Кружковцы уже знают, что токи измеряют ампермет­рами, а напряжения — вольтметрами. Теперь им следу­ет объяснить принцип работы стрелочных измерительных приборов.

Руководитель сообщает ребятам, что, несмотря на различие в наименованиях всех этих приборов (милли­амперметр, микроамперметр, милливольтметр, омметр), все они работают принципиально одинаково: отклонение стрелки показывает, что через прибор течет ток. Чем больше ток, тем больше отклонение стрелки прибора.

На доске зарисовывают схематический чертеж магни­тоэлектрического измерительного прибора или использу­ют учебный плакат по теме. Подвижная катушка такого прибора представляет собой несколько витков изолиро­ванной проволоки, намотанных на рамку из алюминия. Катушка помещается между полюсами очень сильного по­стоянного магнита, причем она подвешивается таким об­разом, что может свободно поворачиваться вокруг своей оси С катушкой скреплен легкий указатель — стрелка измерительного прибора, перемещающаяся относительно шкалы. Спиральная пружина стремится возвратить стрелку в нулевое положение на шкале. Угол поворота катушки определяется силой, с которой магнитное поле катушки взаимодействует с постоянным магнитом. Уста­новку стрелки измерительного прибора на нулевое деле­ние шкалы производят с помощью приспособления, на­зываемого корректором.

Далее педагог рассказывает, что всякий измеритель­ный прибор характеризуется пределом измерений — чис­лом ампер, миллиампер, вольт и т. д., при котором стрел­ка дает отклонение до конца шкалы. В элементарной и доходчивой форме следует рассказать кружковцам, что выбранная для измерений шкала должна соответство­вать измеряемым величинам. Если напряжение или ток слишком велик для данного прибора, он может перего­реть. Следует также разъяснить смысл понимания «Це­на деления шкалы».

Более сложными для понимания ребят являются шунт и дополнительное сопротивление. Здесь следует остановить их внимание только на физической сущности явлений без привлечения математических выражений.

Если магнитоэлектрический прибор используют для измерений сравнительно больших токов, например в ам­перметре, параллельно катушке присоединяют резистор, называемый шунтом. Сопротивление шунта подбирают с таким расчетом, чтобы через него шел основной ток, а через катушку прибора — только часть этого тока.

При использовании магнитоэлектрического прибора в качестве вольтметра последовательно с его катушкой включают добавочное сопротивление. Оно ограничивает величину тока, проходящего через катушку, повышая об­щее сопротивление прибора.

Добившись того, что кружковцы осмыслили основ­ные понятия, переходят к практическому ознакомлению с методами измерений напряжений и токов. Поскольку в работе кружка обычно используют комбинированный из­мерительный прибор авометр, разумным будет все пояс­нения давать, взяв за основу тот тип прибора, которым располагает данный кружок.

Руководитель проводит инструктаж относительно правил проведения измерений и предлагает ребятам вы­полнить ряд тренировочных замеров. Все измерения про­водятся только на постоянном токе и при невысоком на­пряжении. В данном случае удобнее всего использовать аккумуляторную батарею, реостат и лампочку или обыч­ные батарейки КБС.

При различных положениях движка реостата педагог предлагает каждому кружковцу произвести тренировоч­ный замер напряжения и тока. Одновременно доводит до сведения ребят правила техники безопасности. Руководи­тель постоянно напоминает своим воспитанникам, что при измерениях ни в коем случае нельзя держаться за металлические части щупов тестера, даже если измеряе­мые напряжения невелики.

Далее преподаватель объясняет принцип работы ом­метра. Сущность его действия заключается в том, что при включении различных резисторов или других дета­лей в цепь, составленную из электроизмерительного при­бора и источника постоянного тока, величина тока этой цепи меняется. С помощью добавочного резистора R ве­личину тока в цепи при замкнутых щупах R подбира­ют таким образом, чтобы стрелка прибора давала откло­нение на всю шкалу. Если теперь к выводам омметра присоединить резистор неизвестного сопротивления, то стрелка прибора укажет деление на шкале, соответству­ющее сопротивлению этого резистора.

После того как кружковцы познакомились с измере­ниями на постоянном токе, руководителю следует рас­сказать об измерительных приборах переменного тока Если измерительный прибор постоянного тока включить непосредственно в цепь переменного тока, то стрелка прибора будет лишь вибрировать, так как смена направ­лений тока происходит быстро и прибор не успевает реа­гировать на эти колебания. Чтобы тот же прибор ис­пользовать для измерения переменных токов и напряже­ний, их предварительно надо выпрямить. Выпрямление производят при помощи одно- и двухполупериодных вы­прямителей на полупроводниковых диодах.

Ребятам надо сказать, что в остальном схемы прибо­ров для измерений переменных напряжений и токов ана­логичны схемам таких же приборов для измерения по­стоянных напряжений и токов. Но градуировка шкал приборов переменного тока не совпадает с градуировкой шкал приборов постоянного тока. Объясняется это тем, что характеристики полупроводниковых выпрямителей нелинейны, особенно при малых напряжениях. Поэтому ток через магнитоэлектрический прибор не пропорциона­лен измеряемым переменным токам и напряжениям.

Частотный диапазон миллиамперметров, вольтметров и т. д. переменного тока колеблется примерно от 10— 20 гц до 20—30 кгц.

Заключительная часть теоретических занятий по дан­ной теме посвящена ознакомлению членов кружка с принципом работы и устройством авометра.