В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

В изготавливаемом приборе использован индикатор магнитоэлектрической системы типа М24 с током полного отклонения стрелки I по= 200 мкА и сопротивлением рамки R п= 800 Ом. Эти два параметра ( I по, R п) являются основными параметрами гальванометра. Ток полного отклонения гальванометра I поопределяется максимальным значением шкалы гальванометра. Например, если микроамперметр имеет конечную отметку шкалы, равную 100, то это соответствует силе тока полного отклонения 100 мкА.Такой прибор можно включать только в такие цепи, сила тока в которых не превышает 100 мкА. Сопротивление рамки R пгальванометра используется при расчетах шунтов и добавочных сопротивлений и часто указывается на шкале прибора. Так как в нашем миллиавометре использован гальванометр с I по = 200 мкА, то с его помощью можно измерить силу тока только до 200 мкА. А если требуется измерить бóльшую силу тока, то для этого необходимо использовать шунт-резистор, подключенный параллельно гальванометру. Применение шунтов позволяет расширить пределы измерений амперметров (миллиамперметров, микроамперметров), хотя при этом ухудшается чувствительность прибора.

В состав миллиамперметра (рис. 2.29) входят: микроамперметр РА1, шунты R14—R18, кнопка SB1 и гнезда XS13—XS17, зажим «— Общ».

Рассчитаем сопротивления шунтов к миллиамперметру постоянного тока. Вначале рассчитывают сопротивление общего шунта, соответствующего наименьшему верхнему пределу I п1измерения силы тока, т. е. пределу 1 мА = 1000 мкА. Для этого используется формула:

R ш= R п/( I п1/ I п0— I) = 800/(1000/200 — 1) = 200 Ом. (2. 16)

В этой формуле обе величины ( I п0и I п1) должны иметь одинаковую размерность. Посмотрите на схему: общее сопротивление шунта действительно равно 200 Ом. Теперь можно перейти к расчету сопротивлений шунтов остальных пределов измерений. Следующий этап — расчет сопротивления шунта максимального предела ( I п 5= 100 мА = 100 000 мкА). Почему? Потому что сопротивление этого шунта наименьшее, а его величина будет входить составляющей в сопротивление шунтов других пределов измерений (посмотрите на рис. 2.29). Сопротивление R18 этого шунта определяем по формуле:

R18= ( I п0/ I п5)( R ш+ R п). (2.17)

Здесь так же, как и в формуле (2.16) I п0и I п1, должны иметь одинаковую размерность. Тогда:

R18 = (200/100000)∙(800 + 200) = 2 Ом.

По этой же формуле определяются сопротивления других шунтов, но каждый раз вычитаются сопротивления шунтов тех пределов, которые добавляются к рассчитываемому.

R17= ( I п0/ I п4)( R ш+ R п) — R18= 200/30000 (800 + 200) — 2 ~= 4,7 Ом.

R16= ( I п0/ I п3)( R ш+ R п) — R17— R18= 200/10000 (800 + 200) — 4,7–2 = 13,3 Ом.

R15= ( I п0/ I п2)( R ш+ R п) — R16— R17— R18 ~= 46,7 Ом.

R14= ( I п0/ I п1)( R ш+ R п) — R15— R16— R17— R18= 133,3 Ом.

Точно так же можно рассчитать сопротивления шунтов для других значений I п0и R п, т. е. для другого гальванометра.

• Рассмотрим пример . Необходимо измерить силу постоянного тока в цепи, о которой мы знаем предварительно, что она не превышает 30 мА. Тогда один конец измерительного проводника подсоединяем к гнезду XS16, а второе — к зажиму «—Общ», вторые концы измерительных проводников со щупами подключаем в разрыв электрической цепи, где необходимо измерить силу тока. При этом следует учитывать полярность подключения прибора (см. рис. 2.17, 2.19, 2.20). После этого нажимаем на кнопку SB и считываем показания прибора. Появляется вопрос: какой шкалой пользоваться? Из рис. 2.31 видно, что для измерения силы тока и напряжения постоянного тока имеются две шкалы: одна с верхним пределом 10, а вторая — 3 с обозначением в конце шкал: « V_, mА_». Очевидно, мы воспользуемся второй шкалой с верхним пределом 3 мА и показания миллиамперметра будем умножать на 10, так как измерительный проводник подключен к гнезду 30 мА (т. е. верхний предел выбран равным 30 мА), а шкала миллиамперметра равна 3 мА.

Теперь можно перейти к расчету добавочных резисторов R8—RI3 к вольтметру постоянного тока ( V_), в который входят микроамперметр РА1, добавочные резисторы R8—R13, гнезда XS7—XS12 и зажим «—Общ». Сопротивления добавочных резисторов вычисляются по формуле: