и отраженным лучом?
6. а) Как можно отличить венецианское зеркало от обычного? б) На какой угол повернется отраженный от плоско­го зеркала луч, если зеркало повернуть на угол φ ? Направление падающего луча остается неизменным.
Высокий уровень
1. а) Можно ли увидеть поверхность зеркала?
б) Пучок параллельных лучей идет из проекционно­го аппарата в горизонтальном направлении. Как на­до расположить плоское зеркало, чтобы после отра­жения пучок шел вертикально? Сделайте чертеж и объясните ответ.
2. а) Почему, находясь в комнате, трудно увидеть днем свое отражение в оконном стекле? б) Требуется осветить дно колодца, направив на него солнечные лучи. Как надо расположить плоское зеркало, если лучи Солнца падают к земной поверх­ности под углом 60°?
3. а) В утренние и предвечерние часы отражение Солнца в спокойной воде ослепительно яркое, а в полдень его можно рассмотреть, не жмурясь. Объяс­ните это явление. б) Лучи, идущие от Солнца, образуют с горизонтом угол 24°. Как, используя плоское зеркало, напра­вить их параллельно линии горизонта?
4. а) Является ли отражение света от киноэкрана зер­кальным или рассеянным? б) Как надо расположить плоское зеркало, чтобы изменить направление солнечного луча на горизон­тальное, если луч, проходя сквозь малое отверстие в ставне, образует с горизонтальной поверхностью стола угол 50°?
5. а) Юный рыбак, сидя на берегу озера, видит на гладкой поверхности воды изображение утреннего Солнца. Куда переместится это изображение, если он будет наблюдать его стоя? б) На стене вертикально висит зеркало так, что его верхний край находится на уровне верхней части головы человека. Длина зеркала 80см. Выше какого роста человек не сможет увидеть себя во весь рост?
6. а) На поверхности озера или моря против Луны видна сверкающая лунная дорожка. Объясните, как она образуется? Можно ли наблюдать лунную до­рожку на идеально гладкой, спокойной поверхности воды? Почему дорожка всегда направлена на наблюдателя? б) Солнечные лучи составляют с поверхностью Зем­ли угол 40° Под каким углом к горизонту следует расположить плоское зеркало, чтобы изменить на­правление луча внутрь узкой трубы, врытой верти­кально в песок?

 

Что произойдет, если амперметр подключен параллельно, а вольтметр — последовательно?

Хорошо известно, что амперметр всегда подключается последовательно с элементом, через который должен измеряться ток. На рисунке ниже показаны два случая: в одном случае амперметр подключен последовательно, а в другом — параллельно.

Поскольку амперметр имеет очень низкое внутреннее сопротивление, амперметр подключен последовательно, так что весь ток, протекающий в элементе схемы, должен проходить через амперметр, чтобы он мог измерять ток.Поэтому, если мы подключим его параллельно, то есть параллельно любому элементу схемы, мы закоротим этот элемент. Из-за этого закорачивания элемента ток в цепи будет увеличиваться, что обязательно приведет к сгоранию счетчика. Если MCB установлен в источнике питания, то MCB сработает из-за перегрузки по току. Вышеупомянутый сценарий изображен на рисунке выше.

Теперь мы знаем, что вольтметр всегда подключен параллельно к элементу, на котором измеряется разность потенциалов, т.е. напряжение.Это сделано для того, чтобы не изменять значение тока, протекающего по цепи, а не измерять падение напряжения на элементе. Идеальный вольтметр имеет бесконечное сопротивление.

Как уже говорилось, вольтметр имеет очень большое внутреннее сопротивление. Он подключается параллельно элементу схемы, так что все напряжение падает на него, и он может измерять напряжение. Таким образом, подключив их последовательно, мы снизим ток почти до нуля. Другими словами, это приведет к обрыву цепи.

Поэтому следует соблюдать осторожность при измерении напряжения с помощью мультиметра. Перед измерением напряжения между двумя точками необходимо убедиться, что мультиметр выбран в режиме измерения напряжения. Если по ошибке мультиметр выбран в режиме измерения тока и мы измеряем напряжение между двумя точками, это просто означает, что мы подключаем амперметр параллельно, что означает высокий ток через измеритель и цепь. Современный мультиметр имеет встроенный предохранитель, который в этом случае сгорит. Но для личной безопасности необходимо убедиться, что перед измерением был сделан правильный выбор в мультиметре.

Что будет, если параллельно подключить амперметр? — MVOrganizing

Что будет, если параллельно подключить амперметр?

Вольтметр используется для измерения разности потенциалов в двух точках электрической цепи. Когда амперметр подключен параллельно цепи, сопротивление цепи уменьшается. Следовательно, от батареи потребляется больший ток, что приводит к повреждению амперметра.

Почему Амперметр горит параллельно?

Так как большинство амперметров измеряют ток через очень маленькое внутреннее сопротивление; при параллельном подключении почти весь ток будет проходить через петлю амперметра, а не через цепь.Это потому, что ток выберет путь наименьшего сопротивления. Отсюда горит амперметр.

Почему мы используем вольтметр параллельно?

