Wheatstonebryggans obalansspänningPunkterna A och B ligger på ungefär halva batterispänningen. A ligger närmare ”+polen” och B närmare”-polen”. Skillnaden UAB kan mätas med en känslig millivolt-meter ansluten mellan A och B. Varför har resistorerna värdena 501 respektive 499?
Wheatstonebryggans obalansspänning
Punkterna A och B ligger på ungefär halva batterispänningen. A ligger närmare ”+polen” och B närmare”-polen”. Skillnaden UAB kan mätas med en känslig millivolt-meter ansluten mellan A och B. Varför har resistorerna värdena 501 respektive 499?
Lastcell
Industrivåg. Två trådtöjningsgivare på ovansidan av en balk ökar från 500 till 501. Två trådtöjningsgivare på undersidan av en balk minskar från 500 till 499.
Givarna är kopplade som en Wheatstonebrygga. Obalansspänningen ger ett direkt mått på kraften F (eller för en våg F = mg).
Vridspoleinstrument med förkopplingsmotstånd (4.1)
Beräkna ett förkopplings-motstånd för 0…15V området. Instrumentets resistans RI = 180 mV / 1 mA = 180 .
I = 1 mA vid 15 V. U = I·R R =15 k
Eftersom RI är mycket mindre än 15 k lär vi inte behöva ta hänsyn till instrumentets inre resistans. RSER =15 k
Kombinationsinstrument – två mätområden (4.3)
Man behöver tillverka ett mätinstrument för spänningsmätning 10V och ström-mätning 1A. Man får tag på ett vridspole-instrument med en skala som har tio skalstreck och som har känsligheten 10 mA för fullt utslag (instrumentets spän-ningsfall är 50 mV). Det färdiga instrumentet består dessutom av en mätområdesomkopplare och ett seriemotstånd RSER och ett shunt-motstånd RSH. (Se figuren). a) Beräkna RSER (för spänningsmätning mellan kontakterna 10V och Com) 10V spänningsfall vid 10 mA ger R = U/I = 10/10·10-3 = 1000 . Instrumentets inre resistans RI = 50·10-3/10·10-3 = 5 . RSER = 1000-5 = 995 , fast använder man 1000 blir felet bara 0,5% och instrumentet är säkert sämre än så!
Kombinationsinstrument …
c) Man tillverkar shuntmotståndet RSH av en konstantantråd med diamet-ern 0,6 mm. Hur lång konstantantråd behövs? b) Beräkna RSH (för ström-mätning mellan kontakterna 1A och Com) 1A ska ge spänningsfallet 50 mV. R = U/I = 50·10-3/1 = 50·10-3 . Instrumentets inre resistans 5 är 100 ggr större och påverkar därför bara med 1%. RSH = 50·10-3 .
Ersättningsresistans (1.9)
a) RERS = 10/2 = 5 k b) RERS = 5/2 + 5/2 = 5 k c) RERS = 0 !
Seriekopplade batterier (5.3)
En batteridriven utrust-ning drivs från ett ladd-ningsbart batteri. Batteriet består av ett antal (n st) NiCd-celler.
Cellerna har E = 1,1 V och Ri = 0,2 . (Figuren är förenklad med bara två av de n cellerna utritade.) Kapacitetstalet för varje cell är C = 3000 mAh. a) Utrustningen förbrukar 1,75 A vid 6 V, hur många celler behöver man?
Batteri …
b) Batteriet laddas från ett 24 V batteri. Vilken laddningsström ILADDN ska man ha om man önskar att batteriet ska snabb-laddas på en timme? c) Vilket värde ska serieresistorn R ha för att man ska erhålla denna laddningsström? (Från tomt till fullt, med antagandet att cellernas E är konstant under laddningen). Seriekopplingen ökar effekten men kapaciteten blir densamma, 3000 mAh. I = C/t = 3000·10-3/1 = 3 A
Parallellkopplade batterier (5.4)
Tre likadana batterier med E = 10 V och inre resistansen 6 parallell-kopplas för att leverera ström till en resistor med resistansen 2 . a) Hur stor blir strömmen I och kläm-spänningen U? De tre inre resistanserna 6 har gemensam spänning i båda ändar, och är därigenom i praktiken parallellkopplade. RI = 6/3 = 2. I = 2,5 A och U = 5V.
Ett batteri felvänt !
Detta är en mer komplicerad krets som kräver Kirchhoffs lagar för att lösas … I1 = 2,78 A I2 = 1,94 A I = 0,83 A
U = I·2 = 0,83·2 = 1,67 V Kirchhoffs lagar kommer senare i kursen!
Comments