III. MĚŘENÍ ELEKTRICKÝCH VELIČIN Nápověda

Součástí instrumentální chemické analýzy jsou metody, jimiž se měří základní elektrické veličiny, např. napětí, proud, odpor, vodivost, kapacita, náboj. Kromě tradiční měřicí techniky (analogové, digitální) lze využít i obvodů s operačními zesilovači.


III.1. Měření napětí a proudu

Elektrické napětí se měří voltmetrem připojeným paralelně ke spotřebiči nebo k bodům, mezi nimiž se má měřit potenciální rozdíl.

Proud se měří ampérmetrem připojeným ke spotřebiči sériově.

Obrázek 7

Princip měření: a) napětí, b) proudu

Zvětšení rozsahu ampérmetru

Měřicí rozsah ampérmetru se zvětší připojením odporu Rb jako bočníku.

Obrázek 8

Může-li ampérmetrem procházet maximální proud IA, zvětšený (celkový) proud bude mít hodnotu nIA. Proud nIA se v uzlu rozdělí do dvou větví v obráceném poměru k odporům RA ampérmetru a Rb bočníku, takže bočníkem pak bude protékat proud Ib = (n-1)IA. Bude tedy platit IA : (n-1)IA = Rb : RA

a odtud pro bočník plyne

Rovnice III.1     (III.1)

Pozn.: V ampérmetru jsou bočníky pro různé rozsahy zabudovány uvnitř přístroje, jejich paralelní připojení k měřicímu systému se děje pomocí přepínače.

Zvětšení rozsahu voltmetru

Měřicí rozsah voltmetru se zvětší předřazeným rezistorem Rp (tzv. předřadníkem), připojeným sériově k měřicímu přístroji.

Obrázek 9

Má-li se maximální rozsah voltmetru UV zvětšit na hodnotu U = nUV, musí být na předřadníku napětí (n-1)UV. Pak pro poměr odporu Rp a odporu RV platí (sériové zapojení rezistorů) Rp : RV = Up : UV = (n-1)UV : UV

a odtud

Rovnice III.2     (III.2)

Pozn.: Ve voltmetru jsou předřadné rezistory pro různé rozsahy zabudovány uvnitř přístroje a jejich připojení k měřicímu systému se děje pomocí přepínače.

Příklady

Příklad III.1.1 Tabulky Výsledek Řešení příkladu
Jak velký bočník je třeba připojit k ampérmetru s rozsahem do 5A a vnitřním odporem 4 Ω, aby se rozsah přístroje zvětšil na 30A ?
Příklad III.1.2 Tabulky Výsledek Řešení příkladu
K miliampérmetru s rozsahem 0 - 100 mA a odporem RA = 15 Ω byl paralelně připojen bočník o hodnotě Rb = 10 Ω. Jaký proud teče obvodem, ukazuje-li přístroj hodnotu 80 mA?
Příklad III.1.3 Tabulky Výsledek Řešení příkladu
Jak velký rezistor je třeba předřadit milivoltmetru s rozsahem do 250 mV a odporem RV = 5 kΩ, aby se jeho rozsah zvětšil na 4 volty?
Příklad III.1.4 Tabulky Výsledek Řešení příkladu
Jaký vnitřní odpor RV má milivoltmetr s rozsahem stupnice 0 až 120 mV, jestliže s předřazeným rezistorem Rp = 5 kΩ přístroj při napětí 1 V ukazuje hodnotu 90,9 mV?
Příklad III.1.5 Tabulky Výsledek Řešení příkladu
Jaký odpor Rp by měl mít předřadník milivoltmetru s rozsahem 60 mV a vnitřním odporem RV = 30 Ω, aby se rozsah přístroje zvětšil na 120 V? Jaký proud prochází přístrojem při maximální hodnotě stupnice?
Příklad III.1.6 Tabulky Výsledek Řešení příkladu
Voltmetr s vnitřním odporem RV = 3000 Ω, má rozsah do 150 V. a) Jaký proud teče voltmetrem při plné výchylce? b) Jaký předřadník je třeba zařadit pro rozsah do 600 V?
předcházející strana obsah následující strana