Как устроен амперметр

Домашний мастер при ремонте квартиры своими руками сталкивается с необходимостью подключения светильников, розеток и выключателей по разным схемам. Такая деятельность требует выполнения электрических измерений и знания основных правил безопасности при работе под напряжением. Наши советы помогут вам оптимально выбрать мультиметр для этих целей и понять основные правила безопасной работы с ним как в бытовой электропроводке, так и для ремонта подключаемых к ней приборов. В материале статьи сравниваются два типа устройств измерителей: стрелочных аналоговых и цифровых. Это позволит оценить различные технологии замеров, сравнить их возможности, сделать выбор подходящей конструкции.

Поиск данных по Вашему запросу:

Как устроен амперметр

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Приборы измерения характеристик цепей постоянного тока
• Устройство и принцип действия амперметра для измерения тока
• Принцип работы амперметра и вольтметра
• Амперметр — измеряем ток: назначение, схемы подключения, типы
• Как устроен и работает стрелочный и цифровой мультиметр
• Как устроен и работает стрелочный и цифровой мультиметр

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Что такое ШУНТ в электронике [Радиолюбитель TV 92]

Приборы измерения характеристик цепей постоянного тока

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Чтобы измерить силу тока в некоторой электрической цепи, существуют приборы, называемые амперметры.

Они включаются в цепь по последовательной схеме. Внутреннее сопротивление амперметров очень мало, поэтому такое измерительное устройство не влияет на параметры электрического тока измеряемой цепи.

Единицей измерения силы тока является ампер. Шкалы приборов могут градуироваться в различных долях ампера: микроамперах, миллиамперах и т. Соответственно такие приборы называют микроамперметрами, миллиамперметрами и т. Чтобы расширить пределы измерений, амперметры включают в цепь с применением трансформатора , либо в параллели с шунтом. В этом случае только небольшая часть тока будет протекать через амперметр, а основная часть тока пойдет через шунт.

Для крепления шунта к амперметру применяются специальные гайки. Запрещается подключать шунт к амперметру при включенном питании электрической сети. Полярность прибора при подключении также имеет большое значение.

Если перепутать полярность, то стрелка прибора будет уходить в другую сторону, а цифровой амперметр, покажет отрицательную величину.

Существуют и другие специализированные приборы для измерения тока, которые применяются в узконаправленных областях, и не распространены так широко, как перечисленные выше.

Принцип действия такого вида прибора основывается на взаимодействии магнитного поля магнита и подвижной катушки, находящейся в корпусе прибора.

Достоинствами такого амперметра является низкое потребление электроэнергии при функционировании, высокая чувствительность и точность измерений. Все магнитоэлектрические амперметры оснащены равномерной градуировкой шкалы измерений. Это позволяет произвести измерения с высокой точностью. К недостаткам магнитоэлектрического амперметра относится его сложность внутренней конструкции, наличие движущейся катушки. Такой прибор не является универсальным, так как он действует только для постоянного тока.

Несмотря на недостатки, магнитоэлектрический вид прибора широко применяется в различных областях промышленности, в лабораторных условиях. Амперметры с электромагнитным принципом работы не имеют в своем устройстве движущейся катушки, в отличие от магнитоэлектрических моделей. Устройство их значительно проще. В корпусе находится специальное устройство и один или несколько сердечников, которые установлены на оси. Электромагнитный амперметр имеет меньшую чувствительность, по сравнению с магнитоэлектрическим прибором.

А значит, точность его измерений будет ниже. Преимуществами таких приборов является универсальность работы. Это означает, что они могут измерять силу тока как в цепи постоянного, так и переменного тока. Это значительно расширяет его сферу применения. Метод работы таких приборов заключается во взаимодействии электрических полей токов, которые проходят по электромагнитным катушкам. Конструкция прибора состоит из подвижной и неподвижной катушки.

Универсальная работа на любом виде тока является основным достоинством электродинамических амперметров. Из недостатков стоит выделить большую чувствительность, так как они реагируют даже на незначительные магнитные поля , расположенные в непосредственной близости к ним. Подобные поля способны создавать для электродинамических приборов большие помехи, поэтому такие амперметры применяют только в защищенном экраном месте.

Такие приборы, обладают наибольшей эффективностью и точностью измерений. Магнитные поля, расположенные рядом с прибором, не оказывают на него заметного влияния, поэтому нет необходимости в установке дополнительных защитных экранов. Конструкция такого амперметра включает в себя замкнутый ферримагнитный провод, а также сердечник и неподвижную катушку.

Такое устройство позволяет повысить надежность работы прибора. Поэтому ферродинамические виды амперметров чаще всего используются в военной промышленности и оборонных учреждениях. К его преимуществам также можно отнести удобство и простоту пользования, точность всех измерений, по сравнению с ранее рассмотренными видами приборов.

Кроме рассмотренных приборов, существует цифровой вид амперметров. В настоящее время они все шире используются в различных сферах производства, а также в бытовых условиях.

Такая популярность цифровых приборов связана с удобством пользования, небольшими размерами и точными измерениями. Вес прибора также очень незначительный.

Цифровые модификации используют в различных условиях, он невосприимчив к вибрациям, в отличие от механических аналоговых приборов. Цифровые приборы, не боятся незначительных механических ударов, которые возможны от работающего рядом оборудования. Расположение в вертикальной или горизонтальной плоскости прибора не имеет влияния на его работоспособность, так же как изменение температуры и давления.

Поэтому такой прибор применяют в условиях внешней среды. Все рассмотренные приборы способны измерять постоянный ток. Однако иногда требуется измерить силу переменного тока. Если у вас для этого нет отдельного амперметра, то можно собрать элементарную схему. Существуют и специальные приборы, измеряющие переменный ток. Оптимальным выбором прибора будет мультиметр, в котором имеется возможность измерения переменного тока. Чтобы выполнить правильное измерение, необходимо определить вид тока, то есть, переменный ток в сети, или постоянный.

В противном случае измерение будет ошибочным. Если рассматривать классический принцип работы амперметра, то его действие заключается в следующем. На оси кронштейна вместе с постоянным магнитом расположен стальной якорь с закрепленной на нем стрелкой.

Воздействуя на якорь, постоянный магнит передает ему магнитные свойства. В этом случае позиция якоря находится вдоль силовых линий, проходящих вдоль магнита. Такая позиция якоря определяет нулевое расположение стрелки по градуированной шкале. При протекании тока от генератора или другого источника по шине, возле нее возникает магнитный поток. Силовые линии этого потока в точке расположения якоря направлены под прямым углом к силовым линиям магнита.

Магнитный поток, образованный электрическим током, действует на якорь, который стремится повернуться на 90 градусов. В этом ему мешает магнитный поток, образованный в постоянном магните. Сила взаимодействия двух потоков зависит от направления и величины электрического тока, протекающего по шине. На эту величину и происходит отклонение стрелки прибора от нуля.

Цифровые и аналоговые амперметры, используются в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Особенно широко они применяются в энергетической отрасли промышленности, радиоэлектронике, электротехнике. Также их могут использовать в строительстве, в автомобильном и другом транспорте, в научных целях. В бытовых условиях прибор также часто используется обычными людьми. Амперметр полезно иметь с собой в автомобиле, на случай выявления неисправностей электрооборудования в пути.

Аналоговые приборы до сих пор также применяются в различных областях жизни. Их преимуществом является то, что для работы не требуется подключение питания, так как они пользуются электричеством от измеряемой цепи. Также их удобство состоит в отображении данных.

Многим людям привычнее смотреть за стрелкой. Некоторые устройства оснащены регулировочным винтом, который позволяет точно настроить стрелку на нулевое значение. Инертность работы прибора отрицательно влияет на его применяемость, так как для стрелки необходимо время для нахождения устойчивой позиции.

Для более точных измерений следует выбирать прибор сопротивлением до 0,5 Ом. Лучше, если зажимы контактов будут покрыты специальным антикоррозийным слоем.

Корпус должен быть качественного изготовления, без повреждений, желательно герметичного исполнения, для предотвращения проникновения влаги. Это продлит его срок службы и повысит точность показаний. Наиболее удобный вид амперметра — это цифровой. Хотя в настоящее время более популярными являются мультиметры , в состав которых также входит функция измерения тока.

Запрещается подключение амперметра в сеть напрямую без нагрузки, во избежание выхода его из строя. При измерениях нельзя прикасаться к неизолированным токоведущим элементам прибора, так как возможен удар электрическим током.

При работе с амперметром следует соблюдать осторожность и внимательность. Информационно-познавательный сайт. Публикация материалов сайта возможна только после разрешения администратора и при указании полной активной ссылки на источник.

Ру Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Виды амперметров.

Устройство и принцип действия амперметра для измерения тока

Амперметр и вольтметр — это специальное оборудование, которое предназначено для проведения измерительных действий. С помощью данных приборов получают различные параметры, характеризующие электрический ток. По названиям данных приборов можно судить о том, для каких измерений они предназначены. Ампером называют единицу измерения силы электрического тока. Поэтому амперметр измеряет силу тока в электрической цепи. Вольтом называется единица измерения электродвижущей силы и напряжения в электрической цепи. Естественно, что с помощью вольтметра можно получить показания напряжения электрического тока.

Амперметр – прибор для измерения силы тока. На этой станице вы узнаете, какие бывают амперметры, а также научитесь пользоваться ими на.

Принцип работы амперметра и вольтметра

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Чтобы измерить силу тока в некоторой электрической цепи, существуют приборы, называемые амперметры. Они включаются в цепь по последовательной схеме. Внутреннее сопротивление амперметров очень мало, поэтому такое измерительное устройство не влияет на параметры электрического тока измеряемой цепи. Единицей измерения силы тока является ампер. Шкалы приборов могут градуироваться в различных долях ампера: микроамперах, миллиамперах и т. Соответственно такие приборы называют микроамперметрами, миллиамперметрами и т. Чтобы расширить пределы измерений, амперметры включают в цепь с применением трансформатора , либо в параллели с шунтом.

Амперметр — измеряем ток: назначение, схемы подключения, типы

Не идеальность приборов, внутренние сопротивления. Схемы преобразования вольтметра в амперметр. Чувствительности приборов. Повышение и понижение чувствительности приборов с помощью подключения дополнительных сопротивлений. Принцип работы Омметра.

Мы предполагаем, что вам понравилась эта презентация.

Как устроен и работает стрелочный и цифровой мультиметр

Величина потребления тока была названа именем французского математика и физика Андре-Мари Ампера. С тех пор нет в мире ни одной электротехники, у которой бы эта основная характеристика ни измерялась бы в амперах. Для информации. Сила ампера, с которой магнитное поле действует на проводник, является векторной величиной. Она имеет взаимно перпендикулярное направление вектору индукции.

Как устроен и работает стрелочный и цифровой мультиметр

Изначально вольтметры и амперметры были только механическими, и лишь спустя многие годы, с развитием микроэлектроники, начали выпускаться цифровые вольтметры и амперметры. Тем не менее, даже сейчас механические измерительные приборы пользуются популярностью. Они, по сравнению с цифровыми, устойчивы к помехам и дают более наглядное представление о динамике измеряемой величины. Их внутренние механизмы остаются практически теми же, что и канонические магнитоэлектрические механизмы первых вольтметров и амперметров. В данной статье мы рассмотрим устройство типичного стрелочного прибора, чтобы каждый новичок мог бы понимать основные принципы работы вольтметров и амперметров. В своей работе стрелочный измерительный прибор использует магнитоэлектрический принцип. Постоянный магнит с выраженными полюсными наконечниками закреплен неподвижно.

Амперметр — это тот же гальванометр, только приспособленный для Поэтому он устроен так, что при включении его в цепь сила тока в ней почти не.

Но мы все учились в школе и знаем, что электронов в проводнике миллиарды миллиардов и считать количество электронов было бы бессмысленно. Что же собой представляет 1 Ампер? Если сила тока в проводнике равна 1 амперу, то за одну секунду через поперечное сечение провода проходит заряд, равный 1 Кулону. Или простым языком, все электроны в сумме должны давать заряд в 1 Кулон и они должны в течение одной секунды пройти через поперечное сечение проводника.

Как устроен амперметр? Ваш ответ Отображаемое имя по желанию : Отправить мне письмо на это адрес если мой ответ выбран или прокомментирован: Отправить мне письмо если мой ответ выбран или прокомментирован Конфиденциальность: Ваш электронный адрес будет использоваться только для отправки уведомлений. Чтобы избежать проверки в будущем, пожалуйста войдите или зарегистрируйтесь. В амперметре между полюсами магнита помещена катушка, укрепленная на оси. К ней прикреплена стрелка прибора При протекании через катушку измеряемого электрического тока на горизонтальные участки проводов катушки действуют силы со стороны магнитов, в противоположных сторонах катушки токи текут в противоположных направлениях, поэтому и силы со стороны магнитов направлены противоположно Под действием этих сил катушка поворачивается, вместе с ней поворачивается относительно шкалы стрелка прибора Повороту катушки препятствует спиральная пружина. Вращение катушки прекращается, когда действие силы упругости пружины уравновешивает действие магнитных сил.

Амперметр — прибор, предназначенный для измерения силы тока в электрической цепи.

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Решите задачу по физике 1 ставка. Какая польза народному хозяйству от астрономии и теории эволюции? Независимые ученые узнали, что Человечество не вызвало Глобального Потепления. А Кто вызвал?

У вас уже есть абонемент? На данном уроке мы познакомимся с прибором для измерения такой характеристики электрического тока, как сила тока. Этот прибор называется амперметр.

Принцип работы амперметра

Главная » Разное » Принцип работы амперметра

Принцип работы и виды амперметров

Амперметр — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют. Поэтому, чем ниже внутреннее сопротивление амперметра (в идеале — 0), тем меньше будет влияние прибора на исследуемый объект, и тем выше будет точность измерения.

Для увеличения предела измерений амперметр снабжается шунтом (для цепей постоянного и переменного тока), трансформатором тока (только для цепей переменного тока) или магнитным усилителем (для цепей постоянного тока). Комплектное устройство из токоизмерительной головки и трансформатора тока специальной конструкции называется «токоизмерительные клещи».

Очень опасно пытаться использовать амперметр в качестве вольтметра (подключать его непосредственно к источнику питания), что может привести к коротким замыканиям!

Общая характеристика

По конструкции амперметры делятся:

• со стрелочной измерительной головкой без электронных схем;
• со стрелочной измерительной головкой с использованием электронных схем;
• с цифровым индикатором.

Приборы со стрелочной головкой

Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол крена, пропорциональный величине измеряемого тока.

Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими.

