電流計の仕組み

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著者: John Stephens
作成日: 23 1月 2021
更新日: 22 11月 2024
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電気@21~内部抵抗、電流計と電圧計の仕組み~(高校物理)
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電流の測定に最も一般的に使用される機器は電流計です。電流測定のSI単位はアンペアであるため、電流測定に使用される機器の名前は電流計です。

電流には、直流(DC)と交流(AC)の2種類があります。 DCは一方向に電流を流しますが、ACは一定の間隔で電流の方向を変えます。

電流計機能

電流計は、非常に低い抵抗と誘導性リアクタンスを持つ一連のコイルを流れる電流を測定することにより、電流を測定します。これにより、非常に低いインピーダンス、電流に対抗する力が可能になり、電流計は、電流計自体による干渉や変化なしに、回路内の電流を正確に測定できます。

可動コイル電流計では、電流に逆らうように設定された固定磁石から動きが生じます。動きは、インジケータダイヤルに接続されている中央に配置されたアーマチュアを回転させます。このダイヤルは目盛り付きの目盛りの上に設定されており、閉回路を流れる電流の量をオペレータに知らせます。

回路の電流を測定するときは、電流計を直列に接続する必要があります。電流計のインピーダンスが低いため、電力をあまり失うことはありません。電流計が並列に接続されている場合、すべての電流が回路ではなく電流計を流れるように、経路が短絡する可能性があります。

測定器の基本的な要件は、測定する物理量を変更しないことです。たとえば、電流計は元の電流を変更すべきではありません。しかし、これは実際には不可能です。電気回路では、初期電流は 1 = E / R 電流計を接続する前に。セルの内部抵抗がゼロであると仮定します。

電流計と検流計

検流計は、回路内の微小電流の強度と方向を検出します。コイルに取り付けられたポインターがスケール上を移動します。その後、スケールは電流をアンペア単位で読み取るように較正されます。

電流計には磁場が必要ですが、検流計には磁場が必要です。検流計は電流計よりもはるかに正確ですが、それほど正確ではありません。これは、検流計が電流の小さな変化に非常に敏感になる可能性があることを意味しますが、この電流は依然として実際の値からは遠く離れている可能性があります。

電流計はDCとACの両方を測定できますが、電流計は磁場内の電流の力を必要とするため、DCのみを測定できます。 DC電流計は可動コイル原理を使用し、AC電流計は固定コイルワイヤの電磁力の存在下で鉄片の動きの変化を測定します。

シャント抵抗

ガルバノメータを非常に小さなシャント抵抗に並列に接続することにより、電流をシャントにリダイレクトでき、非常に小さな電流のみがガルバノメータを通過します。このようにして、検流計は、他の方法でできるよりも大きな電流を測定するように適合させることができます。シャントは、電流の流れへの代替経路を提供することにより、ガルバノメーターを損傷から保護します。

Gを検流計の抵抗とし、 g フルスケールのたわみのために通過できる最大電流です。 Iが測定対象の電流である場合、一部のみ g フルスケールのたわみと残りの部分のためにGを通過する必要があります (I – Ig) シャントを通過する必要があります。

シャント抵抗の適切な値 S を考慮して計算されます G そして S 並行して。

したがって、 S =(IgG)/(I – Ig)

この式は、シャント抵抗の値を示します。

電流計の実効抵抗は次のとおりです。 Reff = -1=(GS)/(G + S)