Вимірювання струму. споживаного електричними ланцюгами, проводиться амперметрами - електровимірювальними приладами, включеними послідовно в ланцюг, в якій вимірюється струм. Обмотку амперметра виконують з невеликого числа витків товстого дроту, тому вона характеризується оченьмалим опором. Мале опір необхідно для того, щоб опір ланцюга, в якій проводиться вимірювання струму, при включенні амперметра практично не змінювалося. При цьому потужність, споживана приладом, також виявляється невеликий.
Включені таким чином амперметри використовуються як прилади безпосередньої оцінки - вони показують безпосередньо числове значення вимірюваного струму.
У ланцюгах постійного струму в основному використовуються амперметри магнітоелектричної, рідше - електромагнітної систем. Обмотка амперметра може допускати обмежене значення виміряного струму. Для розширення меж вимірювання амперметра в електричних ланцюгах постійного струму використовують шунти - спеціальні таровані резистори, що включаються паралельно з амперметром (рис. 4, а).
Опір шунта Rш. як випливає з схеми (рис. 4, а), включено паралельно сопротівленіюRа обмотки амперметра, тому ТОКIО електричного кола розподіляється по відповідним паралельним її гілкам обернено пропорційно опорам:
де Iш - струм в ланцюзі шунта; Іа - струм в ланцюзі амперметра (показання амперметра).
Для схеми (див. Рис. 4, а) справедливо наступне співвідношення між струмами:
З огляду на це вимірюваний струм в електричному ланцюзі можна визначити за показаннями амперметра і відомими значеннями опорів обмотки амперметра і шунта:
З рівняння видно, що для розширення меж вимірювання амперметра в 2 рази опір шунта має бути таким же маленьким, як і опір амперметра Rш = R. Для збільшення межі вимірювань ВN раз опір шунта має бути менше опору амперметра в (N - 1) раз:
У ряді випадків шкала амперметра градуюється з урахуванням наявності шунта, при цьому вимірюваний струм в електричному ланцюзі відраховується безпосередньо за шкалою приладу.
Вимірювання напруги в електричних ланцюгах здійснюється за допомогою вольтметрів - приладів, включених паралельно ділянки кола, на якому вимірюється напруга. Обмотку вольтметра виконують з великого числа витків тонкого дроту, тому вона характеризується дужевеликих опором. Великий опір необхідно для того, щоб опір ділянки кола, на якому виробляється вимір напруги, при включенні вольтметра практично не змінювалося. При цьому потужність, споживана приладом, виявляється невеликий.
Включені таким чином вольтметри використовуються як прилади безпосередньої оцінки - вони показують безпосередньо числове значення вимірюваної напруги.
У ланцюгах постійного струму зазвичай використовуються вольтметри магнітоелектричної і електромагнітної систем. З метою розширення меж вимірювання вольтметрів послідовно з обмоткою включають таровані додаткові резистори, що поміщаються всередині приладу або окремо від нього (див. Рис. 4, б).
При наявності додаткового опору Rдоб. включеного послідовно з обмоткою вольтметра, що має сопротівленіеRв. підмет виміру напряженіеU розподіляється пропорційно цим опорам:
де Uв - напруга на затискачах вольтметра (показання вольтметра); Uдоб - напруга, прикладена до додаткового опору.
Вимірюється напруга U = Uв + Uдоб. З огляду на це вимірювана напруга визначають за показаннями вольтметраUв і відомим опорам обмотки вольтметра і додаткового опору:
Для розширення меж вимірювання значень напруги в N раз опір додаткового опору повинно бути більше великого внутрішнього опору вольтметра в (N - 1) раз.
У багатьох випадках шкала вольтметра градуюється з урахуванням включеного послідовно з його обмоткою додаткового опору, при цьому вимірюється напруга, що діє на затискачах електричного кола, відраховується безпосередньо за шкалою приладу.
Вимірювання електричних опорів здійснюється різними методами. Широко використовується метод амперметра і вольтметра, заснований на застосуванні закону Ома до ділянки електричного кола, який містить вимірюваний опір. За падіння напруги на ділянці кола і струму представляється можливим визначити його сопротівленіеRx:
де U - напруга, що підводиться до вимірюваного опору; I - струм в ланцюзі вимірюваного опору.
Вимірювання великих електричних опорів методом амперметра і вольтметра здійснюється за схемою (рис. 5, а) і використовується в тих випадках, коли вимірюваний опір значно більше опору обмотки амперметра, послідовно з якою вона була придбана. При цьому нехтують падінням напруги на опорі обмотки амперметра, вважаючи, що підводиться напруга повністю докладено до вимірюваного опору. При точному визначенні вимірюваного опору з урахуванням помилки, що вноситься амперметром, його значення розраховується за формулою
де R а - опір обмотки амперметра.
Вимірювання малих електричних опорів методом амперметра і вольтметра здійснюється за схемою (рис. 5, б), яка дозволяє виключити вплив опору обмотки амперметра на точність визначення вимірюваного опору і використовується в тих випадках, коли опір обмотки амперметра можна порівняти з вимірюваним опором. При цьому нехтують струмом через великий опір обмотки вольтметраRв. Для точного визначення опору з урахуванням похибки, що вноситься вольтметром, його значення розраховується так:
