Bočník je zařízení, které slouží ke zvětšení měřicího rozsahu magnetoelektrických ampérmetrů. Oblast jeho použití je omezena víceméně pouze na obvody stejnosměrného proudu.

Skutečné provedení bočníku

Změna rozsahu ampérmetru
Pro zajištění změny rozsahu stejnosměrných ampérmetrů se používají k ampérmetrům paralelně zapojené rezistory, tzv. bočníky. Změnu rozsahů střídavých ampérmetrů můžeme provádět přepínáním sekcí měřicí cívky, změnou počtu závitů měřicí cívky či použitím měřicího transformátoru proudu. K měření stejnosměrných i střídavých proudů v širokém rozsahu (1mA až 1MA) je také možno využít Hallův jev.

Magnetoelektrické mikro a miliampérmetry s rozsahem do 20mA mají měřicí cívku provedenou přímo pro měření proudů příslušné velikosti. Chceme-li však měřit větší proud, byla by již měřicí cívka příliš rozměrná a těžká a realizace takového přístroje velmi obtížná. Proto se provede měřicí cívka s malým základním rozsahem a připojíme k ní paralelně přesný rezistor, tzv. bočník. Zapojení magnetoelektrického ampérmetru s bočníkem je na obrázku.

Zvětšení měřicího rozsahu ampérmetru bočníkem

Měření proudu pomocí bočníku vlastně znamená měření úbytku napětí na bočníku. Magnetoelektrické ampérmetry jsou tedy v podstatě milivoltmetry měřicí úbytek napětí na bočníku.

Pro velikost napětí na měřicí cívce přístroje platí:

U = R_mI_m = R_bl_b

 l_b = I-l_m

Nyní si odvodíme, co platí pro velikost odporu bočníku

R_ml_m=R_b(l-l_m)

>>>

Zavedeme-li si nyní veličinu poměrné zvětšení rozsahu (poměr bočníku)

můžeme pro velikost odporu bočníku psát:

Bočníky se podobně jako předřadníky umísťují do přední části přístrojů, aby svými tepelnými účinky neovlivňovaly přesnost měření vlastního magnetoelektrického ústrojí. V přední části krytu jsou podobně jako u voltmetrů ventilační otvory, aby se bočníky lépe chladily. Ampérmetry s vestavěnými bočníky se stavějí pro měření proudu do velikosti několika desítek ampérů (běžně do 30A).

Změna rozsahů se dá provádět buď přímým přepojováním vodičů do příslušných svorek (vhodné zejména pro ampérmetry s menším počtem rozsahů, viz obrázek, přístroj má potom n+1 svorek, kde n udává počet rozsahů ampérmetru), nebo pomocí otočného přepínače - obrázek. Ampérmetr má v tomto případě pouze dvě svorky (jedna z nich musí být na číselníku označena značkou +, protože magnetoelektrické přístroje rozlišují polaritu proudu), otočný přepínač je obvykle podobně jako u voltmetrů umístěn na boku přístroje. Na čelní straně přístroje pod číselníkem bývá okénko, v němž je indikován zvolený rozsah. Otočné přepínače se konstruují pro proud nejvýše jednotek ampérů, pro větší proudové rozsahy je výhodnější použít přímé přepojování pomocí příslušných svorek. Vyhneme se tak možnému vzniku elektrického oblouku při přepínání vyšších proudových rozsahů pod napětím.

Bočníky se velmi často provádějí jako oddělené příslušenství přístrojů. Bočníky pro malé proudy se vinou z tenkého izolovaného manganinového drátu, pro vyšší proudy (jednotky až desítky ampérů) jsou tvořeny několika závity silného drátu, případně meandru z vodiče obdélníkového průřezu.

Změna rozsahu ampérmetru přepojováním svorek.


Změna rozsahu ampérmetru pomocí otočného přepínače.

 

Tyto bočníky (obvykle umožňují měření proudu na třech rozsazích) se připojují na svorky milivoltmetru. Na každém bočníku je uvedeno, pro jaký milivoltmetr je určen, např. bočník na obrázku je určen pouze pro připojení na milivoltmetr s rozsahem 60mV a vnitřním odporem 5Ω.

Schematický nákres mechanického provedení bočníku.

 

Tento přístroj může samostatně pracovat jako miliampérmetr s rozsahem 12mA a s příslušnými bočníky pak může měřit libovolný proud. Všechny bočníky jsou konstruovány tak, aby na nich byl při jmenovitém proudu úbytek napětí 60mV. Rozsahy bočníků volí výrobci tak, aby konstanta přístroje vycházela jako dekadický násobek 1, 2 či 5. Konstanta se potom počítá jako podíl příslušného proudového rozsahu a počtu dílků stupnice, pro rozsah 1,2A z bočníku na obr. 6.6 a 120dílkovou stupnici milivoltmetru by tedy byla:

Velké bočníky určené pro měření proudů nad 100A musí mít velmi malý odpor a proto se zhotovují z několika paralelních silných manganinových tyčí upevněných mezi dva měděné úhelníky.

Velké bočníky jsou opatřeny dvěmi páry svorek, jednak přívodními (proudovými) svorkami, kterými se bočník zapojuje do obvodu (pro velké proudy to bývají masívní měděné, či mosazné šrouby) a jednak potenciálové (napěťové, přístrojové) svorky, které nemusí být nijak dimenzované, protože slouží pouze k připojení milivoltmetru a protéká jimi tedy pouze malý proud. Na bočníku musí být opět uvedeno, pro jaký milivoltmetr je určen. Příklad zapojení bočníku na velké proudy je na obr. 6.8.

Příklad zapojení bočníku pro velké proudy.