Как найти напряжение, которое покажет вольтметр?
Нашёл все токи, но не знаю как посчитать напряжение вольтметра.
ЭлектроникаЭлектротехника
Анонимный вопрос
21 сентября 2020 · 1,2 K
Музыкант, вокалист, звукорежиссер.
Интересуюсь вопросами психологии. · 4 нояб 2020
Это просто. Все токи “I” участков цепи найдены. Необходимо также знать сопротивления R каждого участка цепи. Значение тока I на участке цепи надо перемножить с сопротивлением R этого участка, и мы получим напряжение U на этом участке.
1,1 K
Комментировать ответ…Комментировать…
Я в школе учился давно, поэтому не совсем уверен, что правильно понимаю термины “идеальный вольтметр” и ” идеальный источник тока”. Возможно это означает, что сопротивление вольтметра – бесконечно, а внутреннее сопротивление источника тока равно нулю. Если это так, то задачу можно решать так:
В приведённой схеме резистор R2 и сопротивление вольтметра (обозначим его R3, хотя оно и не очень нужно, просто для ясности) соединены параллельно. Их эквивалентное сопротивление (R) определяется по формуле 1/R=1/R2+1/R3, Получаем, что R=160 Ом. Ток в цепи равен 32/160=0,2 А. Полное сопротивление цепи 160+240=400 Ом, ЭДС источника*0,2=80 В.
Если сопротивление вольтметра R3 – бесконечное, то он не влияет на параметры цепи. Тогда полное сопротивление цепи равно 240+200=440 Ом, Ток в цепи равен 80/440=(2/11) А, Падение напряжения на резисторе R2 (именно это и покажет вольтметр) составит (2/11)*200=400/11 В, или приблизительно 36,(36) В. (36) обозначает 36 в периоде, т.е. 36,36363636… , или округлённо 36,37 В.
Для измерения силы тока используется амперметр. В идеале собственное сопротивление амперметра стремится к нулю, и оно никак не влияет на значение силы тока. Он включается в цепь последовательно с соблюдением полярности:
Вольтметр
Для измерения напряжения участка цепи используется вольтметр. В идеале собственное сопротивление вольтметра стремится к бесконечности, и устройство не проводит через себя ток. Он включается в электрическую цепь параллельно участку, в котором будет измеряться напряжение, с соблюдением полярности:
Как правильно записывать показания измерительных приборов с учетом погрешности
При записи величин (с учетом погрешности) следует пользоваться формулой:
A=a±Δa
где A — измеряемая величина, a — результат измерений, Δa — погрешность измерений.
Важно!
Погрешность измерений равна половине цены деления шкалы измерительного прибора, если в задаче не указана другая величина погрешности.
Цена деления шкалы — разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Чтобы найти цену деления шкалы, нужно:
- Найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величин.
- Вычесть из большего значения меньшее.
- Полученное число разделить на число делений (промежутков), находящихся между ними.
Пример №1. Определите показания вольтметра (см. рисунок), если погрешность прямого измерения напряжения составляет половину цены деления вольтметра.
Видно, что стрелка вольтметра встала на значении «2,0» Вольт. Она немного не дотягивает до штриха «2», но к нему она находится ближе, чем к предыдущему штриху.
Два ближайших штриха шкалы с указанными значениями имеют значения 1 и 2 В. Всего между ними 5 промежутков. Следовательно, цена деления шкалы равна: (2 – 1)/5 = 0,2 (Вольт).
Так как по условию задачи погрешность равна половине цене деления шкалы, то она равна 0,1 Вольтам. Следовательно, вольтметр показывает: 2,0 ± 0,1 В.
Задание EF18821
Определите показания вольтметра (см. рисунок), если погрешность прямого измерения напряжения равна цене деления вольтметра.
Ответ: (____± ____) В.
Алгоритм решения
1.Определить цену деления шкалы измерительного прибора.
2.Определить погрешность измерений.
3.Определить показания прибора.
4.Записать показания прибора с учетом погрешности измерений.
Решение
Так как два ближайших штриха, обозначенными числовыми значениями, показывают 1 и 2 Вольта, а между ними 5 делений, то цена деления шкалы равна:
2−15=0,2 (В)
Согласно условию задачи, погрешность измерений равна цене деления шкалы. Стрелка вольтметра стоит в трех делениях от штриха, обозначенном цифрой «1». 3 деления по 0,2 Вольта равны 0,6 Вольтам. Следовательно, вольтметр показывает 1,6 В. С учетом погрешности: V = 1,6 ± 0,2 В.
Внимание! При записи ответа нужно использовать только десятичные числа без пробелов и знака «±».
Ответ: 1,60,2
pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор
Задание EF18883
Определите показания амперметра (см. рисунок), если погрешность прямого измерения силы тока равна цене деления амперметра.
Ответ: ( ____± ____) А.
Алгоритм решения
1.Определить цену деления шкалы измерительного прибора.
2.Определить погрешность измерений.
3.Определить показания прибора.
4.Записать показания прибора с учетом погрешности измерений.
