Măsurarea curentă. consumată de circuitele electrice, este produsă prin ampermetre - contoare electrice conectate în serie la circuitul în care se măsoară curentul. Înfășurarea ampermetrului este făcută dintr-un număr mic de rotiri dintr-un fir gros, deci este caracterizată de rezistență foarte scăzută. Rezistența scăzută este necesară pentru a se asigura că rezistența circuitului în care este măsurată curentul este practic neschimbată când ampermetrul este pornit. În același timp, puterea consumată de dispozitiv este de asemenea mică.
Ampermetrele incluse în acest mod sunt utilizate ca dispozitive de evaluare directă - ele arată direct valoarea numerică a curentului măsurat.
În circuitele de curent continuu, ampermetrele de magnetoelectrice, rareori sistemele electromagnetice, sunt utilizate în principal. Înfășurarea ampermetrului poate permite o valoare limitată a curentului măsurat. Pentru a extinde domeniul de măsurare a ampermetrului în circuitele electrice DC, se utilizează șuturi - rezistoare speciale de tensiune conectate în paralel cu ampermetrul (figura 4, a).
Rezistența la șunt Rș. după cum urmează din diagrama (figura 4, a), este conectat în paralel cu rezistența înfășurării ampermetrului, astfel încât curentul I al circuitului electric este distribuit de-a lungul ramurilor paralele corespunzătoare acestuia în proporție inversă față de rezistențele:
unde Iψ - curentul în circuitul de șunt, Ia - curentul în circuitul ampermetrului (indicația ampermetrului).
Pentru circuit (vezi figura 4a) este valabilă următoarea relație între curenți:
Luând în considerare acest lucru, curentul măsurat în circuitul electric poate fi determinat din indicațiile ampermetrului și din valorile cunoscute ale rezistenței înfășurării ampermetrului și a șuntului:
Se poate observa din ecuație că, pentru a mări limita de măsurare a ammeterului cu un factor de 2, rezistența șuntului trebuie să fie la fel de mică ca rezistența ampermetrului Rm = Ra. Pentru a crește limita de măsurare cu un factor de N, rezistența șuntului trebuie să fie mai mică decât rezistența ampermetrului în (N - 1) ori:
În unele cazuri, scara ampermetrului este clasificată ținând cont de prezența unui șunt, în timp ce curentul măsurat în circuitul electric este măsurat direct pe scala dispozitivului.
Măsurarea tensiunii în circuitele electrice se realizează cu ajutorul voltmetrelor - instrumente electrice de măsură, conectate în paralel cu circuitul pe care se măsoară tensiunea. Înfășurarea voltmetrului este făcută dintr-un număr mare de spire dintr-un fir subțire, deci se caracterizează printr-o rezistență foarte mare. O rezistență mare este necesară pentru a se asigura că rezistența porțiunii de circuit pe care este măsurată tensiunea este practic neschimbată atunci când voltmetrul este pornit. În același timp, puterea consumată de dispozitiv este mică.
Voltmetrele incluse în acest mod sunt utilizate ca dispozitive de evaluare directă - acestea arată direct valoarea numerică a tensiunii măsurate.
În circuitele de curent continuu se utilizează de obicei voltmetre de sisteme magnetoelectrice și electromagnetice. Pentru a prelungi domeniul de măsurare a voltmetrelor în serie cu înfășurarea, există rezistențe adiționale despicate plasate în interiorul dispozitivului sau separat de acesta (vezi Figura 4, b).
Dacă există o rezistență suplimentară Rdob. conectate în serie cu înfășurarea unui voltmetru cu rezistență Rb. Tensiunea U care trebuie măsurată este distribuită proporțional cu aceste rezistene:
unde UB este tensiunea la bornele voltmetrului (citirea voltmetrului), Udob este tensiunea aplicată rezistenței suplimentare.
Tensiunea măsurată U = UB + Udob. Ținând cont de acest lucru, tensiunea măsurată este determinată de voltmetrul Uv și de rezistența cunoscută a înfășurării voltmetrului și de rezistența suplimentară:
Pentru a extinde limitele de măsurare a valorilor de tensiune N de ori, rezistența rezistenței suplimentare trebuie să fie mai mare decât rezistența internă mare a voltmetrului în (N - 1) ori.
În multe cazuri, scala voltmetrului este clasificată luând în considerare rezistența suplimentară inclusă în serie cu înfășurarea acesteia, în timp ce tensiunea măsurată care acționează asupra terminalelor circuitului electric este măsurată direct pe scala instrumentului.
Măsurarea rezistenței electrice se realizează prin metode diferite. Utilizată pe scară largă este metoda unui ampermetru și a unui voltmetru, bazată pe aplicarea legii lui Ohm asupra porțiunii circuitului electric care conține rezistența măsurată. Prin scăderea tensiunii pe circuit și curent este posibil să se determine rezistența Rx:
unde U este tensiunea aplicată rezistenței măsurate, I este curentul în circuitul de rezistență măsurat.
Măsurarea rezistențelor electrice mari prin metoda ampermetrului și a voltmetrului se realizează conform schemei (Figura 5, a) și se utilizează în acele cazuri în care rezistența măsurată este mult mai mare decât rezistența înfășurării ampermetrului, în serie cu care este pornit. În acest caz, căderea de tensiune pe rezistența bobinei ampermetrului este neglijată, presupunând că tensiunea aplicată este aplicată pe deplin rezistenței măsurate. Cu o determinare precisă a rezistenței măsurate, luând în considerare eroarea introdusă de ampermetru, valoarea sa este calculată prin formula
unde Ra este rezistența înfășurării ampermetrului.
Măsurarea rezistențe electrice mici și metoda voltmetru ampermetru se realizează conform schemei (Fig. 5b), care elimină efectul ampermetru rezistenței la înfășurarea pentru determinarea preciziei rezistența măsurată și este utilizată în cazurile în care înfășurarea ampermetru rezistență proporțională cu rezistența măsurată. Astfel de curent neglijat printr-o rezistență ridicată voltmetraRv de lichidare. Pentru a determina cu precizie eroare pe bază de rezistență introdusă de un voltmetru, se calculează după cum urmează:
