Главная » Начинающим
Призовой фонд
на сентябрь 2020 г.
1. 1500 руб
Сайт Паяльник
2. Осциллограф DSO138
Сайт Паяльник
3. 50 руб.

Похожие статьи:


Упражнения 1.7, 1.8, 1.9, "Искусство схемотехники", 3-е издание

Упражнение 1.7

Что покажет стрелочный вольтметр с характеристическим коэффициентом 20000 Ом/В и размахом шкалы в 1 В, если к нему подключить источник питания с напряжением в 1 В и внутренним сопротивлением 10 кОм? Что покажет данный вольтметр, если к нему подсоединить идеальный источник питания (с нулевым внутренним сопротивлением) с напряжением в 1 В через делитель, образованный двумя одинаковыми резисторами номиналом 10 кОм?

В наличии: k = 20000 Ом/В; VVmax = 1 В;

а) VS = 1 В; RS = 10 кОм;

б) VS = 1 В; R1 = R2 = 10 кОм.

а) VV – ?

Характеристический коэффициент вольтметра определяется следующим соотношением:

(1)

С помощью формулы (1) можно выразить и определить внутреннее сопротивление вольтметра:

(2)

Сопротивление источника питания и внутреннее сопротивление вольтметра образуют резистивный делитель напряжения. Поэтому, при расчете показаний вольтметра воспользуемся формулой для выходного напряжения резистивного делителя:

б)  VV – ?

Резистор R2 удобно представить в виде двух параллельно соединенных резисторов RV. Тогда схема примет вид:

С учетом уже известной величины внутреннего сопротивления вольтметра (2), общее сопротивление трех параллельно соединенных резисторов RV будет равно:

(3)

Как мы видим, нам снова приходится иметь дело с резистивным делителем напряжения. Вычислим показания вольтметра в соответствии с известной формулой резистивного делителя напряжения и уже определенной величины (3):

Упражнение 1.8

Имеется гальванометр с током максимального отклонения стрелки в 50 мкА и внутренним сопротивлением 5 кОм. Какое сопротивление должно быть у шунтирующего резистора, подключаемого параллельно гальванометру, чтобы превратить прибор в амперметр, измеряющий в пределах от 0 до 1 А? Какое сопротивление должно быть у резистора, подключаемого последовательно с гальванометром, чтобы превратить прибор в вольтметр, измеряющий в пределах от 0 до 10 В?

В наличии: IGmax = 50 мкА; RG = 5 кОм;

   а) Imin = 0 А; Imax = 1 А;

   б) Vmin = 0 В; Vmax = 10 В.

а) Rsh – ?

Применяя к нашей цепи правило Кирхгофа для напряжений и закон Ома, получим следующее равенство:

(1)

Перепишем выражение (1) относительно искомой величины сопротивления шунта:

(2)

Используя правило Кирхгофа для токов, определим ток через шунт:

(3)

Перепишем выражение (2) с учетом выражения (3) и получим формулу для сопротивления шунта амперметра, выраженную через известные нам величины:

(4)

В нашем конкретном случае, величиной тока гальванометра в знаменателе можно пренебречь (IGmax << Imax) и тогда выражение (4) упростится, после чего мы сможем рассчитать сопротивление шунта:

б) Rser – ?

Снова воспользуемся правилом Кирхгофа для напряжений и законом Ома. В результате получим следующее выражение:

(5)

Выражение (5) позволяет нам выразить последовательное сопротивление вольтметра и рассчитать его:

Упражнение 1.9

Очень большое входное сопротивление цифровых мультиметров (тестеров, или уж если совсем по-русски, то универсальных измерительных устройств) в режимах измерения постоянного напряжения, позволяет измерять очень малые токи (даже если в цифровом  мультиметре измерение токов явно не предусмотрено).

В качестве примера, рассмотрим такую ситуацию, когда вам необходимо измерить малый ток, протекающий через сопротивление в 1000 МОм, «утечку сопротивления» (под «утечкой» понимают очень  малые токи, которых в идеале быть не должно; например, такие токи проходят сквозь изоляцию кабелей, закапываемых в грунт). У вас имеется в наличии обычный цифровой мультиметр, у которого в режиме измерения постоянного напряжения «2 V» входное сопротивление составляет 10 МОм. У вас под рукой также имеется источник питания с постоянным напряжением в 10 В. Как же вам применить имеющийся инструментарий для того, чтобы достаточно точно измерить утечку сопротивления?

В наличии: VS = 10 В; Ri = 10 МОм; R = 1000 МОм.

I – ?

Не нужно иметь семи пядей во лбу, чтобы понять, что речь в очередной раз идет о монументальной схеме резистивного делителя напряжения.

В соответствии с формулой, характерной для резистивного делителя напряжения, рассчитаем показания мультиметра:

(1)

Теперь, в соответствии с законом Ома и показаниями мультиметра (1) определим утечку сопротивления:

Прикрепленные файлы:

Опубликована: 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (6) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Андрей #
В 1.7 б) толи ошибка толи у меня лыжи не едут.
Делитель состоит из двух резисторов 10к. Вольтметр представили как 2 резистора по 10к. Тогда R com =10k.
Ответить
0

[Автор]
Vladimir_Rapava #
Ваши лыжи не едут потому, что не внимательны!
Ответить
0
Петр #
1.7- а тоже ошибка. Требовалось посчитать что покажет прибор, а не считать напряжение падающее на нем.
Ответить
0

[Автор]
Vladimir_Rapava #
Петр, вы удивитесь, но вольтметр показывает напряжение между точками его подключения! Интересно узнать, что же по вашему покажет прибор? :)
Судя по выражению "тоже", ваши лыжи не едут и относительно пункта б) упражнения. У меня складывается впечатление, что вы плохо читали отечественные издания книги "Искусство схемотехники" (как и предыдущий "оратор"), не говоря уже о чтении третьего издания в оригинале! Докажите свое мнение, коли так! Ошибок в упражнении 1.7 нет, вероятнее всего, что ошибаетесь вы сами!
Ответить
0
Вася #
Добрый день, Владимир. Спасибо за ваши труды в опубликовании решений задач. Объясните пожалуйста, какой смысл в задаче 1.9? В ней говориться об мультиметре, его шкале 2В (которая не используется), его сопротивлении. В вашем решении получилось 10нА. Почему тогда просто не использовать закон Ома i=u/r, и не поделить 10В/1000МОм и получатся те же 10нА. Или поделить 10В/(R утечки + R мультиметра) = 10/(1000МОм + 10МОм) = 9.9нА. И даже если решать так, зачем там мультиметр вообще, и его шкала 2В, если можно просто взять резистор 10МОм. Может здесь трудности перевода и авторы в предложении "How can you use what you’ve got to measure accurately the leakage resistance?" под "leakage resistance" имелли ввиду сопротивление утечки, а не ток?
Ответить
0

[Автор]
Vladimir_Rapava #
Василий, окститесь! Понятие "сопротивление утечки" физически бессмысленно! Авторы вам тут же в условии и поясняют, что такое "утечка". Вы недопонимаете методику и, видимо, еще не читали спецификации к мультиметрам. R=1000 МОм берется для того, чтобы посчитать показания прибора! При реальных измерениях прибор вам сам все покажет и точное значение R вам будет неизвестно! Интересно было бы посмотреть, как вы используете резистор номиналом 10 МОм вместо мультиметра! Если у вас все получится, то мировые продажи мультиметров резко обвалятся! :)
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Макетная плата для пайки (10 шт)
Макетная плата для пайки (10 шт)
Pickit 2 - USB-программатор PIC-микроконтроллеров UNI-T UT-61A
вверх