Решение
Так как два ближайших штриха, обозначенными числовыми значениями, показывают 0 и 0,2 Ампера, а между ними 10 делений, то цена деления шкалы равна:
0,2−010=0,02 (А)
Согласно условию задачи, погрешность измерений равна цене деления шкалы. Стрелка амперметра стоит на штрихе, обозначенном числом «0,2». Следовательно, амперметр показывает 0,2 А. Так как при измерении учитываются сотые доли Амперов, правильно результат измерения записывается так: I = 0,20 А. С учетом погрешности: I = 0,20 ± 0,02 А.
Внимание! При записи ответа нужно использовать только десятичные числа без пробелов и знака «±».
Ответ: 0,200,02
pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор
Задание EF19038
Определите напряжение на лампочке (см. рисунок), если погрешность прямого измерения напряжения равна цене деления вольтметра.
Ответ: ( ____±____ ) В.
Алгоритм решения
1.Определить цену деления шкалы измерительного прибора.
2.Определить погрешность измерений.
3.Определить показания прибора.
4.Записать показания прибора с учетом погрешности измерений.
Решение
Так как два ближайших штриха, обозначенными числовыми значениями, показывают 2 и 4 Вольта, а между ними 10 делений, то цена деления шкалы равна:
4−210=0,2 (В)
Согласно условию задачи, погрешность измерений равна цене деления шкалы. Стрелка вольтметра стоит в пяти делениях от штриха, обозначенном цифрой «2». 5 делени1 по 0,2 Вольта равны 1 Вольту. Следовательно, вольтметр показывает 3 В. Так как при измерении учитываются сотые доли Вольтов, правильно результат измерения записывается так: U = 3 В.С учетом погрешности: U = 3,0 ± 0,2 В.
Внимание! При записи ответа нужно использовать только десятичные числа без пробелов и знака «±».
Ответ: 3,00,2
pазбирался: Алиса Никитина | обсудить разбор
Алиса Никитина | Просмотров: 7.3k
Пробовали ли вы когда-нибудь надувать воздушные шарики на время? Один надувает быстро, а другой за это же время надувает гораздо меньше. Без сомнения, первый совершает большую работу, чем второй.
Рис. (1). Надувание шара
С источниками напряжения происходит точно так же. Чтобы обеспечить движение частиц в проводнике, надо совершить работу. И эту работу совершает источник. Работу источника характеризует напряжение. Чем оно больше, тем большую работу совершает источник, тем ярче будет гореть лампочка в цепи (при других одинаковых условиях).
Рис. (2). Лампа в цепи
Напряжение равно отношению работы электрического поля по перемещению заряда
к величине перемещаемого заряда на участке цепи.
U=Aq
, где (U) — напряжение, (A) — работа электрического поля, (q) — заряд.
Обрати внимание!
Единица измерения напряжения в системе СИ — [(U)] = (1) B (вольт).
(1) вольт равен электрическому напряжению на участке цепи, где при протекании заряда, равного (1) Кл, совершается работа, равная (1) Дж: (1) В (= 1) Дж/1 Кл.
Все видели надпись на домашних бытовых приборах «(220) В». Она означает, что на участке цепи совершается работа (220) Дж по перемещению заряда (1) Кл.
Кроме вольта, применяют дольные и кратные ему единицы — милливольт и киловольт.
(1) мВ (= 0,001) В, (1) кВ (= 1000) В или (1) В (= 1000) мВ, (1) В (= 0,001) кВ.
Для измерения напряжения используют прибор, который называется вольтметр.
Обозначаются все вольтметры латинской буквой (V), которая наносится на циферблат приборов и используется в схематическом изображении прибора.
Рис. (3). Обозначение вольтметра
В школьных условиях используются вольтметры, изображённые на рисунке:
Рис. (4). Вольтметры
Основными элементами вольтметра являются корпус, шкала, стрелка и клеммы. Клеммы обычно подписаны плюсом или минусом и для наглядности выделены разными цветами: красный — плюс, черный (синий) — минус. Сделано это с той целью, чтобы заведомо правильно подключать клеммы прибора к соответствующим проводам, подключённым к источнику.
Обрати внимание!
В отличие от амперметра, который включается в разрыв цепи последовательно, вольтметр включается в цепь параллельно.
Рис. (5). Электроцепь с подключенным вольтметром и амперметром
Включая вольтметр в цепь постоянного тока, необходимо соблюдать полярность.
Сборку электрической цепи лучше начинать со всех элементов, кроме вольтметра, а его уже подключать в самом конце.
Вольтметры делятся на приборы постоянного тока и переменного тока.
Если прибор предназначен для цепей переменного тока, то на циферблате принято изображать волнистую линию. Если прибор предназначен для цепей постоянного тока, то линия будет прямой.
Таблица (1). Вольтметры
|
Рис. (6). Вольтметр постоянного тока |
Рис. (7). Вольтметр переменного тока |
|
|
|
|
|
|
Можно обратить внимание на клеммы прибора. Если указана полярность («(+)» и «(-)»), то это прибор для измерения постоянного напряжения.
Иногда используют буквы (AC/DC). В переводе с английского (AC) (alternating current) — переменный ток, а (DC) (direct current) — постоянный ток.
