Амметер Десигн

Обзор и подключение цифрового вольтамперметра DC 100v 10a digital voltmeter ammeter (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Амметер Десигн

ДЦ струјни кругови


Питање 1

Шта би се догодило са овим покретом мерача, ако је директно прикључен на батерију са 6 волти "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00718к01.пнг">

Открити одговор Сакриј одговор

Две ствари ће се догодити: прво, покрет би највероватније био оштећен од прекомерне струје. Друго, игла би се померила лево уместо десно (како то обично треба), јер је поларитет уназад.

Напомене:

Када је електромеханички покретач метала надмоћан, што доводи до тога да се игла "сламује" све до једног екстремног краја кретања, то се обично назива "фиксирањем" мерача. Видео сам покретаче метара који су били толико "везани" тако да су игле савијене од ударања!

На основу знања ваших студената о дизајну покрета мотора, замолите их да вам кажу шта мисле да би могле постати оштећене у тешком инциденту овакве ситуације као што је ова. Реците им да буду специфични у својим одговорима.

Питање 2

Знамо да је повезивање осетљивог мерења бројила директно у низу са струјним круговима лоша ствар. Дакле, желим да утврдите која друга компонента (и) мора бити повезана с кретањем бројила да бисте ограничили струју кроз свој намотај, тако да повезивање кола серијско помоћу круга са 1 амп резимује иглом мерача која се тачно креће положај на пуној позицији.

На вашем дијаграму покажите и додатну компоненту и начин на који ће склоп склопа бити спојен на круг акумулатора / отпорника да бисте измерили струју.

Открити одговор Сакриј одговор

Следеће питање: с обзиром на опсег ампера од 0 до 1 ампера који је створио 0.4004 Ω "схунт" отпорник, колико струје ће се мерач заправо регистровати када се серијски повезује са 6-волтном батеријом и 6-ома отпорником "напомене скривене" > Напомене:

Почетни ученици понекад осећају "изгубљене" када покушавају одговорити на овакво питање. Они могу знати како примијенити Охмов закон у коло, али не знају како дизајнирати круг који користи Охмов закон за одређену сврху. Ако је то случај, можете усмјерити њихово разумијевање кроз низ питања попут овога:

Зашто покретач мерила "причвршћује" ако је директно повезан са батеријом?
Коју врсту електричне компоненте може да се користи за усмеравање струје "далеко" од кретања, без ограничавања мерене струје?
Како можемо спојити ову компоненту на мерач (серије или паралелне)? (Обратите обе конфигурације и пустите да студент одреди за себе који модел везе испуњава циљ ограничавања струје на мерач.)

Следеће питање је веома интересантно и узрокује да студенти пажљиво процене перформансе ампера који су "створили". На почетку, проблем је сличан ономе у оптерећењу волтметара, осим наравно да се овдје бавимо амметрима, а не волтметрима.

Питање 3

Одредите опсег мерења овог ампера:

Открити одговор Сакриј одговор

Опсег = 500 мА

Напомене:

Одређивање опсега за овај амперметар је једноставно вјежба у Охмовом закону. Веома је важно да ваши ученици препознају вриједност шунтног отпорника као у милијим охмима, а не у мега охмима! Да, постоји разлика између мале слова "м" и великог слова "М"!

Питање 4

Шта ће се десити са функцијом овог амперметарског кола, ако жица означена на илустрацији не би била отворена "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/00732к01.пнг">

Открити одговор Сакриј одговор

Ако жица не би била отворена, амперметар уопште не би одговорио ни на какву количину улазне струје.

Напомене:

Неки ученици могу мислити да амперметар уопште неће реаговати са отвореним отпорником, јер повезују "отворене" грешке са недостатком струје и недостатком струје са нултим одзивом из кретања бројила. Пажљиво испитивање кола, међутим, открива да ће се десити супротно.

Питање 5

Шта ће се десити са функцијом овог амперметарског кола, ако би његов отпор био отворен?

Открити одговор Сакриј одговор

Ако би отпорник отказао, амперметар би постао много осетљивији.

Напомене:

Неки ученици могу мислити да амперметар уопште неће реаговати са отвореним отпорником, јер повезују "отворене" грешке са недостатком струје и недостатком струје са нултим одзивом из кретања бројила. Пажљиво испитивање кола, међутим, открива да ће се десити супротно.

