Загрузка...
Как включается амперметр в схему
Подключение амперметра и вольтметра в сети постоянного и переменного тока
Постоянный ток не меняет направления во времени. Примером может служить батарейка в фонарике или радиоприемнике, аккумулятор в автомобиле. Мы всегда знаем, где положительная клейма источника питания, а где отрицательная.
Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения. Такой ток протекает в нашей розетке, когда мы к ней подключаем нагрузку. Тут нет положительного и отрицательного полюса, а есть только фаза и ноль. Напряжение на нуле близко по потенциалу с потенциалом земли. Потенциал же на фазовом выводе меняется с положительного до отрицательного с частотой 50 Гц, го есть ток под нагрузкой будет менять свое направление 50 раз в секунду.
В течение одного периода колебания величина тока повышается от нуля до максимума, затем уменьшается и проходит через ноль, а потом совершается обратный процесс, но уже с другим знаком.
Получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного: меньше потерь энергии, С помощью трансформаторов мы можем легко менять напряжение переменного тока.
При передаче большого напряжения требуется меньший ток для той же мощности. Это позволяет использовать более тонкие довода. В сварочных трансформаторах используется обратный процесс — понижают напряжение для повышения сварочного тока.
Измерение постоянного тока
Чтобы в электрической цепи измерить ток, необходимо последовательно с приемником электроэнергии включить амперметр или миллиамперметр. При этом, чтобы исключить влияние измерительного прибора на работу потребителя, амперметр должен обладать очень малым внутренним сопротивлением, чтобы практически его можно было бы принять равным нулю, чтобы падением напряжения на приборе можно было бы просто пренебречь.
Включение амперметра в цепь — всегда последовательно с нагрузкой. Если подключить амперметр параллельно нагрузке, параллельно источнику питания, то амперметр просто сгорит или сгорит источник, поскольку весь ток потечет через мизерное сопротивление измерительного прибора.
Шунт
Пределы измерения амперметров, предназначенных для проведения измерений в цепях постоянного тока, расширяемы, путем подключения амперметра не напрямую измерительной катушкой последовательно нагрузке, а путем подключения измерительной катушки амперметра параллельно шунту.
Так через катушку прибора пройдет всегда лишь малая часть измеряемого тока, основная часть которого потечет через шунт, включенный в цепь последовательно. То есть прибор фактически измерит падение напряжения на шунте известного сопротивления, и ток будет прямо пропорционален этому напряжению.
Практически амперметр сработает в роли милливольтметра. Тем не менее, поскольку шкала прибора градуирована в амперах, пользователь получит информацию о величине измеряемого тока. Коэффициент шунтирования выбирают обычно кратным 10.
Шунты, рассчитанные на токи до 50 ампер монтируют непосредственно в корпуса приборов, а шунты для измерения больших токов делают выносными, и тогда прибор соединяют с шунтом щупами. У приборов, предназначенных для постоянной работы с шунтом, шкалы сразу градуированы в конкретных значениях тока с учетом коэффициента шунтирования, и пользователю уже не нужно ничего вычислять.
Если шунт наружный, то в случае с калиброванным шунтом — на нем указывается номинальный ток и номинальное напряжение: 45 мВ, 75 мВ, 100 мВ, 150 мВ. Для текущих измерений выбирают такой шунт, чтобы стрелка отклонялась бы максимум — на всю шкалу, то есть номинальные напряжения шунта и измерительного прибора должны быть одинаковыми.
Если речь идет об индивидуальном шунте для конкретного прибора, то все, конечно, проще. По классам точности шунты делятся на: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5 — это допустимая погрешность в долях процента.
Шунты изготавливают из металлов с малым температурным коэффициентом сопротивления, и обладающих значительным удельным сопротивлением: константан, никелин, манганин, — чтобы когда протекающий через шунт ток нагревает его, это не отражалось бы на показаниях прибора. Еще для снижения температурного фактора при измерениях, последовательно с катушкой амперметра включают добавочный резистор из материла такого же рода.
Измерение постоянного напряжения
Чтобы измерить постоянное напряжение между двумя точками цепи, параллельно цепи, между этими двумя точками, подключают вольтметр. Вольтметр включается всегда параллельно приемнику или источнику. А чтобы подключенный вольтметр не оказывал влияния на работу цепи, не вызывал бы снижения напряжения, не вызывал потерь, — он должен обладать достаточно высоким внутренним сопротивлением, чтобы током через вольтметр можно было бы пренебречь.
