Многопредельный вольтметр магнитоэлектрической системы рассчитан на три номинальных значения напряжения: Uн1=15 В; Uн2=30 В; Uн3=150 В. Сопротивление рамки измерительного механизма равно R0=30 Ом; номинальный ток измерительного механизма I0=5 мА.
Определить:
1) необходимые сопротивления добавочных резисторов для пределов измерения Uн1; Uн2; Uн3 – Rд1; Rд2; Rд3;
2) сопротивления, из которых состоит добавочный резистор R1; R2; R3;
3) мощности, потребляемые прибором на каждом пределе измерения P1; P2; P3.
- Начертить схему включения измерительного механизма с многопредельным добавочным резистором для измерения напряжения в цепи нагрузки: указать выводы добавочного резистора для каждого из пределов измерения вольтметра.
- Описать конструктивное выполнение добавочных резисторов, указать их назначение.
Решение
Рисунок 20.1. Схема многопредельного вольтметра
При использовании рассматриваемого механизма, как вольтметра с пределом измерения Uн1=15 В, последовательно с ним необходимо включить некоторое добавочное сопротивление R1. При этом для сопротивления измерительной цепи на основании закона Ома должно выполняться:
Rд1=R0+R1=Uн1I0=150,005=3000 Ом,
откуда и определяем
R1=3000-R0=3000-30=2970 Ом.
При использовании рассматриваемого механизма, как вольтметра с пределом измерения Uн2=30 В, последовательно с ним и уже включенным сопротивлением R1 необходимо включить некоторое сопротивление R2
. При этом для сопротивления измерительной цепи на основании закона Ома должно выполняться:
Rд2=R0+R1+R2=Uн2I0=300,005=6000 Ом,
откуда и определяем
R2=6000-R0+R1=6000-3000=3000 Ом.
При использовании рассматриваемого механизма, как вольтметра с пределом измерения Uн3=150 В, последовательно с ним и уже включенными сопротивлениями R1 и R2 необходимо включить некоторое сопротивление R3.
При этом для сопротивления измерительной цепи на основании закона Ома должно выполняться:
Rд3=R0+R1+R2+R3=Uн3I0=1500,005=30000 Ом,
откуда и определяем
R3=30000-R0+R1+R2=30000-6000=24000 Ом.
Мощности, потребляемые прибором на каждом пределе измерения:
P1=Uн12Rд1=1523000=0,075 Вт=75 мВт;
P2=Uн22Rд2=3026000=0,15 Вт=150 мВт;
P3=Uн32Rд3=150230000=0,75 Вт=750 мВт.
Добавочные резисторы изготовляются обычно из изолированной манганиновой проволоки, намотанной на пластины или каркасы из изоляционного материала