Питање 6

Приказано је амперметарско коло са посебним типом селекторских прекидача, који се зове изборни уређај за прелажење:

Ова посебна врста селектора је важна у амперметичком кругу као што је приказано горе. Ако бисмо изградили такав сличан амперметар користећи нормалан (прекидач -пре-маке ) селектор прекидач, мерач би био подложан оштећењу током нормалног коришћења:

Објасните зашто је први дизајн кола супериорнији од другог, и који облик употребе би се показао штетним за други дизајн (али не и првог).

Открити одговор Сакриј одговор

Тип употребе који би оштетио други метар, али не и први, мења опсеге док мјери струју.

Напомене:

Још једно решење проблема са прекидањем пре него што направите јесте да користите кружни шунтни круг него да имате независни опсег домета за сваки тренутни мерни опсег.

Питање 7

У идеалном случају, ако амперметар има веома ниску улазну резистенцију или веома високу отпорност на улаз (улазна отпорност је количина електричне отпорности која је интринсична за мерач, измерена између његових проводника) "# 7"> Открити одговор Сакри одговор

У идеалном случају, амперметар треба да има најмање могуће отпорност на улаз. Ово је важно када га користите за мерење струје у круговима који садрже мали отпор.

Напомене:

Одговор на ово питање односи се на веома важан принцип мерења . Техници, нарочито, морају бити веома свесни оптерећења мерача и како то може резултирати погрешним мерењима. Одговор се такође односи на то како су амперметери повезани са тестираним колима: увек у серији!

Питање 8

За који дати опсег мерења струје, који пројектни параметри електромеханичког ампера утичу на његову улазну резистенцију? Другим речима, да приступите "идеалној" улазној резистенцији амперметра, за било који од датих опсега, које компоненте компоненте су оптималне?

Открити одговор Сакриј одговор

Да бисте постигли најмањи могући улазни отпор, без промене опсега ампера, потребан вам је кретање бројила са минималним пуњењем струје и минималном количином отпорности завојнице.

Питање за изазов: да ли је могуће побољшати перформансе амперметарског кретања бројила, према препорукама датим овде, додавањем отпорника? Ако је тако, како?

Напомене:

Ако су ваши студенти већ проучавали дизајн волтметара, можда бисте желели да их замолите да упоређују (појединачни) фактор пројектовања који утиче на осетљивост ("охмс-пер-волт") у електромеханичком волтметру са два фактора наведена у одговору на ово питање. Зашто је отпорност завојнице покретача није фактор у осетљивости волтметра, али је у осетљивости ампера? Изазови своје студенте овим питањем, тако што им предложити неке примере волтметарских кола и амперметријских кола са различитим отпорима на завој. Нека схвате како да постављају проблеме, а не да постављате проблеме за њих!

Неки ученици могу предложити да се ефективна отпорност завојнице кретања бројила може смањити додавањем отпорности на шантање унутар кретања. Ако неко предложи ово решење, радите кроз израчунавање примера амперметарског кола на плочи са класи и погледајте који је ефекат!

Питање 9

Шунски отпорници се често користе као уређаји за мерење струје, јер су дизајнирани да испусте врло прецизне количине напона док пролазе велике електричне струје. Мерењем количине напона који је отпуштао отпорник за шантање, моћи ћете да утврдите колико струја пролази кроз то:

Претпоставимо да је отпорност на шанту означена са сљедећим називом: 150 А, 50 мВ . Који је отпор овог шанта, у охмима "# 9"> Открити одговор Сакриј одговор

Метричка нотација: 333, 3 μΩ

Научна нотација: 3.333 × 10 -4 Ω

Обичан децимални запис: 0.0003333 Ω

Напомене:

Питајте ученике како мисле да би отпорник могао бити направљен са тако малим отпором (мали део охм!). Шта они мисле да би изгледао отпорник за шанту у стварном животу? Ако вам је случајно доступан отпорник за шантање у вашој учионици, покажите својим ученицима након што изразе своје мишљење о његовој изградњи.

Питање 10

Отпорници за шантове који се користе за прецизно мерење струје увијек имају четири прикључка за електричне конекције, иако нормални отпорници имају само два:

Објасните шта би било погрешно када би се кретање волтметара повезало директно на исте две терминале који проводе високу струју кроз шунтни отпорник, овако:

Открити одговор Сакриј одговор

Двожична веза са отпорником на шунту неће бити тачна као четвороводни отпорник, захваљујући отпорности на ломљење унутар причвршћене везе између жица и тијела отпорника.

Питање изазова: нацртајте схематски дијаграм који показује све отпорности на оштећења унутар двожичног кола за повезивање сензора, како би се појаснио концепт.

