Измерение тока, напряжения и мощности

9.3.1 Измерение тока. Для измерения тока служат амперметры, миллиамперметры и микроамперметры. Эти приборы включаются последовательно в участок электрической цепи.

При этом необходимо, чтобы внутреннее сопротивление амперметра было мало по сравнению с сопротивлением участка электрической цепи, в который он включен. В противном случае включение прибора вызовет существенное изменение сопротивления и тока на данном участке электрической цепи, а также и изменение режима работы всей цепи.

Сопротивления катушек (рамок) электроизмерительных приборов составляют 1.. .2 кОм и рассчитаны на полное отклонение стрелки при токе 100...500 мкА (что соответствует падению напряжения на приборе 0,1... 1 В). Следовательно, непосредственное включение электроизмерительного прибора возможно только при измерении малых токов до 500 мкА в высокоомных электрических цепях.

Чтобы использовать данный прибор для измерения токов больших значений и снизить его внутреннее сопротивление, применяют шунты.

Шунт представляет собой манганиновые пластины или стержни, впаянные в медные или латунные наконечники. Сопротивление шунта значительно меньше сопротивления рамки прибора. Шунт включается в электрическую цепь последовательно, а параллельно ему подключается рамка (катушка) прибора.

Рис. 9.3. - Схема включения прибора с шунтом: 1 – шунт; 2 – рамка (катушка) прибора;

I – измеряемый ток; I_ш – ток через шунт; I_А – ток через рамку прибора

По первому закону Кирхгофа измеряемый ток в электрической цепи равен ,

где I_А – ток через рамку прибора, А;

I_ш – ток через шунт, А.

Так как , то , так что

При параллельном соединении или

Отсюда сопротивление шунта

или

(9.14)

где – коэффициент шунтирования.

Для расширения пределов измерения амперметров в цепях синусоидального (переменного) тока применяются трансформаторы тока (рис. 9.4), которые служат для преобразования больших токов в малые.