Принципи дії амперметра і вольтметра засновані на одному і тому ж, а саме, на взаємодії магнітного поля з електричним струмом, проте існує ряд відмінних особливостей, що дозволяють вимірювати або струм, або напругу.
Вам знадобиться
- Комп 'ютер з підручником з фізики.
Інструкція
1. Прочитайте в підручнику з фізики основний принцип, що використовується в електромагнітних вимірювальних приладах. Як відомо, він заснований на взаємодії магнітного поля постійного магніту з магнітним полем котушки, намотаної на дротяну рамку. Котушка з намоткою поміщається в постійне магнітне поле, що є однорідним до того ж. Дротова рамка здатна обертатися навколо деякої осі. До котушки прикріплена пружина, повертаючи поворот рамки і всієї котушки в початкове певне положення, яке встановлюють як нульове. Струм подається на котушку за допомогою щіток, підключених до осі обертання котушки.
2. Вдумайтеся, які процеси відбуваються, коли по котушці протікає електричний струм. У відсутності струму магнітне поле, що обволокує котушку, ніяк з нею не взаємодіє. Коли ж амперметр включається в ланцюг, витки намотки утворюють власне магнітне поле, яке вступає у взаємодію з магнітним полем зовнішнього постійного магніту, призводячи до повороту всієї рамки на деякий кут. Кут повороту визначається за умовою рівності сили пругості пружини і сили Ампера, що діє на намотку з боку поля. Справа в тому, що при обертанні котушки сила Ампера поступово зменшується, а сила пружності зростає. У якийсь момент ці сили порівнюються за величиною, і стрілка амперметра зупиняється на певному значенні, яке ви можете спостерігати на шкалі амперметра.
3. Зверніть увагу, що вольтметри працюють за кількома видами схем, кожна з яких вживається в різних ситуаціях. Однак існують класичні принципи дії, які використовуються майже в кожному пристрої, що вимірює напругу. Для того щоб виміряти напругу на будь-якій ділянці ланцюга, необхідно створити таку ж напругу на ділянці ланцюга самого вольтметра. Однак, як відомо, при паралельному підключенні до ділянки ланцюга іншого елемента струм через цю ділянку стає менше, бо загальний струм розгалужується на дві складові, одна з яких проходить через досліджувану ділянку, а інша - через підключений елемент. Таким чином, підключення вольтметра спотворює сам об 'єкт вимірювання. Це обумовлює той факт, що опір вольтметра намагаються зробити максимально великим.
4. При протіканні струму через ланцюг вольтметра, по-перше, на ньому падає певне напруження, яке можна дізнатися методом порівняння, а по-друге, струм, що протікає через елемент вольтметра, може створити певний вплив, скажімо, на який-небудь магнітний елемент. Звідси і випливають основні способи організації вимірювання напруги вольтметром.