Вольтметр — это прибор, который измеряет разность электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи. Чтобы вольтметр мог измерять напряжение устройства, он должен быть подключен параллельно этому устройству. Это необходимо, потому что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов.

Почему вольтметр имеет высокое сопротивление?

Вольтметр измеряет разность напряжений между двумя разными точками (скажем, на разных сторонах резистора), но он не должен изменять величину тока, проходящего через элемент между этими двумя точками.Поэтому он должен иметь очень высокое сопротивление, чтобы через него не проходил ток.

Амперметры имеют высокое сопротивление?

Амперметр — прибор для измерения электрического тока в амперах в ветви электрической цепи. Он должен быть включен последовательно с измеряемой ветвью и должен иметь очень низкое сопротивление, чтобы избежать значительного изменения тока, который он должен измерять. Напротив, вольтметр необходимо подключать параллельно.

У кого больше сопротивления гальванометр или вольтметр?

Значит, сопротивление образованного вольтметра больше, чем сопротивление гальванометра.Таким образом, из гальванометра, вольтметра и амперметра сопротивление амперметра самое низкое, а сопротивление вольтметра самое высокое.

Какой счетчик имеет наибольшее сопротивление и почему?

вольтметр

Что из перечисленного является максимальным сопротивлением?

Ответ. Потому что сопротивление идеального вольтметра считается бесконечным, и по этой причине он всегда подключается параллельно ветви, напряжение которой необходимо измерить.

Что из следующего имеет наибольшее сопротивление * 2 балла?

Ответ.Ответ: Гальванометр, скорее всего, будет иметь самое высокое сопротивление.

Какая из них имеет наибольшее удельное сопротивление?

Удельное сопротивление и температурный коэффициент при 20 ° C

Материал	Удельное сопротивление ρ (Ом · м)	Электропроводность σ x 107 / Ом · м
Серебро	1,59	6,29
Медь	1,68	5,95
Медь отожженная	1,72	5.81
Алюминий	2,65	3,77

У кого больше удельного сопротивления, меди или манганина?

Ответ: Манганин — это сплав меди с марганцем и никелем. Поскольку два последних металла имеют удельное сопротивление выше, чем медь, чистая медь имеет более низкое удельное сопротивление, и, следовательно, манганин должен быть толще, чтобы иметь такое же сопротивление.

Какой металл имеет наибольшее удельное электрическое сопротивление?

Серебро

Какой лучший проводник электричества?

Какой металл лучше всего проводит электричество?

Материал IACS (Международный стандарт отожженной меди)
Рейтинг	Металл	% Проводимость *
1	Серебро (Чистое)	105%
2	Медь	100%
3	Золото (Чистое)	70%

Какой металл плохо проводит электричество?

Висмут и вольфрам плохо проводят электричество.

Алюминий плохо проводит электричество?

Алюминий может проводить электричество, но он не проводит электричество так же хорошо, как медь. Алюминий образует электрически стойкую оксидную поверхность в электрических соединениях, что может вызвать их перегрев. В высоковольтных линиях электропередачи, заключенных в стальной корпус для дополнительной защиты, используется алюминий.

Уксус плохо проводит электричество?

Уксус — это водный раствор уксусной кислоты, который получают путем ферментации этанола или сахаров.Поскольку он высвобождает ионы H + и Ch4COO-, движение этих ионов в растворе способствует проведению электричества. Следовательно, можно сказать, что уксус является хорошим проводником электричества.

Какой металл хорошо проводит тепло и электричество?

Серебристый металл

Что происходит при параллельном подключении амперметра? — MVOrganizing

Что происходит при параллельном подключении амперметра?

Вольтметр используется для измерения разности потенциалов в двух точках электрической цепи.Когда амперметр подключен параллельно цепи, сопротивление цепи уменьшается. Следовательно, от батареи потребляется больший ток, что приводит к повреждению амперметра.

Почему амперметр нельзя подключать параллельно?

Амперметр — это устройство, которое измеряет величину тока, протекающего в цепи. Это устройство с очень низким сопротивлением (почти нулевым). Если он будет подключен параллельно, он будет потреблять большую часть тока и будет поврежден.

Почему горит амперметр при параллельном подключении?

Так как большинство амперметров измеряют ток через очень маленькое внутреннее сопротивление; при параллельном подключении почти весь ток будет проходить через петлю амперметра, а не через цепь.Это потому, что ток выберет путь наименьшего сопротивления. Отсюда горит амперметр.

Что произойдет, если вольтметр подключен последовательно, амперметр подключен параллельно?

НАПРЯЖЕНИЕ В ЭТОЙ ЛИНИИ НУЛЬ, ОНА УКАЗЫВАЕТ НУЛЬ, И ЕСЛИ АММЕТР ПОДКЛЮЧЕН ПАРАЛЛЕЛЬНО ИЗ-ЗА НИЗКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, ОН БУДЕТ ДЕЙСТВОВАТЬ КАК КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ, ТАКИМ ОБРАЗОМ, ВЫСОКА ВОЗМОЖНОСТЬ ПОВРЕЖДЕНИЯ АММЕТРА.

Почему вольтметр подключен параллельно?

Вольтметр — это прибор, который измеряет разность электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.Чтобы вольтметр мог измерять напряжение устройства, он должен быть подключен параллельно этому устройству. Это необходимо, потому что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов.

