Образовака🌡️ Физика11 классОсновы электродинамики

Электроизмерительные приборы

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 164.

Электричество в современном мире играет огромную роль. Поэтому вопрос о параметрах используемого электрического тока нередко возникает не только у специалистов-энергетиков, но и у обычных людей, и даже у школьников, готовящих доклады. Рассмотрим кратко, как устроены электроизмерительные приборы, позволяющие ответить на этот вопрос.

Электроизмерительные приборы: принцип действия.

Электроизмерительные приборы — это специальные устройства, позволяющие получать значения некоторых параметров электрического тока. Любой электроизмеритель включается в исследуемую цепь (постоянно или с помощью щупов) и отображает на индикаторе значение параметра, для которого он предназначен.

Рис. 1. Подключение тестера к электрической цепи.

Принцип действия электроизмерительных приборов основан на том, что исследуемая цепь влияет на подключенный прибор, причем это влияние пропорционально исследуемому параметру. А прибор отображает результат этого влияния в форме, удобной для считывания оператором.

В зависимости от того, какое влияние оказывает цепь на измеритель, различные приборы классифицируются по следующим видам:

работающие от проходящего через них тока;
работающие от накопления заряда;
работающие от взаимодействия с электрическим или магнитным полем;
работающие от теплового действия измерительной цепи.

В подавляющем большинстве случаев электроизмерительные приборы работают от проходящего через них тока. Приборы остальных принципов менее удобны. В самом деле, для накопления заряда или появления заметного электрического поля в измерительной цепи должны существовать высокие напряжения порядка киловольт. А для существования заметного магнитного поля или выделения заметного количества тепла необходимо наличие высоких токов порядка десятков ампер и выше. При прохождении же тока через измеритель можно обеспечить чувствительность, достаточную для очень малых токов, при этом стоимость прибора будет не сильно высокой.

Если требуется определение напряжения, то используется закон Ома, известный в 11 классе. Подключая прибор к измеряемому напряжению через фиксированное сопротивление, можно получить значение напряжения. Точно так же можно измерить и другие параметры электрического тока: частоту, фазу, нелинейные искажения и другие.

Приборы магнитоэлектрической системы

Электроизмерительные приборы, основанные на прохождении тока, имеют много вариантов, которые называются «системами». Наиболее широко распространены приборы магнитоэлектрической системы. В таких приборах рамка с током помещается в магнитное поле постоянного магнита и удерживается в начальном положении пружинами. Если по рамке идет ток, то в результате возникающей силы Ампера рамка поворачивается до тех пор, пока возникшая сила не будет уравновешена силой пружины. С рамкой связана стрелка, и по углу поворота можно судить о проходящем через прибор токе.

Форма постоянного магнита сделана такой, чтобы магнитное поле, в котором поворачивается рамка, было бы почти однородным. Это позволяет добиться высокой линейности прибора.

Рис. 2. Магнитоэлектрическая система приборов.

Прочие системы электроизмерительных приборов

Электроизмерительные приборы других видов и систем используются значительно реже, когда необходимы особенности этих приборов.

Например, нередко при измерении высоких напряжений слабой мощности недопустимо нагружать исследуемую цепь даже малым током. В этом случае используются системы электростатической системы, которые основаны на накоплении заряда: после заряда эти приборы не потребляют ток и не нагружают измеряемую цепь.

Особенности электроизмерительных приборов различных систем можно свести в таблицу:

Рис. 3. Таблица систем электроизмерительных приборов.

Что мы узнали?

Электроизмерительные приборы предназначены для получения значений одного или нескольких параметров электрического тока. Существует несколько систем электроизмерительных приборов, различающихся по принципу действия. Наиболее часто используются приборы магнитоэлектрической системы как наиболее точные и относительно простые.