Wie misst das Galvanometer mehr Strom, als durch es fließt?

Das Galvanometer zeigt immer noch die maximale Auslenkung, wenn der maximale Strom durch es fließt. Aber vom Gesamtstrom im Stromkreis geht nur ein Teil zum Galvanometer und der Rest zum Shunt. Der tatsächliche Strom im Stromkreis ist also größer als der, der durch das Galvanometer fließt.

Aber das Galvanometer ist so kalibriert, dass es den Messwert anzeigt$I$und nicht$I_g$.

Galvanometer zeigt immer noch Auslenkung proportional an$I_g$aber der Messwert ist anders, da die Kalibrierung anders ist. Daher ist der Messwert I obwohl Strom im Galvanometer, obwohl der Strom durch ihn Ig ist, weil die 1-Teilungen oder Markierung auf dem Amperemeter tatsächlich anders ist als der tatsächliche Strom, der durch ihn fließt.

Also doch$I_g$ist aktuell es zeigt$I_g+I_s$da es als solches kalibriert ist.

Angenommen, es gibt 10 Teilungen, dann ist Ig der maximale Strom. Wenn der Strom Ig/10 fließt, zeigt er eine Ablenkung von einer Teilung, aber das Galvanometer ist als 1 Teilung = I/10 kalibriert. Dieser mit dem Amperemeter gemessene maximale Strom ist I.

Um es klarer zu machen, zeichnen Sie Ihren Schaltplan neu, wobei das Galvonometer als Widerstand (mit dem Wert G ) statt als Meter gezeichnet ist.

Jetzt wissen Sie, dass das Potenzial zwischen den beiden Zweigen (dem Shunt-Widerstand und dem Galvonometer) gleich ist, weil sie parallel geschaltet sind.

Und Sie kennen den äquivalenten Widerstand jedes Zweigs (weil Sie sie "S" und "G" genannt haben).

Daraus können Sie die Verhältnisse zwischen finden$I_g$,$I_s$, Und$I$. Das führt Sie zu dem Ergebnis, das Sie erreichen möchten.

Zuerst müssen Sie verstehen, warum wir einen sogenannten Shunt anbringen, um ein Galvanometer doch in ein Amperemeter umzuwandeln? Das liegt daran, dass ein Galvanometer ein sehr empfindliches Gerät ist. Es gibt einen Vollausschlag (maximal möglicher Messwert) für Strom in der Größenordnung von Mikroampere (normalerweise auftretender Strom liegt mindestens in der Größenordnung von Milliampere). Wenn Sie es also direkt in einen Stromkreis anschließen, erreicht die Nadel den maximalen Wert und beginnen schnell zu oszillieren (oft mit einem charakteristischen Geräusch). Zweitens hat ein Galvanometer einen nennenswerten Widerstand (~ 100 Ohm), der den Strom ändert, der ursprünglich im Stromkreis war.

Nehmen wir an, dass der Strom in einem Stromkreis kurz vor dem Anschlusspunkt des Galvanometers und des Shunts gleich I ist. An der Kreuzung teilt sich der Strom in zwei Teile: I' und i , wobei I' der Strom durch den Shunt und i der Strom durch das Galvanometer ist.

Was Sie verstehen müssen, ist, dass wir bei jeder Umwandlung den Wert des Shunts für einen bestimmten maximalen Stromwert berechnen müssen, den wir in der Schaltung benötigen. Was bekannt ist, ist nur der Widerstand des Galvanometers und eine Größe, die als Gütezahl bezeichnet wird (Gütezahl ist nur der Strom, der für eine Einheitsablenkung erforderlich ist). Was wir tun, ist im Grunde, den Wert des Stroms durch das Galvanometer so zu kalibrieren, dass er uns eine Vorstellung vom Strom durch die Schaltung gibt. (In Ihrem Fall ist es das, was es ermöglicht, einen Strom zu messen, der größer ist als der tatsächlich durch ihn fließende Strom. Es = Galvanometer)

Bei Fragen erhalten Sie einen Stromwert, der einen maximalen Ausschlag im Galvanometer erzeugt, oder die Gütezahl des Galvanometers und die Anzahl der Teilungen, in die ein Messwert läuft.

Zurückkommend folgt aus Kirchhoffs Knotenregel, dass der Strom an der Stelle, an der er „abzweigt“, I = I' + i wäre . Mit anderen Worten, der Strom im Stromkreis teilt sich an der Verbindungsstelle in zwei Teile auf. Eine grobe Vereinfachung wäre etwa so: Gebühren? Sie fahren wie wir auf einer Straße. Wir bevorzugen die am wenigsten verstopften Fahrspuren. Ähnlich wie wir werden Ladungen den Weg nehmen, der am wenigsten verstopft ist, dh den Weg, der den geringsten Widerstand bietet. Hier verläuft dieser Pfad durch den Shunt-Widerstand.

Das reicht also für die Dinge, die an der Kreuzung passieren. Da nun Shunt und Galvanometer parallel geschaltet sind, wäre der Spannungsabfall an beiden gleich. Mathematisch ist I'S = iG , wobei S und G der Shunt- bzw. Galvanometerwiderstand sind. Auch I' = I - i Was uns zu der Formel bringt, S = iG ÷ ( I - i )

Nachdem ich ein paar Absätze weiter geschwafelt habe, ist mir klar, dass dies Ihre Zweifel möglicherweise nicht beantwortet hat. Ich werde versuchen, es umzuformulieren. Durch die Parallelschaltung zweier Widerstände erreichen wir einen Nettowiderstand, der kleiner ist als der kleinste in der Kombination geschaltete Widerstandswert. Das ist beim vorliegenden Szenario der Fall. Wir möchten, dass ein sehr kleiner Widerstand in den Stromkreis eingeführt wird, wenn wir das Galvanometer hinzufügen, und deshalb fügen wir den Shunt hinzu. Als nächstes ist nach der Verkehrsanalogie der Strom, der durch das Galvanometer fließt, viel kleiner als der Strom, der durch den Shunt fließt (der Strom, der durch den Shunt fließt, kann als sehr nahe am Wert des Stroms bezeichnet werden, der durch die Schaltung fließt ).

Hinweis: Obwohl ich nicht viel über die Gütezahl gesagt habe, dreht sich die gesamte Konvertierung ziemlich genau darum.

Hoffentlich hilft das.