Может ли вольтметр замыкать цепь?

Одна из наиболее часто используемых функций мультиметра — это вольтметр. Вольтметр может проводить измерения по всей цепи и сообщать техническим специалистам разницу в напряжении между двумя точками.

Должно ли сопротивление вольтметра?

Идеальный вольтметр имеет бесконечное сопротивление.Слишком низкое внутреннее сопротивление вольтметра отрицательно повлияет на измеряемую цепь.

Почему сопротивление амперметра очень низкое?

Это потому, что амперметр включен последовательно в цепь. Это уменьшило бы количество тока, протекающего по цепи. Следовательно, чтобы избежать изменения тока, протекающего в цепи. Сопротивление амперметра должно быть равно нулю.

У какого вольтметра или милливольтметра большее сопротивление?

Теперь из двух мы видим, что вольтметр измеряет более высокий диапазон напряжений по сравнению с милливольтметром.Следовательно, его сопротивление должно быть соответственно высоким, чтобы пропускать номинальный (меньший) ток через гальванометр.

У какой лампы больше сопротивления 100 Вт или 60 Вт?

Решение. Лампа на 60 Вт имеет более высокое электрическое сопротивление, чем лампа на 100 Вт. Поскольку мощность обратно пропорциональна сопротивлению, когда мощность меньше, сопротивление велико.

У какого сопротивления больше амперметр или миллиамперметр?

Для постоянного напряжения ток через миллиамперметр должен быть ниже (порядка миллиампер), но ток через амперметр будет выше (порядка ампер), поэтому сопротивление в миллиамперметре будет выше.

У какого сопротивления больше амперметр или вольтметр и почему?

Амперметр имеет самое низкое сопротивление. Поскольку эффективное сопротивление сети увеличивается при последовательном соединении резисторов, следовательно, сопротивление вольтметра больше, чем у гальванометра.

Какой из двух амперметр или миллиметр имеет более высокое сопротивление и почему?

Миллиамперметр будет иметь сравнительно более высокое сопротивление, так как в амперметре параллельно подключен очень низкий шунт.Также требуется, чтобы через амперметр беспрепятственно проходил больший ток. амперметр, потому что для измерения силы тока в миллиамперметр должен иметь очень низкое сопротивление.

Какой из двух амперметр или?

Поскольку шунт подключен параллельно гальванометру, эффективное сопротивление преобразованного гальванометра в амперметр или миллиамперметр составляет R = GSG + S. Это показывает, что миллиамперметр будет иметь большее сопротивление, чем амперметр.

Как гальванометр превращается в амперметр и вольтметр?

Гальванометр можно превратить в амперметр, подключив параллельно гальванометру низкоомный шунт.Гальванометр можно превратить в вольтметр, подключив к гальванометру последовательно высокое сопротивление, называемое умножителем. Омметр — это устройство, которое используется для измерения сопротивления.

Какой из двух амперметров или вольтметров имеет большее сопротивление?

Ответ. Амперметр имеет большее сопротивление, чем вольтметр.

Какое сопротивление у амперметра?

Внутреннее сопротивление идеального амперметра будет равно нулю, поскольку оно должно пропускать ток.Амперметр включен последовательно в цепь для измерения тока, протекающего через цепь.

Какое сопротивление у амперметра и вольтметра?

Сопротивление идеального вольтметра бесконечно, а сопротивление амперметра равно нулю.

Какой инструмент имеет наибольшее внутреннее сопротивление?

вольтметр

Что происходит при параллельном подключении амперметра? — Реабилитацияrobotics.net

Что происходит при параллельном подключении амперметра?

Когда амперметр подключен параллельно цепи, сопротивление цепи уменьшается.Следовательно, от батареи потребляется больший ток, что приводит к повреждению амперметра.

Почему горит амперметр, подключенный параллельно?

Почему? Сопротивление амперметра очень низкое. При параллельном подключении амперметра сопротивление цепи значительно уменьшается. Следовательно, в цепи протекает большой ток, который может привести к возгоранию цепи.

Что произойдет, если поменять местами амперметр и вольтметр?

Вольтметр всегда подключается параллельно цепи.Амперметр всегда включен последовательно со схемой. Если эти два положения поменять местами, амперметр будет разрушен сильным током, учитывая, что он имеет низкое сопротивление.

При подключении амперметра к цепи ток будет?

Так же, как вольтметры, амперметры имеют тенденцию влиять на величину тока в цепях, к которым они подключены. Однако, в отличие от идеального вольтметра, идеальный амперметр имеет нулевое внутреннее сопротивление, чтобы при протекании тока через него падать как можно меньше напряжения.

Какие два типа амперметров?

Типы амперметров

• Амперметр с постоянной подвижной катушкой.
• Амперметр с подвижным железом.
• Электродинамический амперметр.
• Амперметр выпрямительного типа.

Почему мы используем амперметр?

Амперметр (от амперметра) — это измерительный прибор, используемый для измерения тока в цепи. Электрические токи измеряются в амперах (А), отсюда и название. Инструменты, используемые для измерения малых токов в миллиамперном или микроамперном диапазоне, обозначаются как миллиамперметры или микроамперметры.