Добавочный резистор
И чтобы расширить пределы измерения вольтметра, последовательно с его рабочей обмоткой включается добавочный резистор, чтобы только часть измеряемого напряжения приходилась бы непосредственно на измерительную обмотку прибора, пропорционально ее сопротивлению. А при известном значении сопротивления добавочного резистора, по зафиксированному на нем напряжению легко определяется полное измеряемое напряжение, действующее в данной цепи. Так работают все классические вольтметры.
Коэффициент, появляющийся в результате добавления добавочного резистора, покажет, во сколько раз измеряемое напряжение больше напряжения, приходящегося на измерительную катушку прибора. То есть пределы измерения прибора зависят от величины добавочного резистора.
Добавочный резистор встраивается в прибор. Для снижения влияния температуры окружающей среды на измерения, добавочный резистор изготавливают из материала обладающего малым температурным коэффициентом сопротивления. Поскольку сопротивление добавочного резистора во много раз больше сопротивления прибора, то и сопротивление измерительного механизма прибора в итоге не зависит от температуры. Классы точности добавочных резисторов выражаются аналогично классам точности шунтов — в долях процентов обозначают величину погрешности.
Чтобы еще больше расширить пределы измерения вольтметров, применяют делители напряжения. Это делается для того, чтобы при измерении на прибор приходилось напряжение, соответствующее номиналу прибора, то есть не превышало бы предел на его шкале. Коэффициентом деления делителя напряжения называется отношение входного напряжения делителя к выходному, измеряемому напряжению. Коэффициент деления берут равным 10, 100, 500 и более, в зависимости от возможностей применяемого вольтметра. Делитель не вносит большой погрешности, если сопротивление вольтметра также высоко, а внутреннее сопротивление источника мало.
Измерение переменного тока
Чтобы точно измерить прибором параметры переменного тока, необходим измерительный трансформатор. Измерительный трансформатор, применяемый в целях измерений, к тому же дает персоналу безопасность, поскольку благодаря трансформатору достигается гальваническая развязка от цепи высокого напряжения. Вообще, техника безопасности запрещает подключать электроизмерительные приборы без таких трансформаторов.
Применение измерительных трансформаторов позволяет расширить пределы измерения приборов, то есть появляется возможность измерять большие напряжения и токи при помощи низковольтных и слаботочных приборов. Так, измерительные трансформаторы бывают двух типов: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.
Измерительный трансформатор напряжения
Чтобы измерить переменное напряжение применяют трансформатор напряжения. Это понижающий трансформатор с двумя обмотками, первичная обмотка которого присоединяется к двум точкам цепи, между которыми нужно измерить напряжение, а вторичная — непосредственно к вольтметру. Измерительные трансформаторы на схемах изображают как обычные трансформаторы.
Трансформатор без нагруженной вторичной обмотки работает в режиме холостого хода, и при подключенном вольтметре, сопротивление которого велико, трансформатор остается практически в этом режиме, и поэтому можно считать измеренное напряжение пропорциональным напряжению, приложенному к первичной обмотке, с учетом коэффициента трансформации, равного соотношению количеств витков во вторичной и первичной его обмотках.
Таким образом можно измерять высокое напряжение, при этом на прибор будет подаваться небольшое безопасное напряжение. Останется умножить измеренное напряжение на коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения.
Те вольтметры, которые изначально предназначены для работы с трансформаторами напряжения, имеют градуировку шкалы с учетом коэффициента трансформации, тогда по шкале без дополнительных вычислений сразу видно значение измененного напряжения.
В целях повышения безопасности при работе с прибором, на случай повреждения изоляции измерительного трансформатора, один из выводов вторичной обмотки трансформатора и его каркас сначала заземляются.
Измерительные трансформаторы тока
Для подключения амперметров к цепям переменного тока служат измерительные трансформаторы тока. Это двухобмоточные повышающие трансформаторы. Первичная обмотка включается последовательно в измеряемую цепь, а вторичная — к амперметру. Сопротивление в цепи амперметра мало, и получается, что трансформатор тока работает практически в режиме короткого замыкания, при этом можно считать, что токи в первичной и вторичной обмотках относятся друг к другу как количества витков во вторичной и первичной обмотках.
Подобрав подходящее соотношение витков, можно измерять значительные токи, при этом через прибор всегда будут протекать токи достаточно малые. Останется умножить измеренный во вторичной обмотке ток на коэффициент трансформации. Те амперметры, которые предназначены для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, имеют градуировку шкал с учетом коэффициента трансформации, и по шкале прибора без вычислений можно легко считать значение измеряемого тока. С целью повышения безопасности персонала, один из выводов вторичной обмотки измерительного трансформатора тока и его каркас сначала заземляются.
