Les compteurs électriques en images
Les images présentées ci-dessous sont extraites du film pédagogique de physique «Appareils de mesure électriques». La pellicule se compose de cinq sections: appareils du système électrostatique (électromètres, voltmètres), appareils du système magnétoélectrique, appareils du système électromagnétique, ohmmètres et appareils du système électrodynamique (wattmètres).
La mesure de différences de potentiel relativement faibles est effectuée avec des voltmètres électrostatiques. Ils utilisent l'interaction entre des plaques chargées de grande surface. Dans les voltmètres électrostatiques, la distance entre les électrodes (plaques) ou la zone active des électrodes peut être modifiée. Très clairement et en détail sur l'électricité statique dans les images est décrit ici : Électricité statique dans une pellicule d'école
Dans les dispositifs du système magnétoélectrique, l'interaction du courant avec un champ magnétique est utilisée. La force du courant qui passe est estimée par la tension du ressort qui maintient le fil.
Pour améliorer l'interaction du champ magnétique avec le courant, un châssis multi-tours est utilisé. Les forces électromagnétiques créent le couple du cadre. Le châssis supporte de petits courants, de l'ordre de quelques dizaines de milliampères. Pour mesurer des courants importants, une résistance shunt est incluse en parallèle avec le châssis. Ces appareils sont appelés ampèremètres. Dans les ampèremètres pour mesurer des courants jusqu'à 30 A, des shunts sont installés dans le boîtier de l'appareil. Lors de la mesure de courants importants, des shunts externes sont utilisés. De petits courants dans le châssis sont possibles avec une basse tension à ses extrémités. Lors de la mesure de haute tension, une résistance supplémentaire est incluse en série avec le châssis. Un tel appareil de mesure s'appelle un voltmètre. Le voltmètre est connecté en parallèle avec la section du circuit où la tension est mesurée.
Dans les instruments de mesure du système électromagnétique, le phénomène de rétraction du noyau dans la bobine de courant est utilisé. La quantité de courant est estimée par la tension du ressort.La bobine peut être plate ou ronde. Pour mesurer des courants importants, les bobines sont constituées de fil épais. Pour mesurer la haute tension (dizaines et centaines de volts), la bobine est constituée d'un fil fin et une résistance supplémentaire est connectée en série avec celle-ci.
Les appareils de mesure dotés d'une source de courant intégrée et utilisés pour mesurer directement les résistances sont appelés ohmmètres. Pour mesurer le courant, le circuit ohmmètre possède un milliampèremètre, et pour maintenir une tension constante aux bornes, une résistance variable.La constance de la tension est contrôlée en fermant les pinces et en ajustant l'aiguille du milliampèremètre à la valeur maximale du courant à l'aide d'une résistance variable avant chaque mesure. La flèche maximale de la flèche correspond à une résistance nulle entre les pinces. Lorsque les pinces sont ouvertes (résistance infinie), le courant dans le circuit est nul. Par conséquent, l'échelle de résistance est à l'opposé de l'échelle actuelle.
Dans les dispositifs du système électrodynamique, le principe d'interaction des courants est utilisé. Les conducteurs avec du courant dans une direction sont attirés. Leur force d'attraction est proportionnelle à l'amplitude des courants dans les fils. Dans les appareils, les fils sont formés en bobines.Lorsque les courants interagissent, la bobine mobile tourne et le ressort est tordu. L'angle de rotation est proportionnel aux courants dans les bobines.
La bobine mobile du wattmètre est connectée en parallèle avec la charge et la bobine fixe est connectée en série. Par conséquent, l'angle de désactivation de la flèche sera proportionnel au courant et à la tension dans la charge, c'est-à-dire la puissance.
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