Sähkömittarit kuvissa
Alla näkyvät kuvat on otettu fysiikan opetuselokuvasta «Sähköiset mittalaitteet». Filminauha koostuu viidestä osasta: sähköstaattisen järjestelmän laitteet (elektrometrit, volttimittarit), magnetoelektrisen järjestelmän laitteet, sähkömagneettisen järjestelmän laitteet, ohmimittarit ja sähködynaamisen järjestelmän laitteet (wattimittarit).
Suhteellisen pienten potentiaalierojen mittaus tehdään sähköstaattisilla volttimittarilla. Ne käyttävät vuorovaikutusta varattujen levyjen välillä, joilla on suuri pinta-ala. Sähköstaattisissa volttimittareissa elektrodien (levyjen) välistä etäisyyttä tai elektrodien aktiivista aluetta voidaan muuttaa. Tässä on kuvattu erittäin selkeästi ja yksityiskohtaisesti kuvien staattinen sähkö: Staattinen sähkö koulun elokuvanauhassa
Magnetosähköisen järjestelmän laitteissa käytetään virran vuorovaikutusta magneettikentän kanssa. Ohjausvirran voimakkuus arvioidaan lankaa pitelevän jousen jännityksellä.
Magneettikentän vuorovaikutuksen parantamiseksi virran kanssa käytetään monikierrosta kehystä. Sähkömagneettiset voimat luovat rungon vääntömomentin. Runko kestää pieniä virtoja, useiden kymmenien milliampeerien luokkaa. Suurten virtojen mittaamiseksi kehyksen rinnalla on shunttiresistanssi. Tällaisia laitteita kutsutaan ampeerimittariksi. Amperimetreissä virtojen mittaamiseen 30 A asti, shuntit asennetaan laitteen koteloon. Suuria virtoja mitattaessa käytetään ulkoisia shuntteja. Pienet virrat kehyksessä ovat mahdollisia alhaisella jännitteellä sen päissä. Korkeajännitettä mitattaessa rungon kanssa sarjaan liitetään lisävastus. Tällaista mittauslaitetta kutsutaan volttimittariksi. Volttimittari on kytketty rinnan sen piirin osan kanssa, jossa jännite mitataan.
Sähkömagneettisen järjestelmän mittalaitteissa käytetään sydämen vetäytymisilmiötä virtakelassa. Virran määrä arvioidaan jousen jännityksen perusteella, kela voi olla litteä tai pyöreä. Suurten virtojen mittaamiseksi kelat on valmistettu paksusta langasta. Korkean jännitteen (kymmeniä ja satoja voltteja) mittaamiseksi kela on tehty ohuesta johdosta ja sen kanssa on kytketty sarjaan lisävastus.
Mittauslaitteita, joissa on sisäänrakennettu virtalähde ja joita käytetään suoraan vastusten mittaamiseen, kutsutaan ohmimitreiksi. Virran mittaamiseksi ohmimittaripiirissä on milliampeerimittari ja vakiojännitteen ylläpitämiseksi liittimien välillä muuttuva resistanssi.Jännitteen pysyvyyttä valvotaan sulkemalla puristimet ja säätämällä milliampeerimittarin neula virran maksimiarvoon muuttuvalla resistanssilla ennen jokaista mittausta. Nuolen suurin taipuma vastaa nollavastusta puristimien välillä. Kun puristimet ovat auki (ääretön vastus), virtapiirissä on nolla. Siksi vastusasteikko on päinvastainen kuin nykyinen asteikko.
Sähködynaamisen järjestelmän laitteissa käytetään virtojen vuorovaikutuksen periaatetta. Johtimet, joissa virta on yhdessä suunnassa, houkuttelevat. Niiden vetovoima on verrannollinen johtojen virtojen suuruuteen. Laitteissa johdot muodostetaan keloiksi, jolloin virtojen vuorovaikutuksessa liikkuva kela pyörii ja jousi kiertyy. Pyörimiskulma on verrannollinen käämien virtoihin.
Wattimittarin liikkuva kela on kytketty rinnan kuorman kanssa ja kiinteä kela sarjaan. Siksi nuolen katkaisukulma on verrannollinen kuorman virtaan ja jännitteeseen, ts. teho.
Muut sähkötekniikan koulutusfilminauhat:
Sähkömagneettisen induktion ilmiö
Virran magneettinen toiminta
Sähköasemat