電流計の分流についての説明をおしえてください。できれば、フルスケールが1mAのときで・・・

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A 回答 (1件)

分流器とは、電流計のフルスケール以上の電流値を計りたい時に、電流計と並列につなぐ抵抗器の事です。



電流計本体に流れる電流を一定の比率で分流させて、電流計に流れた電流をその比率倍して電流値を計算します。

例えば、内部抵抗が1キロオームで、フルスケールが1ミリアンペアの電流計と並列に250オームの抵抗器をつなぐと、抵抗器に流れる電流は、電流計の4倍になります。
ですから、この回路全体では、電流計のフルスケールの時は、電流計に1ミリアンペア、抵抗に4ミリアンペアで、合計5ミリアンペアとなり、電流計の指示値を5倍すれば、5ミリアンペアまで計れます。

一般に、分流器の抵抗の計算は、

分流器=電流計の内部抵抗/(倍率-1)

で計算されます。
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>元々は導線で抵抗0の所に電流計をつけて
>それによる回路全体の抵抗の変化を少しでも少なくしたいのだからrgとRsで並列となり、
>この部分の抵抗自体は少なくなって(元々の状態の抵抗0に近づいて)いるのだから
>わざわざ補償用抵抗をつける必要はないのではないでしょうか

これは一面では正しいと思います。
しかし、
「測定電流値を増やしてもa,b端子間の抵抗値を変えない」重視なら
正しくない、「補償用抵抗を付ける必要がある」ということでもあります。

この設問は「変えたくない」理由は書いてないですが、
設問に対しては「そういう前提」と解釈して解答するだけですね。
「その理由がわからないと解答できない」ってわけじゃないですし。

で、「測定電流値を増やしてもa,b端子間の抵抗値を変えない」意味ですが、
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>元々は導線で抵抗0の所に電流計をつけて
>それによる回路全体の抵抗の変化を少しでも少なくしたいのだからrgとRsで並列となり、
>この部分の抵抗自体は少なくなって(元々の状態の抵抗0に近づいて)いるのだから
>わざわざ補償用抵抗をつける必要はないのではないでしょうか

これは一面では正しいと思います。
しかし、
「測定電流値を増やしてもa,b端子間の抵抗値を変えない」重視なら
正しくない、「補償用抵抗を付ける必要がある」ということでもあります。

この設問は「変えたくない」理由は書いてないで...続きを読む

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普通は、図1のように、電流を電圧に変換して、Vout-GND 間の電圧を電圧計で測定すればいいと思います。

           I1 →
       ┌── R1 ─┐
       │       │
   I1 →┴┤- \   │
         |    >─┴─ Vout = -I1*R1
       ┌┤+ /
       │
  GND ─┴───────
            R1 = 1MΩ なら、I1 = 1μA のとき、Vout = -1V

     【図1 電流-電圧変換】

どうしても電流計で測定したいのであれば boobee0125 さんの回路(図2・図3)でもいいと思います。

                        I1 →
               ┌────── R1 ──────┐
               │   Q1                │
    I1 → (A)─┬─┬┴─┤- \     -   +     │
           │  │   |    >─ (C) 電流計 (D) ─┤ ← -I1*Rf
保護ダイオード ▽  △  ┌┤+ /      ← I2      │
           │  │  │                   Ra ↑ I2 - I1
   GND (B)─┴─┴─┴─────────────┘
                        I2 = ( 1 + Rf/Ra )*I1

     【図2 boobee0125 さんの回路】

                  I1 →
               ┌── R1 ──-┐
               │   Q1     │← -I1*Rf
    I1 → (A)─┬─┬┴─┤- \   │    -   +
           │  │   |    >─┴─ (C) 電流計 (D) ─┐
保護ダイオード ▽  △  ┌┤+ /         ← I2      │
           │  │  │                      Ra ↑ I2
   GND (B)─┴─┴─┴───────────────┘
                        I2 = I1*Rf/( r + Ra )
                        r は電流計の内部抵抗
                        r << Ra なら I2 ≒ I1*Rf/Ra

     【図3 boobee0125 さんの補足1の回路】

なお、測定したい電流 I1 の向きが図1~3の方向だけであっても、オペアンプの出力電圧範囲を考えると、オペアンプの電源は±電源としたほうがいいと思います。Rf = 1MΩ、I 1 = ±1μA のとき、オペアンプの出力電圧は ±1V となるので、オペアンプの電源電圧を ±5V以上 とすれば、どんなオペアンプでも大丈夫だと思います。オペアンプの型番は何でしょうか? オペアンプによっては boobee0125 さんの回答にあるように片電源で済む場合もあります。

普通は、図1のように、電流を電圧に変換して、Vout-GND 間の電圧を電圧計で測定すればいいと思います。

           I1 →
       ┌── R1 ─┐
       │       │
   I1 →┴┤- \   │
         |    >─┴─ Vout = -I1*R1
       ┌┤+ /
       │
  GND ─┴───────
            R1 = 1MΩ なら、I1 = 1μA のとき、Vout = -1V

     【図1 電流-電圧変換】

どうしても電流計で測定したいのであれば boobee0125 さ...続きを読む

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acha51補足です
質問文に”200uAの電流計が付いているボルトメーター”とありましたので
No2は電流計を電圧計として使用されていると判断しての回答でした
図1のように抵抗Rが入っているのでこの抵抗を1/5にしてください
という意味でした。

そうでなく電流計として使用されているのであれば1mAのメーターに
置き換えると振れが1/5となります
1mAの電流計は図2のようになっているということなので並列の20Ωを外し、
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ちなみにメータはMAX3A、稼動電流は1.5Aです。試しにMAX20Aのメータを使っても振り切れてしまいました。チョークコイルは入れています。

Aベストアンサー

#2です。

>>電流計の保護という観点で対応策はないのだろうかと質問しておりました。

指針型電流計は内部抵抗が小さいので、並列にショート回路を作っても、電流計に電流が流れてしまいます。
そのため、限流抵抗を入れて電流計を保護する方法を提案しました。

残る手として、起動時は電流計に電流を流さない事です。

電源──○  ○───電流計──回路
       \ ○──────┘

リレー切り替えで、電源ON時は電流計を通さず回路に電流をながします。
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どなたかお分かりの方!
教えてください。

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よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

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