📜  直流电流表

📅  最后修改于: 2020-11-24 06:25:51             🧑  作者: Mango


电流是电荷的流速。如果该电荷仅在一个方向上流动,那么合成电流称为直流电(DC)。该仪器用于测量直流电,称为直流电流表

如果我们将一个电阻与永磁运动线圈(PMMC)检流计并联放置,则整个组合就可以用作直流电流表。直流电流表中使用的并联电阻也称为并联电阻或简称为shunt 。为了测量较大的直流电流,该电阻的值应被认为较小。

直流电流表的电路图如下图所示。

直流电流表电路图

我们必须将此直流电流表与要测量直流电流的电路分支串联。并联连接的元件两端的电压相同。因此,分流电阻两端的电压$ R_ {sh} $和振镜电阻两端的电压$ R_ {m} $是相同的,因为这两个元件在上述电路中并联连接。从数学上讲,它可以写成

$$ I_ {sh} R_ {sh} = I_ {m} R_ {m} $$

$ \ Rightarrow R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I_ {sh}} $ (等式1)

节点1处的KCL方程

$$-I + I_ {sh} + I_ {m} = 0 $$

$$ \ Rightarrow I_ {sh} = I-I_ {m} $$

$ I_ {sh} $的值入公式1。

$ R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I-I_ {m}} $ (等式2)

以分母项中的$ I_ {m} $作为共同点,它存在于等式2的右侧

$$ R_ {sh} = \ frac {I_ {m} R_ {m}} {I_ {m}(\ frac {1} {I_ {m}}-1)} $$

$ \ Rightarrow R_ {sh} = \ frac {R_ {m}} {\ frac {I} {I_ {m}}-1} $ (等式3)

哪里,

$ R_ {sh} $是分流电阻

$ R_ {m} $是振镜的内部电阻

$ I $是要测量的总直流电流

$ I_ {m} $是满量程偏转电流

待测的总直流电流$ I $与振镜的满刻度偏转电流$ I_ {m} $之比称为乘数m 。从数学上讲,它可以表示为

$ m = \ frac {I} {I_ {m}} $ (等式4)

$ R_ {sh} = \ frac {R_ {m}} {m-1} $ (等式5)

我们可以根据可用数据通过使用公式2或公式5找到分流电阻

多量程直流电流表

在上一节中,我们讨论了通过将电阻器与PMMC检流计并联放置获得的直流电流表。该直流电流表可用于测量特定范围的直流电。

如果要使用直流电流表来测量多个范围的直流电,则必须使用多个并联电阻代替单个电阻,并且电阻的整个组合与PMMC检流计并联。多量程直流电流表的电路图如下图所示。

多量程直流电流表的电路图

将此多量程直流电流表与要测量所需量程直流电的电路分支串联。通过将开关s连接到相应的分流电阻器,可以选择所需的电流范围。

假设当我们考虑将要测量的总直流电流为$ I_ {1}时,$ m_ {1},m_ {2},m_ {3} $和$ m_ {4} $是直流电流表的倍增因数, I_ {2},I_ {3} $和$ I_ {4} $。以下是与每个乘数对应的公式。

$$ m_ {1} = \ frac {I_ {1}} {I_ {m}} $$

$$ m_ {2} = \ frac {I_ {2}} {I_ {m}} $$

$$ m_ {3} = \ frac {I_ {3}} {I_ {m}} $$

$$ m_ {4} = \ frac {I_ {4}} {I_ {m}} $$

在上面的电路中,有四个分流电阻,分别为$ R_ {sh1},R_ {sh2},R_ {sh2} $和$ R_ {sh4} $。以下是与这四个电阻对应的公式。

$$ R_ {sh1} = \ frac {R_ {m}} {m_ {1} -1} $$

$$ R_ {sh2} = \ frac {R_ {m}} {m_ {2} -1} $$

$$ R_ {sh3} = \ frac {R_ {m}} {m_ {3} -1} $$

$$ R_ {sh4} = \ frac {R_ {m}} {m_ {4} -1} $$

上面的公式将帮助我们找到每个并联电阻的电阻值。