Какое дополнительное сопротивление нужно подключить к вольтметру с внутренним сопротивлением 1 ком

Максимально допустимый ток `I_max` через гальванометр равен цене деления, умноженной на число делений: `I_max=delta*N=1*100=100` мкА. При максимальном токе напряжение на приборе максимально и по закону Ома (8) равно

Для использования этого гальванометра в качестве амперметра для измерения токов силой до `I=1` А необходимо параллельно с ним включить шунт, сопротивление которого найдём по формуле (15):

В этом случае максимальному отклонению стрелки на шкале гальванометра соответствует ток в цепи силой `I=1` А.

Для использования этого гальванометра в качестве вольтметра для измерения напряжений до `U=100` В необходимо последовательно с ним включить добавочное сопротивление, величину которого найдём из (16):

В этом случае максимальному отклонению стрелки на шкале гальванометра соответствует напряжение между точками подключения `U=100` В.

Для измерения сопротивления `R` проводника собрана электрическая цепь, показанная на рис. 11. Вольтметр `V` показывает напряжение `U_V=5` В. Показание амперметра `A` равно `I_A=25` мА. Найдите величину `R` сопротивления проводника. Внутренне сопротивление вольтметра `R_V=1,0` кОм. Внутреннее сопротивление амперметра `R_A=2,0` Ом.

Ток `I_A`, протекающий через амперметр, равен сумме токов `I_V` и `I_R`, протекающих через вольтметр и амперметр соответственно. Напряжения на резисторе `U_R=I_R*R` и вольтметре `U_V=I_V*R_V` одинаковы и равны показанию `U_V` вольтметра. Таким образом, приходим к системе уравнений

определяет величину `R` сопротивления проводника по результатам измерений. Заметим, что для приведённой схемы величина внутреннего сопротивления амперметра оказалась несущественной: `R_A` не входит в ответ.

Источник

Самостоятельная работа по физике Измерение силы тока и напряжения 11 класс

Самостоятельная работа по физике Измерение силы тока и напряжения 11 класс с ответами. Представлено 5 вариантов самостоятельных работ. В каждом варианте по 2 задания.

1 вариант

1. Какое дополнительное сопротивление можно присоеди­нить к вольтметру, имеющему сопротивление 1500 Ом, чтобы цена деления прибора увеличилась в 5 раз?

2. Миллиамперметр со шкалой, рассчитанной на 20 мА, необходимо использовать как амперметр для измерения токов до 1 А. Определите сопротивление шунта, если со­противление миллиамперметра равно 4,9 Ом.

2 вариант

1. Во сколько раз увеличится верхний предел шкалы вольтметра, сопротивление которого 1000 Ом, если по­следовательно с ним соединить добавочное сопротивле­ние в 9 кОм?

2. Амперметр сопротивлением 0,09 Ом необходимо при­менить для измерения силы тока, которая в 10 раз пре­вышает предел измерения амперметра. Определите со­противление шунта, который следует подключить к ам­перметру.

3 вариант

1. Вычислите величину добавочного сопротивления, которое потребуется, чтобы увеличить в 10 раз предел измерения вольтметра, имеющего сопротивление 2 кOм.

2. Во сколько раз возросла цена деления амперметра со­противлением 0,1 Ом, если к нему был подключен шунт сопротивлением 0,005 Ом?

4 вариант

1. Какое добавочное сопротивление следует подключить к вольтметру, имеющему сопротивление 400 Ом, чтобы предел его измерений увеличить в 9 раз?

2. Предел измерения амперметра 2 А. Какой шунт требу­ется к нему подключить для увеличения предела измере­ния до 10 А, если сопротивление амперметра 0,4 Ом?

5 вариант

1. Вольтметр, рассчитанный на измерение напряже­ния до 30 В, имеет внутреннее сопротивление 3 кОм. Какое дополнительное сопротивление нужно подсо­единить к вольтметру для измерения напряжения до З00 В?

2. Определите, какой шунт надо подключить к ампермет­ру, имеющему 20 делений с ценой деления 5 мкА/дел. и внутренним сопротивлением 90 Ом, чтобы можно было измерить силу тока до 1 мА.

Ответы на самостоятельную работу по физике Измерение силы тока и напряжения 11 класс
1 вариант
1. 6 кОм.
2. 0,1 Ом.
2 вариант
1. В 10 раз.
2. 0,01 Ом.
3 вариант
1. 18 кОм.
2. В 21 раз.
4 вариант
1. 3200 Ом.
2. 0,1 Ом.
5 вариант
1. 27 кОм.
2. 10 Ом.

Источник

Расчет добавочного сопротивления

Если потребитель нужно включить на более высокое напряжение, чем то, на которое он рассчитан, последовательно с ним включают добавочное сопротивление rд (рис. 1). На добавочном сопротивлении создается падение напряжения Uд, которое снижает напряжение на потребителе до требуемой величины Uп.

Напряжение источника равно сумме напряжений на потребителе и добавочном сопротивлении: U=Uп+Uд; U=Uп+I∙rд.

Из этого равенства можно определить необходимое добавочное сопротивление: I∙rд=U-Uп, rд=(U-Uп)/I.

Снижение напряжения с помощью добавочного сопротивления неэкономично, так как в сопротивлении электрическая энергия переходит в тепло.

Рис. 1. Добавочное сопротивление

1. Дуговая лампа (рис. 2) потребляет ток I=4 А при напряжении на дуге Uл=45 В. Какое сопротивление необходимо включить последовательно с лампой, если напряжение питающей сети постоянного тока U=110 В?

На рис. 2 приведены схема включения графитовых электродов и добавочного сопротивления, а также упрощенная схема с обозначением сопротивления и дуговой лампы.