Что такое идеальный амперметр?

Идеальный амперметр имеет нулевое сопротивление. «Токоизмерительные клещи» измеряют ток через провод, измеряя силу магнитного поля вокруг него, а не становясь частью цепи, что делает его идеальным амперметром.

Что будет, если амперметр не идеален?

Если сопротивление идеального амперметра не близко к нулю, когда он подключен последовательно для измерения тока в цепи / нагрузке, это приведет к падению напряжения в амперметре, которое изменит ток в цепи, которую мы намеревались измерить.

Почему амперметр и вольтметр не идеальны?

Разность потенциалов, измеренная вольтметром, будет точной, если вольтметр не потребляет ток. Так будет, если сопротивление вольтметра бесконечно. Поэтому можно сказать, что вольтметр идеальный. А амперметр — это инструмент, который используется для измерения силы тока.

Как реалистичный амперметр повлияет на ваши значения i?

Реалистичные амперметры имеют небольшое внутреннее сопротивление и могут немного уменьшать значение I из-за закона Ома (V = I * R).

Где следует разместить амперметр?

Амперметр подключается последовательно к ветви измеряемой цепи, так что его сопротивление добавляется к этой ветви. Обычно сопротивление амперметра очень мало по сравнению с сопротивлениями устройств в цепи, поэтому дополнительное сопротивление незначительно. (См. (Рисунок) (a).)

Почему мы используем амперметр вместо миллиамперметра?

Так как миллиамперметр более чувствителен, сопротивление в миллиамперметре меньше.Для постоянного напряжения ток через миллиамперметр должен быть ниже (порядка миллиампер), но ток через амперметр будет выше (порядка ампер), поэтому сопротивление в миллиамперметре будет выше.

Как уменьшить эффект нагрузки в амперметре?

с использованием двух сопротивлений для изменения усиления. однако входное сопротивление должно быть меньше 1 кОм из-за ограничения входного шума. В моей конструкции другое сопротивление должно быть больше 1000 кОм из-за эффекта нагрузки.Между выходом и сопротивлением следует использовать любой буфер, чтобы уменьшить эффект нагрузки.

Что такое эффект нагрузки амперметра?

Амперметр — это прибор с низким внутренним сопротивлением, который подключается последовательно к проверяемой цепи. Эффект нагрузки амперметра — это уменьшение тока, возникающего в ветви из-за внутреннего сопротивления амперметра.

Что такое эффект вставки амперметра?

Эффекты вставки амперметра Вставка амперметра в цепь всегда увеличивает сопротивление цепи и снижает ток в цепи.Эта ошибка, вызванная измерителем, зависит от соотношения между значением сопротивления в исходной цепи и значением сопротивления в амперметре.

Каков эффект нагрузки вольтметра?

Эффект нагрузки вольтметра — это разница между фактическим напряжением, которое существует в цепи без подключения вольтметра, и напряжением, которое появляется после подключения вольтметра. Вольтметр помещается на резистор, чтобы измерить его напряжение.

Как можно предотвратить загрузку вольтметра?

Чтобы свести к минимуму нагрузку вольтметра на любую схему, разработчик должен стремиться минимизировать ток, потребляемый его движением.

Как минимизировать нагрузочный эффект вольтметра?

Это связано с тем, что, поскольку сопротивление вольтметра меньше по сравнению с сопротивлением цепи, он будет действовать как шунтирующий путь для тока, и, следовательно, падение напряжения на резисторе, где мы хотим измерить напряжение, будет меньше. …

Как вольтметр влияет на цепь?

Вольтметр с небесконечным внутренним сопротивлением (то есть реальным) всегда создает дополнительную нагрузку на цепь и, следовательно, всегда влияет на показания.Чрезвычайно высокое сопротивление вольтметра имеет решающее значение для измерения падения напряжения на компоненте.

Какой ток в амперметре, подключенном параллельно?

Если амперметр подключен параллельно нагрузке, что такое прогиб?

Базовая электротехника Серия вопросов Интервью: Амперметр подключается параллельно к нагрузке 100 Ом и источнику переменного тока 220 В. Какое текущее значение проходит через амперметр?

Краткий ответ: Стрела и амперметр перегорят, если нет предохранителя или прерывателя цепи.

Пояснительный ответ:

Амперметр (сокращенная версия амперметра) всегда подключается последовательно из-за низкого внутреннего сопротивления и правильного измерения тока по сравнению с вольтметром, подключенным параллельно. Если амперметр подключен параллельно, ток цепи выберет путь с наименьшим сопротивлением для потока электронов, то есть ток будет игнорировать нагрузку в сопротивлении и протекать по цепи амперметра, что может разрушить амперметр.

Как показано на рисунке выше, амперметр подключается таким образом, как короткое замыкание в основной цепи.

Теперь, если проанализировать схему, в которой амперметр подключен параллельно напряжению питания и нагрузке. Как мы знаем, ток всегда выбирал путь с низким сопротивлением для протекания, следовательно, ток будет обходить нагрузку 100 Ом (ток не будет проходить через 100 Ом) в цепи и начнет течь через амперметр из-за низкого внутреннего сопротивления.

