Почему сопротивление амперметра должно быть малым, а сопротивление вольтметра — большим?
Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.
решение вопроса
Связанных вопросов не найдено
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
- Все категории
- экономические 43,679
- гуманитарные 33,657
- юридические 17,917
- школьный раздел 612,713
- разное 16,911
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта
Внутреннее сопротивление амперметра должно быть
Цифровой ресурс может использоваться для обучения в рамках программы основной и средней школы (базового уровня).
Модель позволяет провести серию экспериментов, в которых можно изменять сопротивления вольтметра и амперметра, используемых в качестве измерительных приборов.
Краткая теория
Для измерения напряжений и токов в электрических цепях постоянного тока используются специальные приборы – вольтметры и амперметры .
Вольтметр предназначен для измерения разности потенциалов, приложенной к его клеммам. Он подключается параллельно участку цепи, на котором производится измерение разности потенциалов. Любой вольтметр обладает некоторым внутренним сопротивлением . Для того чтобы вольтметр не вносил заметного перераспределения токов при подключении к участку цепи, его внутреннее сопротивление должно быть велико по сравнению с сопротивлением того участка цепи, к которому он подключен. Для цепи, изображенной на рис. 1, это условие записывается в виде:
Это условие означает, что сила тока через вольтметр много меньше силы тока , который протекает по участку цепи, напряжение на концах которого измеряется вольтметром. Поскольку внутри вольтметра не действуют сторонние силы, разность потенциалов на его клеммах совпадает по определению с напряжением. Поэтому можно говорить, что вольтметр измеряет напряжение. Амперметр предназначен для измерения силы тока в цепи. Амперметр включается последовательно в разрыв электрической цепи, чтобы через него проходил весь измеряемый ток. Амперметр также обладает некоторым внутренним сопротивлением . В отличие от вольтметра, внутреннее сопротивление амперметра должно быть достаточно малым по сравнению с полным сопротивлением всей цепи. Для цепи на рис. 1 сопротивление амперметра должно удовлетворять условию:
чтобы при включении амперметра ток в цепи не изменялся.
Работа с моделью
Компьютерная программа позволяет изменять сопротивление вольтметра и амперметра. Выводятся измеряемые приборами значения силы тока и напряжения в цепи. Кнопками Старт и Сброс можно начать эксперимент или вернутся к выбору начальных условий соответственно.
Рекомендации по применению модели
Данная модель может быть применена на уроках изучения нового материала, повторения, решения задач в 10 классе по теме: «Последовательное и параллельное соединения проводников. Предел измерения амперметра и вольтметра».
В зависимости от технического оснащения учебного процесса и особенностей учебно-тематического планирования модель может использоваться в следующих вариантах:
- иллюстративный компонент (демонстрация с использованием проекционной техники);
- основа кратковременных (10–15 минут) работ;
- основа урока изучения нового материала, закрепления полученных знаний (в качестве средства экспериментальной поддержки), урока решения задач (в качестве основы заданий и средства экспериментальной проверки полученных результатов).
Примеры планирования уроков с использованием модели
Тема «Последовательное и параллельное соединения проводников. Предел измерения амперметра и вольтметра»
Цели урока: повторить законы последовательного и параллельного соединений проводников, рассмотреть применение этих законов на примере решения задач, способы расширения предела измерения электроизмерительных приборов, погрешность измерения.
| № п/п | Этапы урока | Время, мин | Приемы и методы |
| 1 | Организационный момент | 2 | |
| 2 | Проверка домашнего задания по теме «Последовательное и параллельное соединения проводников» | 10 | Индивидуальный опрос |
| 3 | Изучение нового материала по теме «Предел измерения амперметра и вольтметра. Погрешность измерения» | 15 | Изучение нового материала с использованием интерактивной модели «Снятие показаний электроизмерительных приборов» |
| 4 | Решение задач | 15 | Решение задач на доске |
| 5 | Объяснение домашнего задания | 3 |
Примеры вопросов и заданий
К гальванометру, сопротивление которого , присоединили шунт, понижающий чувствительность гальванометра в . Какое сопротивление нужно включить последовательно с шунтированным гальванометром, чтобы общее сопротивление осталось неизменным?
