Измерения в электрической цепи

В электрических цепях нам предстоит измерять три важнейших параметра: ток, напряжение и мощность.

Под режимом работы понимают числовые значение токов, напряжений и мощностей в схеме. Для измерения режима работы схемы в нее включают измерительные приборы.

Рис.3. Схема включения амперметра

Амперметр включается в цепь последовательно с участком, в котором нужно измерит ток. Другими словами амперметр включается в разрыв провода.

    Сопротивление амперметра должно быть как можно меньше, а в идеале равно нулю. Если же сопротивление амперметра больше нуля, то его включение вызовет уменьшение тока в цепи, поскольку оно прибавится к сопротивлению резистора R? Что увеличит общее сопротивление цепи. Это означает, что включение прибора привело к изменению работы цепи, что недопустимо. Подключение измерительного прибора не должно влиять на работу цепи.

    С током какой силы приходится сталкиваться в быту? Это легко определить по формуле,

I=P/U

    Для расчёта необходимо знать мощность потребителя, а также помнить, что напряжение в бытовой электросети составляет 220В.

    Так, для лампочки мощностью 100Вт, потребляемый ток равен:

I=P/U=100/220= 0,45А.

    Вольтметр подключается параллельно к участку, на котором нужно измерить напряжение. Как уже отмечалось, напряжение в наших домах и квартирах составляет 220 вольт. В высоковольтных линиях электропередач, которые можно увидеть в поле или в лесу, напряжение может составлять 6000 и более вольт. Но, в техники используются и более низкие напряжения. Например, напряжение питания сотового телефона составляет около четырёх вольт.

Рис.3. Схема включения вольтметра:

Сопротивление вольтметра должно быть как можно больше, а в идеале – быть бесконечно большим. В противном случае вольтметр покажет напряжение меньше, чем было в цепи до его подключения.

Попробуем разобраться в чем тут дело. Подключение вольтметра параллельно к резистору приводит к увеличению тока, потребляемого от источника ЭДС. В соответствии с графиком внешней характеристики (рис. 8), увеличение потребляемого тока приводит к уменьшению напряжения на нагрузке.

Для измерения потребляемой схемой мощности в схему включается ваттметр.

Рис.4. Схема включения ваттметра

В отличие от вольтметра и амперметра ваттметр имеет 4 вывода. Ваттметр должен реагировать на напряжение и на ток, что следует из формулы

P = U·I

Символом “*” (звёздочка) на схеме, и на самом приборе, обозначают генераторные зажимы. Они должны быть обращены в сторону генератора энергии, как и показано на рисунке.