§ 98. Измерение тока

Для измерения тока в цепи служат амперметры, включаемые последовательно в цепь, где производится определение величины тока. Чтобы ток в цепи при включении амперметра не изменился, необходимо сопротивление его обмотки делать очень малым. Для этого обмотку амперметра делают из небольшого числа витков толстой проволоки. Чтобы расширить пределы измерения амперметра, применяют шунты. Шунты представляют собой манганиновые пластины или стержни, впаянные в медные или латунные наконечники (рис. 226). Шунт включается в цепь последовательно. Параллельно ему включается амперметр (рис. 227), Ток цепи I в точке A разветвляется обратно пропорционально сопротивлениям обмотки амперметра r_a и шунта r_ш:

откуда сопротивление шунта будет

Рис. 226. Амперметр с шунтом

Рис. 227. Схема включения амперметра с шунтом

Обозначим отношение тока I к току I_а через n (число n иногда называют коэффициентом шунтирования). Тогда выражение для r_ш можно записать так:

Пример 1. Определить сопротивление шунта к амперметру на 5 а с внутренним сопротивлением 0,006 ом, необходимого для измерения тока 20 а:

I_а = 5 а

r_а = 0,006 ом

I = 20 а

На токи до 100 а шунты помещают внутри прибора (внутренние шунты). На большие токи шунты делаются наружными и присоединяются к амперметрам при помощи проводов, сопротивление которых точно выверено, так как иначе распределение токов будет другим и измерение неправильным. Встречаются универсальные шунты на несколько пределов измерений. Приборы, которые постоянно работают со своим индивидуальным шунтом, градуируются с учетом шунта, о чем делается надпись на шкале прибора. Часто применяются также калиброванные шунты. Такой шунт можно включать с любым прибором, рассчитанным на ту же величину падения напряжения, что и данный шунт. Обычно шунты ставятся только к приборам магнитоэлектрической системы для измерений в цепях постоянного тока.

Для расширения пределов измерения амперметров в цепях переменного тока применяются трансформаторы тока (рис. 228).

Рис. 228. Применение трансформаторов тока для измерения тока: а - при равномерной нагрузке, б - при неравномерной нагрузке