Во многих применениях удобны проходные измерительные трансформаторы тока, у которых магнитопровод и вторичная обмотка изолированы и расположены внутри проходного корпуса, через окно которого проходит медная шина с измеряемым током.
Вторичная обмотка такого трансформатора никогда не оставляется разомкнутой, ибо сильное увеличение магнитного потока в магнитопроводе может не только привести к его разрушению, но и навести на вторичной обмотке опасную для персонала ЭДС. Чтобы провести безопасное измерение, вторичную обмотку шунтируют резистором известного номинала, напряжение на котором будет пропорционально измеряемому току.
Для измерительных трансформаторов характерны погрешности двух видов: угловая и коэффициента трансформации. Первая связана с отклонением угла сдвига фаз первичной и вторичной обмоток от 180°, что приводит к неточным показаниям ваттметров. Что касается погрешности связанной с коэффициентом трансформации, то это отклонение показывает класс точности: 0,2, 0,5, 1 и т. д. — в процентах от номинального значения.
Подключение амперметров к сети
С измерением силы тока мы сталкиваемся очень часто. Для того чтобы узнать мощность устройства, сечения кабеля для его питания, нагрев проводов и прочих элементов – это все зависит от силы тока. Для того чтобы непосредственно измерять эту силу, придумали устройство именуемое амперметром. Амперметр подключается в измеряемую цепь только последовательно. Почему? Разберем чуть ниже.
Как известно сила тока это отношение количества зарядов ∆Q, которые прошли через некоторую поверхность за время ∆t. В системе СИ измеряется в амперах А (1 А = 1 Кл/с). Для того чтобы измерять количество прошедших зарядов, амперметр нужно включить в цепь последовательно.
Чтобы минимизировать влияние измерительного сопротивления амперметра и соответственно уменьшить мощность потерь при измерении его делают как можно меньше . Если амперметр с таким внутренним сопротивлением подключить параллельно, то в цепи произойдет короткое замыкание. Пример схемы включения:
Постоянный ток измеряют приборами непосредственной оценки в диапазоне 10 -3 – 10 2 А, электронными аналоговыми, цифровыми, магнито-электрическими, электромагнитными, электродинамическими приборами — миллиамперметрами и амперметрами. Если ток свыше 100 А применяют шунт:
Шунты как правило, изготавливают на разные токи. Шунт – это медная пластина, имеющая определенное сопротивление. При протекании тока через пластину, на ней, согласно закону Ома U=I*R падает какое-то напряжение, то есть между точками 1 и 2 возникает напряжение, которое будет воздействовать на катушку прибора.
Сопротивление шунта, как правило, подбирают из соотношений:
Где Rи – сопротивление измерительной обмотки прибора, 
— коэффициент шунтирования, I – измеряемый, а Iи – максимально допустимый ток измерительного механизма.
Если измеряют переменный ток, то важно знать какое его значение измеряется (амплитудное, среднее, действующее). Это важно, так как все шкалы градуируются обычно в значениях действующих.
Переменные значения выше 100 мкА измеряют обычно выпрямительными микроамперметрами, а ниже 100 мкА – цифровыми микроамперметрами. Для измерений в диапазоне от 10 мА до 100 А используют выпрямительные, электродинамические, электромагнитные приборы, которые работают в диапазоне частот до нескольких десятков килогерц, а также термоэлектрические, частотный диапазон которых — до сотен мегагерц.
Для измерения переменных величин от 100 А и выше используют приборы, но с использованием трансформаторов тока:
Трансформатор тока – это устройство, в котором первичная обмотка подключена к источнику тока (или как видно с рисунка ниже, первичная обмотка «одевается» на шину или кабель), а вторичная на измерительную обмотку какого-либо измерительного устройства (обмотка измерительного устройства или датчика должна иметь малое сопротивление).
Для измерения различного рода токов используют различные методы и средства. Чтобы правильно измерять необходимую величину и не нанести при этом никакого вреда, нужно правильно применять каждый метод измерения.
Как подключить амперметр, что это за прибор?
Весьма часто в нашей жизнедеятельности возникает ситуация, при которой нам необходимо измерить силу тока. Для чего? Чтобы узнать предполагаемую мощность того или иного оборудования, например. Для определения потенциально уровня нагревания кабеля и так далее. Примерно для этих целей нам и понадобится амперметр переменного тока. Именно он служит для измерения силы тока. К слову, с помощью прибора можно измерить силу не только переменного, но и постоянного тока. Как пользоваться этим инструментом?
