как из амперметра сделать вольтметр

Чтобы превратить амперметр в вольтметр, необходимо воспользоваться принципом, основанным на изменении внешней характеристики устройства. Амперметр измеряет ток, а вольтметр — напряжение. Ключевая особенность заключается в том, что амперметр можно модифицировать таким образом, чтобы он измерял напряжение, а не ток.

Что нужно для преобразования амперметра в вольтметр:

1. Сопротивление амперметра:
   Амперметр, как правило, представляет собой низкоомное устройство, потому что его задача — измерять ток в цепи, а не влиять на её сопротивление. Чтобы преобразовать амперметр в вольтметр, его внутреннее сопротивление должно быть увеличено до достаточно высокого значения, чтобы он мог измерять напряжение, не влияя на работу цепи.

2. Дополнительное сопротивление — шунт:
   Для того чтобы измерять напряжение, нужно подключить вольтметр таким образом, чтобы его сопротивление было высоко, но при этом оно должно быть известным и стабильным. Это достигается путём добавления в цепь резистора, который в данном контексте называют «шунтом». Этот резистор должен быть включён последовательно с амперметром, но с очень большим сопротивлением по сравнению с амперметром. Такой резистор называется параллельным резистором.

3. Выбор сопротивления параллельного резистора:
   Сопротивление параллельного резистора должно быть подобрано так, чтобы при приложении определённого напряжения через устройство проходил ток, соответствующий шкале амперметра. Формула для преобразования амперметра в вольтметр выглядит следующим образом:

   $$R_{\text{всего}}=R_{\text{амперметра}}+R_{\text{параллельного резистора}}$$

   Где:

   • $R_{\text{всего}}$ — общее сопротивление вольтметра.

   • $R_{\text{амперметра}}$ — внутреннее сопротивление амперметра.

   • $R_{\text{параллельного резистора}}$ — сопротивление резистора, который добавляется в параллельную цепь.

   Это сопротивление необходимо подбирать в зависимости от шкалы амперметра и требуемого диапазона измеряемых напряжений.

4. Перерасчёт шкалы прибора:
   После того как добавлен параллельный резистор, амперметр будет показывать не ток, а напряжение. Однако на шкале амперметра нужно будет пересчитать значения. Для этого нужно учесть, что:

   • Амперметр, например, может показывать максимум 1 ампер при сопротивлении 1 Ом.

   • После того как мы добавим параллельный резистор, ток будет пропорционален приложенному напряжению, а шкала прибора будет показывать напряжение, умноженное на соответствующий коэффициент.

   Таким образом, чтобы измерить напряжение, нужно использовать формулу для напряжения в цепи:

   $$U=I\cdot R$$

   где:

   • $U$ — напряжение,

   • $I$ — ток,

   • $R$ — сопротивление параллельного резистора.

5. Практическая реализация:

   • Подключите амперметр к цепи с параллельным резистором.

   • Вычислите или подберите значение резистора, которое соответствует нужному диапазону напряжений.

   • Перерасчитайте шкалу амперметра, чтобы отображать значения напряжения.

Пример:

Допустим, у вас есть амперметр, максимальное значение которого — 1 А при сопротивлении 0.1 Ом. Вы хотите превратить его в вольтметр с диапазоном от 0 до 10 В. Для этого вам нужно добавить параллельный резистор, чтобы ток, протекающий через прибор, был пропорционален приложенному напряжению. Если амперметр указывает 1 А, то напряжение в цепи будет равно:

$$U=I\cdot R=1\cdot 0.1=0.1\text{В}$$

Следовательно, для того чтобы шкала амперметра показывала 10 В при токе 1 А, нужно добавить резистор с нужным сопротивлением, которое будет обеспечивать пропорциональное увеличение напряжения при фиксированном токе.

Заключение:

Таким образом, чтобы превратить амперметр в вольтметр, нужно добавить в цепь параллельный резистор, который увеличит общее сопротивление, и затем скорректировать шкалу прибора, чтобы он показывал измеряемое напряжение.