Амперметр схема включения в электрическую цепь. Что такое амперметр: виды и применение. Что такое амперметр, его виды
Измерение тока. Приборы, предназначенные для измерения тока, получили название амперметров. Приборы, рассмотренные в гл. 9, могут служить как для измерения тока, так и для измерения напряжения. При этом отличаются способы включения их в электрическую цепь и значения сопротивления измерительной цепи прибора. Амперметр включают в цепь таким образом, чтобы через него проходил весь измеряемый ток, т. е. последовательно. Сопротивление амперметра должно быть малым, чтобы в нем не происходило заметного падения напряжения.
В ремеслах и технике нужно измерять самые разнообразные течения, значения которых часто далеки друг от друга. Постоянный ток или переменный ток. Питание телевизора составляет около 1А. Поэтому вам нужен другой амперметр, который стоит дорого. Вот почему были разработаны многоизмерительные устройства, которые имеют несколько переключаемых диапазонов измерений в одном устройстве.
У таких измерительных приборов также есть батарея. Мы различаем индикаторы и цифровые дисплеи. Преимущества цифровых измерительных приборов: - дешевле механических измерительных приборов. - легче читать - даже очень маленькие токи измеримы. Недостатки: - Батарея всегда необходима - переменные измеряемые переменные не могут быть измерены.
Для измерения постоянного тока используют преимущественно амперметры магнитоэлектрической системы и реже приборы электромагнитной системы, а для измерения переменного тока частотой 50 Гц в основном применяют амперметры электромагнитной системы.
Непосредственное включение амперметра в цепь измеряемого тока не всегда возможно, так как в некоторых случаях измеряемый ток во много раз превосходит необходимый для полного отклонения подвижной системы прибора. В этихслучаях при измерении постоянного тока параллельно амперметру включают шунт, через который проходит большая часть измеряемого тока (рис. 10.1).
Как технический специалист или мастер, всегда нужно иметь правильные измерительные инструменты для эффективной работы. Чтобы защитить чувствительное оборудование во время транспортировки, полезно инвестировать в карманы специального оборудования. Стандартные решения на розничном рынке обычно не подходят для требований, предъявляемых к профессиям, требующим дорогостоящего оборудования на транспортных мешках. Они должны быть ясными, так что каждая часть имеет свое место и может быть быстро захвачена.
Правила подключения амперметра
Это экономит время и увеличивает производительность. Разумеется, батареи также должны быть предусмотрены, что также требует их места. Батареи приводят электроны через. Размер электронного привода указывается в вольтах на каждой батарее. К сожалению, нет информации о том, как долго аккумулятор работает на устройстве.
Согласно первому закону Кирхгофа, максимальное значение измеряемого амперметром тока при наличии шунта
где I max - максимальное значение тока в цепи; I Aн - номинальное (предельное) значение тока амперметра в отсутствие шунта; I ш - ток, проходящий через шунт. Так как амперметр и шунт включены параллельно, то токи между шунтом и амперметром распределяются обратно пропорционально их сопротивлениям:
Вольтметр
Большой ток: аккумулятор быстро разряжается. Время работы батареи может быть рассчитано исходя из емкости аккумулятора.
Омметр
Измерить напряжение или ток правильно. Часто ток и напряжение следует измерять одновременно. В этом случае необходимо учитывать значение сопротивления, которое может принять груз. Один вольтметр имеет высокое внутреннее сопротивление. Амперметр имеет низкое внутреннее сопротивление.Если одновременно измерять напряжение и ток, мы различаем смежные схемы. Вспомните основные законы электротехники и вычислите эффект ошибки в качестве примера для небольшого или большого сопротивления для каждого из двух цепей, рассмотрите измерительное устройство в качестве резистора.
откуда находим сопротивления шунта:
где r A - внутреннее сопротивление амперметра; n = I max /I Aн - коэффициент, показывающий, во сколько раз расширяются пределы измерения.
Так
как 
то
ток в цепи при заданной нагрузке
Вы узнаете причину именования?
- Измеренное значение всегда подвержено ошибкам.
- Измерительное устройство воздействует на сама цепь.
Чтобы измерить постоянный ток, вы должны действовать следующим образом. Отрицательный полюс источника напряжения должен быть подключен к отрицательному полюсу измерительного прибора. В результате положительный полюс источника напряжения также подключается к положительной клемме измерительного прибора.
