3.6.6. Измерение сопротивлений
Метод определения сопротивлений с помощью амперметра и вольтметра является косвенным, так как в этом случае по показаниям приборов I и U, пользуясь законом Ома, находят искомое сопротивление
При измерении сопротивления этим методом приборы могут быть включены двумя способами (рис. 3.16),
причем и в том и в другом случае результаты не будут точными, если не ввести соответствующие поправки.
Когда на схеме рис. 3.16 переключатель находится в положении 1, ошибка в определении сопротивления rX - обусловливается тем, что вольтметр измеряет не только напряжение на сопротивлении, но и потерю напряжения в сопротивлении амперметра rА. Когда измеряемое сопротивление значительно больше сопротивления амперметра (rX >> rА.), тогда падением напряжения в сопротивлении rА можно пренебречь и вычислять искомое сопротивление непосредственно по показаниям приборов. Если же сопротивления rX и rА соизмеримы по значению, то для получения более точного результата необходимо пользоваться формулой
Когда на схеме рис. 3.16 переключатель находится в положении 2, ошибка в определении сопротивления rX обусловливается тем, что амперметр показывает сумму двух токов, один из которых ( IX ) проходит через неизвестное сопротивление rX , другой ( IU ) - через вольтметр:
Если при этом измеряемое сопротивление значительно меньше сопротивления вольтметра ( rX << rА ), то током IU , проходящим через вольтметр, можно пренебречь и искомое сопротивление можно вычислить непосредственно по показаниям приборов. Если же эти сопротивления соизмеримы по значению, то для получения более точного значения rX пользуются формулой
Рассмотренный косвенный метод измерения сопротивлений не всегда удобен, так как требует затрат времени на дополнительные вычисления. Кроме того, он отличается невысокой точностью из-за влияния внутренних сопротивлений приборов.
Для непосредственного измерения сопротивлений служат специальные приборы - омметры, которые представляют собой комбинацию магнитоэлектрического миллиамперметра и специальной измерительной схемы. Шкалу такого прибора градуируют в омах.
На схеме рис. 3.18 последовательно с миллиамперметром включены резистор с сопротивлением rX , регулируемый добавочный резистор с сопротивлением rP и источник питания. В этом случае шкала прибора обратная, так как с увеличением измеряемого сопротивления ток в приборе уменьшается:
где U- рабочее напряжение омметра.
При неизменном U показание прибора зависит только от измеряемого сопротивления rX так как значению rX соответствует определенное значение тока IХ. Это позволяет шкалу миллиамперметра отградуировать в омах.
Показания омметров зависят от значения ЭДС источника питания, которая с течением времени уменьшается, что является существенным недостатком этих приборов. Для того, чтобы при изменении ЭДС источника рабочее напряжение U оставалось постоянным, омметры снабжают специальным добавочным сопротивлением rP с помощью которого регулируют прибор перед измерением {регулировка нуля).
На практике чаще всего применяют омметры, показания которых иг зависят от ЭДС источника питания. В качестве таких омметров используют магнитоэлектрические логометры - приборы, у которых отсутствует механическое устройство для создания противодействующего момента. Магнитоэлектрический логометр состоит из двух катушек, закрепленных на одной оси под углом 90º и жестко связаных друг с другом.
В цепях переменного тока применяют логометры электромагнитной и электродинамической систем. Логометры электромагнитной системы используют для измерения частоты, емкости, индуктивности и других величин. Электродинамические логометры применяют для измерения различных величин в цепях переменного тока. В частности, их широко используют в качестве фазометров.
Рассмотрим мостовой метод измерения. Измерительное устройство, выполненное по мостовой схеме (рис. 3.17) и позволяющее измерять электрические сопротивления методом сравнения, называют измерительным мостом.
Разновидностями мостов постоянного тока являются одинарные (четырехплечие) и двойные (шестиплечие) мосты, как уравновешенные, так и неуравновешенные. Мосты выполняются с ручным и автоматическим уравновешиванием. Наиболее широкое применение имеют одинарные уравновешенные мосты.