Ток в этой базовой цепи показан синей линией со стрелкой вокруг цепи.

Теоретически протекающий по цепи амперметра ток бесконечен, если пренебречь внутренним сопротивлением амперметра.

По закону Ома

I = V / R

Ввод значений

I = 220 В / 0 Ом

I = Бесконечный.

В результате:

• Ток будет бесконечным из-за короткого замыкания.
• Амперметр может начать дымить и гореть, если в цепи нет предохранителя.

Подобные вопросы и ответы по базовой электротехнике:

Почему амперметр должен быть подключен последовательно?

Амперметр — это , соединенный последовательно со схемой, потому что цель амперметра — измерить ток в цепи.Поскольку амперметр является устройством с низким импедансом, соединение его параллельно со схемой вызовет короткое замыкание, повредив амперметр и / или цепь.

Нажмите, чтобы увидеть полный ответ

Аналогично, что будет, если вольтметр подключить последовательно?

Вольтметр имеет очень высокое сопротивление, чтобы гарантировать, что его соединение не изменит протекание тока в цепи. Теперь , если — это , соединенный последовательно , тогда в цепи не будет тока из-за высокого сопротивления.Следовательно, он подключен параллельно к нагрузке, на которой должна измеряться разность потенциалов.

Еще можно спросить, а почему гальванометр включен в цепь последовательно? Амперметр всегда подключен последовательно к цепи . Поскольку гальванометр является очень чувствительным прибором, он не может измерять большие токи. Чтобы преобразовать гальванометр в амперметр, очень низкое сопротивление, известное как «шунтирующее» сопротивление, составляет , подключенное параллельно к гальванометру .

Аналогично, зачем вольтметр подключать параллельно?

Вольтметр — это , соединенный параллельно с элементами схемы, потому что он используется для измерения напряжения устройства. Если соединить последовательно , то это изменит значение разности потенциалов, что минимизирует ток в цепи, поскольку она имеет очень большое сопротивление, и вы получите ошибочные показания.

Почему амперметр подключается последовательно?

Цель использования амперметра — измерить скорость тока, протекающего через него.Следовательно, чтобы сделать измерение возможным, весь ток должен протекать через катушку амперметра . Поэтому амперметр подключается последовательно . Катушка амперметра разработана таким образом, чтобы оказывать меньшее сопротивление протеканию тока.

4.10 Вольтметры и амперметры постоянного тока — Физика Дугласского колледжа 1207

Сводка

• Объясните, почему вольтметр нужно подключать параллельно цепи.
• Нарисуйте схему, показывающую правильно подключенный амперметр в цепь.
• Опишите, как гальванометр можно использовать как вольтметр или амперметр.
• Найдите сопротивление, которое необходимо подключить последовательно с гальванометром, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с заданными показаниями.
• Объясните, почему измерение напряжения или тока в цепи никогда не может быть точным.

Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток.Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами. (См. Рис. 1.) Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, дает более полное представление о применениях последовательного и параллельного подключения.

Рисунок 1. Датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый, соответственно) в этом Volkswagen 1996 года представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств, которое, как мы надеемся, пропорционально количеству бензина в баке и температура двигателя.(кредит: Christian Giersing)

Вольтметры подключаются параллельно к любому устройству, которое необходимо измерить. Параллельное соединение используется потому, что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. Рисунок 2, где вольтметр обозначен символом V.)

Амперметры подключаются последовательно к любому измеряемому току устройства. Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них. (См. Рисунок 3, где амперметр обозначен символом A.)

Рис. 2. (a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (V) помещается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр напрямую к ЭДС без учета его внутреннего сопротивления, r . (b) Используемый цифровой вольтметр. (предоставлено Messtechniker, Wikimedia Commons) Рис. 3. Амперметр (A) включен последовательно для измерения тока.Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такие же показания, если он расположен между точками d и e или между точками f и a, как и в показанном положении. (Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС, а r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Аналоговые счетчики имеют стрелку, которая поворачивается, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков , которые имеют числовые показания, подобные портативному калькулятору.Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром , обозначенное буквой G. Ток, протекающий через гальванометр I _G , вызывает пропорциональное отклонение стрелки. (Это отклонение происходит из-за силы магнитного поля на провод с током.)

Двумя важнейшими характеристиками данного гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току. Чувствительность по току — это ток, который дает полного отклонения стрелки гальванометра на , максимальный ток, который может измерить прибор.Например, гальванометр с чувствительностью по току 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при прохождении через него 50 мкА , считывает половину шкалы, когда через него проходит 25 мкА, и т. Д.

Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то только напряжение V = IR = ( 50 мкА ) (25 Ом) = 1,25 мВ дает показания полной шкалы. Подключив резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр, который может измерять широкий диапазон напряжений или токов.

Гальванометр как вольтметр

На рисунке 4 показано, как гальванометр можно использовать в качестве вольтметра, подключив его последовательно с большим сопротивлением, R Значение сопротивления R определяется максимальным измеряемым напряжением. Предположим, вам нужно 10 В для полного отклонения вольтметра, содержащего гальванометр 25 Ом с чувствительностью 50 мкА . Тогда напряжение 10 В, приложенное к измерителю, должно дать ток 50 мкА .Общее сопротивление должно быть

.

