Question

Амперметр сопротивлением 0,18 Ом предназначен для измерения силы тока до 10 А. Какое сопротивление надо взять и как его включить, чтобы этим амперметром можно было измерять силу тока до 100 А?

Answer 1

Дано:

R = 0,18 Ом

I = 10 А

I₀ = 100 А

--------------------------

Найти:

Rш - ?

Решение:

1) Для начала мы запишем схему измерения сила тока (которое показано внизу↓).

2) Согласно первому правилу Кирхгофа, для узла можем записать:

I₀ = I + Iш (1) , где:

I₀ - ток в цепи;    

I - ток, проходящий через амперметр;

Iш - ток проводящий через шунт.

3) Поскольку амперметр и шунт соединены параллельно,то напряжение на них будет одинаково. Тогда, исходя из закона Ома для участки цепи, можем записать:

4) Из формул (2) и (3) можем записать:

I×R = Iш × Rш

Отсюда: Iш = (I×R)/Rш (4)

5) Подставим формулу (4) в (1):

I₀ = I + (I×R)/Rш, отсюда:

(I×R)/Rш = I₀ - I    | × Rш

I×R = (I₀ - I)×Rш , следовательно:

Rш = (I×R) / (I₀ - I) - Сопротивление шунта (5)

Rш = (10 А × 0,18 Ом) / (100 А - 10 А) = (10 А × 0,18 Ом) / 90 А = 1,8 (А×Ом) / 90 А = 0,02 Ом

Ответ: Rш = 0,02 Ом

Решено от : $DK954$

Answer 2

Для того чтобы амперметр с сопротивлением 0,18 Ом можно было использовать для измерения силы тока до 100 А, необходимо добавить дополнительное сопротивление к амперметру. Это дополнительное сопротивление будет создавать внешнее падение напряжения, так что только часть полного тока будет проходить через амперметр. Для решения этой задачи можно использовать делитель тока (также известный как шунт).

Сначала определим, какое дополнительное сопротивление (R_shunt) нам нужно. Мы знаем, что максимальный измеряемый ток равен 100 А, а сопротивление амперметра равно 0,18 Ом. Давайте предположим, что доля измеряемого тока, проходящего через амперметр, составляет 1% (0,01). Тогда с использованием закона Ома можно записать:

R_shunt = U_shunt / I_full

Где: R_shunt - дополнительное сопротивление (которое нам нужно найти). U_shunt - напряжение на дополнительном сопротивлении (которое мы хотим получить). I_full - полный измеряемый ток (100 А).

Теперь мы можем рассчитать дополнительное сопротивление:

R_shunt = U_shunt / 100 А

Допустим, мы хотим, чтобы только 1% тока проходило через амперметр, тогда:

U_shunt = 1% от полного напряжения, то есть 0,01 * U_full

Теперь у нас есть выражение для R_shunt:

R_shunt = (0,01 * U_full) / 100 А

R_shunt = (0,01 * U_full) / 100

R_shunt = 0,0001 * U_full

Теперь у нас есть значение дополнительного сопротивления R_shunt, которое нам нужно. Для его расчета нам нужно знать полное напряжение U_full, которое будет подаваться на амперметр.

Для подключения дополнительного сопротивления R_shunt к амперметру вы сначала подключаете амперметр параллельно цепи, в которой измеряется ток, а затем подключаете дополнительное сопротивление R_shunt параллельно амперметру. Таким образом, полный ток цепи будет разделен между амперметром и дополнительным сопротивлением.

Пожалуйста, учтите, что для таких высоких токов и напряжений безопасность играет критическую роль, и вам следует обратиться к профессионалам, чтобы правильно реализовать эту схему измерения и учесть все необходимые меры предосторожности.