Подключение
Чтобы понять, как подключить амперметр, нужно уяснить принцип диапазона измерения. То есть, прибор работает в определенном диапазоне, измеряя от значений в мкА до значений в кА. Учитывая техническую схему подключения, следует опередить максимальный уровень тока шкалы. Само подключение происходит последовательно, а не параллельно существующей нагрузки. Иначе существует опасность перенапряжения прибора. Соответственно, он станет нефункционален, проще говоря, перегорит.
Важным моментом является то, что измеряемый ток сильно зависит от общего сопротивления цепи. Из этого следует, что внутреннее сопротивление прибора должно быть предельно небольшим. Иначе, класс точности результатов может быть под вопросом. Ведь само оборудование будет влиять на числительный показатель. Чтобы точнее уяснить, понадобится схема подключения амперметра.
Как подключить амперметр, если величина тока, которая необходима для измерения, превосходит возможности прибора? Для этого как раз и используются разнообразные шунты. Они позволяют расширить измеримый диапазон тока. Нагрузка будет распределена в пользу шунта, он примет на себя большую часть. По сути, шунт просто покажет снижение тока, которое зафиксирует прибор. В данном случае он будет работать по принципу милливольтметра, однако, его показатели будут в амперах, а значит и конечная информации будет корректной.
Для более детального понимания необходима схема включения амперметра через шунт.
Где применяется амперметр?
Амперметр постоянного тока применяется повсеместно. Если мы исключим бытовые нужды, то первым вариантом будут крупные промышленные предприятия. Естественно лишь те, которые, так или иначе, занимаются созданием (генерацией) и дальнейшим потреблением электрической или тепловой энергии.
Помимо этого, широкое применение прибор нашел в строительстве. Ни один серьезный проект не проходит без этого маленького помощника.
Разнообразие оборудования
Устройство амперметра может довольно сильно отличаться в зависимости от модели. Если классифицировать их по типу отсчета, можно выделить стрелочные, световые и электронные варианты.
Амперметр постоянного тока может быть различным также как и способы его функционирования. Тут ряд шире, и остановиться на нем стоит подробнее.
Электромагнитные амперметры необходимы для измерения переменного тока с невысокой частотностью. Схема амперметра данного типа самая простая, соответственно – они наиболее дешевые на рынке.
Если вам интересно, как называется прибор для измерения силы тока с высокой частотностью, то это термоэлектрический измеритель. Принцип действия амперметра такого рода заключается в работе проводника и термопары. Проводник с помощью проходящего по нему тока нагревает термопару, что и служит способом вычисления силы тока.
Ферродинамические устройства необходимы для стрессовой среды с повышенным магнитным полем. Они более устойчивы к внешнему и внутреннему воздействию. Самым последним словом техники является амперметр цифровой. Это наиболее прогрессивные модели, которые не боятся сильного напряжения, механических повреждений. Они гораздо проще в освоении и применении. Как подключить цифровой амперметр? В большинстве случаев, если производитель не указал иное, точно так же как и обычный.
На этом основные виды амперметров можно считать исчерпанными. Некоторые пользователи, правда, посчитают, что один вид мы пропустили. А именно вольтметр.
Отличия вольтметра от амперметра
Для начала давайте просто разберем этимологию слов. Сразу понятно, что приборы произошли от слов «ампер» и «вольт». И хотя первый может подключаться к той же цепи, что и вольтметр, назначение у них совершенно разное. Ампер – единица измерения силы тока, тогда как вольт – единица измерения напряжения. Так чем же амперметр отличается от вольтметра? Правильно, первый измеряет силу, а второй напряжение.
Амперметр — измеряем ток: назначение, схемы подключения, типы
Амперметр – это электроизмерительный прибор, предназначенный для фиксации силы постоянного либо переменного тока, протекающего в цепи — то есть устройство для измерения тока. Амперметр подключается последовательно, с тем участком электроцепи, где предполагается измерять ток. Так как ток, который он измеряет зависит от сопротивления элементов цепи, то сопротивление амперметра должно быть максимально низким (очень маленьким). Это позволяет уменьшить влияние устройства для измерения тока на измеряемую цепь и повысить их точность.
Шкалу прибора градуируют в мкА, мА, А и кА, и в зависимости от требуемой точности и пределов измерения выбирают подходящий прибор. Увеличение измеряемой силы тока добиваются путем включения в цепь шунтов, трансформаторов тока, магнитных усилителей. Это позволяет увеличить предел измеряемой величины тока.
