Для школьников.
В статье "Каким должно быть сопротивление амперметра" говорилось, что ток в цепи должен проходить через амперметр, поэтому амперметр включается в цепь последовательно, то есть в разрыв провода участка цепи (см. рисунок ниже). Чтобы показание амперметра было близко к действительному значению силы тока на участке, амперметр должен иметь малое сопротивление.
Допустим, что имеем амперметр рассчитанный на измерение тока до некоторого максимального значения, а нам надо измерить гораздо больший ток.
В этом случае применяется шунтирование амперметра, заключающееся в том, что параллельно амперметру включается малое сопротивление, называемое шунтом, по которому направляется большая часть тока. Схема включения шунта к амперметру показана на следующем рисунке.
Тогда измеряемый ток равен сумме токов, проходящих через амперметр и шунт:
Так как при параллельном соединении токи в ветвях обратно пропорциональны сопротивлениям ветвей, то
Совместная запись этих уравнений даёт выражение для измеряемого тока:
Если обозначить величину, стоящую в скобках, через
называемый шунтирующим множителем,
то
то есть этот коэффициент показывает, во сколько раз увеличивается предельное (максимальное) измерение амперметра.
Из равенства
находим, что
Таким образом, чтобы определить величину измеряемого тока, показание амперметра надо умножить на коэффициент
Шунты для малых токов помещаются внутри амперметров, а для больших токов делаются внешними.
Пример.
Амперметром со шкалой на 5 А требуется измерить ток до 50 А. С каким сопротивлением надо взять шунт, если сопротивление амперметра равно 0,09 Ом?
Коэффициент, называемый шунтирующим множителем, найдём, разделив 50 А на 5 А:
Искомый коэффициент равен 10.
Чтобы амперметром можно было измерить ток до 50 А, то согласно формуле
надо взять шунт сопротивлением 0,01 Ом (разделить 0,09 Ом на 9).
Получается следующее. Если этот амперметр покажет, например, ток 4 А, то измеряемый ток равен 40 А.
Таким образом, амперметром, рассчитанным на измерение тока, например, до 5 А, можно измерить гораздо больший ток, применив шунтирование амперметра. Сопротивление шунта находится по выделенной формуле.
К.В. Рулёва, к. ф.-м. н., доцент. Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки. Пишите комментарии. Спасибо.
Предыдущая запись: Закон Ома для замкнутой цепи
Следующая запись: Измерение напряжений в цепи. Добавочные сопротивления.
Ссылки на занятия до электростатики даны в Занятии 1.
Ссылки на занятия (статьи), начиная с электростатики, даны в конце Занятия 45.
