Amperomierz można modelować jako ustrój pomiarowy o rezystancji wewnętrznej RA, który przy prądzie znamionowym (pełnoskalowym) IN daje maksymalne wskazanie. Dołączenie bocznika oznacza dołączenie dodatkowej rezystancji równolegle do amperomierza, tak aby część prądu "ominęła" ustrój pomiarowy.
Krok 1: wyznacz napięcie na amperomierzu przy pełnej skali.
Gdy amperomierz wskazuje maksimum, prąd przez jego ustrój wynosi IN = 1 A. Spadek napięcia na nim:
U = I · R = 1 A · 0,5 Ω = 0,5 V
Krok 2: taki sam spadek napięcia jest na boczniku (połączenie równoległe).
Rezystancja bocznika wynosi 0,5 Ω, więc prąd bocznika:
Ib = U / Rb = 0,5 V / 0,5 Ω = 1 A
Krok 3: policz prąd całkowity mierzony przez układ.
Prąd dopływający do węzła rozdziela się na dwie gałęzie, więc:
Icałk = IA + Ib = 1 A + 1 A = 2 A
Oznacza to, że gdy przez cały układ płyną 2 A, przez sam ustrój płynie 1 A (pełna skala). Zatem zakres pomiarowy zwiększa się dwukrotnie.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "Zmniejszy się dwukrotnie." – bocznik nie zmniejsza zakresu; jego zadaniem jest odprowadzić część prądu poza ustrój, aby można było mierzyć większy prąd całkowity przy tym samym prądzie pełnoskalowym ustroju.
- "Zwiększy się czterokrotnie." – taki wzrost wymagałby znacznie mniejszej rezystancji bocznika niż rezystancja amperomierza. Gdy rezystancje gałęzi są równe (0,5 Ω i 0,5 Ω), prądy dzielą się po równo, więc prąd całkowity rośnie tylko 2 razy.
- "Zmniejszy się czterokrotnie." – to błąd wynikający zwykle z mylenia połączenia równoległego z szeregowym albo z mechanicznego "mnożenia" liczb bez sprawdzenia praw obwodów.
Wskazówka egzaminacyjna: przy boczniku zawsze myśl o dzielniku prądu. Najszybciej: jeśli Rb = RA, to prądy w gałęziach są równe, a zakres rośnie 2×.