Схемы подключения амперметра
Рисунок — Схема прямого включения амперметра
Рисунок — Схема косвенного включения амперметра через шунт и трансформатор тока
Сфера применения амперметров
Приборы для измерения тока нашли применение в различных сферах. Их активно используют на крупных предприятиях, связанных с генерацией и распределением электрической, тепловой энергии. Также их используют в:
Но не только средние и крупные предприятия используют этот прибор: они востребованы и среди обычных людей. Практически любой опытный автоэлектрик имеет в арсенале подобное устройство, позволяющее проводить замеры показателей электропотребления приборов, узлов автомобилей и пр.
Типы амперметров
Исходя из вида отсчетного устройства амперметры делятся на приборы с:
— со стрелочным указателем;
— со световым указателем;
— с пишущим устройством;
По принципу действия амперметры разделяются на:
1. Электромагнитные – предназначены для использования в цепях постоянного, переменного тока. Обычно используются в привычных электроустановках переменного тока с частотой 50 Гц.
2. Магнитоэлектрические — предназначены для фиксации силы тока малых значений постоянного тока. Они имеют магнитоэлектрическое измерительное устройство и шкалу с проградуированными делениями.
3. Термоэлектрические приборы предназначены для измерения силы тока в цепях высоких частот. В состав таких приборов входят магнитоэлектрический механизм, выполненный в виде проводника, к которому приваривается термопара. Протекающий по проводку ток вызывает его нагрев, который фиксируется термопарой. Формирующееся излучение своим влиянием вызывает отклонение рамки на угол, который пропорционален силе тока.
4. Ферродинамические приборы — состоят из замкнутого магнитопровода, выполненного из ферромагнитного материала, сердечника и неподвижной катушки. Характеризуются высокой точностью измерения, надёжностью конструкции и низкой чувствительностью к воздействию электромагнитных полей.
5. Электродинамические устройства предназначены для замеров величины силы тока в цепях постоянного / переменного токов повышенных частот (до 200 Гц). Они чувствительны к перегрузкам и внешним электромагнитным полям. Но из-за высокой точности замеров их используют в роли контрольных приборов для поверки действующих амперметров.
6. Цифровые амперметры – современная модель приборов, сочетающая преимущества аналоговых приборов. На сегодня такие устройства завоевывали лидирующие позиции. Это объясняется удобством в работе, легкостью использования, небольшими размерами и высокой точностью получаемых результатов измерений. Кроме того, цифровые приборы можно использовать в разнообразных условиях: он не боится тряски, вибрации и пр. воздействий.
Рассмотрим несколько амперметров разных производителей и разных типов:
1. Амперметры Ам-2 DigiTOP
— Количество входов 1
— Измеряемый переменный ток 1 …50 А
— Погрешность измерения 1%
— Дискретность индикации 0,1 А
— напряжение питания -100…-400 В, 50 (+1) Гц Габаритные размеры 90x51x64 мм
Работоспособность и долговечность бытовой электротехники зависят от качества получаемой электроэнергии. Как правило, к выходу из строя электронной техники, будь то холодильники, телевизоры или стиральные машины, приводит повышение напряжения выше допустимых пределов. Наиболее опасно длительное повышение напряжения выше допустимой отметки. При этом выходят из строя блоки питания электронной техники, перегреваются обмотки электродвигателей, нередко происходит возгорание.
2. Амперметр лабораторный Э537
Данный прибор (амперметр Э537) предназначается для точного измерения силы тока в цепях переменного и постоянного тока.
Класс точности 0,5.
Диапазоны измерения 0,5 / 1 A;
Технические характеристики амперметра Э537:
Конечное значение диапазона измерений 0,5 А/1 А
Класс точности 0,5
Область нормальных частот (Гц) 45 — 100 Гц
Область рабочих частот (Гц) 100 — 1500 Гц
Габаритные размеры 140 х 195 х 105 мм
3. Амперметр СА3020
Цифровое устройство амперметр базовой модели выпускается в нескольких типовых модификациях в зависимости от базового значения параметров замеряемого тока. При заказе данной модели цифрового амперметра, требуется заявить, с каким базовым параметром силы тока Вам придётся работать: 1 А, 2 А или 5 А.
