DC Ammeters
Dòng điện là tốc độ của dòng điện tích. Nếu điện tích này chỉ chạy theo một hướng, thì dòng điện sinh ra được gọi là Dòng điện một chiều (DC). Dụng cụ, được sử dụng để đo Dòng điện một chiều được gọi làDC ammeter.
Nếu chúng ta đặt một điện trở song song với điện kế cuộn dây chuyển động nam châm vĩnh cửu (PMMC), thì toàn bộ sự kết hợp hoạt động như một ampe kế DC. Điện trở song song, được sử dụng trong ampe kế DC còn được gọi là điện trở shunt hoặc đơn giản,shunt. Giá trị của điện trở này nên được coi là nhỏ để đo dòng điện một chiều có giá trị lớn.
Các circuit diagram của ampe kế DC được hiển thị trong hình dưới đây.
Chúng ta phải đặt cái này DC ammetermắc nối tiếp với nhánh của mạch điện, nơi đo dòng điện một chiều. Hiệu điện thế trên các phần tử được mắc song song là như nhau. Vì vậy, điện áp trên điện trở shunt, $ R_ {sh} $ và điện áp trên điện trở của điện kế, $ R_ {m} $ là như nhau, vì hai phần tử đó được nối song song trong đoạn mạch trên.Mathematically, nó có thể được viết là
$$ I_ {sh} R_ {sh} = I_ {m} R_ {m} $$
$ \ Rightarrow R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I_ {sh}} $ (Phương trình 1)
Các KCL equation tại nút 1 là
$$ - I + I_ {sh} + I_ {m} = 0 $$
$$ \ Rightarrow I_ {sh} = I-I_ {m} $$
Substitute giá trị của $ I_ {sh} $ trong Phương trình 1.
$ R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I-I_ {m}} $ (Phương trình 2)
Lấy, $ I_ {m} $ làm chung trong số hạng mẫu số, có ở vế phải của phương trình 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} $ (Phương trình 3)
Ở đâu,
$ R_ {sh} $ là kháng shunt
$ R_ {m} $ là điện trở trong của điện kế
$ I $ là tổng Dòng điện một chiều được đo
$ I_ {m} $ là dòng điện lệch quy mô đầy đủ
Tỷ số giữa tổng dòng điện một chiều sẽ được đo, $ I $ và dòng điện lệch toàn thang của điện kế, $ I_ {m} $ được gọi là multiplying factor, m. Về mặt toán học, nó có thể được biểu diễn dưới dạng
$ m = \ frac {I} {I_ {m}} $ (Phương trình 4)
$ R_ {sh} = \ frac {R_ {m}} {m-1} $ (Phương trình 5)
Chúng tôi có thể tìm thấy value of shunt resistance bằng cách sử dụng Phương trình 2 hoặc Phương trình 5 dựa trên dữ liệu có sẵn.
Ampe kế DC đa dải
Trong phần trước, chúng ta đã thảo luận về ampe kế DC có được bằng cách đặt một điện trở song song với điện kế PMMC. Ampe kế DC này có thể được sử dụng để đoparticular range của Dòng trực tiếp.
Nếu chúng ta muốn sử dụng ampe kế DC để đo dòng điện một chiều của multiple ranges, khi đó chúng ta phải sử dụng nhiều điện trở song song thay vì đơn điện trở và toàn bộ tổ hợp điện trở này mắc song song với điện kế PMMC. Cáccircuit diagram của ampe kế DC nhiều dải được hiển thị trong hình dưới đây.
Đặt ampe kế một chiều đa dải này mắc nối tiếp với nhánh của mạch điện, nơi đo Dòng điện một chiều có dải cần thiết. Phạm vi mong muốn của dòng điện được chọn bằng cách kết nối công tắc, s với điện trở shunt tương ứng.
Giả sử, $ m_ {1}, m_ {2}, m_ {3} $ và $ m_ {4} $ là multiplying factorscủa ampe kế DC khi chúng ta coi tổng Dòng điện một chiều được đo lần lượt là, $ I_ {1}, I_ {2}, I_ {3} $ và $ I_ {4} $. Sau đây là các công thức tương ứng với mỗi hệ số nhân.
$$ m_ {1} = \ frac {I_ {1}} {I_ {m}} $$
$$ m_ {2} = \ frac {I_ {2}} {I_ {m}} $$
$$ m_ {3} = \ frac {I_ {3}} {I_ {m}} $$
$$ m_ {4} = \ frac {I_ {4}} {I_ {m}} $$
Trong mạch trên, có bốn shunt resistors, $ R_ {sh1}, R_ {sh2}, R_ {sh2} $ và $ R_ {sh4} $. Sau đây là công thức tương ứng với bốn điện trở này.
$$ R_ {sh1} = \ frac {R_ {m}} {m_ {1} -1} $$
$$ R_ {sh2} = \ frac {R_ {m}} {m_ {2} -1} $$
$$ R_ {sh3} = \ frac {R_ {m}} {m_ {3} -1} $$
$$ R_ {sh4} = \ frac {R_ {m}} {m_ {4} -1} $$
Các công thức trên sẽ giúp chúng ta tìm giá trị điện trở của mỗi điện trở shunt.