Konstrukce voltmetru a ampérmetru



Podobné dokumenty
Konstrukce voltmetru a ampérmetru

4.2.5 Měření elektrického napětí a proudu (cvičení)

10. Měření. Chceme-li s měřícím přístrojem cokoliv dělat, je důležité znát jeho základní napěťový rozsah, základní proudový rozsah a vnitřní odpor!

Rozšíření rozsahu miliampérmetru a voltmetru, cejchování kompenzátorem

Regulace napětí a proudu reostatem a potenciometrem

2 Přímé a nepřímé měření odporu

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického proudu

4.2.8 Odpor kovového vodiče, Ohmův zákon

Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze

Střední od 1Ω do 10 6 Ω Velké od 10 6 Ω do Ω

EUROPEAN TRADESMAN PROJECT NOTES ON ELECTRICAL TESTS OF ELECTRICAL INSTALLATIONS. Použití měřících přístrojů

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Výpočty v elektrických obvodech VY_32_INOVACE_F0208.

Elektrostatika _Elektrický náboj _Elektroskop _Izolovaný vodič v elektrickém poli... 3 Izolant v elektrickém poli...

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického napětí

Regulace napětí a proudu reostatem a potenciometrem

4.2.7 Odpor kovového vodiče, Ohmův zákon

I dt. Elektrický proud je definován jako celkový náboj Q, který projde vodičem za čas t.

Elektronika ve fyzikálním experimentu

Pomůcky. Postup měření

Účinky elektrického proudu. vzorová úloha (SŠ)

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. Úloha 7: Rozšíření rozsahu miliampérmetru a voltmetru. Cejchování kompenzátorem. Abstrakt

DUM č. 4 v sadě. 11. Fy-2 Učební materiály do fyziky pro 3. ročník gymnázia

Systémy analogových měřicích přístrojů

Spojování rezistorů I

1.1 Pokyny pro měření

INSTITUT FYZIKY VŠB-TU OSTRAVA

STABILIZACE PROUDU A NAPĚTÍ

Ohmův zákon: Elektrický proud I v kovovém vodiči je přímo úměrný elektrickému napětí U mezi konci vodiče.

5.8 Jak se změní velikost elektrické síly mezi dvěma bodovými náboji v případě, že jejich vzdálenost a) zdvojnásobíme, b) ztrojnásobíme?

V následujícím obvodě určete metodou postupného zjednodušování hodnoty zadaných proudů, napětí a výkonů. Zadáno: U Z = 30 V R 6 = 30 Ω R 3 = 40 Ω R 3

Určeno pro posluchače všech bakalářských studijních programů FS

Měření složeného elektrického obvodu

Závislost odporu kovového vodiče na teplotě

F - Sériové a paralelní zapojení spotřebičů

INTEGROVANÁ STŘEDNÍ ŠKOLA TECHNICKÁ BENEŠOV. Černoleská 1997, Benešov. Elektrická měření. Tematický okruh. Měření elektrických veličin.

Ohmův zákon Příklady k procvičení

Fázorové diagramy pro ideální rezistor, skutečná cívka, ideální cívka, skutečný kondenzátor, ideální kondenzátor.

2 Teoretický úvod 3. 4 Schéma zapojení Měření třemi wattmetry (Aronovo zapojení) Tabulka hodnot pro měření dvěmi wattmetry...

Obr. 9.1: Elektrické pole ve vodiči je nulové

Manuální, technická a elektrozručnost

2. Měření odporu rezistoru a volt-ampérové charakteristiky žárovky

Teplota. fyzikální veličina značka t

Pracovní list žáka (ZŠ)

Elektrický proud v kovech Odpor vodiče, Ohmův zákon Kirchhoffovy zákony, Spojování rezistorů Práce a výkon elektrického proudu

ELEKTRICKÝ PROUD V KOVECH. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřený předmětem jsou v tomto případě polovodičové diody, jejich údaje jsou uvedeny v tabulce:

Základní měření s výchylkovými multimetry Laboratorní cvičení č. 1

VÝKON ELEKTRICKÉHO PROUDU, PŘÍKON

Analogové měřicí přístroje

Rezistory, reostat

Elektrický proud 2. Zápisy do sešitu

Věra Keselicová. květen 2013

MĚŘENÍ ELEKTRICKÉHO NAPĚTÍ

VOLTAMPÉROVÉ CHARAKTERISTIKY DIOD

4.6.6 Složený sériový RLC obvod střídavého proudu

PRAKTIKUM II. Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK. úloha č. 6. Název: Měření účiníku. dne: 16.

