Entschuldigung für diese einfache Frage, aber ich habe Probleme, das Konzept der Funktionsweise eines Amperemeter zu verstehen.
Nehmen Sie die folgende Schaltung Als Beispiel:
Wenn der Schalter geschlossen ist, fließt Strom durch den Stromkreis – dh es besteht eine Potentialdifferenz zwischen Die beiden Enden des Stromkreises fließen also vom negativen zum positiven Anschluss.
Das Amperemeter zeichnet den durch den variablen Widerstand fließenden Strom auf.
Meine Frage lautet: Wie kann das Amperemeter feststellen, wie viel Strom durch den Widerstand fließt? Da er hinter dem Widerstand „liegt“?
Und auch: Warum und wie begrenzt ein Widerstand den Strom, der durch den gesamten Stromkreis fließt? Begrenzt es nicht nur den Strom, der hinter und nach dem Widerstand fließt?
Antwort
Zwei Fragen:
Wie Kann das Amperemeter feststellen, wie viel Strom durch den Widerstand fließt, da er hinter dem Widerstand „liegt“?
Es gibt mindestens mehrere Möglichkeiten, wie Strom sein kann gemessen mit verschiedenen Technologien. Die frühen Amperemeter verwendeten eine galvanometrische Technologie, bei der eine Spule im Galvanometer Teil des Strompfades wird. Die Spule erzeugt ein Magnetfeld und das Magnetfeld lenkt einen Permanentmagneten, der an einem Zeiger angebracht ist, mechanisch in einem Winkel mechanisch ab. In der heutigen Technologie können wir das Magnetfeld jedoch mithilfe von Hallsensoren erfassen oder häufiger einen Nebenschlusswiderstand (niederohmiger Widerstand) verwenden, der den Strom nicht stark behindert, jedoch einen ausreichenden Spannungsabfall zulässt, um den Strom mithilfe des Ohmschen Gesetzes zu bestimmen.
Warum und wie begrenzt ein Widerstand den Strom, der durch den gesamten Stromkreis fließt? Begrenzt er nicht nur den Strom, der an und nach dem Widerstand fließt?
Zunächst „begrenzen“ Widerstände den Strom, indem sie die durch den Widerstand fließende elektrische Energie in Wärmeenergie umwandeln. Zweitens ist der in einen Widerstand fließende Strom gleich dem aus dem Widerstand fließenden Strom. Obwohl es einen Spannungsabfall über dem Widerstand gibt, gibt es keinen „Stromabfall“. Durch Absenken der Spannung über dem Begrenzungswiderstand in der Schaltung verringern Sie den Spannungsabfall über dem Rest der Schaltung, sodass der Strom mit dem Strombegrenzungswiderstand in der gesamten Schaltung geringer ist als wenn Sie den Widerstand dort nicht hätten. Eine andere Möglichkeit ist, dass Sie durch Hinzufügen des Widerstands in Reihe mit der vorhandenen Schaltung die Gesamtimpedanz der Schaltung erhöht und nach dem Ohmschen Gesetz den Stromfluss verringert haben. $$ I_ {initial} = \ frac {V} {R_ {circ}} $$ $$ I_ {after} = \ frac {V} {R_ {circ} + R_ {limiter}} $$
Antwort
Warum und wie begrenzt ein Widerstand den Strom, der durch den gesamten Stromkreis fließt? Begrenzt es nicht nur den Strom, der an und nach dem Widerstand vorbeifließt?
Erstens ist dies ein Gleichstromkreis (der den Schalter ignoriert) um zu sagen, dass die Schaltungsspannungen und -ströme über die Zeit konstant sind.
Da dies der Fall ist, ist der Strom durch das Amperemeter und den Widerstand durch Erhaltung der elektrischen Ladung identisch für: Wenn dies nicht der Fall wäre, würde sich die elektrische Ladung notwendigerweise irgendwo zwischen oder innerhalb von ihnen ansammeln, und daher wären die Spannungen und der Strom nicht zeitlich konstant.
In Wirklichkeit Kirchhoffs aktuelles Gesetz (KCL) ist nur eine Näherung, die in der Niederfrequenzgrenze genau ist. Für Frequenzen, die so hoch sind, dass die physikalische Ausdehnung der Schaltungselemente im Vergleich zur Wellenlänge der EM-Wellen bei solchen Frequenzen signifikant ist, gelten „gewöhnliche“ Schaltungsgesetze wie KCL nicht.
Antwort
Wie funktioniert ein Amperemeter in einem Stromkreis?
Das grundlegendste Amperemeter ist im beigefügten Bild dargestellt. Es ist einfach ein Draht, der in einen Stromkreis mit seinen + und – Anschlüssen (wie ein Widerstand) eingeführt wird, und unter dem Draht befindet sich eine Kompassnadel, die sich mit einem Winkel durch den Draht dreht, der von der elektrischen Stromstärke $ I $ abhängt .