- Установите самый большой диапазон измерения для текущего измерения.
- Поместите счетчик последовательно.
где I A - показание амперметра. Если шкалу амперметра отградуировать с учетом шунта, то можно определять значение измеряемого тока I непосредственно по показаниям прибора.
При измерении переменных токов шунты не применяют. Это объясняется тем, что распределение токов между шунтом и амперметром определяется не только их активным сопротивлением, но и реактивным сопротивлением прибора, которое зависит от частоты. Поэтому для расширения пределов измерения амперметров в цепях переменного тока используют измерительные трансформаторы тока.
Затем переключите диапазон измерения вниз, чтобы указатель находился в середине до правой области дисплея.
- В этом случае полярность не имеет значения.
- Прочитайте текущий.
Измерение напряжения. Электроизмерительные приборы, предназначенные для измерения напряжения, называются вольтметрами. Вольтметры включают параллельно участку (элементу) электрической цепи, на котором измеряют напряжение. При этом вольтметр должен иметь очень большое сопротивление по сравнению с сопротивлением элемента цепи, на котором измеряется напряжение. Это необходимо для уменьшения погрешности измерения и для того, чтобы не было изменения режима работы цепи. В самом деле, чем больше сопротивление вольтметра, тем меньший ток проходит через него и тем меньше расходуется в нем энергия, а следовательно, тем меньшее влияние оказывает включение прибора на режим работы цепи.
Другими словами: Если текущее разрешение прибора полностью выбрано путем выбора соответствующего диапазона измерения, то разность напряжений во время измерения составляет до 200 мВ. Пример. Вы измеряете ток 100 мкА в диапазоне измерения 200 мкА цифрового мультиметра. Диапазон включения составляет 200 мкА.
Это безопасно для измерения токов в электрической цепи, пока это падение напряжения не оказывает никакого влияния на оставшиеся функции измерительного объекта. Однако в электрохимической ячейке 100 мВ уже очень много: помните, что, например, Например, потенциальное изменение -114 мВ приводит к десятикратному увеличению тока при комнатной температуре во время осаждения водорода. Еще более драматичным является влияние решения потока металла: здесь течения меняются с 59 мВ или даже 40 мВ на текущее десятилетие.
Для расширения пределов измерений вольтметров в цепях постоянного тока с напряжением до 1000-4500 В служат добавочные резисторы, включаемые последовательно с прибором (рис. 10.2). В цепях переменного тока напряжением свыше 1000 В для расширения пределов измерений используют измерительные трансформаторы напряжения.
Устройство и подключение шунта
Из этого видно, что такой прибор не подходит для измерения токов короткого замыкания между двумя электродами гальванического спаривания, если только он не работает в максимально возможном диапазоне измерений, который все еще позволяет безопасное считывание. В данном случае, чтобы сохранить погрешность измерения в допустимых пределах, диапазон измерения должен составлять 2 мА. Тогда взаимная поляризация измерительных электродов составляет всего 10 мВ при 100 мкА, что, соответственно, уменьшает фальсификацию результата измерения, но точность измерения тока на самом приборе также соответственно уменьшается.
При включении последовательно с вольтметром добавочного резистора сопротивление последнего определяют из следующих соображений: допустим, вольтметром с сопротивлением r V , рассчитанным на номинальное напряжение U ном , необходимо измерить напряжение U xmax , которое в n раз больше U ном . В этом случае необходимо соблюдать условие, при котором ток, проходящий через вольтметр, был бы одинаковым при обоих напряжениях, т. е.
Если теперь вы перейдете к диапазону измерения 20 мА, фальсификация результатов измерения останется менее 1%, но результат измерения составит всего ± 10%! Поэтому для электрохимических измерений необходимо измерение тока, которое не вызывает никаких потенциальных различий между точками измерения. Для этой цели предлагается специальный «амперметр» с нулем-ом. Но вы также можете переключить потенциостат как амперметр с нулевым ом. Подсоедините контактное электродное соединение и подключение противоэлектрода.
Один из двух измеряемых электродов подключается к клеммам рабочего электрода, а другой - к опорным и противоэлектродным клеммам. Управляемый потенциал установлен на ноль - это весь трюк! Теперь вам нужно только отрегулировать соответствующий диапазон тока. Результат измерения можно считывать со встроенного прибора, или к токовому выходу может быть подключено достаточно точное устройство измерения напряжения: тогда он отображает ток с точностью до миллиметра.
