§ 2.16. ШКОЛЬНЫЕ ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Внешний вид школьных демонстрационных приборов (амперметра, вольтметра и ваттметра) изображен на рисунке 2-35.

По своему устройству и принципу работы демонстрационные амперметр и вольтметр одинаковы. Оба они магнитоэлектрической системы, а отличаются сопротивлением рамок, элементами схемы и начертанием шкал. На задние стенки приборов выведены корректоры для установки стрелки в начальное положение.

Демонстрационный амперметр используют для измерения постоянного и переменного токов, а также и как чувствительный гальванометр для обнаружения тока и его направления в различных опытах по физике.

Электрическая схема прибора изображена на рисунке 2-36. Рамка измерителя содержит 500 витков изолированного медного провода диаметром 0,05 мм. Сопротивление прибора на зажимах гальванометра — около 385 Ом. При подключении прибора к зажимам «Гальванометр» ток проходит непосредственно через измеритель и прибор используют как чувствительный к току гальванометр ( А/дел.). В этом случае устанавливают шкалу с нулем в середине Столь большое число витков рамки (при

Рис. 2-35

Рис. 2-36

большом сопротивлении ее) выбрано с тем, чтобы при малом токе получить должный вращающий момент.

При измерениях постоянных токов к зажиму «Общ.» подключают прилагаемые к прибору шунты 0—3 или 0—10 А, при измерениях переменных токов прибор подключают к зажимам с теми же шунтами, но с другими шкалами (0—3 и 0—10 А для переменного тока). В этом случае последовательно с измерителем И включены резистор и детектор (диод) Д. Последний пропускает ток только в одном направлении: от диода к измерителю (однополупериодное выпрямление).

Демонстрационный вольтметр служит для измерения напряжений в цепях постоянного (0—5 и 0—15 В) и переменного (0—15 и 0—250 В) токов, а также в качестве чувствительного гальванометра.

Электрическая схема прибора приведена на рисунке 2-37. Рамка измерителя содержит 40 витков медного изолированного провода диаметром 0,23 мм, сопротивление прибора на зажимах гальванометра — около 2,3 Ом. При подключении прибора к зажимам «Гальванометр» он используется как чувствительный к напряжению ( В/дел.) гальванометр со шкалой в условных единицах и с нулем в середине (5—0—5). Малое число витков рамки (при малом ее сопротивлении) выбрано с тем, чтобы при малых напряжениях получить достаточный ток для создания должного вращающего момента.

Рис. 2-37

Рис. 2-38

При измерениях в цепях постоянного тока (зажимы ) применяют прилагаемые к прибору дополнительные сопротивления с соответствующими шкалами (на 5 и 15 В соответственно). Дополнительные сопротивления при этом включаются последовательно с измерителем И через зажим «+».

При измерениях напряжений в цепях переменного тока прибор подключают к зажимам «Общ.» через дополнительные сопротивления со шкалами 0—15 и 0—250 В соответственно. Измеритель И при этом оказывается включенным через гасящий резистор R и через детекторы (диоды) и . Диод пропускает через измеритель И ток только в одном направлении (однополупериодное выпрямление): от диода к измерителю. Диод служит для замыкания цепи при отрицательных полупериодах измеряемого переменного напряжения. Такая схема шунтирует диод от большого обратного напряжения.

Демонстрационный ваттметр служит для измерения активной мощности в цепях переменного тока в школьном физическом эксперименте. В приборе использован механизм ферродинамической системы. Электрическая схема ваттметра изображена на рисунке 2-38.

Токовая обмотка рассчитана на измеряемый ток до 1 А и имеет отвод на 5 А. Обмотку напряжения включают через добавочные резисторы на 30, 150 и 300 В, подключаемые к зажиму Зажимы и U (помеченные звездочками) являются генераторными. Для успокоения колебаний подвижной системы в ваттметре применен магнитоиндукционный успокоитель, состоящий из алюминиевой секторообразной пластины, колеблющейся в поле постоянного магнита.

Школьные демонстрационные приборы совместно с соответствующими учебными таблицами служат также для изучения принципов работы приборов магнитоэлектрической и ферродинамической систем.