Радиоэлектроника для начинающих (и не только) - страница 30
. Об этом следует всегда помнить.
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>по определяется 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>п гальванометра 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>п1 измерения 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>п0 и 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>п0 и 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>п0 и 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