Měření výkonu jednofázového proudu

Stabilizovaný zdroj s L 200T

Dělení napětí a proudu v elektrických obvodech (cvičení)

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je v tomto případě nízkofrekvenční nevýkonový tranzistor KC 639. Mezní hodnoty jsou uvedeny v tabulce:

Frekvence. BCM V 100 V (1 MΩ) - 0,11 % + 40 μv 0 V 6,6 V (50 Ω) - 0,27 % + 40 μv

Laboratorní cvičení č.11

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Ohmův zákon I VY_32_INOVACE_F0204. Fyzika

Fyzikální praktikum pro nefyzikální obory. Úloha č. 3: Měření proudu a napětí, vlastnosti elektrických měřicích přístrojů

Ukázka práce na nepájivém poli pro 2. ročník SE. Práce č. 1 - Stabilizovaný zdroj ZD + tranzistor

MĚŘENÍ NA USMĚRŇOVAČÍCH

Typ UCE0 (V) IC (A) PCmax (W)

Pokusy s transformátorem. Věra Koudelková, KDF MFF UK, Praha

Název: II.FYZIKÁLNÍ TESTY SOUHRNNÉ OPAKOVÁNÍ VY_52_INOVACE_F2.19. Vhodné zařazení: Časová náročnost: 45 minut Ověřeno:

CZ.1.07/1.5.00/

4.2.6 Dělení napětí a proudu v elektrických obvodech (cvičení)

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je v tomto případě zenerova dioda její hodnoty jsou uvedeny v tabulce:

ZÁPIS DO ŠKOLNÍHO SEŠITU část 06 ELEKTRICKÝ PROUD - část 01

ELEKTRICKÉ STROJE - POHONY

2. ANALOGOVÉ MĚŘICÍ PŘÍSTROJE

Elektromechanické měřicí přístroje

Elektrický proud. Elektrický proud : Usměrněný pohyb částic s elektrickým nábojem. Kovy: Usměrněný pohyb volných elektronů

ρ = měrný odpor, ρ [Ω m] l = délka vodiče

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

Laboratorní práce č. 3: Měření elektrického proudu a napětí

MĚŘENÍ PARAMETRŮ FOTOVOLTAICKÉHO ČLÁNKU PŘI ZMĚNĚ SÉRIOVÉHO A PARALELNÍHO ODPORU

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

Rezistory, reostat

C p. R d dielektrické ztráty R sk odpor závislý na frekvenci C p kapacita mezi přívody a závity

Petr Myška Datum úlohy: Ročník: první Datum protokolu:

Měření vlastností a základních parametrů elektronických prvků

11. MĚŘENÍ SŘÍDAVÉHO PROUDU A NAPĚTÍ

4. SCHÉMA ZAPOJENÍ U R

ANOTACE vytvořených/inovovaných materiálů

Korekční křivka měřícího transformátoru proudu

Elektrický proud. Opakování 6. ročníku

Úloha 1 Multimetr. 9. Snižte napájecí napětí na 0V (otočením ovládacího knoflíku výstupního napětí zcela doleva).

Téma: Měření voltampérové charakteristiky

Kategorie Ž1. Test. U všech výpočtů uvádějte použité vztahy včetně dosazení!