(10.3)
и фактически измеряемое напряжение
где U V - показание вольтметра.
Шкалу вольтметров в большинстве случаев градуируют с учетом добавочного сопротивления r д . При этом вольтметр может быть выполнен на несколько пределов измерения, для чего он снабжается несколькими добавочными сопротивлениями и соответствующим переключателем шкалы на лицевой стороне прибора.
Полярность: в наших потенциостатах анодный ток обозначается рабочим электродом как положительный ток на измерительном приборе. Теперь ток измеряется через напряжение между контактом противоэлектрода на потенциостате и земле. Примечание. Чем больше измерительный резистор, тем больше шум, создаваемый этим резистором. Конденсатор, параллельный этому измерительному резистору, уменьшает шум, но в то же время усекает также частотную полосу для записи измеренных значений.
Это не имеет значения для измерений постоянного тока. Наибольшая емкость, которую вы можете использовать с ней, тогда. Практически доступное значение будет равно 6, 8 пФ и 5, 6 пФ соответственно. Для измерений постоянного тока теоретически можно выбирать произвольно большие конденсаторы, на практике он будет ограничен значением, Например, уменьшает шум 50 Гц, но не требует бесконечного времени регулировки для текущих изменений. В этом примере 68 нФ будет полезной емкостью.
Для измерения напряжения в цепях постоянного тока применяют магнитоэлектрические вольтметры, а в цепях переменного тока - электромагнитные и электродинамические вольтметры. При измерении малых переменных напряжений используют выпрямительные и электронные милливольтметры, причем при повышенных частотах преимущественно электронные.
Чтобы точно понять смысл концепции, мы должны знать, что такое усилители и что такое электрический ток. Электрический ток создается движением электрических зарядов в материале. Это величина, которая отражает то, что через единицу времени протекает через проводящий материал. Ампер в этом кадре - это единица, которая позволяет количественно оценить интенсивность тока.
Возвращаясь к понятию амперметра, этот прибор измеряет ток, который циркулирует в электрической цепи. При подключении амперметра к электрической цепи можно обнаружить количество ампер тока в циркуляции. Измерение состоит в прохождении электрического тока через устройство. Внутреннее сопротивление амперметра очень мало, так что во время измерения отсутствует падение напряжения. Если необходимо измерить ток без апертуры, необходимо использовать специальный класс амперметров, известный как амперометрический зажим, который косвенно определяет интенсивность магнитного поля, генерируемого данным током.
Если к электрической цепи подать рабочее напряжение, то через ее элементы будет протекать ток определенной величины. Его значение определяется величиной сопротивления отдельных участков цепи. Чтобы измерить текущее значение тока, на определенном участке используются специальные приборы, которые называются .
Возьмем например . Перед тем, как разобраться в вопросе, как работает это прибор, важно рассмотреть классификации.
Существует несколько типов амперметров, которые можно условно разделить на три группы: аналоговые, цифровые и амперометрические пинцеты. Описание, представленное в предыдущих параграфах, представляет собой не что иное, как основание старых амперметров, которые были аналоговыми. Как и во многих других областях, хотя он был разработан давно, он по-прежнему используется сегодня.
Аналоговые амперметры представляют результат измерения с помощью иглы, которая расположена в соответствующей точке между минимумом и максимумом, доступными в показании. В этой группе приборов мы находим две подгруппы: электромеханические и тепловые амперметры.
Типы амперметров
- Магнитоэлектрические. Такие устройства подходят только для измерений постоянного тока. Они отличаются высокой чувствительностью и небольшой мощностью.
- Электромагнитные. Приборы могут использоваться для измерений постоянных и переменных токов. Их недостатком является низкая чувствительность и невысокая точность.
- Электродинамические. Устройства этого вида отличаются сильной чувствительностью к внешним магнитным полям, поэтому их применение для проведения высокоточных измерений нежелательно.
- Ферродинамические. Такие приборы отличаются повышенной устойчивостью к внешним магнитным полям и владеют высокими показателями прочности. Их широко применяют в сфере безопасности, а также в тех случаях, когда требуется провести высокоточные измерения.
