Preklopno vezje ampermetra in voltmetra
Pri ampermetrih tok, ki teče skozi napravo, ustvari navor, ki povzroči, da se gibljivi del odkloni pod kotom, ki je odvisen od tega toka. Ta odklonski kot se uporablja za določitev trenutne vrednosti ampermetra.
Za merjenje toka v nekem sprejemniku energije z ampermetrom je treba ampermeter povezati zaporedno s sprejemnikom, tako da sta tok sprejemnika in ampermetra enaka. Upornost ampermetra mora biti majhna v primerjavi z uporom sprejemnika energije, s katerim je zaporedno povezan, tako da njegova vključitev praktično ne vpliva na velikost toka sprejemnika (na način delovanja vezje). Tako mora biti upor ampermetra majhen in manjši kot je, večji je njegov nazivni tok. Na primer, pri nazivnem toku 5 A je upornost ampermetra ra = (0,008 - 0,4) ohma. Z nizko odpornostjo ampermetra so tudi izgube moči v njem majhne.
riž. 1. Shema povezovanja ampermetra in voltmetra
Pri nazivnem ampermetrskem toku 5 A je disipacija moči Pa = Aza2r = (0,2 — 10) VA ... Napetost, ki se izvaja na sponkah voltmetra, povzroči tok v njegovem tokokrogu. Pri enosmernem toku je odvisno samo od napetosti, tj. Iv = F (Uv). Ta tok, ki prehaja skozi voltmeter, pa tudi v ampermeter, povzroči, da se njegov gibljivi del odkloni pod kotom, ki je odvisen od toka. Na ta način bo vsaka vrednost napetosti na sponkah voltmetra natančno določena vrednost toka in kota vrtenja gibljivega dela.
Za določitev napetosti na sponkah sprejemnika ali generatorja energije glede na odčitke voltmetra je potrebno njegove sponke povezati s sponkami voltmetra, tako da je napetost sprejemnika (generatorja) enaka napetosti voltmeter (slika 1).
Upornost voltmetra mora biti velika v primerjavi z uporom sprejemnika energije (ali generatorja), tako da njegova vključitev ne vpliva na izmerjeno napetost (na način delovanja vezja).
Primer. Na sponke vezja z dvema zaporedno vezanima sprejemnikoma (slika 2), ki imata upor r1=2000 ohmov in r2=1000 ohmov, je napetost U=120 V.
riž. 2. Shema za vklop voltmetra
V tem primeru je na prvem sprejemniku napetost U1 = 80 V, na drugem pa U2 = 40 V.
Če priključite voltmeter z uporom vzporedno s prvim sprejemnikom rv = 2000 ohmov za merjenje napetosti na njegovih sponkah, potem bo napetost tako prvega kot drugega sprejemnika imela vrednost U'1=U'2= 60 V.
Tako je vklop voltmetra povzročil spremembo napetosti prvega sprejemnika z U1 =80 V na U'1= 60 V, napaka pri merjenju napetosti zaradi vklopa voltmetra je enaka ((60V — 80V) / 80 V) x 100 % = - 25 %
Tako mora biti upor voltmetra večji in večji kot je, večja je njegova nazivna napetost. Pri nazivni napetosti 100 V je upornost voltmetra rv = (2000 - 50.000) ohmov. Zaradi visoke upornosti voltmetra so izgube moči v njem majhne.
Pri nazivni napetosti voltmetra 100 V je disipacija moči Rv = (Uv2/ rv) Kaj.
Iz zgoraj navedenega sledi, da imata lahko ampermeter in voltmeter merilne mehanizme na isti napravi, ki se razlikujeta le po svojih parametrih. Toda ampermeter in voltmeter sta v merjeno vezje vključena na različne načine in imata različna notranja (merilna) vezja.