1.5. Определения силы тока, падения напряжения с помощью электроизмерительных приборов.
Для измерения силы тока последовательно в цепь включают амперметр (А). Последовательное включение амперметра в измеряемую цепь обуславливается тем, что его внутреннее (собственное) сопротивление (RA) практически равно нулю, что в реальных электрических схемах соответствует проводнику (в идеале RA=0). Следовательно, падение напряжения на амперметре UA=RA∙I=0. Поэтому наличие его в цепи никак не сказывается на истинном значении измеряемого тока.
Для измерения величины напряжения на любом участке электрической цепи параллельно к нему включают вольтметр (V). Параллельное включение вольтметра в измеряемую цепь обуславливается тем, что его внутреннее сопротивление (RV) очень большое, что в реальных электрических схемах соответствует разрыву ветви, в которой находится вольтметр (в идеале RV=, а ток, протекающий через вольтметр IV=0). Следовательно, наличие его в цепи никак не сказывается на истинном значении измеряемого напряжения.
Пример №7.
Дано: Е=120 В, R1=10 Ом, R2= R3= R5=25 Ом, R4=50 Ом (Рис. 8).
Определить: показания приборов А1, А2, А3, V1, V2.
Решение.
Определим показания электроизмерительных приборов (А1, А2, А3 и V1, V2) воспользовавшись методом эквивалентных преобразований резисторов и законами Ома и Кирхгофа.
Обозначим места соединения элементов электрической цепи точками a, b, b, c, d, f, е, g, h (см. рис. 8а).
V1
a
IV1
b
b
Uae
I2
Е
Uab
R2
R1
I3
c I1
R3
Ucd
d
V2
R24
IV2
R4
R5
Udc
A2
A3
f
е
g
h
e
A1
Рис. 8а. Рис. 8б.
Uab
R1
Ubf
R35
E
Uaе
I2
I34
a
b
f I1
d
Ubf
Uab
R1
е
b
RЭКВ
E
Uaе
I
a
E
Uaе
I
a
f
R2435
е,f
Рис. 8в. Рис. 8г.
Как видно из рис. 8а точки b и f – места соединения трех ветвей, следовательно, данные точки являются узлами электрической цепи. Точкие, g, h узлами не являются, поскольку данные точки – места соединения лишь двух проводников. Точкиa, b, c, d также узлами не являются (хотя есть место соединения трех и более ветвей), так как токи, протекающие через вольтметрыIV1=0,IV2=0.
Выберем направление неизвестных токов I1, I2, I3, произвольным образом(как показано на рис. 8а).
Последовательно соединенные резисторы с сопротивлениями R2, R4 и R3, R5 заменяем соответственно на резисторы с эквивалентными сопротивлениями R24 и R35:
R24 = R2 + R4 = 25+50=75 Ом.
R35 = R3 + R5 =25+25=50 Ом.
Исходную схему (рис. 8а) преобразуем в эквивалентную (рис. 8б).
Параллельно соединенные резисторы с сопротивлениямиR24 и r35 заменяем на резистор с эквивалентным сопротивлением r2435 по формуле:
Преобразованную схему (рис. 8б) заменяем на эквивалентную (рис. 8в).