Напомене:

Иако неколико фракција охма отпорне отпорности можда неће изгледати много, оне су значајне када се разликују од већ (врло) ниског отпора тела шанта отпорника.

Једна од концептуалних потешкоћа са којима сам се сусрела са студентима у више наврата је конфузија око тога колико отпора, напона, струје и сл. Представља "значајну" количину. На пример, ученици су ми рекли да је разлика између 296.342, 5 ома и 296.370, 9 ома "стварно велика", када је заправо мање од десет хиљада процената основних вредности отпора. Студенти једноставно одузимају два отпорника и добијају 28.4 ома, а онда сматрају да је "28.4" значајна количина, јер се може упоредити са неким другим вредностима за које се користе (100 ома, 500 ома, 1000 ома итд. ).

Насупрот томе, ученици не могу да виде значење неколико стотина ома отпорног отпорника у склопу отпорника за шантање, када је читава отпорност самог отпорника само неколико стотина ома. Најважније у проблемима тачности је проценат или грешка, а не апсолутна вредност саме грешке. Ово је још једна практична примена процене вјештина, коју треба појачати у свакој прилици.

Питање 11

Отпорници за отпуштање, који су врло ниски у отпору, обично се израђују из релативно великих метала метала. Њихов прецизан отпор се калибрира кроз процес познат као обрезивање, где техничар узима металну датотеку и "тримс" метал из шнунског проводника све док отпор не достигне своју исправну вриједност. Ово, наравно, функционише само ако се намјерно произведе отпорник за шантање са превисоким отпором. Као што шета стара столара иде, "два пута сам пресецао плочу и још је прекратко!"

Како су отпорници за шантање имали такве невероватно ниске отпорне вредности, како измерити отпорност шанта са високом прецизношћу током процеса "обрезивања" # 11 "> Открити одговор Сакри одговор

Изградите амперметар и уклопите резервоар за шантање на месту, са калибрираном количином струје кроз њега.

Напомене:

Одговор на ово питање је варљиво једноставан, али изузетно практичан. Наравно, било би лијепо имати најбољу могућу опрему за тестирање и калибрацију у било ком тренутку у нашој лабораторији, али морамо бити реални. За ученике је изузетно важно да се дискутују о оваквим проблемима са практичне перспективе. Ваш задатак и ваша је привилегија као њихов инструктор да своје искуство донесете у такве дискусије и изазовите ученицима реалне препреке њиховим (често) идеалистичким очекивањима.

Питање 12

Важан корак у изградњи било ког аналогног волтметра или ампера је прецизно одређивање отпорности завојнице кретања бројила. У електричној мјеритељству често је лакше добити екстремно прецизне ("стандардне") вриједности отпорности него да добије једнако прецизне напонске или струјне мјерења. Једна техника која се може користити за одређивање отпорности завојнице покрета бројила без потребе прецизног мерења напона или струје је следећа.

Прво, повежите декадни тип кутије променљиве отпорности у серији са регулисаним ДЦ напајањем, а затим да се провери кретање бројила. Подесите отпор декадне кутије тако да се кретање бројила помера до неке тачне тачке на њеној скали, пожељно пуном (100%) ознаком. Снимите поставку отпора декадне кутије као Р 1 :

Потом повежите познати отпор паралелно са терминалима кретања бројила. Овај отпор ће бити познат као Р с, отпорност на шантање . Промена кретања бројача ће се смањити када то урадите. Поново прилагодите отпор декадне кутије док се неуспјех кретања бројила не врати на своје раније мјесто. Снимите поставку отпора декадне кутије као Р 2 :

Отпор намотаја кретања бројила (Р калем ) може се израчунати према следећој формули:

Р калем = Р с


Р 2

(Р1-Р2)

Ваш задатак је да покажете одакле долази ова формула, која произилази из Охмовог закона и било које друге једначине за које сте можда упознати за анализу кола.

Напомена: у оба случаја (декадна кутија постављена на Р 1 и постављена на Р 2 ), напон преко отпорника завојнице покрета је исти, струја кроз кретање бројача је иста, а напон напајања је исти.

Открити одговор Сакриј одговор

Једно место за почетак је једначина разводника напона, В Р = В Т ((Р / (Р Т ))) која се примјењује на сваки коло сценарио:

В метар = Р калем


Р 1 + Р калем

В метар = Р калем || Р с


Р 2 + (Р калем || Р с )

Пошто знамо да је напон мерача исти у ова два сценарија, можемо да подесите ове једначине једнаке једни другима:

Р калем


Р 1 + Р калем

= Р калем || Р с


Р 2 + (Р калем || Р с )

Напомена: двоструке шипке у горњој једначини представљају паралелни еквивалент Р калема и Р с, за који ћете имати замјену одговарајућег математичког израза.