R настолько велико, что сопротивление гальванометра, r , почти ничтожно.) Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение на половину шкалы, создавая ток 25 мкА через измеритель, и поэтому Показание вольтметра пропорционально желаемому напряжению.

Этот вольтметр не годится для напряжений менее примерно половины вольта, потому что отклонение измерителя будет небольшим и его трудно будет точно прочитать.Для других диапазонов напряжения другие сопротивления устанавливаются последовательно с гальванометром. У многих метров есть выбор шкалы. Этот выбор включает последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Рис. 4. Большое сопротивление R , включенное последовательно с гальванометром G, дает вольтметр, полное отклонение которого зависит от выбора R . Чем больше измеряемое напряжение, тем больше должно быть R .(Обратите внимание, что r представляет внутреннее сопротивление гальванометра.)

Гальванометр как амперметр

Тот же гальванометр можно превратить в амперметр, разместив его параллельно небольшому сопротивлению R , часто называемому шунтирующим сопротивлением , как показано на рисунке 5. Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит. через него, позволяя амперметру измерять токи, намного превышающие токи, вызывающие полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что необходим амперметр, который дает полное отклонение для 1,0 А и содержит тот же гальванометр 25 мкА с его чувствительностью 50 мкА . Поскольку R и R параллельны, напряжение на них одинаковое.

Эти IR капли IR = I _g r так что. Решая для R и отмечая, что I _G — это 50 мкА и I — 0.999950 А, у нас

Рисунок 5. Небольшое шунтирующее сопротивление R , помещенное параллельно гальванометру G, дает амперметр, полное отклонение которого зависит от выбора R . Чем больше измеряемый ток, тем меньше должно быть R . Большая часть тока ( I ), протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра.(Обратите внимание, что r представляет внутреннее сопротивление гальванометра.) Амперметры также могут иметь несколько шкал для большей гибкости в применении. Различные масштабы достигаются путем переключения различных шунтирующих сопротивлений параллельно гальванометру — чем больше максимальный измеряемый ток, тем меньше должно быть шунтирующее сопротивление.

Когда вы используете вольтметр или амперметр, вы подключаете другой резистор к существующей цепи и, таким образом, изменяете схему.В идеале вольтметры и амперметры не оказывают заметного влияния на схему, но полезно изучить обстоятельства, при которых они влияют или не влияют.

Сначала рассмотрим вольтметр, который всегда размещается параллельно с измеряемым устройством. Через вольтметр протекает очень небольшой ток, если его сопротивление на несколько порядков больше, чем сопротивление устройства, и поэтому на цепь это не оказывает заметного влияния. (См. Рисунок 6 (a).) (Большое сопротивление, параллельное малому, имеет суммарное сопротивление, по существу равное малому.) Если, однако, сопротивление вольтметра сопоставимо с сопротивлением измеряемого устройства, то два параллельно подключенных устройства имеют меньшее сопротивление, что существенно влияет на цепь. (См. Рис. 6 (b).) Напряжение на устройстве не такое, как при отключении вольтметра от цепи.

Рис. 6. (a) Вольтметр, имеющий сопротивление намного больше, чем устройство ( R _Voltmeter >> R ), с которым он подключен параллельно, создает параллельное сопротивление, по существу такое же, как у устройства, и не оказывает заметного влияния измеряемая цепь.(b) Здесь вольтметр имеет такое же сопротивление, как и устройство ( R _Voltmeter about R ), так что параллельное сопротивление составляет половину от того, которое есть, когда вольтметр не подключен. Это пример значительного изменения схемы, которого следует избегать.

Амперметр подключается последовательно к ветви измеряемой цепи, так что его сопротивление добавляется к этой ветви. Обычно сопротивление амперметра очень мало по сравнению с сопротивлениями устройств в цепи, поэтому дополнительное сопротивление незначительно.(См. Рисунок 7 (a).) Однако, если задействованы очень маленькие сопротивления нагрузки или если сопротивление амперметра не такое низкое, как должно быть, то общее последовательное сопротивление значительно больше, а ток в ветви измеряется уменьшается. (См. Рисунок 7 (b).)

Практическая проблема может возникнуть, если амперметр подключен неправильно. Если его подключить параллельно с резистором для измерения тока в нем, вы можете повредить счетчик; низкое сопротивление амперметра позволит большей части тока в цепи проходить через гальванометр, и этот ток будет больше, поскольку эффективное сопротивление меньше.

Рис. 7. (a) Амперметр обычно имеет настолько малое сопротивление, что общее последовательное сопротивление в измеряемой ветви существенно не увеличивается. Схема практически не изменилась по сравнению с отсутствием амперметра. (b) Здесь сопротивление амперметра такое же, как и у ветви, так что общее сопротивление удваивается, а сила тока вдвое меньше, чем без амперметра. Этого существенного изменения схемы следует избегать.

Одним из решений проблемы вольтметров и амперметров, мешающих измеряемым цепям, является использование гальванометров с большей чувствительностью.Это позволяет создавать вольтметры с большим сопротивлением и амперметры с меньшим сопротивлением, чем при использовании менее чувствительных гальванометров.