Магнитоэлектрическими амперметрами измеряют силу постоянного тока; индукционными и детекторными — силу переменного тока; амперметры других систем измеряют силу любого тока. Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры.

Приборы со стрелочной головкой могут снабжаться дополнительными электронными схемами для усиления сигнала, подаваемого на головку (для измерения токов, существенно меньших чем ток полного отклонения головки, который для большинства магнитоэлектрических приборов составляет 50 мкА и более), защиты головки от перегруза и прочее.

Приборы с цифровым индикатором

В последнее время приборы со стрелочной измерительной головкой стали вытесняться приборами с цифровым индикатором на основе жидких кристаллов и светодиодов.

Принцип действия стрелочной измерительной головки

Принцип действия самых распространённых в амперметрах систем измерения:

• В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момент стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента пружины.
• В электромагнитной системе прибора вращающий момент стрелки создаётся между катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником, к которому прикрепляется указательная стрелка.
• В электродинамической системе измерительная головка состоит из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействие между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки.

Во всех вышеуказанных системах угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента сопротивления пружины.

Включение амперметра в электрическую цепь

В электрической цепи амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при больших токах — через трансформатор тока, магнитный усилитель или шунт. Для измерения токов может также применяться милливольтметр и калиброванный шунт (первичные токи шунтов могут быть выбраны из стандартного ряда, вторичное напряжение стандартизировано — чаще всего 75 мВ). При высоких напряжениях (выше 1000 В) — в цепях переменного тока для гальванической развязки амперметров также применяют трансформаторы тока, а цепях постоянного тока — магнитные усилители.

Амперметр, его устройство, принцип работы и область применения | Энергофиксик

Амперметр – это измерительный прибор, выполняющий функцию измерения силы тока в цепи в Амперах. При этом каждый прибор рассчитан на измерение конкретной величины. В данном материале я хочу вам рассказать об устройстве данных измерительных приборах и их разновидностях. Итак, начнем.

Амперметры цифровые и аналоговые

Амперметры цифровые и аналоговые

Амперметры делятся на два больших класса:

1. Аналоговые.

2. Цифровые.

Давайте поговорим об аналоговых измерителях, которые еще также именуются стрелочными:

Аналоговый Амперметр

Аналоговый Амперметр

Аналоговый амперметр

Работают такие приборы благодаря магнитоэлектрической системе, которая работает следующим образом:

В корпусе Амперметра располагается катушка из тончайшей проволоки, расположенной среди постоянных магнитов и связана со специальной пружиной.

Принципиальное устройство амперметра

Принципиальное устройство амперметра

Как только через катушку начинает протекать электрический ток, то вокруг нее формируется электромагнитное поле, которое вступает во взаимодействие с магнитным полем постоянных магнитов, и катушка меняет свое положение под действием вращающего момента, а прикрепленная пружина тормозит ее.

Как только моменты вращения и торможения уравновешиваются катушка замирает, а вместе с ней и стрелка, которая указывает пропорциональное значение тока, который сейчас проходит через измерительный прибор.

Показания амперметра зашкаливают

Показания амперметра зашкаливают

Иногда для повышения предела измерений в цепь с амперметром включается резистор, параметры которого просчитываются заранее. И такой резистор называется — шунтирующим.

Амперметр монтируется в цепь последовательно (в разрыв), поэтому для него крайне важно внутреннее сопротивление и чем меньше оно будет, тем лучше.

Ведь если внутреннее сопротивление амперметра будет велико, то он (амперметр) для существующей сети, является резистором, что приведет к снижению тока в цепи и его данные не будут соответствовать реальным параметрам.

Внутреннее сопротивление учитывается при производстве амперметра и с учетом его настраивается система магнитов и пружины.

Амперметр класс точности 2.0

Амперметр класс точности 2.0

К несомненным плюсам аналоговых измерителей относится то, что для их функционирования не требуется отдельное питание и они работают от непосредственно протекающего тока, но минусом является то, что такие измерители довольно инерционны.

То есть мы видим величину протекающего тока не сразу, а с задержкой, которая связанна с тем, что внутренней системе требуется некоторое время для принятия равновесия.

Цифровой амперметр

Такой тип амперметра представляет собой более сложную конструкцию, в состав которой входит аналого-цифровой преобразователь (АЦП), где происходит преобразование силы тока в цифровые данные, отражающиеся на ЖК-дисплее.

Цифровой амперметр

Цифровой амперметр

Такие измерители не имеют такого недостатка как инерционность, и скорость выдачи информации напрямую связана с частотными характеристиками установленного процессора. В достаточно дорогих экземплярах частота обновления может составлять 1000 и более обновлений в минуту.

К минусу таких амперметров относят то, что для их нормальной работы требуется отдельное питание. Конечно, есть амперметры, использующие цепи питания сети, но из-за своей дороговизны довольно редки.

Кроме этого измерители подразделяются на амперметры:

— для подсчета постоянного тока.

— для подсчета переменного тока.

Многофункциональный промышленный амперметр

Многофункциональный промышленный амперметр

Конечно, в доме отдельно амперметр практически никому не нужен, но если вам нужно измерять силу тока, то лучше всего будет приобрести мультиметр с возможностью измерения постоянного и переменного тока и кучей других полезных функций. Лично я покупал вот здесь.

Это все, что я хотел вам рассказать про амперметры, их устройство и разновидности. Если вам понравилась статья, тогда оцените ее лайком и спасибо, что уделили свое внимание!

устройство и виды приборов, принцип действия, проведение измерения

Амперметр — прибор, предназначенный для измерения силы тока в электрической цепи. Подключение измерительного устройства в схему проводится последовательно с участком, который необходимо замерить. Чем ниже внутреннее сопротивление прибора, тем меньше погрешность измерения. Амперметр нельзя подключать как вольтметр, то есть непосредственно к источнику питания, так как произойдет короткое замыкание.

Конструктивные особенности

Существует несколько видов приборов, которые конструктивно отличаются друг от друга. Служат они для измерения переменного и постоянного тока. По своему принципу действия амперметры бывают:

• электромагнитными;
• магнитоэлектрическими;
• тепловыми;
• электродинамическими;
• детекторными;
• индукционными;
• фото- и термоэлектрическими.

Из всех видов наиболее точными считаются электромагнитные и магнитоэлектрические приборы. Основу магнитоэлектрических устройств составляет постоянный магнит. При прохождении тока через обмотку рамки, между ним и магнитом создается крутящий момент.

С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале амперметра и показывает значение силы тока. В электродинамическом приборе основными деталями считаются подвижная и неподвижная катушки. Они могут быть соединены между собой как последовательно, так и параллельно.

Проходящие через них токи взаимодействуют между собой, и подвижная катушка, соединенная со стрелкой, отклоняется. Если с помощью амперметра измеряется большая сила тока, то его соединяют через трансформатор.

Принцип работы

Первый прибор в начале XIX века изобрел Швейгер, но он тогда назывался гальванометром. Рисунок простейшего амперметра выглядит так. На оси кронштейна расположен якорь из стали со стрелкой. Эта конструкция расположена параллельно постоянному магниту, который воздействует на якорь и придает ему магнитные свойства.

Вдоль магнита и стрелки проходят силовые линии, что соответствует нулевому положению на шкале. Как только начнет проходить электрический ток по шине, то произойдет образование магнитного потока. Его силовые линии будут расположены перпендикулярно линиям постоянного магнита.

Под таким воздействием якорь будет стараться повернуться на 90°, а магнитный поток воспрепятствует его возвращению в исходное положение. От величины и направления тока, который проходит по шине, зависит взаимодействие магнитных потоков. Соответственно этой величине стрелка отклонится от нуля по шкале.

Применение приборов

Электромагнитные типы устройств обычно применяются в электрическом оборудовании, работающего в сетях переменного тока с частотой 50 Гц. Магнитоэлектрические приборы фиксируют малые значения силы постоянного тока. Все амперметры по отсчетным устройствам бывают:

• со стрелочным указателем;
• с записывающим механизмом;
• электронные;
• с цифровым показанием.

Для измерения силы тока в электрических сетях высоких частот применяются термоэлектрические устройства, в которых роль датчика играет термопара. Она фиксирует степень нагрева проводника, при протекании по нему тока. Рамка реагирует на температуру, которая пропорциональна силе тока.

Электродинамические приборы используются для замера силы тока в цепях частотой до 200 Гц. Отличаются чувствительностью к перегрузкам и посторонним электромагнитным волнам. Благодаря точности замеров, применяются в качестве контрольных приборов для проверки остальных устройств для измерения силы тока.

Более современными моделями считаются цифровые амперметры, которые по физическим показаниям сочетают преимущества аналоговых приборов. Пользователи могут делать замеры с их помощью в любых условиях, так как они не боятся тряски, вибрации и т. д.

К бесконтактным устройствам относятся клещи для измерения тока. Устроены они из головки трансформатора. С их помощью могут определяться значения в любых участках электрической цепи. Для этого следует клещами охватить замеряемый кабель или провод.

Популярные модели

Как отечественными, так и зарубежными производителями выпускается довольно большое количество приборов, разнообразной классификации. Особенно ценятся цифровые устройства, которые нужны для измерения показаний. К ним относятся:

1. А-05 (DC-2) — прибор устроен с внешним шунтом 75 мВ для измерения показаний в цепях постоянного напряжения. В зависимости от используемого трансформатора, амперметр используется в сетях с током от 100 до 1 тыс. А. Единицей измерения является ампер, замеры которого получают с погрешностью 1%, если класс точности шунта не менее 0,5. Потребляемая мощность не более 5 Вт.
2. ВАР-М01−083 AC 20−450 В УХЛ4 — универсальный прибор, применяемый как вольтметр, так и амперметр. Устройство может использоваться в качестве основного и дополнительного оборудования. Питается за счет проверяемой электрической цепи. Прибор обладает функцией сохранения в памяти минимального и максимального значения. Управление осуществляется одной кнопкой, переключением которой можно вызвать все функции.
3. ТДМ SQ 1102−0060 400А/5А — недорогой стрелочный прибор, применяемый в однофазных сетях. Корпус выполнен из негорючего пластика и имеет полную совместимость со многими маркировками трансформаторов. Средний срок службы составляет около 12 лет.
4. АМ-1 — стационарный измерительный прибор, устанавливаемый на DIN-рейку. В комплект входит дополнительный трансформатор. Погрешность измерения составляет не более 0,5 А.

Стоит отметить еще модели амперметров АМ-3, IEK Э 47−1500/5 А, ACS 712 30 А RD и др. Чтобы избежать больших погрешностей, следует выбирать устройства с сопротивлением до 0,5 Ом. Корпус устройств должен быть герметичным и состоять из негорючего материала. Клеммы обычно покрывают антикоррозийным слоем, назначение которых считается обеспечение более прочного контакта.

Процесс измерения

На практике амперметр используется гораздо реже, но иногда все-таки существует необходимость сделать замеры тока. Обычно такая процедура применяется для определения мощности электрического прибора, если нет соответствующих обозначений. Очень важно, что при измерении тока величина напряжения, приложенного к электрической цепи, не имеет значения. Замер прибором можно проводить, разорвав цепь в любом месте.

Источником может быть простая батарейка на 1,5 В, аккумулятор на 12 В или однофазная сеть 220 В. Перед началом измерений пользователи подготавливают оборудование, переводя ручки настройки в соответствующее начальное положение. Если примерное значение тока неизвестно, то переключатели устанавливаются на максимальное значение.

Когда все будет подготовлено, в одну из розеток подключается электрический прибор, а в другую провода амперметра. Если это бытовая сеть, то на измерительном устройстве следует выставить переменный ток и максимальное его значение. При измерении стрелочными приборами часто допускаются ошибки, так как сам процесс с ними проводить не очень удобно.

В этом случае гораздо удобнее использовать цифровые измерительные устройства. Очень популярны мультиметры M890G, в которых есть два диапазона для измерений как переменного, так и постоянного тока. Опытные электрики обычно примерно знают параметры электрической сети, поэтому они сразу устанавливают переключатели в нужное положение.

Если они не знают значения измеряемого тока, то устанавливают на мультиметре предельное значение равное 10 А. Далее, прибор перенастраивается на меньшее значение, соответствующее току сети.

Следует помнить, что переключение осуществляется при обесточивании проверяемой электрической цепи. Используя универсальный прибор, который выполняет задание вольтметра и амперметра, косвенно измеряют сопротивление подключенного прибора. Для этого дополнительно проводят расчеты, связанные с законом Ома.

что измеряет, виды, характеристики, устройство вольтметра, строение, принцип работы

Для того, чтобы измерить величину «сила тока» используется прибор амперметр. Графически, на принципиальных схемах, устройство имеет обозначение в виде буквы «А». Измерения проводятся в таких единицах как ампер, миллиампер или микроампер. Подключение осуществляется в разрыв цепи последовательным образом.

История создания

Впервые о создании прибора заговорили в 19 веке. Измерять силу тока было принято по отклонению магнитной стрелки на компасе. На протяжении десятилетий конструкция прибора была усовершенствована. К концу 19 века были утверждены официальные величины измерения, тогда же и получил свое окончательное название прибор «амперметр». В начале 20 века амперметры стали использоваться в промышленности. В современном мире их внедрили в сферы услуг, в частности в ателье по ремонту радиоаппаратуры. Тем не менее, название устройство получило в честь известного ученого и изобретателя Ампера.

Изобретатель Андре-Мари Ампер

Многоканальный амперметр был применим достаточно широко в первой половине 20 века. Его применяли в различных отраслях промышленности, особенно в электротехнической сфере.

Что измеряет

Изобрести идеальный амперметр, который влияет на показатели в цепи, нереально. Это происходит из-за внутреннего сопротивления. В теории он, конечно, существует, но в реальности стараются минимизировать потери на сопротивление.

Амперметр применяется для измерения силы постоянного или переменного тока. Относится к электроизмерительным приборам. Соединяется строго последовательно, там, где нужно определить искомую силу тока.

Ток, измеряемый прибором, зависит от величины сопротивления участков электроцепи. Именно поэтому сопротивления самого прибора должно быть минимальным. Это позволяет максимально точно измерить искомую величину, благодаря низкой погрешности.

Обратите внимание! Шкала амперметра может быть представлена маркировкой мкА, мА, А и кА. Прибор выбирают исходя из необходимой точности и пределов измерений. Предельную для измерений прибором силу можно повысить добавлением шунтов, магнитных усилителей и трансформаторов.

Схема подключения амперметра постоянного тока

Характеристики

Рассмотрим технические характеристики некоторых видов амперметров:

Ам-2 DigiTop

Технические данные:

1. Отрезок измеряемого переменного тока 1-50 А
2. Шаг деления — 0,1А
3. Погрешность 1%
4. Количество входов — 1
5. Напряжение в сети от 100 до 400 В, 50Гц.

