Schaltkreis für Amperemeter und Voltmeter

Bei Amperemetern erzeugt der durch das Gerät fließende Strom ein Drehmoment, das dazu führt, dass das bewegliche Teil in einem Winkel abgelenkt wird, der von diesem Strom abhängt. Aus diesem Ablenkwinkel wird der aktuelle Wert des Amperemeters ermittelt.

Um den Strom in einem Energieempfängertyp mit einem Amperemeter zu messen, ist es notwendig, das Amperemeter in Reihe mit dem Empfänger zu schalten, damit der Strom des Empfängers und des Amperemeters gleich sind. Der Widerstand des Amperemeters sollte im Vergleich zum Widerstand des Energieempfängers, mit dem es in Reihe geschaltet ist, klein sein, so dass sein Einschluss praktisch keinen Einfluss auf die Stromstärke des Empfängers (auf die Funktionsweise des) hat Schaltkreis). Daher muss der Widerstand des Amperemeters klein sein, und je niedriger er ist, desto größer ist sein Nennstrom. Bei einem Nennstrom von 5 A beträgt der Widerstand des Amperemeters beispielsweise ra = (0,008 – 0,4) Ohm. Bei einem geringen Widerstand des Amperemeters sind auch die Leistungsverluste darin gering.

Reis. 1. Anschlussschema für Amperemeter und Voltmeter
Bei einem Nennstrom des Amperemeters von 5 A beträgt die Verlustleistung Pa = Aza2r = (0,2 — 10) VA... Die an den Anschlüssen des Voltmeters angelegte Spannung verursacht einen Strom in seinem Stromkreis. Bei Gleichstrom kommt es nur auf die Spannung an, d.h. Iv = F (Uv). Dieser Strom, der sowohl durch das Voltmeter als auch durch das Amperemeter fließt, führt zu einer Auslenkung seines beweglichen Teils in einem Winkel, der vom Strom abhängt. Auf diese Weise wird jeder Wert der Spannung an den Anschlüssen eines Voltmeters genau definierte Werte des Stroms und des Drehwinkels des beweglichen Teils sein.

Um die Spannung an den Anschlüssen des Energieempfängers oder -generators anhand der Messwerte des Voltmeters zu bestimmen, müssen seine Anschlüsse mit den Anschlüssen des Voltmeters verbunden werden, damit die Spannung des Empfängers (Generators) gleich der Spannung von ist Das Voltmeter (Abb. 1) .

Der Widerstand des Voltmeters sollte im Vergleich zum Widerstand des Energieempfängers (oder Generators) groß sein, damit sein Einschluss keinen Einfluss auf die gemessene Spannung (auf die Funktionsweise des Stromkreises) hat.

Ein Beispiel. An den Klemmen der Schaltung mit zwei in Reihe geschalteten Empfängern (Abb. 2) mit den Widerständen r1=2000 Ohm und r2=1000 Ohm liegt eine Spannung U= 120 V an.

Reis. 2. Schema zum Einschalten des Voltmeters

In diesem Fall beträgt die Spannung am ersten Empfänger U1= 80 V und am zweiten U2 = 40 V.

Wenn Sie ein Voltmeter mit einem Widerstand parallel zum ersten Empfänger rv =2000 Ohm anschließen, um die Spannung an seinen Anschlüssen zu messen, dann hat die Spannung sowohl des ersten als auch des zweiten Empfängers einen Wert von U'1=U'2= 60 V.

Das Einschalten des Voltmeters führte also dazu, dass sich die Spannung des ersten Empfängers von U1 = 80 V auf U'1 = 60 V änderte. Der Fehler bei der Messung der Spannung aufgrund des Einschaltens des Voltmeters beträgt ((60 V – 80 V) / 80V) x 100% = - 25%

Daher muss der Widerstand des Voltmeters größer sein, und je größer er ist, desto höher ist seine Nennspannung. Bei einer Nennspannung von 100 V beträgt der Widerstand des Voltmeters rv = (2000 – 50.000) Ohm. Aufgrund des hohen Widerstands des Voltmeters sind die Leistungsverluste darin gering.

Bei einer Voltmeternennspannung von 100 V beträgt die Verlustleistung Rv = (Uv2/rv) Was.

Daraus folgt, dass das Amperemeter und das Voltmeter Messmechanismen auf demselben Gerät haben können, die sich nur in ihren Parametern unterscheiden. Allerdings sind Amperemeter und Voltmeter auf unterschiedliche Weise in den Messkreis eingebunden und verfügen über unterschiedliche interne (Mess-)Stromkreise.