Существуют практические пределы чувствительности гальванометра, но можно получить аналоговые измерители, которые делают измерения с точностью до нескольких процентов. Обратите внимание, что неточность возникает из-за изменения схемы, а не из-за неисправности счетчика.

Подключения: границы знаний

Выполнение измерения изменяет измеряемую систему таким образом, что приводит к погрешности измерения.Для макроскопических систем, таких как схемы, обсуждаемые в этом модуле, изменение обычно можно сделать пренебрежимо малым, но полностью исключить его нельзя. Для субмикроскопических систем, таких как атомы, ядра и более мелкие частицы, измерение изменяет систему таким образом, что невозможно сделать сколь угодно малым. Это фактически ограничивает знание системы — даже ограничивает то, что природа может знать о самой себе. Мы увидим глубокие последствия этого, когда принцип неопределенности Гейзенберга будет обсуждаться в модулях по квантовой механике.

Существует еще один метод измерения, основанный на полном отсутствии тока и, следовательно, без изменения схемы. Они называются нулевыми измерениями и являются темой главы 21.5 «Нулевые измерения». Цифровые счетчики, использующие твердотельную электронику и нулевые измерения, могут достигать точности одной части 10 ⁶ .

Проверьте свое понимание

1: Цифровые измерители способны обнаруживать меньшие токи, чем аналоговые измерители, использующие гальванометры.Как это объясняет их способность измерять напряжение и ток более точно, чем аналоговые измерители?

Исследования PhET: комплект для конструирования цепей (только для постоянного тока), виртуальная лаборатория

Стимулируйте нейрон и следите за тем, что происходит. Сделайте паузу, перемотайте назад и двигайтесь вперед во времени, чтобы наблюдать за перемещением ионов через мембрану нейрона. Прямая ссылка: https://phet.colorado.edu/sims/html/circuit-construction-kit-dc/latest/circuit-construction-kit-dc_en.html

.

Рисунок 8.Комплект для конструирования цепей (только для постоянного тока), виртуальная лаборатория

• Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток.
• Вольтметр помещается параллельно источнику напряжения для получения полного напряжения и должен иметь большое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
• Амперметр подключается последовательно, чтобы получить полный ток, протекающий через ответвление, и должен иметь небольшое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
• Оба могут быть основаны на комбинации резистора и гальванометра, устройства, которое дает аналоговые показания тока.
• Стандартные вольтметры и амперметры изменяют измеряемую цепь и, таким образом, имеют ограниченную точность.

Концептуальные вопросы

1: Почему не следует подключать амперметр непосредственно к источнику напряжения, как показано на рисунке 9? (Обратите внимание, что скрипт E на рисунке означает ЭДС.)

Рис. 9.

2: Предположим, вы используете мультиметр (предназначенный для измерения диапазона напряжений, токов и сопротивлений) для измерения тока в цепи и случайно оставляете его в режиме вольтметра.Как измеритель повлияет на схему? Что бы произошло, если бы вы измеряли напряжение, но случайно перевели измеритель в режим амперметра?

3: Укажите точки, к которым можно подключить вольтметр для измерения следующих разностей потенциалов на Рисунке 10: (a) разность потенциалов источника напряжения; (b) разность потенциалов на R ₁ ; (c) по R ₂ ; (d) по R ₃ ; (e) по R ₂ и ₃ R.Обратите внимание, что на каждую часть может быть несколько ответов.

Рис. 10.

4: Чтобы измерить токи на Рис. 10, вы замените провод между двумя точками на амперметр. Укажите точки, между которыми вы разместите амперметр, чтобы измерить следующее: (a) общий ток; (б) ток, протекающий через R ₁ ; (c) через R ₂ ; (d) через R ₃ . Обратите внимание, что на каждую часть может быть несколько ответов.

Проблемные упражнения

1: Какова чувствительность гальванометра (то есть, какой ток дает полное отклонение) внутри вольтметра с сопротивлением 1,00 МОм на шкале 30,0 В?

2: Какова чувствительность гальванометра (то есть, какой ток дает полное отклонение) внутри вольтметра с сопротивлением 25,0– Ом на шкале 100 В?

3: Найдите сопротивление, которое необходимо подключить последовательно с 25.0 — Ом Гальванометр с чувствительностью 50 мкА (такой же, как тот, что обсуждается в тексте), что позволяет использовать его в качестве вольтметра с показаниями полной шкалы 0,100 В.

4: Найдите сопротивление, которое должно быть подключено последовательно с гальванометром 525 мкА с чувствительностью 50 мкА (такой же, как тот, который обсуждается в тексте), чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с Полномасштабное считывание 3000 В. Включите принципиальную схему в свое решение.

5: Найдите сопротивление, которое необходимо разместить параллельно с гальванометром 25 мкА с чувствительностью 50 мкА (такой же, как тот, который обсуждается в тексте), чтобы его можно было использовать в качестве амперметра с 10.0-Полномасштабное чтение. Включите принципиальную схему в свое решение.

6: Найдите сопротивление, которое необходимо разместить параллельно с гальванометром 25 мкА с чувствительностью 50 мкА (такой же, как тот, который обсуждается в тексте), чтобы его можно было использовать в качестве амперметра с Полномасштабное показание 300 мА.