Базовые параметры замеряемого тока, Iн-1 Ампер (СА3020-1), 2 Ампер (СА3020-2) или 5 Ампер (СА3020-5);
Границы замеряемых токов от 0,01 Iн до 1,5 Iн;
Диапазон частот по замеряемым токам от 45 до 850 Герц;
Границы базовой допускаемой существующей погрешности ±0,2% к оптимальному значению параметров замеряемой силы тока;
напряжение по питанию — сеть переменного тока напряжением (85-260) Вольт и частотой (47-65) Герц или постоянное напряжение (120 — 300) Вольт;
Потребляемая устройством мощность не больше чем 4 ВА;
Размерные габариты 144x72x190 мм;
Масса не больше чем 0,55 кг;
Мощность, потребляемая измерительной цепью амперметров серии 3020, не превышает: для СА3020-1 – 0,12 ВA; для СА3020-2 – 0,25 ВA; для СА3020-5 – 0,6 ВA.
Подключение амперметра в цепи постоянного и переменного тока
Всем нам известно, что амперметр – это прибор для измерения тока, который измеряется в Амперах. Меряет амперы – значит, амперметр.
Но, для того, чтобы замерить ток, необходимо амперметр правильно подключить в цепь. Будь то цепь постоянного или переменного тока. Ведь неправильное включение прибора может привести к выходу его из строя.
Амперметр подключается к электрической цепи последовательно
То есть у нас есть провод, по нему течет электрический ток от источника этого самого тока к потребителю, которым может выступать электрический прибор.
Чтобы измерить ток амперметром, нам необходимо обесточить (отключить) источник питания. Затем необходимо разорвать цепь – в прямом и переносном смысле. Грубо говоря, разрезать провод.
Теперь у нас получится два провода. Берем амперметр, подключаем к прибору две половины разрезанного провода. Нужно учесть тот факт, что ток, протекающий в цепи должен быть меньше максимально измеряемого тока прибора. Максимально измеряемый ток прибора должен быть написан на самом приборе или в документации к нему.
Максимальный ток в цепи можно рассчитать, зная напряжение, нагрузку и сечение провода. Провода должны быть изолированы (покрыты изоляцией), а на концах зачищены.
После того, как провода подключены и надежно закреплены в амперметре, можно включать питание и прибор покажет величину тока в цепи, который и пройдет через амперметр.
Но так никто не делает, потому что разрезанные провода до добра не доводят.
У амперметра малое внутреннее сопротивление, это сделано для того, чтобы оно минимально влияло на величину измеряемого тока. При подключении амперметра в цепь переменного тока не имеет значения, куда подключать прибор.
При подключении амперметра в цепь постоянного тока, если стрелка будет отклоняться в другую сторону, или же будет показывать ноль – следует поменять полярность, поменять провода местами.
Подключение амперметра через шунт
Если ток в цепи окажется больше, чем ток прибора, то можно рассчитать и использовать шунт для измерения тока большей величины. В этом случае цепь разделится на две ветви. У одной будет малое сопротивление амперметра, а у второй большое сопротивление подобранного шунта. Большой ток разделится пропорционально сопротивлениям и по амперметру пройдет малый ток, по шунту – большой. (Более подробно об этом явлении).
Измерение тока амперметром через трансформатор тока или клещи
Бывают случаи, когда надо замерить ток в кабеле, на шине… изолированной шине. Шина – это медная полоса определенного сечения, по которой протекает ток, не автомобильное колесо…
Разрезать кабель или шину бывает накладно, да и бессмысленно. В этом случае можно воспользоваться измерительными клещами или трансформатором тока.
Трансформатор тока имеет две обмотки – высшую и низшую, которые не связаны между собой. Ток приходит на высшую, затем создается ЭДС (более подробно про принцип действия ТТ) и во вторичной обмотке протекает ток, пропорциональный числу витков обмоток. Так вот, если есть необходимость замерить ток, то на кабель вешают «бублик», он же – ТТ. А уже к трансформатору тока присоединяют амперметр. Тут главное правильно быть проинструктированным и не наделать дел. Получается мы снимаем ток амперметром со вторичной обмотки, преобразованный в меньшую сторону и безопасный для измерения и амперметра.
Такой же принцип используется и в измерительных клещах, только и амперметр и ТТ находятся в одном корпусе. Да и плюс ко всему первичная обмотка клещей размыкается одним нажатием кнопки на корпусе и потом замыкается.
Эти два описанных решения гораздо удобнее, чем разрезать провод и садить к амперметру. Главное следить за диапазонами измеряемых приборами и протекаемых в электрических цепях токов.