Долговечность работы бытовой техники часто зависит от качества энергии в электроцепи. Поэтому нужно следить за повышением напряжения в сети, которое нередко становится причиной выхода из строя приборов.

Важно! Длительное повышение напряжения может привести не только к неполадкам в блоке питания прибора, но и к его возгоранию!

Амперметр Э537

Лабораторный вариант амперметра Э537 предназначен для точных измерений величины силы постоянного и переменного тока в сети.

Технические данные:

1. Диапазон измеряемой величины 0,5-1 А
2. Класс точности — 0,5
3. Диапазон нормальных частот от 45 до 100 Гц
4. Диапазон рабочих частот от 100 до 1500Гц

Амперметр СА3020

Существует несколько модификаций этого амперметра в зависимости от параметров измеряемой силы тока. Когда заказывают данную модель, предварительно указывают базовую величину  — 1, 2 или 5 А.

Технические данные:

1. Диапазон измеряемой силы тока — от 0,01 до 1,5А
2. Диапазон частот по замеряемым токам от 45 до 850 Герц;
3. Погрешность 0,2%
4. Напряжение по питанию сети для переменного — от 85 до 260В, для постоянного — от 120 до 300В.
5. Мощность, потребляемая прибором, не более 4 ВА.

Конструкция

В самом начале использования амперметры были чисто механическими. Спустя время стали применяться цифровые измерительные приборы. Однако даже сейчас механические амперметры не менее популярны. Это происходит благодаря стойкости к помехам и более наглядному представлению измерений силы тока. Механизм конструкции не подвергся сильным изменениям по сравнению с первыми экземплярами.

Стрелочный тип прибора использует магнитоэлектрический принцип. Внутри находится неподвижно закрепленный постоянный магнит. Между выраженными полюсами магнита расположен сердечник таким образом, что между ним и полюсами образуется постоянное магнитное поле.

Типы

По типу и принципу работы устройства имеют следующую классификацию:

1. Магнитоэлектрические. Основой является подвижная катушка, которую закрепляют на оси. Ставится она между магнитными полюсами. Если взять электромагнитный амперметр, то вместо катушки используют сердечник, который находится от магнитных полюсов на расстоянии, пропорциональном величине силы тока.
2. Термоэлектрические. Основой является термопара, которую припаивают к проводке. От того, как происходит нагрев по мере подачи тока разной силы, величина выводится на экран.
3. Электродинамические. Очень мало применяются в бытовых условиях из-за чувствительности к магнитному полю. В основном их применяют для точных измерений или демонстрационных целей.
4. Ферродинамические. Самые дорогие, но и самые точные измерительные приборы. Не реагируют на внешние поля.
5. Цифровой. Основывается на использовании интегратора, который преобразует величину силы тока в показания на экране.

Цифровой амперметр

Как работает

Далее приведен разбор принципа работы амперметра и вольтметра, так как они схожи между собой.

Если рассматривать упрощенную классическую схему амперметра, можно выделить следующий принцип, по которому он работает. Стальной якорь со стрелкой устанавливается параллельно с постоянным магнитом, тем самым якорь получается магнитные свойства. Якорь расположен вдоль силовых линий. Это положение соответствует нулевой отметке на шкале определение прибора.

Когда ток проходит по шине, возникает магнитный поток. Силовые линии потока перпендикулярны силам в постоянном магните. Магнитный поток, действует на якорь, стремящийся повернуться на 90 градусов, однако повороту мешает поток постоянного магнита. Разница в магнитных потоках формирует отклонение стрелки на величину силы тока.

Физическая величина

Амперметр является прибором для измерения силы тока. Подключение приходится последовательно, и сопротивление должно быть меньше общего сопротивления электричества в цепи. Если это не так, значение сопротивления сильно увеличится, а данные приборы будут искажены.

Схема амперметра переменного тока

Если сравнивать амперметр постоянного и переменного тока, то последний основан на электромагнитной системе. Приборы используются чаще в сети частотой 50-60 Герц.

Амперметр переменного тока имеет один или два сердечника, которые соединены со стрелкой. Основное преимущество — универсальность прибора, которая позволяет измерять силу не только переменного, но и постоянного тока в электроцепи.

Однако сопротивление таких амперметров больше, чем у других моделей, поэтому погрешность измерений будет высокой. Измеритель столкнется с проблемой снятия показаний с прибора, так как шкала не линейная.

Если нужно измерить переменный ток немалой силы, часто применяют токовый трансформатор. Как и токовые клещи с бесконтактным замером, это делается для того, чтобы на порядок снизить ток в обмотках. К примеру, если в сети величина 1000 А, то во вторичной обмотке проводника будет не более 0,5А.

Токовый трансформатор

Важно! Прибор не включается при разомкнутой вторичной обмотке трансформатора. Если это произойдет, то есть риск сжечь амперметр. Это может быть опасно и для персонала.

Корпус устройства часто заземляют, также как и вторичную обмотку трансформатора, чтобы в экстренном случае, люди были в безопасности.

Магнитное поле катушки с током взаимодействует с полем магнита. При этом стрелка отклоняется на ту или иную величину, которая показывает разницу этих значений.

Устройство, включенное в цепь с переменным током, не будет показывать правильную величину, а также прибор может сгореть.

Обычно такая проблема решается выпрямительными схемами. Она позволит измерить любой переменный ток с частотами до 10 килогерц. Происходит это только в случае синусоидальной формы тока.

Правила безопасной работы

При пользовании прибором нужно соблюдать следующие меры безопасности:

1. Прибор нельзя трясти и ронять.
2. В случае, когда стрелка прибора зашкаливает, необходимо немедленно разомкнуть цепь.

Схема правильного подключения прибора

Правила подключения:

1. Плюсовую клемму прибора соединить с плюсовой клеммой источника тока. Если цепь состоит только из источника тока, устройство в него включать нельзя!
2. Амперметр соединяется последовательно. Подключение происходит с тем элементом, силу тока которого нужно измерить.
3. Устройство должно быть в горизонтальном положении.

Зная правила подключения и разновидности приборов, можно подобрать наиболее подходящий амперметр для измерения.

Принцип работы цифрового амперметра

Для того, чтобы измерить силу тока, понадобится использовать специальное измерительное оборудование – амперметр. Делятся они в зависимости от стрелочной или цифровой конструкции. В настоящее время наиболее популярны стали цифровые изделия, которые удобны в эксплуатации. Приобрести цифровой амперметр можно здесь https://www.minimaks.ru/catalog/eshcho-kontrolno-izme.
На корпусе устройства всегда указывается диапазон, в пределах которого изделие может функционировать. Чтобы использование было безопасным, следует соблюдать определенные показатели. При подключении оборудования в сеть с высоким напряжением, может иметь место сгорание резистора. В цифровом амперметре есть несколько узлов. Устройства состоят компараторов, преобразователей напряжения, резисторных установок, цифровых процессоров и устройств выведения данных. Для конвертации сведений о силовом показателе тока в числовые обозначения, используется компаратор. Различие от предшественников — наличие такого элемента предоставляет возможность быстрого выведения данных на дисплейное окно без задержек. Цифровые устройства довольно точны и обладают отличной помехоустойчивостью. Их не стоит проверять с периодичностью на точность по сравнению со стрелочными индикаторами. Современный модельный ряд амперметров может выполнять огромное количество операций, что очень удобно.
Цифровые устройства могут быть различаться конструктивно. Они могут устанавливаться на дин-рейку или быть реализованы в щитовой. Поэтому их применение распространено в различных сетях. Например, это могут быть промышленные установки или же бортовые сети автомобилей. Использование современных цифровых устройств распространено в виде однофазного или же трехфазного изделия. В любых схемах цифрового изделия присутствуют микроконтроллеры с преобразователем для осуществления вывода данных. Внутри конструкций могут быть использованы резисторы разнообразного сопротивления (это зависит от диапазона силы, которая измеряется), а также стабилизаторы. Цифровые изделия не обладают таким недостатком, как инерционность, это легкие и мобильные устройства, которые довольно популярны в использовании. Единственным минусом можно назвать необходимость в отдельном питании прибора.

Предыдущая статьяПреимущества покупки билетов на автобус онлайнСледующая статьяОффшорные букмекерские конторы — ТОП лучших

Принцип работы вольтметра и амперметра

Приборы для измерения напряжения и тока образуют группу вольтметров и амперметров. Электронные вольтметры позволяют измерять напряжение в широком диапазоне измерений от нановольт (10 -9 В) до мегавольт (10 6 В) и в широком диапазоне частот: от нуля (постоянное напряжение) до примерно 300 МГц. Другими преимуществами вольтметров являются: высокое входное сопротивление (или сопротивление), высокая точность, высокое сопротивление перегрузке, возможность измерения различных параметров напряжения (среднеквадратичное, среднее, пиковое). Общее деление будет сделано за счет способа считывания на аналоговых и цифровых вольтметрах.

По назначению электронные аналоговые вольтметр амперметр на https://electronoff.ua/voltmetr-ampermetr подразделяются на приборы постоянного тока и переменного тока.

Вольтметры постоянного тока состоят из делителя входного напряжения, усилителя напряжения постоянного тока и магнитоэлектрического измерителя, масштабированного в единицах напряжения и используемых в качестве индикатора.

Цифровые вольтметры

Принцип действия цифрового вольтметра заключается в преобразовании постоянного (аналогового) напряжения в дискретный (цифровой) сигнал. Этот процесс осуществляется системы, известные преобразователи а / с — аналого-цифровой. Вольтметр можно разделить по различным критериям:

Прямые преобразователи напрямую сравнивают аналоговую величину с эталонным сигналом с цифровым управлением. В результате сравнения создается цифровой сигнал, содержащий информацию об измерении аналоговой величины.

Цифровое измерение переменных напряжений может быть реализовано путем преобразования среднего, эффективного или пикового значения этих напряжений в постоянное напряжение. Выпрямительные средние или пиковые преобразователи являются наиболее распространенными. Основным недостатком всех выпрямительных вольтметров является зависимость показаний от формы измеряемой кривой напряжения. Микропроцессорные цифровые вольтметры являются одними из самых современных системно-строительных решений.

Измеряем токи с помощью амперметров. Электронные амперметры обычно содержат шунт, на котором падение напряжения измеряется с помощью аналогового или цифрового милливольтметра, который должен иметь небольшое входное сопротивление.

Поэтому интернет магазин измерительных приборов Electronoff предлагает вольтметр который является частью электронного амперметра. Другим решением являются амперметрические системы с преобразователями тока и напряжения с операционными усилителями. Поскольку такой преобразователь использует отрицательную обратную связь, параллельную напряжению, он имеет очень низкое входное сопротивление. Благодаря правильному выбору компонентов, вы также можете получить очень хорошую чувствительность к току, позволяя проводить измерения тока от 10-12 А.

Сила тока. Амперметр — урок. Физика, 8 класс.

В процессе своего движения вдоль проводника заряженные частицы (в металлах это электроны) переносят некоторый заряд. Чем больше заряженных частиц, чем быстрее они движутся, тем больший заряд будет ими перенесён за одно и то же время. Электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 1 секунду, определяет силу тока в цепи.

Сила тока \(I\) — скалярная величина, равная отношению заряда \(q\), прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени \(t\), в течение которого шёл ток.
I=qt, где \(I\) — сила тока, \(q\) — заряд, \(t\) — время.
Единица измерения силы тока в системе СИ — \([I]~=~1~A\) (ампер).

В 1948 г. было предложено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током:

при прохождении тока по двум параллельным проводникам в одном направлении проводники притягиваются, а при прохождении тока по этим же проводникам в противоположных направлениях — отталкиваются.

За единицу силы тока \(1~A\) принимают силу тока, при которой два параллельных проводника длиной \(1\) м, расположенные на расстоянии \(1\) м друг от друга в вакууме, взаимодействуют с силой \(0,0000002\)H (рис. 1.).

  

Рис. 1. Определение единицы силы тока

  

Единица силы тока называется ампером (\(A\)) в честь французского учёного А.-М. Ампера (рис. 2).

 

Андре-Мари Ампер (1775 — 1836)

Рис. 2. Ампер Андре-Мари

 

А. -М. Ампер ввёл термины: электростатика, электродинамика, соленоид, ЭДС, напряжение, гальванометр, электрический ток.

Ампер — довольно большая сила тока. Например, в электрической сети квартиры через включённую \(100\) Вт лампочку накаливания проходит ток с силой, приблизительно равной \(0,5A\). Ток в электрическом обогревателе может достигать \(10A\), а для работы карманного микрокалькулятора достаточно \(0,001A\).

Помимо ампера на практике часто применяются и другие (кратные и дольные) единицы силы тока, например, миллиампер (мА) и микроампер (мкА):
\(1 мA = 0,001 A\), \(1 мкA = 0,000001 A\), \(1 кA =1000 A\).
То есть \(1 A = 1000 мA\), \(1 A = 1000000 мкA\), \(1 A = 0,001 кA\).

Если электроны перемещаются в одном направлении, т.е. — от одного полюса источника тока к другому, то такой ток называют постоянным.

Переменным называется ток, сила и направление которого периодически изменяются.

В бытовых электросетях используют переменный ток напряжением \(220\) В и частотой \(50\) Гц. Это означает, что ток за \(1\) секунду \(50\) раз движется в одном направлении и \(50\) раз — в другом. У многих приборов имеется блок питания, который преобразует переменный ток в постоянный (у телевизора, компьютера и т.д.).

 

Силу тока измеряют амперметром. В электрической цепи он обозначается так:

Рис. 3. Схематичное изображение единицы силы тока

 

Амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить.

Обрати внимание!

Амперметр нельзя подсоединять к источнику тока, если в цепь не подключён потребитель!

Измеряемая сила тока не должна превышать максимально допустимую силу тока для измерения амперметром. Поэтому существуют различные амперметры (рис. 4), где измерительная шкала представлена с использованием кратных и дольных единиц 1 А (миллиампер — мА, микроампер — мкА, килоампер — кА).

 

Рис. 4. Изображение миллиамперметра

 

Различают амперметры для измерения силы постоянного тока и силы переменного тока (рис. 5).

Обозначения диапазона измерения амперметров:

• «\(~\)» означает, что амперметр предназначен для измерения силы переменного тока; 
• «\(—\)» означает, что амперметр предназначен для измерения силы постоянного тока.

Можно обратить внимание на клеммы прибора. Если указана полярность («\(+\)» и «\(-\)»), то это прибор для измерения постоянного тока.

