В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

R д= [ U п/ I п0] — R п, (2.18)

где U п— верхний предел измерения напряжения.

R13= U п300/ I п0- R п= 300/200∙10 -6— 800 ~= 1,5 МОм.

R12= U п100/ I п0- R п= 100/200∙10 -6— 800 = 499,2 кОм.

R11 = U п30/ I п0- R п= 30/200∙10 -6— 800 = 149,2 кОм.

R10 = U п10/ I п0- R п = 10/200∙10 -6— 800 = 49,2 кОм.

R9= U п3/ I п0- R п = 3/200∙10 -6— 800 = 14,2 кОм.

R8= U п1/ I п0- R п = 1/200∙10 -6— 800 = 4,2 кОм.

Отсюда видно: чем больше верхний предел измерения, тем больше сопротивление добавочного резистора.

Входное сопротивление вольтметра постоянного тока на пределе «1 В» равно:

R вх.1= R8+ R п= 4,2 + 0,8 = 5 кОм,

а на пределе «300 В»:

R вх.300= R13+ R п= 1500 + 0,8 ~= 1500 кОм = 1,5 МОм.

Таким образом, вы можете убедиться, что входное сопротивление вольтметра увеличивается с увеличением значения верхнего предела. Но вольтметр чаще характеризуется относительным входным сопротивлением, равным входному сопротивлению вольтметра на данном пределе, поделенным на напряжение верхнего предела. Так, на пределе «1 В» относительное входное сопротивление

R отн= R вх.1/1 В = 5 кОм /1 В = 5 кОм/ В,

на пределе «300 В»:

R отн= R вх.300/300 В = 1500 кОм/300 В = 5 кОм/ В и т. д.

Таким образом, относительное входное сопротивление вольтметра постоянного тока одинаковое на всех пределах и равное 5 кОм/ В.

Выше (рис. 2.26) было показано, что вольтметр постоянного тока с малым входным сопротивлением заметно искажает режим электрической цепи, что приводит к ошибкам измерения. Чтобы в этом случае получить правильный результат измерения, нужно снять два показания измеряемого напряжения на двух пределах измерения (на пределах «10 В» и «30 В»). Действительное напряжение теперь может быть подсчитано по формуле:

U= U1∙ U2∙( R2— R1)/( U1∙ R2— U2∙ R1),

где U1, U2 — показания вольтметра на пределах измерения «10 В» и «30 В» соответственно;

R1, R2 — входные сопротивления вольтметра соответственно для пределов измерения «10 В» и «30 В».

Не забывайте, что вольтметр постоянного тока:

1. Всегда подключается к зажимам нагрузки (резистору, лампе накаливания и т. д.) параллельно;

2. Всегда подключается к зажимам нагрузки с учетом полярности напряжения.

А теперь перейдем к расчету резисторов омметра. В омметр входят микроамперметр РА1, постоянный резистор R7, переменный резистор R6, гнездо XS6, зажим «-Общ» и химический элемент G1. С принципом работы омметра вы уже знакомы, если забыли, то следует повторить (рис. 2.28). Если мы подключим микроамперметр РА1 непосредственно к элементу G1 (напряжение на его зажимах равно 1,5 В), то через рамку микроамперметра сопротивлением R п= 800 Ом потечет ток I= U/ R п= 1,5/800 = 1,8 мА = 1800 мкА. Но сила тока полного отклонения рамки I п0равна 200 мкА, поэтому рамка может перегореть. Для ограничения силы тока и ставят резисторы R6 и R7. Общее сопротивление резисторов должно быть равно:

R 0= U/ I п0= 1,5/200∙10 -6= 7500 Ом = 7,5 кОм,

из них 800 Ом будет составлять сопротивление R прамки. В процессе эксплуатации химические элементы разряжаются и напряжение на их зажимах уменьшается. Так, для элементов А314, А316, А332 допустимое напряжение разряда составляет 0,9 В, а для элементов А336, А343, А373 — 0,75 В. С учетом этого общее сопротивление резисторов должно быть не менее:

1. R 01= U д1/ I по— R п= 0,9/200∙10 -6— 800 = 4500 — 800 = 3,7 кОм.

2. R 02= U д2/ I по— R п= 0,75/200∙10 -6— 800 = 3750 — 800 ~= 3 кОм.

Поэтому с учетом полного разряда элемента сопротивление постоянного резистора R7 должно быть равно 3,7 кОм, либо 3 кОм, а сопротивление переменного резистора R 6–1= R 0— R 01= 7,5–3,7 = 3,8 кОм или R 6–2= R 0— R 02= 7,5–3 = 4,5 кОм.

Выбираем: R7 = 3 кОм, a R6 = 4,5 кОм. Переменным резистором R6 устанавливают стрелку омметра на нуль шкалы при закороченных клеммах XS6 и «—Общ» измерительными проводниками.

Шкала омметра обратная по сравнению со шкалой вольтметра (рис. 2.31): нуль находится справа, а наибольшее значение сопротивления, обозначаемого знаком « » («бесконечность»), слева. Кроме того, шкала омметра нелинейная: ее деления по мере приближения к (« » все более сжимаются.