Вольтметры постоянного тока

Вольтметр постоянного тока - это измерительный прибор, который используется для измерения постоянного напряжения в любых двух точках электрической цепи. Если мы разместим резистор последовательно с гальванометром с подвижной катушкой с постоянным магнитом (PMMC), тогда вся комбинация будет действовать какDC voltmeter.

Последовательное сопротивление, которое используется в вольтметре постоянного тока, также называется последовательным сопротивлением умножителя или просто умножителем. Он в основном ограничивает количество тока, протекающего через гальванометр, чтобы ток счетчика не превышал значение отклонения полной шкалы. Вcircuit diagram вольтметра постоянного тока показан на рисунке ниже.

Мы должны разместить этот вольтметр постоянного тока в двух точках электрической цепи, где необходимо измерить напряжение постоянного тока.

Применять KVL вокруг петли вышеуказанной схемы.

$ V-I_ {m} R_ {se} -I_ {m} R_ {m} = 0 $ (Уравнение 1)

$$ \ Rightarrow V-I_ {m} R_ {m} = I_ {m} R_ {se} $$

$$ \ Rightarrow R_ {se} = \ frac {V-I_ {m} R_ {m}} {I_ {m}} $$

$ \ Rightarrow R_ {se} = \ frac {V} {I_ {m}} - R_ {m} $ (Уравнение 2)

Куда,

$ R_ {se} $ - сопротивление множителя серии

$ V $ - это измеряемое постоянное напряжение во всем диапазоне.

$ I_ {m} $ - ток отклонения полной шкалы

$ R_ {m} $ - внутреннее сопротивление гальванометра.

Отношение полного диапазона постоянного напряжения, которое необходимо измерить, $ V $, и падения постоянного напряжения на гальванометре, $ V_ {m} $, называется multiplying factor, м. Математически это можно представить как

$ m = \ frac {V} {V_ {m}} $ (Уравнение 3)

Из уравнения 1 мы получим следующее уравнение для full range DC voltage то есть, $ V $.

$ V = I_ {m} R_ {se} + I_ {m} R_ {m} $ (Уравнение 4)

В DC voltage dropна гальванометре $ V_ {m} $ - это произведение тока отклонения полной шкалы $ I_ {m} $ и внутреннего сопротивления гальванометра $ R_ {m} $. Математически это можно записать как

$ V_ {m} = I_ {m} R_ {m} $ (Уравнение 5)

Substitute, Уравнение 4 и уравнение 5 в уравнении 3.

$$ m = \ frac {I_ {m} R_ {se} + I_ {m} R_ {m}} {I_ {m} R_ {m}} $$

$ \ Rightarrow m = \ frac {R_ {se}} {R_ {m}} + 1 $

$ \ Rightarrow m-1 = \ frac {R_ {se}} {R_ {m}} $

$ R_ {se} = R_ {m} \ left (m-1 \ right) $ (Уравнение 6)

Мы можем найти value of series multiplier resistance с помощью уравнения 2 или 6 на основе имеющихся данных.

Многодиапазонный вольтметр постоянного тока

В предыдущем разделе мы обсуждали вольтметр постоянного тока, который получается подключением резистора умножителя последовательно с гальванометром PMMC. Этот вольтметр постоянного тока можно использовать для измеренияparticular range постоянного напряжения.

Если мы хотим использовать вольтметр постоянного тока для измерения постоянного напряжения multiple ranges, то мы должны использовать несколько параллельных резисторов умножителя вместо одного резистора умножителя, и вся эта комбинация резисторов включена последовательно с гальванометром PMMC. Вcircuit diagram Многодиапазонный вольтметр постоянного тока показан на рисунке ниже.

Мы должны разместить это multi range DC voltmeterв двух точках электрической цепи, где должно измеряться постоянное напряжение требуемого диапазона. Мы можем выбрать желаемый диапазон напряжений, подключив переключатель s к соответствующему резистору умножителя.

Пусть $ m_ {1}, m_ {2}, m_ {2} $ и $ m_ {4} $ являются multiplying factorsвольтметра постоянного тока, когда мы рассматриваем полнодиапазонное измерение постоянного напряжения как $ V_ {1}, V_ {2}, V_ {3} $ и $ V_ {4} $ соответственно. Ниже приведены формулы, соответствующие каждому коэффициенту умножения.

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

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

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

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

В приведенной выше схеме четыре series multiplier resistors, $ R_ {se1}, R_ {se2}, R_ {se3} $ и $ R_ {se4} $. Ниже приведены формулы, соответствующие этим четырем резисторам.

$$ R_ {se1} = R_ {m} \ left (m_ {1} -1 \ right) $$

$$ R_ {se2} = R_ {m} \ left (m_ {2} -1 \ right) $$

$$ R_ {se3} = R_ {m} \ left (m_ {3} -1 \ right) $$

$$ R_ {se4} = R_ {m} \ left (m_ {4} -1 \ right) $$

Итак, мы можем найти значения сопротивления каждого последовательного резистора умножителя, используя приведенные выше формулы.