- Цифровые. К примеру, не имеют подвижных механических деталей, а работают на основе платформы с микропроцессором, которая позволяет преобразовывать величину проходящего тока в цифровые сигналы, которые выводятся на ЖК-дисплей.
Рис.1 - Механические амперметры
Вообще говоря, можно сказать, что электромеханические амперметры полагаются на механическое взаимодействие, которое происходит между электрифицированными проводниками, между магнитным полем и током или между двумя токами. Их дизайн относительно прост: у них есть два органа, один мобильный и один фиксированный, и один, чтобы указать итоговое значение.
Этот тип амперметра, несомненно, довольно громоздкий, что приводит к большему износу его деталей, а также к большей вероятности измерения. С другой стороны, он быстро превосходит другие модели и полезен для чтения в фиксированных положениях. В эту группу входят магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и ферромагнитные амперметры.
Рис.2 - Цифровые амперметры
Конструкция амперметра
Чтобы разобраться, как работает амперметр, рассмотрим его конструкцию (рис.3). Приборы этого типа являются магнитоэлектрическими устройствами, в которых ток подводится к обмотке катушки, что приводит к генерированию магнитного потока, который взаимодействует с постоянным магнитом. Существует несколько модификаций измерительных систем – в одном случае измерительная стрелка-указатель крепится к подвижной катушке, а в другом варианте подвижным является постоянный магнит, который соединен со стрелкой. Измерительная катушка подключается к шунту, который расположен внутри прибора или вне его, с которого и снимаются показатели силы тока.
Благодаря достижениям технологии появился такой тип амперметра, более универсальный и практичный, чем аналогичный. Среди его основных преимуществ - снижение износа и значительное снижение вероятности ошибки. Вместо панели с иглой у них есть экран, на котором вы можете просмотреть результаты.
Этот тип амперметра также известен как зажим или крюк и очень полезен, так как он позволяет моментально снижать интенсивность без прерывания или открытия схемы. Поскольку нет электрических обмоток, нет опасности возгорания. Он измеряется в вольтах, как напряжение.
Рис.3 - Конструкция амперметра
Принцип работы амперметра
Как только к измерительной системе амперметра подается ток, величина, которого определяется, в катушке устройства генерируется магнитное поле. Оно взаимодействует с полем, создаваемым постоянным магнитом, что приводит к тому, что поворотная рамка со стрелкой-указателем будет отклоняться (рис.4). Угол отклонение пропорционален проходящему току и при определенной калибровке стрелка будет указывать на измерительной шкале прибора на текущее значение тока.
В цифровых амперметрах, таких как , величина тока определяется посредством специальных аналого-цифровых преобразователей, которые токовый сигнал превращают в последовательность цифровых кодов, отображаемых на экране прибора в виде числового значения.
Бывают случаи, когда следует измерять ток, величина которого больше максимального значения измерительного диапазона. В таком случае важно знать, как работает шунт для амперметра. Шунт представляет собой резистивный элемент с известной величиной электрического сопротивления, который включается параллельно к амперметру. Шунт рассчитывается под величину тока, которую нужно измерять амперметром с меньшим рабочим диапазоном.
Рис.4 - Принцип работы амперметра
Как подключать амперметр
Чтобы правильно пользоваться измерительными приборами, важно не только знать, как работает амперметр и вольтметр, а и как их подключать. Для измерения силы тока, который проходит через прибор или через определенную часть электрической цепи, амперметр нужно подключить последовательно с этим участком.
Рис.5 - Схема подключения амперметра через шунт
Практическое применение
Амперметры имеют широкое применение в процессе построения, обслуживания и ремонта различной радиоэлектронной аппаратуры. В качестве одного из примеров практического применения можно рассмотреть амперметр на зарядном устройстве – как работает этот прибор рассмотрим ниже. Такого типа зарядные устройства производят подзарядку аккумуляторов посредством тока постоянной величины, значение которого визуализируется с помощью амперметра. В процессе зарядки сила тока может падать и по амперметру можно будет определить потребность ее регулирования. Аккумулятор считается заряженным, если сила тока на амперметре не будет меняться на протяжении 1-2 часов.
Это только один из многочисленных примеров практического использования таких измерительных приборов, как амперметры.
(1 оценок, в среднем: 5,00 из 5)
Loading...