Иногда используют буквы \(AC/DC\). В переводе с английского \(AC\) (alternating current) — переменный ток, а \(DC\) (direct current) — постоянный ток.

Для измерения силы постоянного тока	Для измерения силы переменного тока

Рис. 5. Амперметры для измерения силы постоянного и переменного токов

 

Для измерения силы тока можно использовать и мультиметр (рис. 6). Перед измерением необходимо прочитать инструкцию, чтобы правильно подключить прибор.

 

Рис. 6. Изображение мультиметра

 

Включая амперметр в цепь постоянного тока, необходимо соблюдать полярность (рис. 7):

• провод, который идёт от положительного полюса источника тока, нужно соединять с клеммой амперметра со знаком «\(+\)»;

• провод, который идёт от отрицательного полюса источника тока, нужно соединять с клеммой амперметра со знаком «\(-\)».

Если полярность на источнике тока не указана, следует помнить, что длинная линия соответствует плюсу, а короткая — минусу.

Рис. 7. Изображение электрической схемы (постоянный ток)

 

В цепь переменного тока включается амперметр для измерения переменного тока. Он полярности не имеет.

 

Амперметр подключается последовательно к тому прибору, на котором измеряется сила тока (рис. 7).

 

Безопасным для организма человека можно считать переменный ток силой не выше \(0,05~A\), ток силой более \(0,05\)-\(0,1~A\) опасен и может вызвать смертельный исход.

Источники:

Рис. 1. By Patrick Nordmann — http://schulphysikwiki.de/index.php/Datei:Definition_Ampere.png, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=91011035.

Рис. 2. By Ambrose Tardieu — The Dibner collection ::::::::::,,,;at the Smithsonian Institution (USA),, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6366734.

Рис. 3. Указание авторства не требуется, лицензия Pixabay, 2021-06-14, может использоваться в коммерческих целях, https://clck.ru/VVqyJ.

Рис. 4. Изображение миллиамперметра. © ЯКласс.

Рис. 5. Амперметры для измерения силы постоянного и переменного токов. © ЯКласс.

Рис. 6. Multimeter with probes on white, CC BY 2.0, 2021-06-14, https://www.flickr.com/photos/[email protected]/50838190626/in/photostream/.

Рис. 7. Изображение электрической схемы (постоянный ток). © ЯКласс.

Как работает и используется на практике амперметр

Думаю, каждый из нас сталкивался с амперметром… в школе, на уроке физики. Затем мы узнали, что это устройство, используемое для измерения силы электрического тока. Мы закончили школы, полученные в них знания со временем испарились и, возможно, с тех пор большинство из нас больше не видели амперметра.

Между тем этот прибор очень полезен и незаменим во многих отраслях промышленности, а также в частном домашнем хозяйстве.Может быть, мы даже не осознаем, что это может пойти нам на пользу.

Принцип работы амперметра

Мы уже знаем, что амперметр измеряет силу электрического тока. Для получения правильного результата его необходимо последовательно подключить к электрической цепи. Мы также знаем, что нам известны два вида тока: постоянный и переменный. Это достаточно важно, потому что соответствующий тип амперметра мы подбираем в зависимости от рода тока. Постоянный ток измеряют в основном магнитоэлектрическими амперметрами, а переменный ток — электромагнитными.Стоит упомянуть еще один тип измерителя — это токоизмерительные клещи. Мы используем его, когда невозможно подключиться к электрической цепи. С помощью этого устройства мы измеряем силу тока, окружая проводник с током.

Использование амперметра

Зачем вообще измерять ток? Оказывается, в некоторых случаях такие измерения могут быть очень полезны. Первый достаточно специализирован и обычно используется электриками.Создавая электрическую цепь или подключая к ней устройство таким образом, проще всего проверить правильность соединений. Если в системе есть какие-либо отклонения от нормы тока, это обычно указывает на короткое замыкание или другую неисправность.

Вторым по распространенности приложением является проверка работоспособности устройств. И это, безусловно, измерение, которое стоит учитывать в вашем собственном доме. Каждое электрическое устройство имеет силу тока, указанную производителем.Если наши измерения показывают что-то другое, возможно, это дефект.

Амперметр также можно использовать для проверки фактического энергопотребления устройства. Возможно, окажется, что заменить старый холодильник или стиральную машину будет дешевле, чем платить за электричество.

.

Описать конструкцию и принцип действия амперметра и вольтметра….

Автор: anitka0050 Добавлено: 26.5.2010 (22:26)

Описать устройство и принцип работы амперметра и вольтметра.

Задача закрыта. Автор задачи уже выбрал лучшее решение или оно просрочено.

Аналогичные материалы

Описать устройство и принцип работы различных видов кашпо. Многие факторы влияют на высокие урожаи хорошего качества, но одним из наиболее важных является хорошее качество рассады.Он должен быть здоровым, коренастым, с хорошо развитой корневой системой и закаленным перед посадкой. Вне зависимости от того, сорванная ли это рассада или приготовленная в многоячеечных поддонах, она должна быть в…

РАЗВИТИЕ ВЗГЛЯДОВ НА СТРОЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ. Астрономию часто считают древнейшей из наук. Почти все древние цивилизации занимались наблюдением за движением небесных тел, применением полученных знаний в повседневной жизни, например, для измерения времени, навигации и организации жизни.Это были первые попытки узнать о силах природы и использовать их в практических целях…

Принцип верховенства закона означает, что административные органы действуют на основе правовых норм. Верховенство права означает соблюдение закона в сфере его создания и применения. Требование о соблюдении закона направлено исключительно к органам публичной власти. Действие на основании закона означает правомерное, правомерное применение закона (четыре элемента). Орган, подающий заявление…

Она также была очень хорошо оценена профессором реабилитации

Концепция принципа равенства Согласно словарю польского языка, равенство – это: полное сходство, тождество, единообразие, тождество по количеству, качеству, стоимости, размеру и т. д.и в социальном смысле: равенство, отсутствие разделения общества на привилегированных и эксплуатируемых. Таким образом, равенство — это отношения, для которых нужно, по крайней мере…

.

В чем разница между вольтметром и амперметром?

Сегодня часто используются мультиметры, функции которых изменены например, с поворотной ручкой. Такое устройство может быть по желанию амперметр, вольтметр, омметр и др.

Вольтметр и амперметр (в условной форме) для измерения силы тока с помощью аналогового гальванометра. Секрет в другом включить его в цепь.

Параллельно включаем вольтметр.Ток через вольтметр протекает через соединенные последовательно: гальванометр, то есть непосредственный измерительный прибор Текущий и большое известное сопротивление . Падение напряжения просто равны , а поскольку сопротивление велико, сила тока очень мал, поэтому ток, протекающий через тестируемый элемент, почти безмятежный.

Амперметр включаем последовательно, но у него внутри два параллельные ветви. Один с известным очень небольшим сопротивлением , от по которому течет большая часть тока, а другой с большим сопротивлением и с гальванометром, включенным последовательно к этому сопротивлению.

Значит амперметр малое сопротивление с присоединенными к нему параллельно вольтметр.

Измерение тока течет по ветке с сопротивлением мы измеряем общий ток и потому что оно может принять это , поэтому показания гальванометра (измерительного электричество ) нам просто нужно изменить масштаб, умножив на фактор

Сам (поворотный) гальванометр измеряет силу отклонения рамка, помещенная во внешнее магнитное поле. Вращение кадра это вызвано магнитным полем, наведенным потоком ток в нем, сдерживаемый пружиной.Сила с одной стороны пропорционально прогибу (благодаря этому мы можем его измерить), а с другой к интенсивности.

В случае цифровых счетчиков внутренняя конструкция может быть перевернутый. Датчик (аналогово-цифровой преобразователь) может измерять напряжение, а не ток, как гальванометр. Однако на практике этого нет важнее, так как амперметр всегда можно использовать как вольтметр и наоборот.Достаточно знать (или измерить) внутреннее сопротивление инструмент и иметь известное маленькое (большое) перетаскивание для преобразования вольтметр (соответственно: амперметр) к амперметр (соответственно: вольтметр).

.

Как работают токоизмерительные клещи? Как снять мерки?

Токоизмерительные клещи: что это, для чего?

Токоизмерительные клещи представляют собой измерительные приборы, предназначенные, в первую очередь, для измерения силы тока с использованием принципа трансформатора тока. Токоизмерительные клещи используются для измерения силы электрического тока, как переменного, так и постоянного, протекающего в любых цепях. Цепь находится под напряжением во время измерения. Для того, чтобы произвести измерение, достаточно накрыть кабель питания тестируемой цепи (приемника) измерительными клещами и считать его с ЖК-дисплея.Так что нет необходимости разрывать цепь, как это делается при измерении силы тока мультиметром. Это позволяет значительно сократить время измерения.
Токоизмерительные клещи идеально подходят для измерения малых и больших токов в различных цепях. Таким образом, их можно использовать, например, для измерения силы тока автомобильного стартера или силы тока зарядки аккумуляторной батареи, силы тока электродвигателя переменного или постоянного тока при нормальной работе, а также пускового тока или тока холостого хода и т. д. .

Конструкция и работа токоизмерительных клещей

Хотите узнать, как работают токоизмерительные клещи? Эти устройства измеряют переменный ток и (некоторые модели) постоянный ток. Принцип работы счетчиков различается в зависимости от вида измеряемого тока.

Токовые клещи измеряют переменный ток и работают по принципу трансформатора тока. При обжиме губок прибора или размещении гибкого токоизмерительного зонда вокруг проводника переменного тока в ферромагнитном сердечнике губок создается переменное магнитное поле, которое индуцирует ток во вторичной обмотке, также намотанной вокруг сердечника.Этот ток подается на токоизмерительный шунт, расположенный на входе счетчика, откуда он отображается на ЖКИ как результат измерения после подключения к преобразователю переменного тока. Первичная обмотка представляет собой один проводник, тот самый, на котором производится измерение и вокруг которого зажимаются губки (или гибкий щуп). Это означает, что токоизмерительные клещи имеют вторичную обмотку в измерительной цепи и первичную обмотку на токоизмерительных клещах, которая зажимается на проводнике, в котором производится измерение.

Токоизмерительные клещи постоянного тока измеряют постоянный ток и работают в соответствии с эффектом Холла, который представляет собой разность потенциалов в проводнике, по которому течет электрический ток, когда проводник находится в магнитном поле, поперечном току.Полупроводниковые датчики Холла используются в токоизмерительных клещах постоянного тока. Это магнитометры, которые определяют интенсивность магнитного потока.

.90 000 90 001

5. Основные средства измерения

Измерения производятся на измерительном стенде, состоящем из приборов и эталонов и вспомогательного измерительного оборудования. Под электронными измерительными приборами понимается совокупность электронных устройств, позволяющих измерять электрические и неэлектрические величины. Шаблоны используются для воссоздания с заданной точностью одного или нескольких значений заданной величины. Вспомогательное измерительное оборудование – это устройства, обеспечивающие соответствующие условия для проведения измерения. К ним относятся: блоки питания и стабилизаторы, генераторы сигналов, измерительные датчики, делители, фильтры, а также разъемы и кабели.

К наиболее часто используемым на практике приборам относятся: осциллографы, генераторы сигналов, вольтметры и амперметры, а также мультиметры, которые будут обсуждаться в этой главе. В лабораторной практике используется многофункциональный прибор, который состоит из источника питания, генератора, частотомера и мультиметра.

5.1. Электронный осциллограф

Осциллограф является наиболее универсальным электронным измерительным прибором, используемым для измерения и проверки периодических и непериодических электрических сигналов.Он характеризуется высоким входным сопротивлением, высокой чувствительностью и незначительной инерцией. Таким образом, это своего рода быстродействующий регистратор X — Y , который позволяет отображать входные сигналы как функцию другого сигнала или как функцию времени. Роль пишущего элемента этого самописца играет светящееся пятно, движущееся по экрану трубки осциллографа. Основные параметры осциллографа приведены в рекомендуемой литературе (Доп.п.3 и лабораторный скрипт)

Рис. 5.11. Упрощенная блок-схема осциллографа

.

Блок-схема аналогового осциллографа показана на рис.5. 11. В нем можно выделить четыре функциональных блока:

• осциллографические трубки с источниками питания
• блок вертикального отклонения, управляющий перемещением пятна на экране в вертикальном направлении — ось Y
• блок горизонтального отклонения, управляющий перемещением пятна на экране в горизонтальном направлении — ось X
• триггерно-синхронизирующий блок, обеспечивающий стабильность изображения на экране осциллографа

Обязательным элементом осциллографа является излучение осциллографической трубки, в которой пучок электронов, попадая на экран, покрытый специальным веществом, называемым люминофором, вызывает его светиться. Этот поток излучается из электронной пушки, управляемой усилителем Z , задающим яркие пятна на экране. Пучок электронов формируется в системе электростатических линз (анодов), управляемых соответствующим образом от источника питания высокого напряжения. Управление работой осуществляется с помощью «острого» циферблата. Затем электроны пробегают область, где на них действуют электростатические отклоняющие поля, перпендикулярные направлению их движения. Эти поля создаются двумя парами дефлекторных пластин.Напряжения, подаваемые на них с усилителей вертикального отклонения X и вертикального Y , пропорциональны мгновенным значениям тестируемых сигналов.

В штатном режиме работы осциллографа, когда изучается зависимость измеряемого сигнала от времени, на усилитель отклонения X подается точный сигнал от генератора временной развертки. За один цикл временной базы пятно перемещается слева направо по экрану, а затем возвращается. В момент возврата гасится импульсом, подаваемым на усилитель Z . Скорость нарастания сигнала временной развертки и, следовательно, временное разрешение могут выбираться пользователем в широком диапазоне. Также можно отключить генератор временной развертки и подключить любой другой сигнал на вход X. Так вы переключаетесь в режим осциллографа X-Y .

Вертикальный блок предназначен для обработки исследуемого сигнала. Его задача — точно воссоздать на экране трубки осциллографа форму сигнала, подаваемого на вход Y .Испытываемый сигнал после прохождения через переключатель выбора вида связи ( DC, AC, GDN ) делится в тумблере, ступенчато определяющем значение коэффициента вертикального отклонения. Предусилитель позволяет вам управлять конечным усилителем, регулировать положение пятна — Y-shift и непрерывную регулировку усиления. В тракте Y есть линия задержки, необходимая для наблюдения однократных сигналов с запущенной временной базой. Эта линия компенсирует время обработки в горизонтальном тракте, и тестируемый сигнал достигает вертикальных отклоняющих пластин с задержкой ок. 200 нс.