Для измерения неизвестного сопротивления резистор был включен в электрическую цепь (см. рис.) параллельно с неидеальным вольтметром, имеющим внутреннее сопротивление , и последовательно с неидеальным амперметром, сопротивление которого .
Вольтметр показал напряжение , показания амперметра – . Определите .
Внутреннее сопротивление амперметра должно быть
Для измерения токов и напряжений в электрических цепях используются амперметры и вольтметры, основным элементом которых служит гальванометр – прибор, предназначенный для измерения величин токов. Эти измерения могут быть основаны на одном из действий тока: тепловом, физическом, химическом. Гальванометр, градуированный на величину тока, называется амперметром. По закону Ома (8) напряжение и сила тока связаны прямо пропорциональной зависимостью, поэтому гальванометр можно градуировать и на напряжение. Такой прибор называют вольтметром.
В этом задании мы не будем касаться вопросов, связанных с конкретным устройством электроизмерительных приборов, с их системами и принципами работы. Остановимся лишь на требованиях, предъявляемых к внутренним сопротивлениям амперметров и вольтметров. Важно, чтобы при включении в цепь для измерений эти приборы вносили как можно меньшее искажение в измеряемую величину.
Амперметр включается в цепь последовательно. Если сопротивление амперметра `R_»а»` и его подключают к участку цепи с сопротивлением `R_»ц»` (рис. 7а), то эквивалентное сопротивление участка цепи и амперметра в соответствии с (13) равно `R=R_»ц»+R_»а»=R_»ц»(1+(R_»а»)/(R_»ц»))`.
Отсюда следует, что амперметр не будет заметно изменять сопротивление участка цепи, если его собственное (внутреннее) сопротивление будет мало по сравнению с сопротивлением участка цепи.
Чтобы добиться этого, гальванометр снабжают шунтом (синоним – добавочный путь): вход и выход гальванометра соединяются некоторым сопротивлением, обеспечивающим параллельный гальванометру дополнительный путь для тока (рис. 7 б). Поэтому внутреннее сопротивление амперметра меньше, чем у применённого в нём гальванометра. (Читателю рекомендуется лично убедиться в этом с помощью соотношения (14).) Амперметр называется идеальным, если его внутреннее сопротивление можно считать равным нулю.
Вольтметр подключается к электрической цепи параллельно тому участку, напряжение на котором требуется измерить. Присоединив, например, вольтметр с сопротивлением `R_»в»` параллельно лампочке с сопротивлением `R_»л»` (рис. 8 а), получим участок цепи, эквивалентное сопротивление которого вычисляется по формуле (14) `R=R_»л» (R»в»)/(R_»л»+R_»в»)`.
Отсюда следует, что чем больше сопротивление вольтметра по сравнению с сопротивлением лампочки, тем меньше эквивалентное сопротивление будет отличаться от сопротивления лампочки. Вывод: чтобы процесс измерения меньше искажал значение измеряемого напряжения, собственное (внутреннее) сопротивление вольтметра должно быть как можно больше. Поэтому в вольтметре последовательно гальванометру включают некоторое сопротивление (рис. 8б). Внутреннее сопротивление такого вольтметра, как правило, во много раз больше сопротивления входящего в него гальванометра. Вольтметр называется идеальным, если его внутреннее сопротивление можно считать бесконечно большим.