В цепь переменного тока включается вольтметр для измерения переменного тока. Он полярности не имеет.
Рис. (8). Электроцепь с переменным источником тока
Обрати внимание!
Для измерения напряжения можно использовать и мультиметр.
Перед измерением необходимо прочитать инструкцию, чтобы правильно подключить прибор.
Рис. (9). Мультиметр
Следует помнить, что высокое напряжение опасно.
Что будет с человеком, который окажется рядом с упавшим оголённым кабелем, находящимся под высоким напряжением?
Так как земля является проводником электрического тока, вокруг упавшего оголённого кабеля, находящегося под напряжением, может возникнуть опасное для человека шаговое напряжение.
При попадании под шаговое напряжение даже небольшого значения возникают непроизвольные судорожные сокращения мышц ног. Обычно человеку удаётся в такой ситуации своевременно выйти из опасной зоны.
Обрати внимание!
Однако нельзя выбегать оттуда огромными шагами, шаговое напряжение при этом только увеличится! Выходить надо обязательно быстро, но очень мелкими шагами или скачками на одной ноге!
Существует много знаков, предупреждающих о высоком напряжении. Вот некоторые из них.
Рис. (10). Предупреждающие об опасности знаки
Источники:
Рис. 5. Электроцепь с подключенным вольтметром и амперметром. © ЯКласс.
Рис. 8. Электроцепь с переменным источником тока. © ЯКласс.
Лабораторная
работа №2
Тема.
Измерение
напряжения в цепях постоянного тока
Цель.
Провести измерение напряжения в цепи
постоянного тока прямым методом.
Ознакомится со способам расширения
верхних пределов измерений вольтметров
постоянного тока, с методам расчета
добавочных сопротивлений.
Задание
к работе
-
Определить
внутренне сопротивление вольтметра. -
Определить
сопротивление добавочного резистора. -
Сделать
выводы по результатам работы.
Теоретические
сведения
Для
измерения напряжения U,
действующего между какими-либо двумя
точками электрической цепи, вольтметр
2 (рис. 1, а) присоединяют к этим точкам,
т. е. параллельно источнику 1 электрической
энергии или приемнику 3.
Для
того чтобы включение вольтметра не
оказывало влияния на работу электрических
установок и он не создавал больших
потерь энергии, вольтметры выполняют
с большим сопротивлением. Поэтому
практически можно пренебрегать проходящим
по вольтметру током.
Для
расширения пределов измерения вольтметров
последовательно с обмоткой прибора
включают добавочный резистор 4 (RД)
(рис. 1, б). При этом на прибор приходится
лишь часть UV измеряемого
напряжения U,
пропорциональная сопротивлению прибора
RV.
Зная
сопротивление добавочного резистора
и вольтметра, можно по значению напряжения
UV,
фиксируемого вольтметром, определить
напряжение, действующее в цепи:
(1)
Величина
показывает,
во сколько раз измеряемое напряжение
U
больше напряжения UV,
приходящегося на прибор, т. е. во сколько
раз увеличивается предел измерения
напряжения вольтметром при применении
добавочного резистора.
Сопротивление
добавочного резистора, необходимое для
измерения напряжения U,
в n
раз большего напряжения прибора UV,
определяется по формуле
(2)
Добавочный
резистор может встраиваться в прибор
и одновременно использоваться для
уменьшения влияния температуры окружающей
среды на показания прибора. Для этой
цели резистор выполняется из материала,
имеющего малый температурный коэффициент,
и его сопротивление значительно превышает
сопротивление катушки, вследствие чего
общее сопротивление прибора становится
почти независимым от изменения
температуры. По точности добавочные
резисторы подразделяются на те же классы
точности, что и шунты.
Рис.
1. Схемы для измерения напряжения
Внутреннее
сопротивление вольтметра. Для
определения внутреннего сопротивления
вольтметра его необходимо подключить
последовательно с резистором (с
)
к источнику напряжения (рис. 2) . Напряжение
источника поделится между резистором
и вольтметром пропорционально их
сопротивлениям
(3)
Откуда
(4)
Рис.
2. Схема для определения внутреннего
сопротивления вольтметра
Указания
по проведению работы.
-
Собрать
схему, как на рис. 2. -
Сопротивления
R
выбрать с помощью магазинов сопротивлений
так, чтобы напряжения UR
и UV
были приблизительно равнями (
). -
Измерив
цифровым вольтметром напряжения UR
и
UV,
по формуле (4) определить сопротивление
вольтметра RV. -
Собрать
схему, как на рис. 3 (
). -
Рассчитать
значение добавочного сопротивления
RД
(2) для каждого из значений UИП
и
коэффициент n. -
Используя
показание вольтметра 15
В
и
значение коэффициента n,
определить напряжение UИП
(1). Убедиться, что его значение совпадает
с действительным. -
Заполнить
таблицу 1.
).
Рис.
3. Использование добавочного сопротивления
Таблица
1
|
Сопротивление |
UИП, |
n |
RД, |
n∙U, |
||
|
UR, |
UV, |
RV, |
||||
|
30 |
||||||
|
45 |
||||||
|
60 |
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
