Измерение тока в цепях постоянного тока

Для измерения величины постоянного тока последовательно в электрическую цепь включают амперметр магнитоэлектрической системы.

Конструктивно этот прибор выполнен так, что измерительная катушка имеет малое сечение к рассчитана на небольшой ток (5-30 мА). Однако на практике необходимо измерять значительно большие токи, достигающие иногда десятка тысяч ампер. Поэтому возникает необходимость расширения предела измерения амперметра. Для этой цели применяют шунты. Шунт изготовляется из специального сплава (манганина), благодаря чему его сопротивление отличается высокой стабильностью.

Возможность расширения предела измерения объясняется тем, что шунт имеет малое сопротивление, во много раз меньше сопротивления амперметра, и включается параллельно ему: рис. 59. При этом измеряемый ток распределяется между шунтом и амперметром обратно пропорционально их сопротивлениям, т.е.:

. (5.16)

где: – ток амперметра;

- ток шунта;

– сопротивление амперметра;

– сопротивление шунта.

Поскольку , то только весьма небольшая часть измеряемого тока проходит по амперметру, а по шунту проходит практически весь ток. Это можно установить из формулы (5.16):

. (5.17)

Из рис. 59 видно, что измеряемый ток определяется суммой:

. (5.18)

Подставим выражение (5.17) в формулу (5.18), получим:

, (5.19)

где: - коэффициент шунтирования, показывающий во сколько раз измеряемый ток больше тока в катушке амперметра.

Коэффициент шунтирования используется для определения нового предела измерения и новой цены деления амперметра с шунтом:

, (5.20)

, (5.21)

Измеряемый ток в цепи:

, (5.22)

В амперметрах с пределом измерения до 100 А шунт встраивается в корпус прибора и является конструктивной частью прибора. Шкала прибора в этом случае градуируется непосредственно в единицах измеряемого тока.

Шунты на ток свыше 100 А выполняются в виде отдельного вспомогательного устройства и на шкале прибора указывается: «С шунтом». Отдельный шунт может быть либо индивидуальным, либо калиброванным. На индивидуальных шунтах делается надпись «К прибору №».