การคำนวณการแบ่งสำหรับแอมมิเตอร์

แนวคิดและสูตร

shunt คือความต้านทานที่เชื่อมต่อผ่านขั้วของแอมมิเตอร์ (ขนานกับความต้านทานภายในของเครื่องมือ) เพื่อเพิ่มช่วงการวัด กระแสที่วัดได้ I ถูกแบ่งระหว่าง วัดปัด (rsh, Ish) และแอมมิเตอร์ (ra, Ia) แปรผกผันกับความต้านทาน

ความต้านทานการปัด rsh = ra x Ia / (I-Ia)

ในการเพิ่มช่วงการวัดขึ้น n เท่า ตัวแบ่งควรมีความต้านทาน rsh = (n-1) / ra

ตัวอย่างของ

1. แอมมิเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้ามี ความต้านทานภายใน ra = 10 โอห์ม และช่วงการวัดสูงถึง 1 A คำนวณความต้านทานการแบ่ง rsh เพื่อให้แอมมิเตอร์สามารถวัดกระแสได้สูงสุด 20 A (รูปที่ 1)

ข้าว. 1.

กระแสที่วัดได้ 20 A จะแบ่งออกเป็นกระแส Ia = 1 A ซึ่งจะไหลผ่านแอมมิเตอร์และกระแส Ish ที่จะไหลผ่านการแบ่ง:

ฉัน = เอีย + อิช

ดังนั้นกระแสที่ไหลผ่าน shunt, Ish = I-Ia = 20-1 = 19 A.

กระแสที่วัดได้ I = 20 A จะต้องหารด้วยอัตราส่วน Ia: Ish = 1: 19

ความต้านทานสาขาต้องแปรผกผันกับกระแส: Ia: Ish = 1 / ra: 1 / rsh;

Ia: อิช = rsh: รา;

1: 19 = rw: 10.

ความต้านทานการปัด rsh = 10/19 = 0.526 โอห์ม

ความต้านทานการแบ่งจะต้องน้อยกว่าความต้านทานของแอมมิเตอร์ 19 เท่าเพื่อให้กระแส Ish ผ่านได้ซึ่งมากกว่า Ia = 1 A ปัจจุบันที่ผ่านแอมมิเตอร์ 19 เท่า

2. มิลลิแอมป์มิเตอร์แบบแมกนีโตอิเล็กทริกมีช่วงการวัดแบบไม่ปัดที่ 10 mA และความต้านทานภายใน 100 โอห์ม shunt ควรมีความต้านทานเท่าใดหากอุปกรณ์วัดกระแสได้ถึง 1 A (รูปที่ 2)

ข้าว. 2.

ที่การโก่งตัวของเข็มเต็มที่ กระแส Ia = 0.01 A จะผ่านขดลวดของมิลลิแอมป์มิเตอร์และผ่านการแบ่ง Ish:

ฉัน = เอีย + อิช

โดย Ish = I-Ia = 1-0.99 A = 990 mA

กระแส 1 A จะถูกแบ่งตามสัดส่วนผกผันกับความต้านทาน: Ia: Ish = rsh: ra

จากอัตราส่วนนี้เราจะพบความต้านทานการแบ่ง:

10: 990 = rsh: 100; rsh = (10×100) / 990 = 1,000/990 = 1.010 โอห์ม

เมื่อลูกศรหักเหเต็มที่ กระแส Ia = 0.01 A จะผ่านอุปกรณ์ กระแส Ish = 0.99 A ผ่านการปัด และกระแส I = 1 A

เมื่อวัดกระแส I = 0.5 A กระแส Ish = 0.492 A จะผ่านการแบ่งและกระแส Ia = 0.05 A จะผ่านแอมมิเตอร์ ลูกศรเบี่ยงเบนไปครึ่งสเกล

สำหรับกระแสใด ๆ จาก 0 ถึง 1 A (ด้วยการแบ่งที่เลือก) กระแสในสาขาจะถูกแบ่งในอัตราส่วน ra: rsh เช่น 100:1.01.

3. แอมมิเตอร์ (รูปที่ 3) มีความต้านทานภายใน rа = 9.9 โอห์ม และความต้านทานของการแบ่งคือ 0.1 โอห์ม อัตราส่วนของกระแสที่วัดได้ 300 A ในอุปกรณ์และการแบ่งเป็นเท่าใด

ข้าว. 3.

เราจะแก้ปัญหาโดยใช้กฎข้อแรกของ Kirchhoff: I = Ia + Ish

นอกจากนี้ Ia: Ish = rsh: ra

จากที่นี่

300 = เอีย + อิช;

เอีย: อิช = 0.1: 9.9.

จากสมการที่สอง เราได้ค่า Ia ปัจจุบันและแทนที่ในสมการแรก:

Ia = 1 / 99xIsh;

300 = 1 / 99xIsh + Ish;

อิชซ์ (1 + 1/99) = 300;

อิชx100 / 99 = 300;

อิช = 300 / 100×99 = 297 ก.

กระแสในอุปกรณ์ Ia = I-Ish = 300-297 = 3 A.

จากกระแสที่วัดได้ทั้งหมด กระแส Ia = 3 A จะผ่านแอมมิเตอร์ และ Ish = 297 A ผ่านการแบ่ง

แอมมิเตอร์ปัด

4. แอมมิเตอร์ที่มีความต้านทานภายใน 1.98 โอห์มให้การโก่งเต็มที่ของลูกศรที่กระแส 2 A จำเป็นต้องวัดกระแสสูงถึง 200 A ความต้านทานใดควรต่อขนานกับขั้วของอุปกรณ์ มี?

ในงานนี้ ช่วงการวัดจะเพิ่มขึ้น 100 เท่า: n = 200/2 = 100

ความต้านทานที่ต้องการของ shunt rsh = rа / (n-1)

ในกรณีของเรา ความต้านทานการแบ่งจะเป็น: rsh = 1.98 / (100-1) = 1.98 / 99 = 0.02 โอห์ม