קורס בתורת החשמל מאת יוסי יאשי

5.5.1 מד זרם מעשי – הרחבת תחום המדידה

• (Practical current meter - extending the measuring range)

  
  

  לכל מד זרם יש תחום מדידה, אך מה יקרה ברגע שננסה למדוד זרם הגבוה מתחום המדידה המותר של המכשיר? התשובה היא שככל הנראה יינזק המכשיר!

   

   

   

  יש אפשרות להרחיב את תחום המדידה של מד הזרם,  כך שהוא יוכל למדוד גם זרמים בעצמה גבוהה יותר. פעולה זו מתבצעת על ידי הוספת התנגדות מדויקת מאוד (Rs) הנקראת מיצד ("שנט") במקביל למד הזרם.

  
  

  
  

   איור 5.3

  
  

  כאשר: 

   
  

  [rA[Ω - התנגדותו הפנימית של מד הזרם (טרם ביצוע ההרחבה).

  [Io[A - הזרם המרבי המותר דרך מד הזרם (טרם ביצוע ההרחבה).

  [Rs[Ω - התנגדות המיצד.

  [In[A - הזרם הנומינלי של המכשיר (זרם מרבי למדידה) לאחר ביצוע ההרחבה.

  
  

  
  

  הערות:

  1.בעבור זרמים  בסדר גודל עד 20 אמפר, המיצד הוא פנימי בתוך המכשיר. לעומת זאת, בעבור זרמים גבוהים יותר, המיצד הוא חיצוני.

  2. הזרם הנומינלי In מוגדר גם כתחום המדידה של המכשיר, או זרם סטייה מלאה (הערך המרבי בסרגל ערכי המדידה).

   

   

  כדי לחשב את ערכו של המיצד Rs הדרוש להרחבת תחום המדידה, ניעזר  בחישוב הזה:

   

  משוויון המתחים בענפים המקביליים נובע:

  
  

  
  

  
  

  מכאן נקבל:

  
  

  
  

  
  

  (5.1)

  
  

  בפועל אפשר לראות שמד הזרם המקורי (טרם ביצוע ההרחבה) אינו יכול להינזק במדידת זרמים גבוהים כתוצאה מחיבור המיצד. הסיבה לכך היא שההפרש בין הזרם הגבוה הנמדד לבין הזרם המרבי שמסוגל מד הזרם למדוד עובר דרך המיצד. אך בפועל מד הזרם אינו מודד את In, אלא את זרמו המרבי המותר Io.

  לכן כדי לדעת מהו הזרם הנמדד בכניסה למכשיר (עם ההרחבה), יש לכפול את ערכו של מד הזרם המקורי Io ביחס הנגדים:

  
  

  
  

  (5.2)

  
  

  למכשירי מדידה  יש כמה תחומי מדידה, ואפשר לבחור אותם באמצעות בורר רב דרגתי. העברת הבורר ממצב למצב מאפשרת בחירת התנגדות מיצד שונה, כזו שמתאימה לתחום המדידה הנבחר.

  
  

  (5.3)

  
  

  
  

  •   הקודם                                                                                                                             
  • המשך