Измерительный механизм (ИМ) магнитометрической системы рассчитан на ток Iн=5 мА. И напряжение Uн=100 мВ и имеет шкалу на αн=50 делений.
Составить схему включения измерительного механизма с добавочным резистором. Определить постоянную (ИМ) по напряжению СU, величину сопротивления добавочного резистора rд и постоянную вольтметра С'U, если этим прибором нужно измерять напряжение Uн=250 В. Вычислить мощность Pv, потребляемую вольтметром при номинальном значении напряжения Uн.
Решение
Непосредственное включение измерительного механизма с параметрами:
IН=5 мА=0,005 А
UН=100 мВ=0,1 В
в схему для измерения напряжения:
Uизм=250 В
невозможно. Для измерения напряжений, превышающих напряжение, на которое рассчитан измерительный механизм (ИМ), последовательно с ним включают добавочный резистор (рис.2.1), сопротивление которого во много раз больше сопротивления измерительного механизма.
Рисунок 2.1 – Включение добавочного резистора в схему для измерений
В этом случае часть измеряемого напряжения UН падает на сопротивление ИМ, остальная большая часть UД – на добавочном резисторе.
Ток в цепи прибора:
IН=UНrизм=UДrД=Uизмrизм+rД
По закону Ома для участка цепи:
IН=UНrизм
rизм=UНIН=0,10,005=20
rизм=20 Ом
Множитель добавочного резистора показывает во сколько раз измеряемое напряжение больше напряжения на измерительном механизме или, во сколько раз увеличивается предел измерения напряжения прибора при применении добавочного сопротивления:
m=UизмUН=2500,1=2500
m=2500
Из соотношения:
UНrизм=Uизмrизм+rД
UНrизм=UН*mrизм+rД
1rизм=mrизм+rД
rизм+rД=rизм*m
rД=rизм*m-rизм=rизм*m-1
rД=rизм*m-1
rД=20*2500-1=20*2499=49980
rД=49980 Ом
Постоянная измерительного механизма (ИМ):
CU=UНαН
CU=0,150=0,002
CU=0,002 Вдел.=2 мВдел.
Постоянная вольтметра:
CU'=UизмαН
CU=25050=5
CU=5 Вдел.
Мощность, потребляемая вольтметром:
PV=Uизм*IН=250*0,005=1,25
PV=1,25 Вт