FYZIKA II. Petr Praus 10. Přednáška Elektromagnetické kmity a střídavé proudy (pokračování)

Elektřina a magnetismus úlohy na porozumění

Digitální učební materiál

Laboratorní práce č. 4: Určení elektrického odporu

Číslicové multimetry. základním blokem je stejnosměrný číslicový voltmetr

Elektrický zdroj napětí

Transkript:

4.2.15 Konstrukce voltmetru a ampérmetru Předpoklady: 4205, 4207, 4210, 4214 Př. 1: Nakresli jakými způsoby je možné najednou změřit najednou dvěma multimetry napětí na žárovce i proud, který přes ní prochází. U každého zapojení rozhodni jaké nepřesnosti způsobuje. Jaké z toho vyplývají požadavky na odpor měřáků? I ž I ž U ž U ž Napětí změřím dobře. Proud změřím špatně, protože měřím proud, který protéká přes voltmetr, s proudem, který protéká přes žárovku dohromady. Napětí změřím špatně, protože měřím napětí na žárovce a ampérmetru dohromady. Proud změřím dobře. V obou případech měřím jednu z veličin nepřesně měřáky ovlivňují obvod, těmto chybám se nemohu vyhnout a musím se je snažit minimalizovat měřáky musíme sestrojit tak, aby obvod ovlivňovaly co nejmíň Voltmetr přidává do obvodu proud, který přes něj protéká potřebuji abych přidával malý proud voltmetr musí mít velký odpor (pak bude procházet malý proud) čím větší odpor tím lepší voltmetr Ampérmetr přidává do obvodu úbytek napětí, který na něm vzniká potřebuji, aby úbytek napětí byl co nejmenší ampérmetr musí mít velmi malý odpor čím menší odpor tím lepší ampérmetr Pedagogická poznámka: Nedá se předpokládat, že by studenti sami došli k tabulce výše. Alespoň zapojení by ale nakreslit měli, navíc jde ze značné míry o opakování hodiny 4205. Jak vypadá analogový multimetr uvnitř? Základem je galvanometr

otáčivá cívka, umístěná uvnitř magnetu, do které přivádíme proud procházející přístrojem. Cívka se průchodem proudu mění v magnet začne na ní působit pole magnetu, které se ji snaží otočit. Otáčení cívky brání pružinová spirála. Čím větší proud, tím silnější magnet z cívky vzniká, tím více ji okolní magnet otáčí, tím později ji pružina zastaví a tím více se cívka otočí. Otočení cívky se ručičkou zobrazuje na stupnici. Cívka je malá procházející proud je omezený I m - maximální proud galvanometrem (například I m =50 A ) U m - maximální napětí na galvanometru (například U m =100 mv ) z uvedených hodnot můžeme určit odpor galvanometru R g = U gm I gm = 0,1 0,00005 =2000 ) R g = U gm I gm (například V praxi potřebujeme daleko větší napětí i proudy něco musíme ke galvanometru přidat Konstrukce voltmetru Chci měřit větší napětí než U m musím přidat součástku, která vezme nadbytečné napětí na sebe před galvanometr připojím sériově předřadný odpor (tím se zvětší i odpor přístroje a bude tak více odpovídat našemu požadavku na co největší odpor voltmetru) Schéma zapojení voltmetru: Př. 2: Jak velký předřadný odpor musím připojit ke galvanometru s parametry I m =50 A a U m =100mV, aby se rozsah přístroje zvětšil na 10V? Nejdříve odvoď obecný vztah pro všechny galvanometry a všechny požadované rozsahy a pak řeš příklad dosazením do tohoto vzorce. Nakreslíme obrázek náhradního zapojení voltmetru: I U R U Pro napětí platí: U Zajímají mě maximální hodnoty U =U m, =m