Мультиметры позволяют измерять постоянный ток до 10 Ампер. Но их часто палят, так как неправильно подключают концы на прибор, не учитывают величину тока в проводах… Но это в основном молодые люди. Часто для «починки» такой неисправности необходимо просто заменить предохранитель в приборе.
Ну, и в конце хотелось бы еще раз повторить основную мысль всего повествования:
Сохраните в закладки или поделитесь с друзьями
Как подключить амперметр
Если подключенный удлинитель перегревается, или быстро разряжается аккумуляторная батарея, уточнение силы тока в соответствующей цепи поможет выявить источник проблем. Для успешного решения этих и других задач нужен подходящий измерительный прибор. В этой публикации рассказано о том, как подключить амперметр правильно, выполнить необходимые операции в безопасном режиме.
Что такое амперметр, его виды
Как показано на рисунке, прибор включают последовательно в цепь, по которой идет электрический ток. Чтобы минимизировать влияние на реальные физические процессы, необходимо уменьшить внутреннее сопротивление амперметра. Для снятия показаний пригодится крупная шкала. При выборе подходящего оборудования также учитывают следующие факторы:
- цифровой индикатор упрощает процесс измерений;
- работать с малыми и сильными токами проще с применением разделения на несколько диапазонов;
- при неблагоприятных внешних условиях (влажность, вибрации) следует учитывать соответствующую защищенность прибора.
Магнитоэлектрические
Измерительный блок приборов данной категории состоит из двух основных компонентов. Между полюсами постоянного магнита размещают индукционную катушку. При прохождении через обмотки тока она поворачивается. Присоединив стрелку и шкалу, фиксируют эти движения для получения результатов измерений. Встроенными пружинами ограничивают амплитуду отклонений, возвращают движущиеся компоненты в исходное положение. Встроенным поводком регулируют натяжение. Грузиками компенсируют силу тяжести.
На двух схемах цифрой 1 обозначен источник поля, которое поворачивает катушку (3), жестко закрепленную на центральной оси. Устройство начинает функционировать, когда по цепи проходит ток. Спиральная пружина (4) корректирует движения. В первом варианте установлен ограничитель (2), предотвращающий повреждение стрелки.
Преимуществами такого инженерного решения являются:
- высокая точность;
- хорошая чувствительность;
- отсутствие дополнительных источников питания;
- демократичная стоимость.
На заметку. Главный недостаток – механические части. Сложность конструкции подразумевает ухудшение надежности. Следует помнить о негативном влиянии ударов и других внешних воздействий. Такой прибор подходит для измерения постоянного тока.
Электромагнитные
Вряд ли обычному пользователю придется ремонтировать сложные устройства. Поэтому далее подробно рассмотрены выбор и подключение амперметра. Электромагнитные приборы универсальны. Они подходят для измерения постоянного и переменного тока. Чувствительность в данном случае несколько ниже, по сравнению с предыдущим примером. Однако в некоторых ситуациях ее вполне достаточно.
Термоэлектрические
Приборы этой категории выполняют измерения по косвенной методике. С помощью термопары или аналогичного устройства происходит преобразование переменного тока в постоянный. Его значение контролируют включением в дополнительную цепь магнитоэлектрического или другого амперметра. В контактном исполнении обеспечивается повышенная чувствительность. Чтобы исключить гальваническую связь, датчик помещают в слой из нейтрального материала (стекла, полимера).
Электродинамические
В этом варианте устанавливают рядом две катушки. Через одну, подсоединенную к индикаторному устройству, пропускают ток. Вторая – фиксируется неподвижно. Такая схема отличается повышенной чувствительностью. Даже слабые магнитные поля оказывают на движущийся элемент достаточно сильные воздействия. Чтобы получить точные измерения, максимально удаляют прибор от источников помех, применяют экранировку.
Ферродинамические
Особенным элементом устройства является проводник с ферритовыми свойствами. Высокая напряженность поля в рабочей зоне существенно уменьшает внешние паразитные воздействия. Такие приборы даже без специальной экранировки можно подключать в цепь около силовых линий электропередач.
Чем амперметр отличается от вольтметра
Главные особенности понятны из специфических названий. На первой картинке показано, как подключается амперметр (последовательно). Это необходимо для пропускания тока и соответствующего измерения его величины. Подсоединение вольтметра делают параллельно. В таком варианте прибор будет показывать разницу потенциалов между двумя точками, напряжение на определенном резисторе или другом элементе электрической схемы.
