Электроизмерительные приборы
⚡ Физика · 8 класс
Как устроены амперметр и вольтметр на основе действия тока в магнитном поле.
Как измеряют ток и напряжение
Электроизмерительные приборы — это устройства для измерения силы тока, напряжения и других электрических величин. Самые важные школьные приборы — амперметр (измеряет силу тока) и вольтметр (измеряет напряжение). Многие из них устроены на основе одного и того же явления: действия магнитного поля на проводник с током.
Принцип работы стрелочного прибора
Внутри прибора есть лёгкая катушка, помещённая между полюсами постоянного магнита. Когда по катушке идёт ток, на неё действует магнитное поле, и катушка поворачивается. К катушке прикреплена стрелка, которая отклоняется по шкале. Чем больше ток, тем сильнее поворот.
Логика работы:
ток в катушке -> магнитное поле действует на неё -> катушка поворачивается -> стрелка отклоняется
Возвращает стрелку на ноль тонкая пружина: когда тока нет, пружина удерживает стрелку в начале шкалы.
Амперметр и вольтметр
| Признак | Амперметр | Вольтметр |
|---|---|---|
| Что измеряет | силу тока | напряжение |
| Как включают | последовательно | параллельно участку |
| Сопротивление | очень малое | очень большое |
| Единица | ампер (А) | вольт (В) |
Амперметр включают последовательно, чтобы через него шёл весь измеряемый ток. Его сопротивление делают малым, чтобы он почти не влиял на цепь. Вольтметр включают параллельно участку, и его сопротивление, наоборот, очень большое, чтобы он почти не отбирал ток.
Частая ошибка: включить амперметр параллельно, а вольтметр последовательно. Амперметр с малым сопротивлением, включённый параллельно прямо к полюсам источника, вызовет короткое замыкание и может выйти из строя.
Цена деления и предел измерения
Прежде чем снимать показания, надо определить цену деления шкалы — значение, на которое отличаются два соседних штриха. Для этого берут разность двух подписанных чисел и делят на число делений между ними. Каждый прибор имеет предел измерения — наибольшую величину, которую он может показать. Превышать его нельзя: стрелка зашкалит, а прибор может сломаться.
| Понятие | Что означает |
|---|---|
| Цена деления | значение одного промежутка шкалы |
| Предел измерения | наибольшее показание прибора |
Другие электроизмерительные приборы
Кроме амперметра и вольтметра, есть и другие приборы. Омметр измеряет сопротивление, ваттметр — мощность тока, а счётчик в квартире измеряет израсходованную электроэнергию. Многие современные приборы делают цифровыми: они показывают результат числом на экране, но всё равно основаны на действии тока.
Правила подключения
- Соблюдай полярность: ток должен входить в клемму «плюс».
- Не превышай предел измерения прибора.
- Амперметр — в разрыв цепи, вольтметр — к концам участка.
Кратко о главном
- Стрелочные приборы работают на действии магнитного поля на катушку с током.
- Чем больше ток, тем сильнее поворот стрелки.
- Амперметр включают последовательно, вольтметр — параллельно.
- Амперметр имеет малое сопротивление, вольтметр — большое.