Горизонтальный блок для линейной развертки. Базовое напряжение определяет путь и скорость электронов в трубке осциллографа в отсутствие наблюдаемого сигнала. Следы, образующиеся на экране под влиянием этого движения, называются временной базой. Проведение горизонтальной оси времени означает необходимость формирования точного напряжения с регулируемым периодом, подстроенным под частоту наблюдаемого сигнала, состоящего из двух частей:

• линейно возрастающая как функция времени с амплитудой, достаточной для возбуждения экрана, и временем нарастания T _n, , что позволяет двигаться вдоль экрана одной точкой (рисунок изображения)
• линейно нисходящий с временем падения T _r , значительно меньшим, чем время нарастания T _n , при котором пятно возвращается в исходное положение.

Этот процесс периодически повторяется.

Генератор временной развертки с регулируемой формой сигнала частоты используется для генерации волнового напряжения. За генератором на пути горизонтального пути находится усилитель для горизонтального пути. Его задача — усилить отклоняющее напряжение до значения, необходимого для полного привода горизонтальных отклоняющих пластин. В усилителе горизонтального отклонения используется ступенчатая или плавная регулировка усиления.

Блок запуска и синхронизации используется для обеспечения стабильности изображения на экране кинескопа осциллографа.Генератор напряжения временной развертки без внешнего управления самовозбуждается и выдает самоходное базовое напряжение. Для того, чтобы путь пятна прослеживался на экране в одном и том же месте в последовательные периоды базового напряжения, период Т этого напряжения должен быть полным кратным тестируемой формы волны T _x

T = T

R + T R + T R + T R + T R + N T x

Затем на экране осциллографа мы наблюдаем неподвижное изображение N периодов испытанной формы волны. Это делается путем формирования синхронизирующих импульсов с учетом периода тестируемой формы сигнала с входа Y , которые затем подаются на генератор временной развертки.

При запуске по временной развертке выходное напряжение появляется для запускающего импульса. Источником запускающих импульсов может быть наблюдаемый сигнал, напряжение сети или внешний сигнал.

См. лабораторный сценарий для описания передней панели типичного осциллографа и способов ее использования для определенных измерений.

5.2. Генератор функций

Функциональный генератор представляет собой источник переменного напряжения, форма выходного сигнала которого может принимать форму синусоидальной функции, прямоугольной функции или треугольной функции с широким диапазоном регулируемой частоты и амплитуды. Блок-схема такого генератора показана на рис. 5.12.

Рис. 5.12. Блок-схема функционального генератора

Первичным источником сигнала в функциональном генераторе является схема, называемая релаксационным генератором, которая создает на двух своих выходах одновременно два прямоугольных и треугольных сигнала нормированной амплитуды, регулируемые: частота и коэффициент заполнения.Сигнал с формой синусоидальной функции получается из треугольного сигнала в результате аппроксимации в системе формирования. Выбранный сигнал подается на выходную цепь, которая включает в себя схемы для регулирования амплитуды и постоянной составляющей выходного сигнала, а также для обеспечения соответствующего выходного импеданса генератора.

Основные технические параметры функционального генератора включают:

• тип формируемого сигнала: синусоидальный, прямоугольный, треугольный
• диапазон частот, типичный от 1 Гц до 1 МГц
• стабильность частоты — изменение частоты сигнала в определенном интервале времени
• диапазон регулировки выходного напряжения — диапазон возможных амплитуд сигнала и уровня постоянной составляющей, при определенном сопротивлении нагрузки
• выходное сопротивление — выходное сопротивление генератора во всем рабочем диапазоне — типовые значения: 50 Вт, 75 Вт, 300 Вт или 600 Вт
• параметры генерируемых сигналов, например. : коэффициент искажения синусоидального сигнала, время нарастания и спада прямоугольной волны.

5.3. Вольтметры и амперметры

Приборы для измерения напряжения и тока образуют группу вольтметров и амперметров. Электронные вольтметры позволяют измерять напряжение в широком диапазоне измерений от нановольт (10 90 144 -9 90 145 В) до мегавольт (10 90 144 6 90 145 В) и широком диапазоне частот: от нуля (постоянное напряжение) до прибл. 300 МГц. Другими достоинствами вольтметров являются: высокое входное сопротивление (или сопротивление), высокая точность, высокая устойчивость к перегрузкам, возможность измерения различных параметров напряжения (действующее, среднее, пиковое значение).Вольтметры можно классифицировать по различным признакам. Общее разделение будет сделано в отношении способа считывания показаний аналоговых и цифровых вольтметров.

Вольтметры электронные аналоговые по назначению делятся на вольтметры постоянного тока и вольтметры переменного тока.

Вольтметры постоянного тока

состоят из делителя входного напряжения, усилителя постоянного напряжения и магнитоэлектрического измерителя со шкалой напряжения и используемого в качестве указателя, соединенных, как показано на рис. 5.13.

Рис. 5.13 Блок-схема вольтметра постоянного тока

Делитель обеспечивает высокое входное сопротивление вольтметра, практически постоянное во всех диапазонах. Усилитель постоянного напряжения усиливает напряжение до уровня, необходимого для того, чтобы вызвать отклонение подвижного органа магнитоэлектрического счетчика, а также играет роль схемы согласования сопротивления счетчика с входным сопротивлением делителя.

Операционные усилители обычно используются в вольтметрах постоянного тока прямого действия.Это позволяет повысить чувствительность и получить самые низкие диапазоны измерения, порядка 1 мВ. Чтобы получить одновременно высокое входное сопротивление такого вольтметра, операционный усилитель работает как неинвертирующий. В результате получается входное сопротивление порядка 10 90 144 9 90 145 — 10 90 144 12 90 145 Вт.

Типом

вольтметров постоянного тока являются вольтметры с обработкой по схеме, приведенной на рис. 5.14.

Рис. 5.14. Структурная схема вольтметра постоянного тока с обработкой

В таких вольтметрических системах используется усилитель постоянного напряжения с преобразованием, который имеет очень малый дрейф нуля при очень высоком коэффициенте усиления.Это позволяет дополнительно увеличить чувствительность вольтметра, уменьшая тем самым уровень напряжения для самого нижнего диапазона до 1 — 10 мВ. Усилитель имеет отрицательную обратную связь по постоянному току. Отрицательная обратная связь обеспечивает линейное преобразование характеристики U _wy = f (U _в ) и изменение диапазонов измерения за счет изменения значения коэффициента отрицательной обратной связи. Фильтр нижних частот на входе шумового шума и фильтр на выходе фазового выпрямителя сглаживают выпрямленный сигнал.Эмиттер на выходе выполняет функцию согласующего устройства.

Электронные вольтметры переменного напряжения

построены по общей функциональной схеме, приведенной на рисунке 5.15.

Рис. 5.15. Общая функциональная схема переменного вольтметра

Вольтметр состоит из преобразователя переменного тока в постоянный, т. е. такого, в котором составляющая постоянного тока содержит информацию о среднем, максимальном или среднеквадратичном значении обрабатываемого сигнала, и аналогового вольтметра постоянного тока.Эти преобразователи могут быть соответствующими средними, пиковыми или среднеквадратичными выпрямителями.

Цифровые вольтметры

Принцип работы цифрового вольтметра заключается в преобразовании непрерывного (аналогового) напряжения в дискретную (цифровую) форму волны. Этот процесс осуществляют системы, называемые преобразователями а/с — аналого-цифровыми. Деление вольтметров может производиться по различным признакам:

• из-за временной истории измеренных напряжений на постоянном и медленно меняющемся вольтметрах и вольтметрах переменного тока
• за счет способа аналого-цифрового преобразования в вольтметры с прямыми преобразователями и с непрямыми преобразователями.

Прямые преобразователи напрямую сравнивают аналоговое значение с опорным сигналом с цифровым управлением. В результате сравнения создается цифровой сигнал, содержащий информацию об измерении аналоговой величины.

Косвенные преобразователи предварительно преобразуют аналоговую величину в другую физическую величину (например, время, весь период времени или частоту), которая затем непосредственно преобразуется в цифровой сигнал.

Наибольшее распространение получили цифровые вольтметры постоянного и медленно меняющегося напряжения с общей схемой, как на рис.5.16.

adobe.com/svg/viewer/install/»/>

Рисунок 5.16. Функциональная схема цифрового вольтметра постоянного тока

Каждый вольтметр постоянного тока имеет следующие наборы блоков:

• входная цепь — отвечает за выбор диапазона и адаптацию преобразователя к типу полярности измеряемого напряжения U _x
• аналого-цифровой преобразователь а/с
Декодер
• — преобразование кода счетчика в напряжение, способное управлять цифровым индикатором
• цифровой индикатор с определенным количеством разрядов
Схема управления
• — управление и форсирование отдельных состояний работы вольтметра: обнуление счетчика в преобразователе а/с перед измерением и перезапись содержимого счетчика в дешифратор после окончания измерения.

Метрологические свойства цифровых вольтметров определяются типом используемого аналого-цифрового преобразователя.

Цифровое измерение переменного напряжения может быть реализовано путем преобразования среднего, среднеквадратичного или пикового значения этих напряжений в постоянное. Наиболее распространены выпрямительные преобразователи среднего или пикового значения. Основным недостатком всех выпрямительных вольтметров является индикация формы измеряемой кривой напряжения. К наиболее современным конструктивным и системным решениям относятся цифровые микропроцессорные вольтметры.

Измеряем токи амперметрами. Электронные амперметры обычно содержат шунт, падение напряжения на котором измеряют аналоговым или цифровым электронным милливольтметром (как на рис. 5.17), который должен иметь входное сопротивление.

Рис. 5.17. Функциональная схема электронного амперметра

Таким образом, вольтметр

является частью электронного амперметра. Другим решением являются схемы амперметров с преобразователями тока в напряжение и операционными усилителями.Поскольку такой преобразователь использует параллельную отрицательную обратную связь по напряжению-r, он имеет очень низкое входное сопротивление. Благодаря соответствующему выбору элементов также можно получить очень хорошую чувствительность к току, позволяющую измерять ток от 10 90 144 до 12 90 145 А.

5.4. 9000 мультиметров 4

Мультиметры — это многодиапазонные приборы для измерения основных электрических величин. Самые распространенные мультиметры измеряют постоянное и переменное напряжение, ток и сопротивление. Более сложные приборы также позволяют измерять электрическую частоту и емкость.Блок-схема типичного мультиметра показана на рис. 5.18.

Рис. 5.18. Блок-схема типичного мультиметра

Базовым блоком мультиметра является аналого-цифровой преобразователь ( a/c преобразователь ), который совместно с источником опорного напряжения (опорным напряжением) преобразует подаваемое на вход напряжение в цифровой сигнал, появляющийся при выход. Результат измерения выводится на цифровой индикатор (дисплей) в виде десятичного числа со знаком, с одновременным указанием единицы измерения или диапазона.

Задачей входной цепи является согласование величины входного напряжения с требованиями аналого-цифрового преобразователя и минимизация влияния прибора на измерительную цепь. Во время измерения параметров переменного напряжения дополнительно включается преобразователь AC/DC ( Переменный ток/Постоянный ток ), на выходе которого отображается постоянное напряжение со значением, пропорциональным выбранному параметру переменного напряжения. Наиболее распространенными являются преобразователи среднего выпрямленного переменного напряжения, но также могут быть датчики пикового или среднеквадратичного значения.

Измерение сопротивления производится с применением преобразователя Р/У , работа которого заключается в формировании на выходе постоянного напряжения с величиной, пропорциональной величине сопротивления, подаваемого на вход. Обычно такой преобразователь содержит стандартный источник постоянного тока, который, протекая через резистор сопротивлением R _x , вызывает на нем падение напряжения по закону Ома

U x = I R x

(5. 14)

Текущая мощность источника и может использоваться для изменения диапазона измерения.

При измерении тока параллельно входу прибора включается набор шунтов (стандартных резисторов). Преобразователь AC/DC также используется для измерения переменного тока.

Мультиметр может содержать интерфейсную систему, позволяющую дистанционно управлять работой прибора, а также передавать и регистрировать результаты измерений (например, на принтер или компьютер).

Основные параметры типичного мультиметра

Измеряемые величины:

• постоянное напряжение 1 мВ ¸ 1000 В, переменное напряжение 10 мВ ¸ 1000В,
• ток выдержки 10 нА ¸ 10 А, 100 нА переменного тока ¸ 10 А,
• сопротивление 0,1 Вт ¸ 10 МВт

Диапазон частот для измерения переменного напряжения и тока: 10 Гц ¸ 20 кГц.

Входное сопротивление постоянного тока: в диапазонах £ 10 В более 1000 МВт, в поддиапазонах ³ 100В 10 МВт.

Входное сопротивление при измерении напряжения переменного тока: 1 МОм, параллельно с емкостью

Падение напряжения на входных клеммах при измерении тока: £ 0,3 В

.

Основы электроники, или Несколько слов об основных понятиях электричества

Приглашаю на первый выпуск курса электроники и программирования микроконтроллеров AVR на языке Си

Я хотел бы, чтобы каждый нашел что-то для себя, независимо от своего опыта, поэтому мы начнем с обзора основ электричества, необходимых для понимания вопросов, возникающих позже в курсе. Более опытным людям также рекомендую прочитать статью, чтобы освежить имеющиеся знания.

Если у вас есть какие-либо предложения, вопросы или замечания при чтении курса, пишите в разделе комментариев под статьей.

Электроника для всего курса программирования микроконтроллеров предоставлена ​​компанией Farnell element14. Farnell element14 является всемирно известным дистрибьютором электронных, электрических и промышленных деталей, а также товаров для технического обслуживания, ремонта и проверки. Компания предлагает быстрый и легкий доступ почти к 90 012 900 тысячам.продукты , БЕСПЛАТНАЯ техническая поддержка для всех клиентов 24 часа с понедельника по пятницу и БЕСПЛАТНАЯ доставка для онлайн-заказов свыше 199 злотых. Для получения дополнительной информации посетите: http://pl.farnell.com/

Электрический ток

Согласно определению книги, ток — это упорядоченное движение электронов в проводнике. Итак, вернемся к тем временам, когда строение атома обсуждалось в школе. Согласно теории Нильса Бора о строении атома, атом — это наименьшая часть элемента, которая может существовать сама по себе.Атом неделим, не меняя своих характеристик.

Атом состоит из положительно заряженного атомного ядра и отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг него.

Боровская модель строения атома.

В ядре есть протоны и нейтроны. Протоны имеют положительный (+) электрический заряд, а нейтроны электрически нейтральны.

Электроны имеют отрицательный электрический заряд (-).

Электроны и протоны имеют одинаковый электрический заряд.Количество протонов и электронов в атоме одинаково, поэтому атомы электрически нейтральны.

