Question

Амперметр розрахований на вимірювання максимального струму 20 мА. Опір приладу 35 Ом, його шкала має 10 поділок. Накреслити схему використання цього приладу як вольтметра для вимірювання напруги та визначити ціну його поділки у вольтах.

Answer 1

Вольтметр подключается параллельно участку, на котором измеряется напряжение, поэтому он должен обладать как можно бОльшим сопротивлением, чтобы потребляемый им ток не вносил больших искажений в работу цепи. С этой целью последовательно с измерительной головой включается добавочное сопротивление. В зависимости от величины максимального тока, допустимого для головки (максимальное показание прибора) и величины соответствующего этому показанию напряжения, подбирается добавочный резистор.
Рассмотрим три примера.
1) Добавочное сопротивление отсутствует. Максимальный ток 20 мА, внутреннее сопротивление измерительной головки прибора r=35 Ом. Тогда по закону Ома для участка цепи I=U/R находим, что такому току будет соответствовать напряжение U=I*R=0.02*35=0.7 (В). Цена деления составит 0.7/10=0.07 (В) или 70 мВ.
2) Пусть максимальное напряжение, которое мы хотим измерять, равно 250 В, т.е. цена деления составит 250/10=25 В. определим величину добавочного сопротивления R. Теперь сопротивление участка цепи составляет R+r и по закону Ома для максимального тока головки I=0.02 A определим величину этого сопротивления. I=U/(R+r) ⇒ R+r = U/I = 250/0.02=12500 (Ом). Вычитая сопротивление измерительной головки, определяем R=12500-35=12465 (Ом)
3) Пусть величина добавочного сопротивления R=2000 Ом. Определим напряжение, на которое будет рассчитан наш вольтметр и цену его деления.
Все тот же закон Ома. I=U/(R+r) ⇒ U=I*(R+r)=0.02*(2000+35)=40.7 (B).
Цена деления составит 40.7/10=4.07 В.