Шунт и добавочное сопротивление приборов
⚡ Физика · 8 класс
Зачем расширять пределы измерения
Любой электроизмерительный прибор рассчитан на определённый предел измерения. Например, амперметр способен показать ток не больше двух ампер, а вольтметр — напряжение не больше шести вольт. Но в технике приходится измерять и гораздо большие токи и напряжения. Чтобы прибор не вышел из строя от перегрузки и при этом показывал нужный диапазон, к нему подключают дополнительные сопротивления — шунт или добавочное сопротивление.
Шунт для амперметра
Амперметр включают в цепь последовательно, и его собственное сопротивление очень мало, чтобы он не менял ток в цепи. Чтобы измерять ток больше предельного, рядом с прибором ставят шунт — сопротивление, подключённое параллельно амперметру. Часть тока проходит через сам прибор, а основная, бо́льшая часть — через шунт. Прибор показывает только свою долю тока, но шкалу заранее размечают так, чтобы она соответствовала полному току в цепи.
Добавочное сопротивление для вольтметра
Вольтметр включают параллельно участку цепи, и его собственное сопротивление, наоборот, велико, чтобы он почти не отбирал ток. Чтобы измерять напряжение больше предельного, последовательно с вольтметром ставят добавочное сопротивление. На нём «гасится» часть напряжения, а прибор измеряет лишь оставшуюся долю. Шкалу при этом тоже размечают на полный диапазон.
| Прибор | Дополнение | Как подключают | Что расширяет |
|---|---|---|---|
| Амперметр | шунт | параллельно | предел по току |
| Вольтметр | добавочное сопротивление | последовательно | предел по напряжению |
Разбор примера
Пусть амперметр рассчитан на ток до 1 ампера, а измерить нужно ток до 10 ампер. Значит, через сам прибор должна идти лишь десятая часть всего тока, а остальное надо пустить через шунт:
I_всего = 10 А; через прибор I_приб = 1 А; через шунт I_ш = 10 - 1 = 9 А.Шунт подбирают так, чтобы через него шло в девять раз больше тока, чем через прибор. По правилу параллельного соединения это значит, что сопротивление шунта должно быть в девять раз меньше сопротивления амперметра. Тогда прибор будет показывать одну десятую истинного тока, а шкала, размеченная до 10 ампер, даст правильный результат.
Где это используют
Шунты и добавочные сопротивления стоят почти во всех многопредельных приборах — например, в мультиметре, который умеет измерять и ток, и напряжение в разных диапазонах. Переключая пределы, мы фактически подключаем разные шунты и добавочные сопротивления.
Частая ошибка: путать подключение. Шунт всегда подключают параллельно амперметру, а добавочное сопротивление — последовательно с вольтметром, и никогда не наоборот.
Кратко о главном
- Шунт расширяет предел амперметра и подключается параллельно.
- Добавочное сопротивление расширяет предел вольтметра и ставится последовательно.
- Через шунт идёт основная часть тока, прибор измеряет лишь долю.
- Шкалу прибора заранее размечают на полный диапазон.