У Атома

есть оболочки. Именно на них электроны крутятся вокруг своей оси и вокруг ядра атома. Каждая оболочка имеет разное расстояние от ядра, и каждая оболочка имеет ограниченное количество мест для электронов. Последняя орбита называется валентной оболочкой. Это наиболее удаленная от ядра оболочка, поэтому электроны на ней наиболее слабо связаны с атомным ядром, благодаря чему электроны (валентные электроны) на этой оболочке могут участвовать в образовании химических связей.

Если мы доставляем к атому один или несколько электронов, атом заряжается отрицательно, а если атом лишается одного или нескольких электронов, атом становится положительно заряженным.

Валентные электроны металлов слабо связаны с ядром. Они обладают способностью перемещаться между атомами. Такие электроны называются свободными электронами, они упоминаются в определении тока, которое я привел в самом начале. Таким образом, чтобы сказать, что в проводнике течет электрический ток, надо упорядочить движение свободных электронов в данном проводнике.Для этого задайте внешнее электрическое поле — электрическое напряжение . Ток в проводнике течет от более низкого потенциала к более высокому потенциалу, т. е. электроны перемещаются, скажем, от (-) к (+) напряжению. На практике, однако, ток выстреливается от более высокого потенциала к более низкому, то есть от (+) к (-). Это связано с тем, что до того, как была известна структура атома по Нильсу Бору, м-р Джеймс Клерк Максвелл для целей своих собственных законов принял направление тока от более высокого потенциала к более низкому. Однако во избежание путаницы произвольные стрелки от (+) до (-) считались правильными.Однако стоит знать, что на самом деле все иначе:

Договорное и фактическое направление течения. Слева условное направление (от плюса к минусу), справа реальное направление (от минуса к плюсу).

Я также хотел бы упомянуть, что для протекания тока должны быть выполнены два условия: (1) должно быть приложено напряжение и (2) цепь, по которой должен протекать ток, должна быть замкнута — должна поддерживаться гальваническая непрерывность.

Итак, как мы можем описать электрический ток? Здесь мы используем электрический ток . Он описывает поток электрического тока как отношение электрического заряда, протекающего через обозначенную поверхность, ко времени прохождения этого заряда. Другими словами: какой заряд Q пройдет через поперечное сечение, например, медного провода t за одну секунду.

Единицей электрического тока в системе СИ является «ампер», отмеченный заглавной буквой А.

К сожалению, мы не можем видеть электрический ток. Однако у нас есть возможность наблюдать эффекты тока, протекающего через различные материалы. Например, когда течет ток, предмет, через который он течет, нагревается. Дадим кабель для него. Он имеет определенное сопротивление, то есть , электрическое сопротивление . Сопротивление, как следует из названия, ограничено протекающим током. Благодаря принципу сохранения энергии электричество никуда не исчезает. Оно преобразуется в тепло, которое выделяется в трубопроводе.

Амперметры

Мы не можем увидеть электрический ток своими глазами, но мы можем измерить величину тока, протекающего в данной ветви.Для этого используем амперметр. Амперметр имеет две клеммы. Клемма, с которой течет ток, и клемма, с которой течет ток. Амперметр включен в цепь последовательно — значит, амперметр является частью ветви, по которой протекает ток. Повреждение амперметра часто означает разрыв цепи, поэтому ток в этой ветви течь не будет.

Электрическая цепь с источником постоянного напряжения и последовательно соединенными сопротивлением R и амперметром А. Резистор нагнетает ток, который обозначен на схеме как I.

На принципиальных схемах амперметр обозначен буквой А в окантовке (как показано на рисунке выше). Для чисто теоретических соображений без расчетов сопротивление амперметра не учитывается. Им можно пренебречь, и ток, протекающий через амперметр, такой же, как и протекающий ток. На самом деле это не так. Амперметр, как и все остальное, имеет определенное сопротивление. Правда, оно незначительно и при измерениях часто не учитывают влияние амперметра, но стоит знать, что амперметр вносит минимальную погрешность в измерения.

Амперметры можно разделить по тому, какой ток будет измеряться: будет ли это переменный или постоянный ток. Мы также можем различать два типа амперметров: цифровые амперметры и аналоговые амперметры. Вы также должны знать, что амперметры показывают эффективное напряжение, а не максимальное напряжение. Далее в этой статье вы узнаете, что такое эффективное и максимальное напряжение.

Возвращаясь к маркировке на амперметрах. На аналоговом амперметре, используемом для измерения постоянного тока, мы чаще всего видим выводы с маркировкой «+» и «-» или диапазоны амперметра и один «-».

Если же мы хотим проверить переменный ток, то чаще всего сталкиваемся с отсутствием маркировки на клеммах.

Аналоговый амперметр.

Когда речь идет о постоянном токе, как подсказывает нам наша интуиция, начало ветки подключаем к + или диапазону, а другой конец ветки подключаем к клемме «-». Порядок клемм не имеет значения для переменного тока. Важно соблюдать самое главное правило – амперметр включается в цепь последовательно.

Что произойдет, если мы перепутаем полярность аналогового амперметра постоянного тока? Указатель будет качаться в другую сторону.Как насчет амперметров, которые качаются только в одном направлении (например, от 0 вправо)? Их повреждение часто является результатом. Это свойство (указатель наклоняется в другую сторону при изменении полярности) используется при обозначении омонимичных клемм. Так работает начало катушки — элемент, о котором пойдет речь далее в статье.

В цифровых амперметрах (например, мультиметрах) маркировка часто выражается одновременно цветами и буквами. Мультиметры используются для измерения не только силы тока, но и напряжения, сопротивления и других параметров цепи.В связи с этим следует обращать внимание не только на цвета, но и на надписи, расположенные на клеммах. Там написано, клещи ли это для измерения тока или для измерения напряжения. Это связано с внутренней структурой мультиметра и способом измерения этих двух величин.

а) аналоговый амперметр

В принципе, этот тип амперметра можно рассматривать как диковинку, но стоит знать, что такие счетчики существуют. Я сам сталкивался с такими измерителями только в лабораториях.В настоящее время безраздельно господствуют цифровые счетчики благодаря их точности, размеру и использованию. В аналоговых амперметрах измерение довольно обременительно. Точность измерения зависит от многих факторов и требует навыка считывания значений со шкалы. Важным параметром также является класс точности данного амперметра, однако мы не будем здесь заострять внимание на расчете погрешности измерения – сосредоточимся на самом измерении.

Двойная шкала аналогового амперметра. Выбор градуировки зависит от выбранного диапазона.

За подсказкой находится шкала с определенным количеством делений. Использование измерительных приборов, таких как амперметр, связано с оценкой того, какое значение тока будет протекать в ответвлении, поэтому следует соответствующим образом выбирать диапазон. У нас разные диапазоны почти у каждого амперметра. Выбор правильного диапазона позволит получить более точные измерения. В аналоговых амперметрах измерение становится более точным, если стрелка перемещается более чем на 50% диапазона.

Результат измерения считывается с использованием вышеупомянутой шкалы и диапазона.Записываем, сколько делений имеет шкала и записываем используемый диапазон. Делим диапазон на количество делений и таким образом получаем параметр, описывающий, сколько ампер приходится на 1 деление амперметра.

Например:

Выбираем диапазон Zp = 5 А. На шкале имеем d = 50 делений. Итак, на одно деление мы имеем 0,1 А. Теперь, когда мы включим питание, через амперметр потечет ток, который заставит стрелку амперметра отклониться на определенное количество делений.Записываем количество участков, на которые опирается указатель и умножаем наш параметр. Предположим, стрелка находится ровно на 45 делениях. Итак, 45 участков × 0,1 А/участок = 4,5 А. И это наш результат. Мы также можем рассчитать погрешность измерения, но чтобы не утомлять вас, я приведу только формулу, с помощью которой мы можем вычислить диапазон, в котором находится наш результат. Это так называемая абсолютная погрешность предела и выражается формулой:

где:
Zp — диапазон измерения; 90 118 к — класс точности аналогового счетчика — обычно находится за стеклом со шкалой и обычно определяется цифрой, напр.1 или десятичная дробь 0,5;
р — коэффициент измерительного мастерства. Другими словами, в какой степени вы можете разделить один земельный участок или иным образом. Если взять p = 0,1, то можно сделать максимальную ошибку в оценке положения указателя на 0,1 расстояния от начала графика до конца графика, то есть очень точно. Лучше всего взять коэффициент р = 0,25;
d — количество участков на шкале.

Например:

Измеряем ток в цепи как показано на рисунке под заданием.Для этого использовался аналоговый амперметр с d = 60 делений шкалы и классом точности k = 0,5. Мы выбрали диапазон 3 А. Будем считать, что точность нашего измерения равна p = 0,25, то есть мы можем ошибиться на четверть деления. Указатель достиг 35 дивизий. На каком пределе погрешности измерения находится наш результат?

Дело относительно простое. Для начала посчитаем, какой ток приходится на одно деление амперметра. Итак:

Умножим коэффициент на количество участков, на которые опирается указатель и получим наш результат: I = 0,05 А/дел.Х 35 дел = 1,75 ампер

Это результат без учета погрешности измерения. Итак, посчитаем:

Так что же означает это значение? Это означает, что наш результат И = 1,75 А неверен. Текущее значение тока находится в диапазоне I — Δpm ≤ I _R ≤ I + Δpm , где I

R _R Другими словами, наш фактический результат колеблется от 1,7225 А до 1,7775 А.

Также стоит отметить, как мы записываем результат, а точнее единицу измерения результата. Единице, например в данном случае А — ампер, предшествует пробел (пробел). Это специально и так правильно записываются результаты — единица всегда отделяется пробелом.

Я хотел бы добавить еще один термин, который часто используется в таких вопросах, и это оскорбление. Ошибка есть не что иное, как ошибка измерения. Такая номенклатура часто встречается в научных исследованиях.

б)

цифровой амперметр

С цифровым амперметром все намного проще. Нам не нужно вычислять результат — он появится на дисплее. Погрешность измерения также легче рассчитать, поскольку формула для ее расчета предоставлена ​​производителем в примечании к каталогу прибора. Так на что стоит обратить внимание при использовании цифрового амперметра? Во-первых, и, возможно, самое главное, включен ли амперметр в цепь последовательно? Другими словами: не мешает ли амперметр измеряемому току? Если это так, когда мы отключим его, наш измеренный ток перестанет течь. Конечно, этот принцип относится и к аналоговому амперметру, но стоит еще раз напомнить о нем.

Клеммы цифрового мультиметра Tenma 72-9380A. При изменении измеряемой величины обратите внимание на описания.

Второй важной особенностью цифровых счетчиков является маркировка на счетчике . Редко используются цифровые амперметры. В качестве измерительного инструмента в основном используются цифровые мультиметры. Особенность мультиметров в том, что они измеряют различные величины — ток, напряжение, сопротивление, емкость, индуктивность, температуру и многие другие параметры в одном корпусе. Часто они также снабжены дополнительными выходами для проверки правильности работы биполярных транзисторов, о которых также пойдет речь в курсе, но возвращаясь к амперметрам. Часто бывает так, что меньшие диапазоны (в мультиметрах можно выбрать много диапазонов) можно измерять на клемме, отвечающей также за измерение напряжения, а для измерения больших токов следует менять диапазон и менять клемму. Кроме того. Впрочем, все это интуитивно описано на мультиметрах и ни у кого не должно вызвать затруднений.Однако постарайтесь не допустить такой ошибки.

Следующее и действительно последнее, что нужно сделать, это убедиться, что вы случайно не измеряете ток в диапазоне измерения, например, сопротивление. Сопротивление измеряется с помощью внутреннего источника тока, который пропускает ток через измеряемый элемент (например, резистор) и определяет значение сопротивления через падение напряжения на этом элементе (см. закон Ома ниже). Так что же произойдет, если мы измерим ток в диапазоне сопротивлений? Вероятно, мы повредим омметр, а точнее его источник тока, и он не будет правильно показывать сопротивление или перестанет что-то показывать.

Что произойдет, если мы поменяем полярность амперметра (+ и GND)? Мы увидим минус перед результатом. Он только показывает, что ток течет к минусу амперметра, а не к плюсу. Больших последствий не будет.

Что касается метода измерения, то это все, что вам нужно запомнить:

1. Последовательное включение питания.
2. Не забудьте подключить измерительный провод к соответствующей клемме в зависимости от выбранного диапазона.
3. Выберите соответствующий диапазон и единицу измерения.

Вернемся к погрешности измерения. Все зависит от производителя счетчика и он несет ответственность за предоставление методики расчета погрешности измерения (отклонения) для своего счетчика. Однако самый распространенный шаблон:

.

ΔI = 0,2 % от измеренного значения ± 0,06 % от значения диапазона

Таким образом, фактическое значение, как и в случае аналогового амперметра, будет находиться в диапазоне: I — ΔI ≤ I _R ≤ I + ΔI.

Пример

Цифровым мультиметром измеряем значение тока в диапазоне измерения Z _p = 5 А. При измерении мультиметр показал значение I = 3,2 А. Рассчитаем диапазон, в котором фактически значение этого тока I _R

Начнем с подстановки формулы для ΔI = 0,2% × I + 0,06% × Z _p = 0,002 × 3,2 А + 0,006 × 5 А = 9,4 А.Таким образом, наше фактическое значение тока находится в диапазоне 3,1906 А ≤ I _R ≤ 3,2094 А.

Ошибки измерения практически не учитываются. Такой необходимости нет, но хорошо знать, что она есть.

Электрическое напряжение

Что такое электрическое напряжение? Электрическое напряжение – это разность электрических потенциалов. Так что возникает другой вопрос, что такое потенциал? Потенциал можно сравнить с потенциальной энергией. Таким образом, тело, лежащее на земле, имеет потенциальную энергию Ep = 0. В контексте электричества мы бы сказали, что оно имеет массовый потенциал (GND) V = 0 В. Если мы поднимем тело на определенную высоту от земли, тело приобретает потенциальную энергию и она Ер > 0. Таким образом, оно обладает «потенциалом», то есть обладает способностью перемещать тело обратно к нулевому потенциалу или иному более низкому, чем он сам. Так что если мы переведем это, например:

Сравните электрический потенциал с потенциальной энергией.

