В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

Пример 1. Параллельно соединены два резистора с номиналами 7,5 кОм и 5 кОм. Прикладывая край линейки к делениям 7,5 на шкале ОА и к 5 — на шкале ОВ , на шкале ОС считываем результат — 3. Общее с сопротивление резисторов будет 3 кОм.

Пример 2. Подобрать два резистора с номиналами одного порядка, общее сопротивление которых при параллельном соединении составило бы 35 Ом.

Деления с числом 35 на шкале ОС нет, поэтому пользуются делением 3,5, помня при этом, что полученный результат надо будет умножить на 10. Сопротивления резисторов находят по шкале ОА и ОВ и выбирают наиболее приемлемый вариант.

Чтобы построить такую номограмму, надо стороны ОА и ОВ равнобедренного треугольника АОВ разделить на 10 равных частей, а биссектрису ОС — на 5 частей. Отсчет ведут от точки О . Каждое деление можно разделить еще на 10 или 5 частей. Угол АОВ может быть любым.

Участок АЕ = (1/10) АВ , а шкала ОЕ , используемая в тех случаях, когда исходные и определяемые электрические величины различаются между собой на один порядок, должна быть разделена на 9,1 части. Значения делений шкалы ОА останутся без изменений, а цена делений шкалы ОВ увеличится в 10 раз.

На рис. 2.23 показан «ключ» пользования диаграммой.

Рис. 2.23. Подбор второго резистора к 150-омному резистору для получения результирующего сопротивления, равного 120 Ом

На практике редко встречаются случаи, когда можно встретить либо только последовательное, либо только параллельное соединение сопротивлений. Чаще всего встречается смешанное соединение сопротивлений (рис. 2.24, а ). Чтобы вычислить токи и напряжения в схеме, необходимо ее преобразовать либо только к последовательному, либо только к параллельному соединению. На рис. 2.24 надо найти эквивалентное сопротивление R 0параллельно соединенных резисторов R2 и R3, тогда схема будет состоять из двух последовательно соединенных резисторов R1 и R 0, что уже не составит труда для вычислений (рис. 2.24, б ).

Рис. 2.24. Из которого видно как преобразовать сложную цепь (смешанное соединение резисторов) в простую, позволяющую провести ее расчет

• Решим задачу. На схеме рис. 2.24, а найти силу тока I1, если напряжение источника питания U = 1,5 В, R1 = 100 Ом, R2 = 150 Ом, R3 = 330 Ом.

Решение. Из рис. 2.24, б видно, что сила тока I1= U/ R э, a R э= R1+ R 0.

Определим R 0.

R 0= R2∙ R3/( R2+ R3) = 150∙330/480 = 103,1 Ом.

Тогда общее сопротивление электрической цепи

R э= R1+ R 0 = 100 + 103,1= 203,1 Ом,

а сила тока, потребляемая от источника питания

I1= U/ R э= 1,5/203,1 ~= 0,0074 А = 7,4 мА.

Прибор для измерения силы тока называется амперметром (миллиамперметром, микроамперметром), а прибор для измерения напряжения (разности потенциалов) — вольтметром (милливольтметром, микровольтметром). Амперметры и вольтметры обычного типа (в отличие от электронных приборов) имеют одинаковое измерительное устройство, называемое гальванометром.

Гальванометры бывают магнитоэлектрической, электромагнитной и других систем. В радиоэлектронике применяются, главным образом, измерительные приборы магнитоэлектрической системы, которые имеют более высокую чувствительность, большую точность результатов измерений и равномерную шкалу (рис. 2.25).

Рис. 2.25. Конструкция гальванометра магнитоэлектрической системы

Если в Вашей домашней лаборатории имеется какой-либо гальванометр, то на его основе Вы можете подготовить для себя амперметр, вольтметр или омметр.

Согласно закону Ома сила тока I и напряжение U пропорциональны друг другу, поэтому обе эти величины, сила тока и напряжение, могут быть измерены при помощи одного и того же прибора — гальванометра, шкалу которого надо только проградуировать соответствующим образом. Так, например, счетчик в такси отмеряет пройденное расстояние, и его можно проградуировать в километрах. Но так как плата за проезд исчисляется пропорционально расстоянию, то шкалу счетчика можно проградуировать непосредственно в рублях и копейках так, чтобы она сразу показывала стоимость проезда. Аналогично шкалу гальванометра можно проградуировать в амперах, если через него протекает сила тока в измеряемой цепи, либо в вольтах, если он служит для измерения напряжения между двумя точками измеряемой цепи.

Если гальванометр используется в качестве амперметра, то его следует включать в цепь последовательно с элементами цепи(рис. 2.17; 2.19; 2.20), а если используется в качестве вольтметра, то его следует подключать к зажимам элемента цепи(рис. 2.18; 2.21), на которых измеряется напряжение, т. е. его следует подключать параллельно элементу цепи (резистору, лампочке, электродвигателю и т. д.).

Следует твердо помнить: как бы не включался измерительный прибор (амперметр, вольтметр или любой другой) в электрическую цепь, он не должен искажать протекающие в этой цепи процессы.

Рассмотрим это на примере амперметра и вольтметра . Вы уже знаете, что амперметр включают в цепь последовательно. Если сопротивление амперметра равно R а, а сопротивление цепи равно R ц, то при включении амперметра в электрическую цепь для измерения силы тока сопротивление этой цепи станет равно

R= R ц+ R a= R ц(1 + R a/ R ц) (2.13)

Последнее выражение мы получили, разделив каждое слагаемое на R ц.

Чтобы амперметр заметно не увеличивал сопротивление цепи, его сопротивление R а, должно быть не менее чем на порядок, т. е. в 10 раз меньше сопротивления цепи R ц(смотри формулу 2.13).

В этом случае R= R ц(1 + 0,1) = 1,1∙ R ц~= R ц. Поэтому амперметры делают с очень малым сопротивлением (несколько десятых или сотых долей Ома).

• Рассмотрим пример . Необходимо измерить силу тока в электрической цепи, имеющей сопротивление 0,1 Ом. Вы включаете последовательно с элементами этой цепи амперметр, сопротивление которого равно 0,05 Ом. После включения амперметра сопротивление электрической цепи станет равным