Шунтирование измерительных приборов

Рис. 12.10

Допустим, что некоторым амперметром, рассчитанным на максимальный ток I_mах, требуется измерить бóльшую силу тока. В этом случае параллельно к амперметру присоединяют малое сопротивление r,по которому направится бóльшая часть тока (рис. 12.10). Его называют обычно шунтом (от английского слова shunt — добавочный путь).

Задача 12.4.Пусть у нас имеется амперметр, рассчитанный на максимальное значение силы тока I_А = 1 А, а нам необходимо провести изме­рение силы тока, величина которого может достигать в п = 10 раз большее значение. Как это сделать, не испортив прибора? Сопротивление амперметра R_А = 9 Ом.

IА = 1 А п = 10 RА = 9 Ом	Решение. Присоединим к амперметру параллель­но сопротивление r (рис. 12.11). Тог­да ток I0 в точке а разветвится на токи IА и Ir , причем I0 = = IA + Ir, и ток, протекающий через амперметр, уменьшится.
r = ?
Рис. 12.11	Подобрав соответствую­щим образом сопротивление r, мож­но уменьшить ток, протекающий через амперметр, до любой требуемой величины. В частности, если r = 0, то весь ток I0пойдет че­рез сопротивление r, а ток IAбудет равным нулю.

В нашем случае требуется уменьшить ток, протекающий через ампер­метр, в n = 10 раз (т.е. цена деления амперметра должна возрас­ти в 10 раз). Выясним, какое сопротивление r требуется для этой цели:

по закону Ома для участка R_a I_AR_A = j_a – j_b; (1)

по закону Ома для участка r I_rr = j_a – j_b; (2)

по закону сохранения заряда I₀ = I_r + I_A; (3)

по условию задачи I_A = I₀/n; (4)

Найдем из уравнений (1)–(4) сопротивление r.Приравнивая левые части уравнений (1) и (2), получим:

. (5)

Из (4):

I₀ = I_An. (6)

Подставив (5) и (6) в (3), получим:

1 Ом.

Ответ: параллельно амперметру следует подключить сопротивление 1 Ом.

Запомним формулу: сопротивление шунта, позволяющего в п раз увеличить цену деления амперметра сопротивлением R_A, равно

. (12.3)

СТОП! Решите самостоятельно: А7, В8, В11, С9.