Человека на площадке зовут Электрон, и пока он стоит на площадке, у него накапливается потенциальная энергия. С этим можно сравнить электрический потенциал, т.е. возможность перехода электрона к более низкому потенциалу — к более низкому значению потенциальной энергии. Электрон осторожен, несмотря на высоту, на которой он находится, он не думает о прыжках. Он также осторожен, чтобы не споткнуться и не упасть с приземления. Поэтому он не хочет растрачивать свою потенциальную энергию, так как знает, что только его упорядоченное движение даст ему возможность безопасно спуститься на землю. Другими словами, электрон будет иметь свою потенциальную энергию до тех пор, пока электрическая цепь не замкнется и потенциалы не соединятся. В случае с механикой этих условий, т.е. разности потенциальных энергий и скольжения каната, было бы достаточно, чтобы человек сдвинулся с места, но в случае с электротехникой для того, чтобы протекал ток, должна быть еще одна очень важная вещь. возникают, а именно резистентность. Именно она заставляет электрический ток течь от более высокого электрического потенциала к более низкому.Сопротивление можно сравнить с силой трения, препятствующей скольжению вниз по склону. Именно она снижает скорость спускающегося человека и дает ему тепло. То же самое и с сопротивлением, это сопротивление, которое ограничивает протекание тока и преобразует заторможенную энергию в тепло. Зависимость тока и напряжения от сопротивления описывается законом Ома, о котором я расскажу чуть позже.

Вернемся к напряжению. Итак, напряжение — это разность потенциалов, то есть, образно говоря, разница между потенциальной энергией на определенной высоте и потенциальной энергией на более низкой высоте или на уровне земли. Напряжение существует не только тогда, когда течет ток. Это значение, которое мы можем измерить, когда цепь разомкнута. Хорошим примером является электрическая розетка в доме. Когда к нему не подключена вилка, это означает, что клеммы (отверстия, в которые входят штыри вилки) разомкнуты и ток не течет. Условие гальванической непрерывности не выполняется. На одном из выводов в розетке есть фазный провод (обычно в левом отверстии). Фазный провод подключается к источнику переменного напряжения U = 230 В переменного тока.Второй зажим называется N нейтральный проводник, который не подключен к фазе и, скажем, это наш так называемый потенциал земли.

Чтобы проверить, какова разность потенциалов в розетке, воспользуемся другим контрольно-измерительным прибором, а именно вольтметром. Вольтметр используется для измерения разности потенциалов на его входах, т.е. на входе «+» и на входе GND. В двух словах можно сказать, что вольтметр производит вычитание той же физической величины — вычитает значения электрических потенциалов. Например, если к входу «+» мультиметра подключить потенциал упомянутого ранее фазного проводника L от розетки, а потенциал нулевого проводника N подать на вход GND, то вольтметр покажет значение U = 230 В, так как с клеммы «+» мультиметра, равной 230 В, он вычел значение потенциала, равное 0 В, на нулевом проводе N, что дало значение 230 В.

То же самое верно, если мы хотим измерить разницу между двумя сбалансированными источниками напряжения. Симметричные напряжения — это напряжения, имеющие одинаковое значение, но разные знаки.Проще говоря, оба источника имеют значение, например, 5 В, но один из них имеет значение -5 В. Следовательно, если мы подадим на клемму «+» вольтметра потенциал 5В, а на клемму GND подключим потенциал -5В, то на экране будет отображаться значение 10В, потому что 5В — (-5В) = 10В.

Вольтметры также можно разделить на аналоговые и цифровые вольтметры. Они отличаются по применению тем, что вольтметр подключается к системе параллельно (!) а не последовательно, как это было с амперметром. Ток, который мы хотели измерить, должен был протекать через амперметр, и мы не принимали во внимание сопротивление амперметра, поскольку для наших приложений им можно пренебречь.Когда дело доходит до сопротивления вольтметра, все наоборот. Мы стремимся к тому, чтобы вольтметр имел максимально возможное сопротивление. Если он имеет бесконечно большое сопротивление, через него будет протекать бесконечно малый ток, поэтому использование вольтметра не повлияет на проверяемую цепь.

Первый закон Кирхгофа

Первый закон Кирхгофа гласит: «Для каждого узла электрической цепи сумма токов равна нулю». Начнем с того, что такое узел .Узел – это не менее трех гальванически связанных, например, электрических проводов. Узел на схемах подключения отмечен точкой. Если два провода проходят друг через друга и узел не отмечен, то провода между собой электрически не связаны.

Как мы видим на втором рисунке с узлом. Сумма токов, втекающих в узел, равна сумме токов, вытекающих из узла.

Этот закон используется в методе узлового потенциала.

Второй закон Кирхгофа

Второй закон Кирхгофа гласит: «Сумма падений напряжения в сетке равна нулю».Что понимать под глазком? Ушко лучше всего показать на примере, который мы будем рассматривать.

Кольцо для электрической цепи.

Другими словами, в каждой ячейке электрической цепи, отмеченной на рисунке римскими цифрами от I до III, можно вывести уравнение, которое после сложения всех падений напряжения и источников напряжения дает нам 0,

Этот закон используется в методе контурного тока.

Закон Ома

Визуализация закона Ома.ВОЛЬТ — электрическое напряжение, AMP — сила электрического тока, ОМ — электрическое сопротивление.

Так и хочется сказать — ни больше, ни меньше. На этой картинке показана суть закона Ома. Ток, «толкаемый» напряжением, встречает сопротивление в виде, например, резистора. Это уравнение, несмотря на возможность преобразований, не описывает, как изменяется значение сопротивления R. Оно описывает поведение тока и напряжения при наличии сопротивления. Сопротивление зависит от того, из какого материала изготовлен резистор, его длины и площади поперечного сечения.Все это определяет номинал этого резистора. С помощью закона Ома мы можем предсказать, какой ток будет течь через резистор, если мы приложим к нему определенное напряжение. Мы также можем вывести, каким будет падение напряжения, если мы пропустим известный нам ток через резистор с известным значением сопротивления.

Преобразовав формулу, мы также можем указать значение сопротивления, зная только значение тока и напряжения. Это так называемый технический замер сопротивления тока .

До сих пор мы узнали о двух основных понятиях, тесно связанных с электрикой. Это понятие электрического тока и электрического напряжения. Для понимания закона Ома нам необходимо знать еще одно понятие — сопротивление, или , электрическое сопротивление . Подробнее об основных электрических элементах и ​​их параметрах, то есть сопротивлении, вы узнаете в следующей части статьи.

Сопротивление — это физическая величина, которая присутствует практически на каждом этапе работы электроники.Каждое тело имеет сопротивление. Например, медный провод. На принципиальных схемах мы отмечаем трубопровод правильной линией, которая соединяется с элементами и образует систему. Ради простоты мы игнорируем значение его сопротивления и возникающие в результате потенциальные эффекты падения напряжения.

До сих пор мы знали напряжение как значение разности потенциалов. Именно благодаря приложенному напряжению мы обеспечиваем движение электронов, например, в проводнике. Напряжение — это сила, которая «толкает» электрон, как показано на рисунке выше.Так что же такое падение напряжения?

Падение напряжения вызвано протеканием электрического тока. А вот что говорит закон Ома — о падении напряжения на сопротивлении.

Здесь стоит отметить, что сопротивление не изменяется под действием напряжения или тока, за исключением предназначенных для этого элементов, например варисторов, которые меняют значение своего сопротивления в зависимости от приложенного к ним напряжения, но не более того в другой части статьи.

Закон Ома гласит, что если через сопротивление протекает ток величиной, то протекающий ток вызывает падение напряжения, величину которого можно выразить формулой:

U _R = I _R × R

R — сопротивление, значение которого выражается в Омах [Ом]. I _R значение тока, протекающего через этот элемент, выраженное в амперах [А] и U _R как падение напряжения на сопротивлении, вызванное протекающим током I R — это падение также выражается как разность потенциалов в начале сопротивления В _А и в конце сопротивления В _В 3 . Напомним, что потенциал тоже выражается в вольтах [В], поэтому падение напряжения как их разность также выражается в вольтах.Эта ситуация описана на картинке:

Электрическая цепь с источником постоянного напряжения, сопротивлением R, соединенным последовательно, и заметным падением напряжения Uab = Va — Vb. В идеальной цепи напряжение источника Uзр = Va — Vб равно падению напряжения на сопротивлении R Uаб = Va — Vб.

Как видите, падение напряжения на элементе маркируется обратно пропорционально протекающему току, потому что, как следует из названия, падение напряжения определяет некоторую разницу значений напряжения в начале и конце данного сопротивления.Таким образом, кончик вектора напряжения показывает нам более высокий потенциал. Здесь также стоит упомянуть о номенклатуре. Не случайно над вектором появился порядок обозначений U _AB . Это означает не что иное, как указание на то, какой потенциал имеет более высокое значение. Поэтому эта буква указана первой.

Что произойдет, если мы преобразуем формулу в соответствии с математическими правилами? Таким образом, мы получим уравнение, описывающее величину тока, протекающего через сопротивление в ситуации, когда нам известно значение напряжения на выводах этого элемента, а также значение сопротивления этого элемента. Формула задается следующим уравнением:

И _Р = У _Р / Р

Итак, если мы преобразуем эту формулу по-другому, мы получим уравнение, которое описывает сопротивление для нас — по крайней мере, так может показаться.

Р = У _Р / И _Р

Формулу следует интерпретировать в том смысле, что сопротивление представляет собой постоянное отношение электрического тока, протекающего через нее, к напряжению, приложенному к ее клеммам.Другими словами, сопротивление не меняется в зависимости от приложенного напряжения и протекающего тока. Сопротивление, как мы узнаем далее в этой статье, зависит лишь от нескольких параметров, тесно связанных с его структурой и свойствами. Итак, вкратце, добавлю, чтобы помнить, что сопротивление зависит в основном от таких факторов, как материал, из которого изготовлено сопротивление, сечение, через которое протекает ток, и длина сопротивления. Есть, конечно, и исключения из этого правила, однако стоит помнить, что формула, вытекающая из закона Ома, не описывает изменение сопротивления под действием приложенного тока и напряжения.

Так что же описывает буква R в этом уравнении? Он описывает взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением, или, точнее, говорит о том, что отношение напряжения к току является значением сопротивления этого элемента. Если бы сопротивление увеличилось в 4 раза, напряжение должно было бы увеличиться в 4 раза или ток должен был бы уменьшиться в 4 раза. Другими словами, падение напряжения прямо пропорционально сопротивлению, а ток обратно пропорционален сопротивлению, через которое он протекает.

Итак, для чего мы будем использовать эту формулу, и просто для расчета сопротивления.Например, предположим, что у нас есть такая схема:

.

Определение сопротивления техническим методом с точным измерением тока.

Благодаря такому тесту мы можем обойтись без использования омметра — прибора для измерения величины сопротивления. Это измерение технически называется измерением технического сопротивления и не является прямым результатом исследования. Его следует рассчитывать по приведенной выше формуле R = U _R / I _R .

Также важны настройки амперметра и вольтметра.Конфигурация, показанная на фото выше, называется техническим методом измерения сопротивления с точным измерением тока. Почему? Так как амперметр измеряет ток в резисторной ветви, без учета тока, втекающего в вольтметр.

Технический метод измерения сопротивления с точным измерением напряжения

Как мы видим, амперметр измеряет ток, протекающий как через резистор, так и через вольтметр. Как мы знаем из предыдущих пунктов, вольтметр имеет очень большое внутреннее сопротивление, поэтому через него протекает очень небольшой ток.В быту мы не учитываем влияние сопротивления измерительных приборов (амперметр, ваттметр, омметр), так как нам не нужна столь высокая точность результатов, а погрешность, вносимая этими приборами, ничтожно мала. Так в чем же разница между точным измерением тока и точным измерением напряжения в техническом методе измерения сопротивления? Отличие заключается в диапазоне измеряемых сопротивлений. Измерение сопротивления в методе с точным измерением тока будет иметь меньшую погрешность, чем больше сопротивление проверяемого по отношению к внутреннему сопротивлению амперметра.Другими словами — мы используем точное измерение тока для измерения высоких сопротивлений. Для измерения малых сопротивлений используем метод с точным измерением напряжения.

Возвращаясь к описанию закона Ома. Увеличивая напряжение источника, мы видим, что падение напряжения U _R увеличивается и ток I _R также увеличивается. Итак, мы можем посмотреть на это таким образом, что сопротивление из-за сил, действующих на него в этот момент, не изменит своих электрических свойств, поэтому оно будет иметь постоянное значение сопротивления.Поэтому, чтобы сопротивление не менялось, напряжение и ток должны постоянно составлять постоянную пропорцию друг с другом и таким образом, под действием изменяющегося напряжения питания мы имеем возможность видеть пропорциональное изменение величины падения напряжения U _R и текущий I _R .

Итак, для чего мы будем использовать закон Ома? В первую очередь, закон Ома в нашем курсе будет полезен в основном для подбора резистора, чтобы протекал ток такой, какой хотелось бы.

Пример

Процессор, который мы будем использовать в следующей части, — это Atmega32, который питается от напряжения U _и = 5 В. Из примечания к каталогу процессора мы можем прочитать, что максимальный ток, потребляемый от контакта, составляет . и _макс. = 20 мА. Этот ток не повредит процессор. Итак, зная эти два значения, мы можем подобрать резистор так, чтобы ток, который мы будем брать с выхода, составлял именно эти 20 мА.

Выход микроконтроллера uC соединен последовательно через резистор R с землей системы.

На рисунке выше мы можем видеть, что это за измерение, поэтому для расчета сопротивления этого резистора R подставляем его в формулу из закона Ома:

Как видно из расчетов, мы получили R = 250 Ом. Это тот случай, когда у нас есть только один резистор, подключенный последовательно к источнику питания. Как мы знаем из закона Кирхгофа II — «Сумма натяжений в сетке равна 0».

Представление предыдущей картинки в виде электрической схемы.Источник постоянного напряжения U обозначает выход микропроцессора uC.

Как видно на картинке выше. Падение напряжения на резисторе будет равно напряжению на источнике. Почему это так? Поскольку потенциал Va на входе резистора равен потенциалу на выходе источника напряжения, то же самое и на другом выводе резистора. Конечно, мы не учитываем сопротивление проводника, потому что в таком примере оно вносит пренебрежимо малую погрешность.

Другая ситуация была бы, если бы в схему были включены и другие элементы.Тогда не всегда достаточно знать формулу закона Ома. В следующем разделе я расскажу, как намотать резисторы, чтобы упростить расчет схемы. В следующих разделах мы также узнаем, как рассчитать рассматриваемую нами схему на компьютере. Знание такой программы моделирования сэкономит нам время и бесплатно для проверки концепции нашей схемы, поэтому не стесняйтесь следовать следующим статьям этого курса.

В дальнейшей части туториалов я постараюсь представить методы компьютерного моделирования схем, поэтому сейчас мы не будем углубляться в эти темы.Однако стоит знать законы, позволяющие рассчитывать эти схемы. Если среди читателей есть люди, которые хотели бы узнать больше о методах расчета электрических цепей, пишите в комментариях. Хочу добавить, что такие расчеты полезны на первом курсе обучения электротехнике.