Dosadím do U. M p U M Chci, aby rozsah vzniklého voltmetru byl n krát větší než rozsah samotného galvanometru m =n U m. n U m U m Vyjádřím napětí pomocí proudů a odporů: U m =I m R, U R =I m (přes galvanometr i předřadný odpor teče stejný proud, který je zároveň proudem přes voltmetr). n I m R = I m I m R n R = R =n R R =R n 1 = obecný vztah pro velikost předřadného odporu voltmetru Teď konkrétně: Rozsah voltmetru se má zvětšit z 0,1 V na 10 V rozsah se zvětší 100 x n=100, R =2000 Mohu dosadit do vzorce: =R n 1 =R 100 1 =2000 99 =198000 Pokud chceme rozsah zadaného galvanometru zvětšit na 10 V musíme k němu připojit předřadný odpor 198000. Př. 3: Z galvanometru s parametry I m =50 A a U m =100 mv, potřebujeme vyrobit voltmetr s rozsahy 1V, 5V, 10V, 50V, 100V a 500V. Využij vzorec odvozený v předchozím příkladě k sestavení tabulky, ve které bude ke každému rozsahu uvedena odpovídající hodnota předřadného odporu. Rozsah Zvětšení rozsahu Dosazení Hodnota 1 V n= 1 0,1 =10 =R n 1 =2000 10 1 =18000 5 V n= 5 0,1 =50 =R n 1 =2000 50 1 =98000 10 V n= 10 0,1 =100 =R n 1 =2000 100 1 =198000 50 V n= 50 0,1 =500 =R n 1 =2000 500 1 =998000 100 V n= 100 0,1 =1000 =R n 1 =2000 1000 1 =1998000 500 V n= 500 0,1 =5000 =R n 1 =2000 5000 1 =9998000 Konstrukce ampérmetru Chci měřit větší napětí než I m musím přidat součástku, která přes sebe odvede nadbytečný proud vedle galvanometru připojím paralelně bočný odpor (bočník) (tím se zmenší i odpor přístroje a bude tak více odpovídat našemu požadavku na co nejmenší odpor ampérmetru)

Schéma zapojení ampérmetru: Př. 4: Jak velký bočník musím připojit ke galvanometru s parametry I m =50 A a U m =100mV, aby se rozsah přístroje zvětšil na 1A? Nejdříve odvoď obecný vztah pro všechny galvanometry a všechny požadované rozsahy a pak řeš příklad dosazením do tohoto vzorce. Nakreslíme obrázek náhradního zapojení ampérmetru: U R I B I A U Pro proudy platí: =I I B Zajímají mě maximální hodnoty I = I m, =m Dosadím do =I I B m =I m I B Chci, aby rozsah vzniklého ampérmetru byl n krát větší než rozsah samotného galvanometru. m =n I m n I m =I m I B Vyjádřím proudy pomocí napětí a odporů: I m = U m, I = U m bočníku je stejné napětí, které je stejné jak onapětí na ampérmetru). n U m = U m U m R R (na galvanometru i n 1 R = 1 R 1 n = R n 1 =R R = n 1 Rozsah ampérmetru se má zvětšit z n=20000, R =2000 Mohu dosadit do vzorce: R = n 1 = 2000 20000 1 I m =50 A na 1A rozsah se zvětší 20000 x

=0,1 Ke galvanometru musím připojit paralelně bočník o odporu 0,1. Př. 5: Z galvanometru s parametry I m =50 A a U m =100 mv, potřebujeme vyrobit ampérmetr s rozsahy 10mA, 50mA, 100mA, 500mA, 5A a 10A. Využij vzorec odvozený v předchozím příkladě k sestavení tabulky, ve které bude ke každému rozsahu uvedena odpovídající hodnota předřadného odporu. Rozsah Zvětšení rozsahu Dosazení Hodnota 10 ma n= 0,01 0,00005 =200 200 1 50 ma n= 0,05 0,00005 =1000 1000 1 100 ma n= 0,1 0,00005 =2000 2000 1 500 ma n= 0,5 0,00005 =10000 10000 1 1 A n= 1 0,00005 =20000 20000 1 5 A n= 5 0,00005 =100000 100000 1 Předchozími způsoby můžeme zvyšovat i rozsahy již hotových přístrojů. =10,05 =2 =1 =0,2 =0,1 =0,02 Př. 6: Ampérmetr má při rozsahu 300mA odpor 0,3 Ω, jaký mu musíme přiřadit boční odpor, aby se zvětšil rozsah přístroje na 3A? R =3 n= 3 0,3 =10 = 3 10 1 =0,0 3 Stačí paralelně s ampérmetrem zapojit rezistor o odporu 0,03 Ω. Shrnutí: Z galvanometru je možné vyrobit voltmetr pomocí sériově (zvětšuje odpor) zapojeného odporu nebo ampérmetr pomocí paralelně (zmenšuje odpor) zapojeného odporu.