Как определить цену деления амперметра
Разнообразие приборов создает естественные затруднения в ходе проведения измерений. Следующий пример поможет разобраться с методикой правильного определения значений на стрелочном индикаторе. В любом случае начинают с буквенного обозначения на циферблате:
- «А» – это амперы, пересчет не нужен;
- «mA» – миллиамперы, итоговое значение вычисляют умножением на 0,001.
Этим прибором измеряют силу тока до 4 ампер включительно. Перевод значений не нужен, потому что есть отметка «А». Чтобы узнать цену одного деления, вычитают из большего меньшее значение соседних цифр. Далее делят на количество пустых промежутков между рисками.
Справка. «РИСКА – линия (штрих), нанесённая … на шкалу измерительного прибора». Большая политехническая энциклопедия под редакцией Рязанцева, вып. 2011 г.
В приведенном примере:
В описании к прибору можно найти допустимую производителем погрешность. Эту величину, как правило, указывают в процентах.
Как работают амперметр и вольтметр
Рассмотренные выше конструкции пригодны для создания одного и другого прибора. Разница – не только в схеме подключения. Отличаются разметка и сопротивление индукционной катушки. Встроенным резистором ограничивают силу тока/ мощность в амперметре/ вольтметре, соответственно.
В первом варианте он выполняет функции шунта. Параллельное подсоединение с минимальным электрическим сопротивлением обеспечивает прохождение большей части тока именно по этой цепи. Этим защищают индуктивный элемент от повреждений.
Во втором – подбирают сопротивление, во много раз превосходящее соответствующий показатель катушки. Другой особенностью является выбор материала резистора с минимальным изменением рабочих параметров при росте (уменьшении) температуры.
Как подключают амперметр в электрическую цепь
Подсоединить прибор в разрыв цепи несложно. Для безопасности эту процедуру выполняют после отключения источника питания. Предварительно надо убедиться, что максимальный ток не превышает возможности амперметра. Данные шкалы дублированы в сопроводительной технической документации.
После подачи питающего напряжения снимают показания. Следует дождаться прекращения колебаний стрелки. Если она перемещается в обратную сторону, меняют полярность подключения. При чрезмерно большом токе используют дополнительное шунтирование.
Как подобрать шунт для амперметра
Для расчета параметров дополнительной цепи применяют формулу Rш=Rвн*Iпр/(Iвх-Iпр), где:
- Rш – сопротивление шунта;
- Rвн – внутреннее сопротивление амперметра (приведено в техпаспорте);
- Iпр – максимальный ток, на который рассчитан прибор;
- Iвх – входной ток (источника) до разветвления цепи.
Измерение значений постоянного тока
Для работ с такими цепями выбирают «классический» магнитоэлектрический или другой подходящий прибор. Проверяют совместимость по максимуму токов. При необходимости пользуются схемой с параллельным шунтом. В цепях с переменными электрическими параметрами подобный амперметр не пригодится, так как будут наблюдаться колебания стрелки около нулевой отметки. Сильная амплитуда сигнала способна вызвать механическое повреждение.
Измерение значений переменного тока
Впрочем, если дополнить магнитоэлектрический измеритель выпрямителем, можно получить нужный результат. Это дополнение внесет определенные погрешности, поэтому лучше пользоваться фабричным изделием. Схема подключения амперметра такого типа не отличается от рассмотренных выше вариантов.
Следует помнить! На точность измерений оказывает влияние форма входного сигнала.
Бесконтактный способ измерения тока
Без особой необходимости вряд ли нужно нарушать целостность качественных кабелей. Иногда невозможно отключить питающее напряжение. При работе с мощными силовыми линиями пригодятся дополнительные меры безопасности. Во всех перечисленных ситуациях измерить ток можно с применением специализированных приборов.
Кольцевая часть инструмента после замыкания образует катушку индукции. Встроенный цифровой прибор регистрирует наведенные токи.
Для чего контролировать ток заряда в аккумуляторе
Применение измерительного прибора можно рассмотреть на примере типовой технологической операции. Обслуживаемый автомобильный аккумулятор заражают по специальной методике. Устанавливают и поддерживают величину тока на уровне 10% от указанной в паспортных данных емкости. Это предотвращает чрезмерно активное выделение взрывоопасных газов. Продолжительность процедуры (24 часа и более) подразумевает необходимость дополнения прибора средствами автоматического отключения.
С помощью приведенных сведений можно самостоятельно выбрать подходящий прибор, выполнить измерения, собрать схему шунтирования. На стадии предварительной подготовки следует уточнить предполагаемый рабочий диапазон, условия эксплуатации. При покупке рекомендуется изучить официальные инструкции производителя.