7: Найдите сопротивление, которое должно быть подключено последовательно с гальванометром 10,0 Ом , имеющим чувствительность 100 мкА , чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с: (a) показаниями полной шкалы 300 В. , и (b) полномасштабное показание 0,300 В.

8: Найдите сопротивление, которое необходимо разместить параллельно с гальванометром 10 мкА , имеющим чувствительность 100 мкА , чтобы его можно было использовать в качестве амперметра с: (a) показанием полной шкалы 20,0 А. , и (b) показание полной шкалы 100 мА.

9: Предположим, вы измеряете напряжение на клеммах щелочного элемента на 1,585 В с внутренним сопротивлением 0,100 Ом , поместив вольтметр 1,00 — k Ом на его клеммы. (См. Рис. 11.) (а) Какой ток течет? (b) Найдите напряжение на клеммах. (c) Чтобы увидеть, насколько близко измеренное напряжение на клеммах к ЭДС, рассчитайте их отношение.

Рис. 11.

10: Предположим, вы измеряете напряжение на клеммах литиевого элемента на 3.200 В, имеющего внутреннее сопротивление 5.00 Ом , поместив вольтметр 1,00 — k Ом на его клеммы. а) Какой ток течет? (b) Найдите напряжение на клеммах. (c) Чтобы увидеть, насколько близко измеренное напряжение на клеммах к ЭДС, рассчитайте их отношение.

11: Определенный амперметр имеет сопротивление 5,00 x 10 ^-5 Ом по шкале 3,00 А и содержит гальванометр 10,0 Ом . Какая чувствительность у гальванометра?

12: Вольтметр 1,00 M Ω устанавливается параллельно с 75.0 — резистор к Ом в цепи. (а) Нарисуйте принципиальную схему подключения. б) Каково сопротивление комбинации? (c) Если напряжение на комбинации остается таким же, как и только на резисторе 75,0 — k Ом , каков процент увеличения тока? (d) Если ток через комбинацию остается таким же, как через только резистор 75,0 — k Ω , каков процент уменьшения напряжения? (e) Являются ли изменения, обнаруженные в частях (c) и (d), значительными? Обсуждать.

13: Амперметр 0,0200 Ом включен в цепь последовательно с резистором 10,00 Ом . (а) Нарисуйте принципиальную схему подключения. (b) Рассчитайте сопротивление комбинации. (c) Если напряжение в комбинации остается таким же, как и только через резистор 10,00 Ом , каков процент уменьшения тока? (d) Если ток сохраняется таким же посредством комбинации, как и только через резистор 10,00 — Ом , каков процент увеличения напряжения? (e) Являются ли изменения, обнаруженные в частях (c) и (d), значительными? Обсуждать.

14: Необоснованные результаты

Предположим, у вас есть гальванометр 40,0 Ом с чувствительностью 25,0 — мкА. (a) Какое сопротивление вы бы включили последовательно, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с полным отклонением на 0, 500 мВ ? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие допущения ответственны?

15: необоснованные результаты

(a) Какое сопротивление вы бы поставили параллельно с 40.0 Ом гальванометр с чувствительностью 25 мкА , что позволяет использовать его в качестве амперметра с полным отклонением для 10 мкА ? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие допущения ответственны?

Глоссарий

вольтметр

прибор для измерения напряжения

амперметр

прибор для измерения силы тока

аналоговый счетчик

измерительный прибор, дающий показания в виде движения стрелки над отмеченным датчиком

цифровой счетчик

Измерительный прибор, дающий показания в цифровом виде

гальванометр

аналоговое измерительное устройство, обозначенное G, которое измеряет ток, используя отклонение стрелки, вызванное силой магнитного поля, действующей на провод с током

чувствительность по току

максимальный ток, который может прочитать гальванометр

полный прогиб

максимальное отклонение стрелки гальванометра, также известное как чувствительность по току; гальванометр с полным отклонением 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при прохождении через него 50 мкА

шунтирующее сопротивление

малое сопротивление IR , помещенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше должно быть R ; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра

Решения

Проверьте свое понимание

1: Поскольку цифровые счетчики требуют меньшего тока, чем аналоговые счетчики, они изменяют схему меньше, чем аналоговые счетчики.Их сопротивление в качестве вольтметра может быть намного больше, чем у аналогового измерителя, а их сопротивление в качестве амперметра может быть намного меньше, чем у аналогового измерителя. См. Рис. 2 и рис. 3 и их обсуждение в тексте.

Проблемные упражнения

1: 30 мкА

3: 1,98 кОм Ом

5: 1,25 x 10 ^-4 Ом

7: (a) 3,00 M Ом. (б) 2,99 кОм Ом

9: (а) 1.58 мА (б) 1,5848 В (нужно четыре цифры, чтобы увидеть разницу)

(c) 0,99990 (нужно пять цифр, чтобы увидеть разницу от единицы)

11: 15 мкА

13: (а)

Рисунок 12.

(b) 10,02 Ом

(c) 0,9980, или 2,0 x 10 ^-1 процентное уменьшение

(d) 1,002, или 2,0 x 10 ^-1 процент

(e) Не имеет значения.

No related posts.