Ток I=4 А, проходящий через лампу и добавочное сопротивление rд, создаст на дуге полезное падение напряжения Uл=45 В, а на добавочном сопротивлении падение напряжения Uд=U-Uл=110-45=65 В.

Добавочное сопротивление rд=(U-Uл)/I=(110-45)/4=65/4=16,25 Ом.

2. Ртутная лампа с рабочим напряжением 140 В и током 2 А подключена к сети напряжением 220 В через добавочное сопротивление, величину которого надо подсчитать (рис. 3).

Напряжение сети равно сумме падений напряжения на добавочном сопротивлении и в ртутной лампе:

Падение напряжения возникает на добавочном сопротивлении только при протекании через него тока. При включении на лампу падает полное напряжение сети, так как ток при этом мал. Ток и падение напряжения на добавочном сопротивлении увеличиваются постепенно.

3. Газоразрядная лампа мощностью 40 Вт с рабочим напряжением 105 В и током 0,4 А подключена к сети напряжением 220 В. Подсчитайте величину добавочного сопротивления rд (рис. 4).

Добавочное сопротивление должно снижать напряжение сети U до рабочего напряжения лампочки Uл.

Напряжение сети 220 В вначале необходимо для зажигания лампы.

rд=(115 B)/(0,4 A)=287,5 Ом.

Падение напряжения на сопротивлении приводит к потерям электрической энергии, которая превращается в тепло. При переменном токе вместо добавочного сопротивления применяется дроссель, что гораздо экономичнее.

4. Пылесос, рассчитанный на напряжение Uс=110 В и мощность 170 Вт, должен работать при U=220 В. Каким должно быть добавочное сопротивление?

На рис. 5 показаны эскиз и принципиальная схема пылесоса, где видны двигатель Д с вентилятором и добавочное сопротивление.

Напряжение сети распределяется между двигателем и добавочным сопротивлением rд пополам, так чтобы на двигатель приходилось 110 В.

Ток подсчитаем по данным пылесоса:

5. Двигатель постоянного тока на напряжение 220 В и ток 12 А имеет внутреннее сопротивление rв=0,2 Ом. Каким должно быть сопротивление пускового реостата, чтобы бросок тока при пуске был не больше 18 А (рис. 6)?

Если включить двигатель непосредственно в сеть, без пускового сопротивления, то пусковой ток двигателя будет иметь недопустимое значение Iв=U/rв =220/0,2=1100 А.

Поэтому для включения двигателя необходимо этот ток снизить примерно до величины I=1,5∙Iн. При нормальной работе двигателя реостат замкнут накоротко (движок находится в положении 5), так как двигатель сам создает напряжение, направленное против напряжения сети; поэтому номинальный ток двигателя имеет сравнительно малую величину (Iн=12 А).

При пуске ток ограничивается только пусковым реостатом и внутренним сопротивлением двигателя: I=U/(rд+rв );

18= 220/(rд+0,2); rд=220/18-0,2=12,02 Ом.

6. Вольтметр имеет диапазон измерений Uв=10 В, а его сопро-тивление rв=100 Ом. Каким должно быть добавочное сопротивление rд, чтобы вольтметр измерял напряжения до 250 В (рис. 7)?

Диапазон измерений вольтметра увеличивается при включении последовательного добавочного сопротивления. Измеряемое напряжение U разделяется на два напряжения: падение напряжения на сопротивлении Uд и напряжение на зажимах вольтметра Uв (рис. 8):

Ток, проходящий через прибор, при полном отклонении стрелки будет равен: Iв=Uв/rв =10/100=0,1 А.

Тот же ток должен проходить через вольтметр и при измерении напряжения 250 В (при включенном добавочном сопротивлении).

Тогда 250 B=Iв∙rд+10 B;

Добавочное сопротивление rд=240/0,1=2400 Ом.

При любом добавочном сопротивлении отклонение стрелки вольтметра будет максимальным при напряжении на вольтметре 10 В, однако его шкала градуируется в зависимости от добавочного сопротивления.

В нашем случае максимальному отклонению стрелки должно соответствовать деление 250 В.

В общем случае увеличение диапазона вольтметра будет:

n=U/Uв, или n=(Uд+Uв)/Uв =Uд/Uв +1;

7. Внутреннее сопротивление вольтметра 80 Ом при диапазоне измерений 30 В. Подсчитайте необходимую величину добавочного сопротивления rд для того, чтобы вольтметром можно было замерить напряжение 360 В.

По выведенной в предыдущем расчете формуле добавочное сопротивление равно: rд=(n-1)∙rв,

где увеличение диапазона n=360/30=12.

Добавочное сопротивление rд для нового диапазона измерений 360 В будет 880 Ом.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Билет №13

1. Напряженность поля в центре квадрата, соз­данного четырьмя одинаковыми зарядами, расположенными в вершинах квадрата, по модулю равна (Е₀ — напряженность поля, создаваемого одним зарядом в точке О)

Какое дополнительное сопротивление нужно подключить к вольтметру с внутренним сопротивлением 1 кОм для расширения пределов его измерения в 10 раз?

1. Параллельно 10 кОм,

2. последовательно 10кОм,

3. параллельно 9 кОм,

4. последовательно 9 кОм,

5. параллельно 11 кОм.

3. Если угол 60° между вектором магнитной индукции однородного магнитного поля и прямолинейным проводником с током, помещенным в это поле, уменьшить в 2 раза, то сила Ампера, действующая на проводник

1. увеличится в 2 раза,

2. уменьшится в 2 раза,

3. увеличится в ,

4. уменьшится в ,

5. уменьшится в .

Источник