Расширение пределов измерения амперметра с помощью шунтов

Цель работы: Рассчитать сопротивление шунта к амперметру магнитоэлектрической системы, по данным расчетов подобрать шунт.

Необходимо знать: применение шунтов для измерения больших токов, расчет шунтов.

Необходимо уметь:

- рассчитывать шунт для измерения больших токов;

- подключать прибор магнитоэлектрической системы к шунту.

Пояснение к работе.

В простейшем приборе для измерения тока, построенном на магнитоэлектрическом механизме, весь измеряемый ток I протекает по обмотке рамки (рисунок 3.1, а).

По такой схеме выполняют приборы для измерения малых токов: микро- и миллиамперметры на номинальный ток 30 – 50 мА.

Для измерения больших токов применяют преобразователь тока в напряжение – шунт. Два входных зажима, к которым подводится измеряемый ток I, называют токовыми, а два выходных зажима, с которых снимается напряжение U, называют потенциальными.

К потенциальным зажимам присоединяют измерительный механизм ИМ прибора (рисунок 3.1, б).

а) б)

Рисунок 3.1. Схемы магнитоэлектрических амперметров.

Шунт характеризуется номинальным значением входного тока Iном и номинальным значением выходного напряжения Uном.

Сопротивление шунта рассчитывают по формуле:

Rш = Rи/(n-1), (3.1)

где Rи – внутреннее сопротивление измерительного механизма.

Параметр n =I/Iи называют коэффициентом шунтирования, показывающим во сколько раз ток I_и, протекающий через измерительный механизм, меньше входного тока I.

Задание.

Предварительная подготовка:

1) изучить методические рекомендации по проведению практической работы;

2) рассчитать сопротивление шунта для прибора магнитоэлектрической системы с внутренним сопротивлением Rи=10 Ом и номинальным током Iном = 7, 5 мА, учитывая, что максимальный ток в цепи I= 7, 5 А;

3) подготовить ответы на контрольные вопросы;

4) составить структурную схему измерения больших токов с помощью шунта;

Порядок выполнения работы.

1. Подобрать приборы и электрооборудование для выполнения работы:

- Источник постоянного напряжения, 120 В – 1 шт.

- Реостат, 80 Ом – 1 шт.

- Амперметр с R_ВН=0, 01 Ом – 1 шт.

- Милливольтметр с R_ВН=10 Ом – 1 шт.

- Шунт, Rш расчетное – 1 шт.

2.Собрать схему и показать ее преподавателю.

3.Подобрать расчетное сопротивление шунта.

4.Включить цепь под U и произвести 5-измерений тока и напряжения при разных сопротивлениях реостата (20%; 40%; 60%; 80%; 100%) от номинального значения.

Результаты каждого измерения записать в таблицу 3.1.

Электрическая схема представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2. Электрическая схема

Таблица 3.1 – Опытные и расчетные данные

Рассчитать поправку к показаниям прибора, подключенного к шунту по формуле:

П= I₁ – n I₂. (3.2)

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Построить график поправок П = f(I₁)

Контрольные вопросы.

1. Причины, ограничивающие пределы измерения приборов магнитоэлектрической системы?

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

2. Какие данные необходимы для расчета шунта?

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

3. Как измеряют постоянный ток магнитоэлектрическим прибором с помощью шунта, схема включения?

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________