E
1
>
E
, направление тока будет таким, как показано на рис.8.9.
Из-за того, что внутреннее сопротивление вольтметра большое, не будем
учитывать проходящий через него ток. Согласно второму правилу
Кирхгофа, потенциальные перепады на внутренних сопротивлениях равны
сумме ЭДС элементов
Ir
1
+ Ir
2
=
E
2
–
E
1
.
(8.21)
Применение знака минус в этой формуле означает, что элементы
в цепи создают противоположно направленные токи. Здесь сила тока,
проходящего через цепь, равняется:
I =
E
E
2
1
1
2
−
+
r
r
(8.22)
Вольтметр покажет значение, равное
U
=
E
1
+
Ir
1
=
E
E
2 1
1 2
1
2
r
r
r
r
.
(8.23)
Образец решения задачи.
ЭДС двух источников тока соответственно равны 2 В и 1,5 В, их
внутренние сопротивления 0,4 Ом и 0,6 Ом, и они соединены как показано
на рисунке 8.9. Определите напряжение между точками
а
и
б
.
Д а н о :
Ф о р м у л а :
Р е ш е н и е :
r
1
= 0,6 Ом
r
2
= 0,4 Ом
E
1
= 2 В
E
2
= 1,5 В
U
=
E
E
2 1
1 2
1
2
r
r
r
r
U
=
1 5
0 4
2
0 6
0 4
0 6
,
,
,
,
,
B
O
O
O
O
M
M
M
M
⋅
+
⋅
+
B
= 1,8 В.
Ответ: U
= 1,8 В.
Найти:
U
= ?
1. При расчетах каких цепей можно пользоваться правилами
Кирхгофа?
2. В каких случаях выгодно последовательное соединение источников тока?
3. В каких случаях источники тока соединяются параллельно?
145
Тема 39.
РАСШИРЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ
АМПЕРМЕТРА И ВОЛЬТМЕТРА
Электроизмерительные приборы, применяемые в электрических
цепях, могут работать в определенных пределах. Например, гальванометр
является очень чувствительным прибором, и он может измерить очень
маленькие силы тока и напряжения. Чтобы увеличить предел измерения
прибора, к нему дополнительно устанавливают сопротивление.
i
g
i
ш
G
i
A
r
V
r
Рис. 8.10.
Рис. 8.11.
Чтобы использовать гальванометр как амперметр, к нему параллельно
подключается маленькое сопротивление, которое называется шунтом
(рис. 8.10).
Сопротивление гальванометра обозначим
R
, сопротивление шунта –
r
.
Гальванометр и шунт между собой соединены параллельно, и на их
концах напряжение будет равно
U
. Тогда силы тока, проходящие через
гальванометр и шунт, определяются следующими соотношениями:
I
г
=
U
R
и
I
ш
=
U
r
Пусть общая сила тока в цепи
I
в
n
раз превышает силу тока,
проходящего через гальванометр
I
г
:
I = n · I
г
;
I
ш
I
г
I
I
R
r
n
H
3
= =
Сила тока в цепи будет равна:
I = I
г
+ I
ш
=
I
г
n + I
г
= I
г
(
n +
1), или
I
г
I
=
1
n+1
.
Таким образом, сила тока,
проходящего через гальвано-
метр, будет в
n
+1 раз меньше, чем общая сила тока. Через выражение силы
тока находим сопротивление шунта, подсоединенного к гальванометру:
146
U
R
(
n
Do'stlaringiz bilan baham: |