حساب التحويلة للأميتر

المفاهيم والصيغ

التحويلة هي مقاومة متصلة عبر أطراف مقياس التيار (بالتوازي مع المقاومة الداخلية للأداة) لزيادة نطاق القياس. التيار المقاس أنا مقسم بين قياس التحويلة (rsh، Ish) و مقياس التيار الكهربائي (ra، Ia) يتناسب عكسًا مع مقاوماتهما.

مقاومة التحويل rsh = ra x Ia / (I-Ia).

لزيادة نطاق القياس بمقدار n مرة ، يجب أن يكون للتحويل مقاومة rsh = (n-1) / ra

أمثلة على

1. مقياس التيار الكهرومغناطيسي له المقاومة الداخلية ra = 10 أوم ، ونطاق القياس يصل إلى 1 أ. احسب مقاومة التحويل rsh بحيث يمكن لمقياس التيار قياس التيار حتى 20 أ (الشكل 1).

أرز. 1.

سينقسم التيار المقاس 20 A إلى تيار Ia = 1 A يتدفق عبر مقياس التيار الكهربائي و Ish الحالي الذي سيتدفق عبر التحويلة:

أنا = Ia + Ish.

لذلك ، يتدفق التيار عبر التحويلة ، Ish = I-Ia = 20-1 = 19 A.

يجب تقسيم التيار المقاس I = 20 A على النسبة Ia: Ish = 1: 19.

ويترتب على ذلك أن المقاومة الفرعية يجب أن تكون متناسبة عكسياً مع التيارات: Ia: Ish = 1 / ra: 1 / rsh؛

Ia: Ish = rsh: ra ؛

1:19 = rw: 10.

مقاومة التحويل rsh = 10/19 = 0.526 أوم.

يجب أن تكون مقاومة التحويلة أقل 19 مرة من مقاومة الأميتر ra بحيث يمر تيار Ish من خلاله ، وهو أكبر 19 مرة من التيار Ia = 1 A الذي يمر عبر مقياس التيار الكهربائي.

2. الملليمتر الكهرومغناطيسي له نطاق قياس غير قابل للتحويل يبلغ 10 مللي أمبير ومقاومة داخلية تبلغ 100 أوم. ما المقاومة التي يجب أن تتمتع بها التحويلة إذا كان الجهاز يقيس التيار حتى 1 أ (الشكل 2)؟

أرز. 2.

عند الانحراف الكامل للإبرة ، يمر التيار Ia = 0.01 A عبر ملف المليمتر وعبر التحويلة Ish:

أنا = Ia + Ish ،

من أين Ish = I-Ia = 1-0.99 A = 990 مللي أمبير.

سيتم تقسيم التيار 1 أ بنسب عكسية للمقاومات: Ia: Ish = rsh: ra.

من هذه النسبة نجد مقاومة التحويلة:

10: 990 = rsh: 100 ؛ rsh = (10 × 100) / 990 = 1000/990 = 1.010 أوم.

عند الانحراف الكامل للسهم ، سيمر التيار Ia = 0.01 A عبر الجهاز ، Ish الحالي = 0.99 A خلال التحويلة والتيار I = 1 A.

عند قياس التيار I = 0.5 A ، فإن Ish الحالي = 0.492 A سوف يمر عبر التحويلة و Ia الحالي = 0.05 A سوف يمر عبر مقياس التيار. السهم ينحرف إلى نصف مقياس.

لأي تيار من 0 إلى 1 أ (مع التحويلة المحددة) ، يتم تقسيم التيارات في الفروع في النسبة ra: rsh ، أي 100: 1.01.

3. مقياس التيار (الشكل 3) له مقاومة داخلية rа = 9.9 أوم ، ومقاومة تحويلته 0.1 أوم. ما هي نسبة التيار المقاس 300 أمبير في الجهاز والتحويلة؟

أرز. 3.

سنحل المشكلة باستخدام قانون Kirchhoff الأول: I = Ia + Ish.

أيضًا ، Ia: Ish = rsh: ra.

من هنا

300 = Ia + Ish ؛

Ia: Ish = 0.1: 9.9.

من المعادلة الثانية نحصل على Ia الحالي ونستبدله في المعادلة الأولى:

Ia = 1 / 99xIsh ؛

300 = 1/99 × إيش + عش ؛

Ishx (1 + 1/99) = 300 ؛

Ishx100 / 99 = 300 ؛

العش = 300/100 × 99 = 297 أ.

التيار في الجهاز Ia = I-Ish = 300-297 = 3 أ.

من إجمالي التيار المقاس ، سوف يمر التيار Ia = 3 A عبر مقياس التيار الكهربائي ، و Ish = 297 A خلال التحويلة.

تحويلة مقياس التيار الكهربائي

4. مقياس التيار الذي تبلغ مقاومته الداخلية 1.98 أوم يعطي انحرافًا كاملاً للسهم عند تيار 2 أ. من الضروري قياس التيار حتى 200 أ. ما هي المقاومة التي يجب أن يتم توصيلها بالتوازي مع أطراف الجهاز يملك؟

في هذه المهمة ، يتم زيادة نطاق القياس بمعامل 100: n = 200/2 = 100.

المقاومة المطلوبة للتحويلة rsh = rа / (n-1).

في حالتنا ، ستكون مقاومة التحويل: rsh = 1.98 / (100-1) = 1.98 / 99 = 0.02 أوم.