Каждый измерительный прибор рассчитан на определённый интервал значений измеряемой величины. И в соответствии с этим проградуирована его шкала. Для расширения пределов измерений в амперметре можно использовать добавочный шунт, а в вольтметре – добавочное сопротивление. Найдём значения этих сопротивлений, увеличивающих максимальную измеряемую величину тока или напряжения в раз.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Если измеряемая цепь малоомная, то включение такого прибора сильно изменит ток в цепи, возникает погрешность метода измерения. Так, например, погрешность метода при измерении постоянного тока амперметром можно оценить, если известны сопротивление схемы гсх и внутреннее сопротивление амперметра гд . [18]
При одновременном измерении тока и напряжения в зависимости от внутреннего сопротивления приборов выбирается место их установки в схеме. Если внутреннее сопротивление вольтметра соизмеримо с сопротивлением проверяемого аппарата, то амперметр нельзя устанавливать до вольтметра, чтобы проходящий через него ток не вошел в измерение, но в этом случае должно быть достаточно низким внутреннее сопротивление амперметра , чтобы падение напряжения на нем не повлияло на результат измерения напряжения. Более подробно об этом говорится при описании схем включения ваттметра. [19]
Для высокочастотных измерений применяются приборы, внутреннее сопротивление которых не менее 5000 — 10000 ом / в. При одновременном измерении тока и напряжения в зависимости от внутреннего сопротивления приборов выбирается место установки их в схеме; еели внутреннее сопротивление вольтметра соизмеримо с сопротивлением проверяемого аппарата, то амперметр, нельзя устанавливать до вольтметра, чтобы потребление его не вошло в измерение тока; но в этом случае должно быть достаточно низким внутреннее сопротивление амперметра , чтобы падение напряжения на нем не повлияло на результат измерения напряжений. [20]
Амперметр включается в цепь последовательно. Поэтому его собственное ( внутреннее) сопротивление должно быть как можно меньше. Поэтому внутреннее сопротивление амперметра меньше, чем у примененного в нем гальванометра. Амперметр называется идеальным, если внутреннее сопротивление можно считать равным нулю. [22]
При контроле выносных трансформаторов вольтметр включается так, чтобы потребляемый им ток не влиял на показания амперметра. Вольтметр и амперметр могут быть электромагнитной или электродинамической систем. При контроле встроенных трансформаторов тока, имеющих сопротивление одного порядка с внутренним сопротивлением амперметра , напряжение следует измерять непосредственно на вводах, так что амперметр измеряет сумму тока намагничивания и тока вольтметра. Вместо электродинамического или электромагнитного вольтметра целесообразно применять полупроводниковый прибор, имеющий большое внутреннее сопротивление, хотя такой прибор и измеряет среднее, а не действующее значение сопротивления. [23]
Из неизвестных величин ( Ux, Ix) только ток 1Х измеряется верно. Индицируемое значение напряжения UUx Uci превышает истинное значение на падение напряжения UaiIxRei на амперметре. Эта систематическая погрешность сводится к нулю при нулевом ( в идеальном случае) внутреннем сопротивлении амперметра . [25]
Для увеличения пределов измерения амперметра применяют специальные приспособления — шунты, обычно из манганина. Шунт включают параллельно с амперметром. Для того чтобы большая часть измеряемого тока пошла через шунт, нужно, чтобы сопротивление шунта было меньше внутреннего сопротивления амперметра . [27]
Кроме перечисленных, мы будем использовать в этой главе еще два элемента, а именно амперметр и вольтметр. Несмотря на наличие двух зажимов, эти элементы нельзя отнести к классу двухполюсников, поскольку они не характеризуются какой-либо физической величиной, и мы будем предполагать, что включение их в схему никак не отражается на ее работе. Это последнее предположение эквивалентно общепринятому предположению о том, что собственное внутреннее сопротивление вольтметра равно бесконечности, а собственное внутреннее сопротивление амперметра равно нулю. Условные обозначения амперметра и вольтметра показаны на рис. 1 — 3 а и б соответственно. Символы V и А являются отличительными признаками этих элементов. [28]
Для этой цели служат приборы, называемые амперметрами. Амперметр включается последовательно в цепь тока, как показано на рис. 2.41. Так как сам прибор обладает некоторым сопротивлением, то при измерении тока общее сопротивление цепи несколько увеличивается, а ток в цепи — уменьшается. Поэтому внутреннее сопротивление амперметра должно бить возможно меньшим, тогда его включение в цепь незначительно изменит ее электрический режим. [29]