Amperomierze prądu stałego

Prąd to szybkość przepływu ładunku elektrycznego. Jeśli ten ładunek elektryczny płynie tylko w jednym kierunku, wówczas prąd wypadkowy nazywamy prądem stałym (DC). Przyrząd, który służy do pomiaru prądu stałego o nazwieDC ammeter.

Jeśli umieścimy rezystor równolegle z galwanometrem z ruchomą cewką z magnesem trwałym (PMMC), to cała kombinacja będzie działać jako amperomierz prądu stałego. Rezystancja równoległa, która jest używana w amperomierzu prądu stałego, jest również nazywana rezystancją bocznikową lub po prostushunt. Wartość tej rezystancji należy uznać za małą, aby zmierzyć prąd stały o dużej wartości.

Plik circuit diagram amperomierza prądu stałego pokazano na poniższym rysunku.

Musimy to umieścić DC ammeterszeregowo z odgałęzieniem obwodu elektrycznego, w którym ma być mierzony prąd stały. Napięcie na elementach połączonych równolegle jest takie samo. Zatem napięcie na rezystorze bocznikowym, $ R_ {sh} $ i napięcie na rezystancji galwanometru, $ R_ {m} $, jest takie samo, ponieważ te dwa elementy są połączone równolegle w powyższym obwodzie.Mathematically, można go zapisać jako

$$ I_ {sh} R_ {sh} = I_ {m} R_ {m} $$

$ \ Rightarrow R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I_ {sh}} $ (Równanie 1)

Plik KCL equation w węźle 1 jest

$$ - I + I_ {sh} + I_ {m} = 0 $$

$$ \ Rightarrow I_ {sh} = I-I_ {m} $$

Substitute wartość $ I_ {sh} $ w równaniu 1.

$ R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I-I_ {m}} $ (Równanie 2)

Weź, $ I_ {m} $ jako wspólny mianownik, który znajduje się po prawej stronie równania 2

$$ R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I_ {m} (\ frac {1} {I_ {m}} - 1)} $$

$ \ Rightarrow R_ {sh} = \ frac {R_ {m}} {\ frac {I} {I_ {m}} - 1} $ (Równanie 3)

Gdzie,

$ R_ {sh} $ jest oporem bocznikowania

$ R_ {m} $ jest oporem wewnętrznym galwanometru

$ I $ to całkowity prąd stały, który ma zostać zmierzony

$ I_ {m} $ jest prądem odchylającym w pełnej skali

Stosunek całkowitego prądu stałego, który ma być zmierzony, $ I $ i pełnego odchylenia prądu galwanometru, $ I_ {m} $ jest znany jako multiplying factor, m. Matematycznie można to przedstawić jako

$ m = \ frac {I} {I_ {m}} $ (Równanie 4)

$ R_ {sh} = \ frac {R_ {m}} {m-1} $ (Równanie 5)

Możemy znaleźć value of shunt resistance używając Równania 2 lub Równania 5 w oparciu o dostępne dane.

Wielozakresowy amperomierz prądu stałego

W poprzednim rozdziale omówiliśmy amperomierz prądu stałego, który uzyskuje się poprzez umieszczenie rezystora równolegle z galwanometrem PMMC. Ten amperomierz prądu stałego może być używany do pomiaruparticular range prądów stałych.

Jeśli chcemy użyć amperomierza prądu stałego do pomiaru prądów stałych o multiple ranges, wtedy musimy użyć wielu równoległych rezystorów zamiast pojedynczego rezystora, a cała ta kombinacja rezystorów jest równoległa do galwanometru PMMC. Plikcircuit diagram amperomierza wielozakresowego prądu stałego pokazano na poniższym rysunku.

Ten wielozakresowy amperomierz prądu stałego należy umieścić szeregowo z odgałęzieniem obwodu elektrycznego, w którym ma być mierzony prąd stały o wymaganym zakresie. Żądany zakres prądów jest wybierany poprzez podłączenie przełącznika s do odpowiedniego rezystora bocznikowego.

Niech, $ m_ {1}, m_ {2}, m_ {3} $ i $ m_ {4} $ to multiplying factorsamperomierza prądu stałego, jeśli weźmiemy pod uwagę całkowite prądy stałe do pomiaru odpowiednio jako $ I_ {1}, I_ {2}, I_ {3} $ i $ I_ {4} $. Poniżej znajdują się wzory odpowiadające każdemu mnożnikowi.

$$ m_ {1} = \ frac {I_ {1}} {I_ {m}} $$

$$ m_ {2} = \ frac {I_ {2}} {I_ {m}} $$

$$ m_ {3} = \ frac {I_ {3}} {I_ {m}} $$

$$ m_ {4} = \ frac {I_ {4}} {I_ {m}} $$

W powyższym obwodzie są cztery shunt resistors, $ R_ {sh1}, R_ {sh2}, R_ {sh2} $ i $ R_ {sh4} $. Poniżej znajdują się wzory odpowiadające tym czterem rezystorom.

$$ R_ {sh1} = \ frac {R_ {m}} {m_ {1} -1} $$

$$ R_ {sh2} = \ frac {R_ {m}} {m_ {2} -1} $$

$$ R_ {sh3} = \ frac {R_ {m}} {m_ {3} -1} $$

$$ R_ {sh4} = \ frac {R_ {m}} {m_ {4} -1} $$

Powyższe wzory pomogą nam znaleźć wartości rezystancji każdego rezystora bocznikującego.