Уменьшение тока в лампе из-за изменения шкалы аналогового амперметра

Я не понимаю, что происходит в следующей ситуации с внутренним сопротивлением аналогового амперметра. Внутреннее сопротивление аналогового амперметра изменяется при изменении шкалы.

Например, если амперметр имеет такую ​​шкалу, что максимальный ток составляет 50 мА, а затем я переключаюсь на другую шкалу, где максимальный ток составляет 500 мА, внутреннее сопротивление будет другим, поскольку изменение шкалы эквивалентно добавлению или удалению шунтирующих сопротивлений.

Рассмотрим схему на рисунке, где лампа представляет собой вольфрамовую лампу накаливания (значение сопротивления находится при комнатной температуре и увеличивается с температурой). Я изобразил рядом амперметр и вольтметр и их внутреннее сопротивление. Рассмотрим две шкалы 1. и 2. амперметра:

  1. Максимальный ток i=50 мА, внутреннее сопротивление Ra=6 Ом·ч.
  2. Максимальный ток i=500 мА, внутреннее сопротивление Ra=1 Ом·ч.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Теперь предположим, что я установил AM1 на шкалу 1. Я измеряю разность напряжений на резисторе R с помощью VM1 и нахожу определенное значение.

Если теперь я переключу AM1 на шкалу 2, что произойдет с током I и напряжением V на резисторе R?

Я попробовал это с реальной схемой и обнаружил, что

  • Напряжение V на R увеличивается
  • Ток I уменьшается

Как это можно объяснить? В частности, почему ток уменьшается?


Я пытался дать мне следующие объяснения: закон Ома утверждает

V=I*R|| =R||*10/(Ra+R||) (где R|| – это параллель между лампой и вольтметром, которая почти равна сопротивлению лампы)

Я понимаю, почему V должно увеличиваться, если Ra уменьшается, но, глядя на формулу, ток I тоже должен увеличиваться!

Я думаю, что проблема заключается в том, чтобы учесть рост сопротивления лампы, следовательно, R|| увеличивается, если V увеличивается, и это объясняет, почему ток I уменьшается.

Но в то же время, следуя этим рассуждениям, R|| также должно увеличиваться при увеличении тока I (поскольку лампа производит больше тепла, и она должна нагреваться).

Я не вижу, как правильно объяснить, и я не понимаю, как «доказать», что ток должен уменьшаться, просто исходя из того, что у лампы сопротивление сильно зависит от температуры.

Пожалуйста, отредактируйте свой вопрос так, чтобы «R», используемые в тексте, соответствовали «R» в вашей схеме. То есть: Ra и Rv, а не просто R. Кроме того, амперметры обычно изменяют диапазон, добавляя/вычитая шунтирующие (т.е. параллельные) резисторы, а не последовательный резистор, как показано на схеме.

Ответы (1)

Чтобы изменить шкалу амперметра, вы меняете резистор параллельно метру, а не последовательно с ним. Напряжение полной шкалы будет одинаковым для всех диапазонов. Таким образом, для шкалы 1 ампер на измерителе 1 В вы должны установить резистор, который дает вам 0,1 В на измерителе. Для шкалы 100 мА вы должны поставить резистор, который дает вам 1 В на измерителе. Ра должно быть через метр.