Напомене:

Овај проблем заправо није ништа друго до вежба у алгебри, иако показује како се могу добити прецизна електрична мерења коришћењем стандардних отпорника, а не прецизних волтметара или амперметара.

Питање 13

Немој само седети тамо! Изградите нешто!

Учење математички анализирајућих кола захтева много студија и праксе. Уобичајено, ученици практикују тако што раде кроз многе проблеме узорка и провјеравају своје одговоре против оних које предвиђа уџбеник или инструктор. Иако је ово добро, постоји много бољи начин.

Више ћете научити стварајући градњу и анализу стварних кола, дозвољавајући вашој опреми за тестирање да пружи "одговоре" уместо књиге или друге особе. За вежбе вежбања кола, следите ове кораке:

  1. Пажљиво измерите и забележите све компоненте прије изградње кола.
  2. Прикријемо шематски дијаграм за коло које треба анализирати.
  3. Пажљиво изградите овај круг на плочи или другом пригодном медију.
  4. Проверите тачност конструкције кола, пратите сваку жицу на сваку везну тачку и проверите ове елементе један по један на дијаграму.
  5. Математички анализира круг, решава за све вредности напона, струје итд.
  6. Пажљиво измерите те количине како бисте потврдили тачност ваше анализе.
  7. Ако постоје било какве значајне грешке (веће од неколико процената), пажљиво провјерите конструкцију кола на дијаграму, а затим пажљиво поновно израчунајте вриједности и поновно измјерите.

Избегавајте врло високе и веома ниске вредности отпорника, како бисте избегли грешке у мерењу узроковане "учитавањем" мерача. Препоручујем отпорнике између 1 кΩ и 100 кΩ, осим ако, наравно, сврха кола није да илуструје ефекте утискивања мерача!

Један од начина на који можете уштедјети време и смањити могућност грешке је започињање врло једноставног круга и постепено додавање компоненти како би се повећала његова сложеност након сваке анализе, умјесто изградње потпуно новог кола за сваки проблем у пракси. Друга техника за уштеду времена је поновна употреба истих компоненти у различитим конфигурацијама кола. На овај начин нећете морати да измерите вредност било које компоненте компоненте више од једном.

Открити одговор Сакриј одговор

Нека сами електрони дају одговоре на своје "проблеме у пракси"!

Напомене:

Било је моје искуство да студенти захтевају много вежбања са анализом кола како би постали способни. У том циљу, инструктори обично пружају својим ученицима мноштво проблема у пракси и пружају одговоре студентима да провере свој рад против. Иако овакав приступ чини ученицима умешан у теорију кола, не успије их потпуно образовати.

Студенти не требају само математичку праксу. Они такође требају стварне, практичне кругове за изградњу праксе и употребу опреме за тестирање. Дакле, предлажем следећи алтернативни приступ: ученици треба да граде сопствене "праксе" са стварним компонентама и покушају математички предвидјети различите напонске и тренутне вриједности. На овај начин, математичка теорија "оживи", а студенти стичу практичну стручност коју не би добили само решавањем једначина.

Други разлог за пратњу овог начина праксе јесте да науче ученичке научне методе : процес тестирања хипотезе (у овом случају, математичких предвиђања) вршењем правог експеримента. Студенти ће такође развити стварне вештине решавања проблема јер повремено врше грешке у конструкцији кола.

Проведите неколико тренутака са вашом класом да бисте прегледали неке од "правила" за изградњу кругова пре него што почну. Разговарајте о овим питањима са вашим ученицима на исти начин у Сократу како бисте нормално разговарали о питањима радног листа, а не само да им кажете шта требају и не би требало да раде. Никада не престајем да се чудим колико су лоши ученици схватили упуте када су представљени у типичном предавању (инструктор монологу) формату!

Напомена инструкторима који се могу жалити на "изгубљено" време потребно да ученици граде стварна кола уместо само математички анализирање теоријских кругова:

Која је сврха ученика који су се држали курса "мета-тагови скривени-принт">

Повезани алати:

Антенна Довнтилт и Калкулатор покривања Мицрострип Индуцтанце Калкулатор Стриплине Цроссталк Калкулатор

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →