Схемы включения

Схемы включения приборов для измерения тока в электрической цепи приведены на рисунке.

Как известно, для того чтобы измерить ток «I» в нагрузке, необходимо включить амперметр в разрыв цепи, т.е. последовательно с нагрузкой. При таком включении весь ток, протекающий через нагрузку, неизбежно пройдет через амперметр.

Рисунок 40.4 Схема включения амперметра и вольтметра

Амперметром можно измерить не только ток, но и сопротивление. Схемы включения приборов для измерения сопротивления показаны на рисунке. Измерение основаны на законе Ома. Если известны ток, протекающий через сопротивление, и падение напряжения на нем, то сопротивление можно вычислить по формуле:

r_x = U/I; (40.4)

Следует заметить, что каждая из приведенных схем измерения содержит систематическую погрешность измерения. В данном случае погрешность измерения обусловлена тем, что амперметр измеряет не только ток, протекающий через сопротивление, но и ток, потребляемый вольтметром. Следовательно, чем меньше этот ток или чем больше сопротивление вольтметра по отношению к сопротивлению r_x, тем меньше погрешность измерения. Если известен ток потребления вольтметра при данном отклонении, то систематической погрешности можно избежать. Для этого требуется из показания амперметра вычесть ток потребления вольтметра и полученную разность токов подставить в формулу r_x = U/I.

Чем меньше будет сопротивление амперметра, тем меньше будет падение напряжения на нем и тем самым меньше будет погрешность измерения сопротивления. Если сопротивление амперметр известно, то погрешности можно избежать. Для этого требуется подсчитать падение напряжения на амперметре и вычесть это напряжение из показаний вольтметра. Разность напряжений подставить в формулу. Какая из схем измерения в том или ином случае предпочтительнее, зависит от имеющихся приборов и от величины измеряемого сопротивления. Схемы, изображенные на рисунке, пригодны и для измерения потребляемой нагрузкой мощности.

Рисунок 40.5 Схемы включения приборов при измерении сопротивления или мощности

Мощность можно подсчитать по формуле:

P = UI; (40.5)

Так же как и при измерении сопротивления, при измерении мощности обе схемы дают систематическую погрешность. Причина погрешности заключается в том, что в случае схемы «а», мы измеряем, по существу, мощность, потребляемую нагрузкой, плюс мощность, потребляемую вольтметром, а в случае схемы «б» мы измеряем мощность, потребляемую нагрузкой, плюс мощность, потребляемую амперметром.