На сегодняшней статье все. В следующей части мы узнаем об основных элементах электрической цепи, узнаем об источниках энергии, которые мы используем, и о том, какие сигналы присутствуют в электронике.Это и многое другое интересное также можно найти в видео, в котором кратко излагаются некоторые основы электроники. Также сегодня я приглашаю вас следить за этой серией статей. Привет.

.

отбор проб вольтметра,

отбор проб вольтметра

33a

ЦЕЛЬ УЧЕНИЯ

 Ознакомиться со способом расширения диапазона измерения вольтметра путем пост-опрос.

 Приспособление амперметра для измерения напряжения.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

1. Законы Кирхгофа, закон Ома.

2. Принцип работы и устройство электросчетчиков.3. Опробование счетчиков.

4. Принцип работы моста Уитстона.

УПРАЖНЕНИЕ

1. Проверить вольтметр на 0-1,5 В с сопротивлением около 300 Ом. Рассчитайте рейтинг U прибор и проверьте его показания вторым вольтметром (класс 0,1).

2. Номинальное напряжение U ЗН1 рассчитывается по формуле:





1

ЗН д у

У  Р  Р  И

где: Rd — румпельное сопротивление (~300 Ом), R u — внутреннее сопротивление вольтметра, I — полный ток

Отклонение стрелки вольтметра вольтметра. Измеряем Ru и Rd с

Цифровой омметр

.

3. Обозначаем и строим следующую схему:

4. Отобранный вольтметр проверяют вторым вольтметром класса 0,1.

с диапазоном измерений больше УЗН1 . Для этого строим следующую схему:

5. Сравниваем показания обоих счетчиков для 8-12 разных напряжений. Мы вычисляем класс точность измерительного прибора.

6. Приспособить измеритель с диапазоном 0-7,5 мА для измерения напряжения до 150 мВ. Проверять показания полученного вольтметра с помощью эталонного вольтметра класса 0,1.

7. Рассчитываем стоимость надгробия по формуле:

р ЗН д _И Р У Р  2  2

где: I = 7,5 мА, УЗН 2 = 150 мВ, Rp — сопротивление измерителя с диапазоном 0-7,5 мА. рупий мы измеряем для

с помощью цифрового омметра.

8. Делаем расчетный пособник из провода сопротивления (кантал), изначально посчитав длину провода л из формулы: с 90 035 л R _{d 2}  где 4 2 д с  , (d = 0,5 мм,  = 1,8 2 мм м   )

Откорректируйте длину провода сопротивления, подключив его к омметру и проверив, что Пособник имеет сопротивление Rd 2.

9. Выбранный счетчик проверяется, как в пункте 4, и рассчитывается его класс точности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Х. Мачковяк, Проверка и ремонт электросчетчиков, WNT, Варшава 1969.

2. Х. Шидловски, Физическая лаборатория, PWN, Варшава, 1997.

3. Сз. Щенёвский, Экспериментальная физика, часть 3: Электричество и магнетизм, PWN, Варшава 1980.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

цифровой омметр, вольтметр 0-1,5 В, миллиамперметр 0-7,5 мА, ползунковый резистор, класс милливольтметра0,1, провод сопротивления, отвертка, вилочные клеммы 2 шт.

.

---

Смотрите также

• Брус сруб
• Фасадные сэндвич панели для наружной отделки дома
• Если смешать белый и черный какой цвет получится
• Обмотки однофазного асинхронного электродвигателя
• Электрический пол под плитку
• Монтаж трековых светильников на шинопроводе
• Как подключить электрический полотенцесушитель
• Кантри пол террасная доска из дпк
• Не уходит вода из посудомоечной машины
• Ле голубой поток
• Кирпича в 1м3

виды, схемы подключения и принцип работы

превышает по значению ток полного отклонения
I
А подвижной части, то параллельно цепи измерительного механизма И подключается шунт (резистор, через который пропускается ток
I
ш
= I – I
А (рис. 6.1, а). Сопротивление шунта
R
ш определяется из условия

Аналогично можно рассчитать сопротивления для многопредельного ступенчатого шунта.

Шунты бывают внутренние и наружные. Внутренние шунты изготовляют на токи примерно до 50 А

, наружные – на токи до 10 к
А
.

В целях стандартизации, наружные шунты выпускаются на различные номинальные падения напряжения (от 45 до 300 мВ

) и классов точности от 0.02 до 0.5.

Магнитоэлектрический измерительный механизм с включенным последовательно добавочным резистором (рис.6.1, б) можно использовать как вольтметр

для измерения напряжения. Его подключают параллельно к объекту измерения. В измерительной цепи вольтметра измеряемое напряжение преобразуется в ток, необходимый для отклонения подвижной части ИМ.

Предел измерения UV

вольтметра зависит от тока полного отклонения
IV
подвижной части и внутреннего сопротивления
RV
вольтметра (суммы сопротивлений обмотки рамки
Rр
и пружин 2
R
пруж):

UV = IVRV; RV = Rр +

2
R
пруж
.
Ток полного отклонения IV

рамки магнитоэлектрических вольтметров составляет примерно 50 м
А
.

Для изменения предела измерения напряжения UV

до
U
последовательно с вольтметром включается добавочный резистор, сопротивление
R
д которого при заданном значении
IV
определяется из выражений:

UV /RV = U/(RV+R

д
) = IV =
const;
U = UV + U
д;

R

д
= RV
[(
U/UV
) –1] =
RV
(
n –
1),

где n=U/UV –

коэффициент расширения предела измерения вольтметра (множитель шкалы).

В многопредельных вольтметрах (рис.6.3) используют ступенчатое включение резисторов и для соответствующих пределов измерения напряжений U

1,
U
2,
U
3 при заданном токе рамки
IV
сопротивления добавочных резисторов рассчитывают по формулам:

R

1д
= RV
(
n
1 – 1), или
R
1д
=
(
U
1
/IV
) –
RV
;

R

2д
= RV
(
n
2 – 1) –
R
1д, или
R
2д
=
(
U
2
– U
1)/
IV
, и т. д..

где n

1
= U
1
/UV
;
n
2
= U
2
/UV –
коэффициенты расширения пределов.

Добавочные резисторы могут быть внутренними (до 600 В) и наружными (до 1500 В). Наружные добавочные сопротивления выпускаются на определенные номинальные токи (от 0.5 до 30 мА

) и имеют классы точности от 0.02 до 1.

Шунты и добавочные сопротивления изготавливаются из материалов с высоким удельным сопротивлением (манганин, константан), имеющих температурный коэффициент сопротивления, близкий к нулю.

Комбинированные аналоговые измерительные приборы (выпрямительные приборы

)
.
Комбинированный аналоговый измерительный прибор – ампервольтомметр (авометр) – является универсальным многопредельным прибором, с помощью которого возможны измерения токов, напряжений в цепях постоянного и переменного токов частотой от 20 Гц до 20 кГц и выше, сопротивлений постоянному току и емкостей. В авометре используют магнитоэлектрический ИМ , который может при помощи переключающего устройства соединяться с различными измерительными цепями.

Принцип работы таких приборов заключается в выпрямлении переменного тока с помощью полупроводниковых диодов (см. рис. 6.4). Постоянная составляющая выпрямленного тока измеряется прибором магнитоэлектрической системы (микроамперметром, миллиамперметром). В схеме прибора используют одно- и двухполупериодные выпрямители.

В однополупериодных схемах (рис. 6.4, а) ток i

через магнитоэлектрический прибор, включенный последовательно с диодом
VD
1, пропускается только в положительный полупериод. В отрицательный полупериод, для которого сопротивление диода
VD
1 велико, ток протекает через диод
VD
2, включенный параллельно прибору. Диод
VD
2 защищает диод
VD
1 от пробоя. Для уравнивания сопротивления параллельных ветвей последовательно со вторым диодом включен резистор
R
, сопротивление которого равно сопротивлению измерительной цепи прибора. Подвижная часть магнитоэлектрического прибора обладает механической инерцией и при частотах выше 10…20 Гц не успевает следить за мгновенными значениями вращающего момента, реагируя только на среднее значение момента. Из уравнения шкалы магнитоэлектрического прибора a = следует, что отклонение стрелки выпрямительного прибора пропорционально среднему за период значению переменного тока. Для однополупериодного выпрямления при токе синусоидальной формы

и показания прибора

a = SI I

ср . (6.2)

В двухполупериодных схемах выпрямления (рис. 6.4, б) ток i

, протекающий через прибор, увеличивается вдвое по сравнению с током, протекающим в схеме рис. 6.4, а. Для синусоидального тока

I

ср.в= 0.636
Im.
Из (6.2) видно, что шкала выпрямительного прибора линейна и при любой форме кривой измеряемого тока отклонение стрелки прибора пропорционально среднему за период значению. Однако на практике шкалу выпрямительных приборов всегда градуируют в средних квадратических значениях напряжения (тока) синусоидальной формы, поэтому средневыпрямленное значение тока , протекающего через прибор, можно выразить через среднеквадратическое значение I

измеряемого тока и коэффициент формы для синусоиды
КФ
:

Здесь КФ

=

Тогда I =

2. 2
IА
.

При двухполупериодной схеме

I =

1.1
IА
.

Следовательно, в выпрямительных приборах все значения оцифрованных делений шкалы как бы умножены на коэффициент формы Кф= 1.11. Отсюда следует, что при измерении тока или напряжения несинусоидальной формы полученный отсчет по шкале такого выпрямительного прибора сначала нужно разделить на 1.11 (получить выпрямленное значение измеряемой величины), а затем умножить на коэффициент формы, соответствующий форме реального сигнала. В приборах с однополупериодным выпрямлением вместо 1.11 подставляют 2.22 (2Кф).

Выпрямительные приборы имеют классы точности 1.5 и 2.5 с пределами измерения по току от 2 мА

до 600
А
, по напряжению – от 0.3 до 600
В
.

Достоинствами выпрямительных приборов является высокая чувствительность, малое собственное потребление энергии и возможность измерения в широком диапазоне частот. Частотный диапазон выпрямительных приборов определяется возможностями применяемых диодов. Так, применение точечных кремниевых диодов обеспечивает измерение переменных токов и напряжений до частот порядка 104…105 Гц. Основными источниками погрешностей этих приборов являются изменения параметров диодов с течением времени, влияние окружающей температуры, а также отклонение формы кривой измеряемого тока или напряжения от той, при которой произведена градуировка прибора.

Электромагнитный измерительный механизм

.

Состоит из неподвижной катушки с обмоткой, в которую подается измеряемый ток, и сердечника на оси из магнитного материала (табл.5.1,б

).

Сердечник втягивается в магнитное поле, создаваемое измеряемым током. Обмотка неподвижной катушки, в отличие от предыдущего, может быть выполнена из более толстого провода. Поэтому электромагнитные приборы обладают большей перегрузочной способностью.

Зависимость угла поворота от квадрата тока (см. формулы на схеме)

a =

указывает на возможность измерения переменного и постоянного токов, а также на квадратичный характер шкалы. Однако, на практике шкалу прибора можно приблизить к линейной подбором конфигурации сердечника.

Таким образом, электромагнитные приборы измеряют среднеквадратическое (действующее) значениетока. Это относится и к другим видам приборов с квадратичной функцией преобразования.

Достоинства

приборов электромагнитной системы:

Простота конструкции, хорошая перегрузочная способность и одинаковая пригодность для измерений в цепях постоянного и переменного токов, а также отсутствие токоподводов к подвижной части, низкая трудоемкость в изготовлении и низкая стоимость используемых материалов и, следовательно, пониженная цена по сравнению с другими приборами, имеющими равные метрологические свойства.

Недостатки

: большое собственное потребление энергии (собственное сопротивление вольтметров составляет 100 ¸ 2000 Ом), невысокая точность (классы точности 1.0; 1.5; 2.5), малая чувствительность, влияние внешних магнитных полей.

Электромагнитные приборы применяют преимущественно в качестве щитовых амперметров и вольтметров в цепях переменного тока промышленной частоты. Классы точности щитовых приборов 1.5 и 2.5. Промышленностью выпускаются амперметры с верхним пределом измерения от долей ампера до 200 А

, и вольтметры с пределами измерения от долей вольта до сотен вольт.

Выпускаются также переносные приборы электромагнитной системы классов точности 0.5 и 1.0 для измерения в лабораторных условиях.

Электромагнитные амперметры и вольтметры

.

Диапазон измерения токов весьма широк. Для стационарных измерений используют однопредельные амперметры, для переносных – многопредельные.

Применение шунтов для расширения пределов измерения электромагнитных амперметров нерационально, т.к. приводит к увеличению мощности потребления приборами, громоздкости и дороговизне.

Пределы измерения амперметров расширяют с помощью измерительных трансформаторов тока (ТТ) (рис.6.5,а).

Первичная обмотка ТТ с меньшим числом витков включается последовательно в цепь измеряемого тока I

1, а к зажимам вторичной обмотки с большим числом витков подсоединяется амперметр А. Измеряемый ток определяют посредством умножения показаний амперметра на номинальный коэффициент трансформации тока КIном, т.е.

I

X =
I
1 =
I
2KIном.

[Нормальным режимом для ТТ является режим к.з. При размыкании вторичной цепи ТТ резко повышается напряжение на вторичной обмотке от единиц вольт до нескольких кВ, что опасно и может привести к перегреву сердечника и пробою изоляции. Во избежание размыкания предусмотрен ключ В.]

Лабораторные измерительные трансформаторы тока изготовляются на номинальные напряжения 0.5 – 35 кВ

; номинальные первичные токи 0.1 – 25000
А
; номинальные вторичные токи 5
А
и 1
А
. Классы точности ТТ 0.05, 0.1, 0.2, 0.5.

Измерительная цепь электромагнитного вольтметра представляет собой последовательное соединение неподвижной катушки и добавочного резистора. Добавочные резисторы применяют в многопредельных вольтметрах с наибольшим пределом измерения 600 В

.

Для расширения пределов измерения электромагнитного вольтметра применяют измерительные трансформаторы напряжения ТН (рис.6.5,б).

Первичную обмотку ТН с большим числом витков подключают параллельно участку цепи, на котором измеряется напряжение U

1, вторичную обмотку с напряжением
U
2 и малым числом витков соединяют с вольтметром.

Вторичная обмотка замкнута на большое сопротивление, вследствие чего токи в обмотках малы и ТН работает в условиях, близких к х.х.

Измеряемое напряжение определяют посредством умножения показаний вольтметра на номинальный коэффициент трансформации КUном, т.е.

U

X =
U
1 =
U
2KUном.

Классы точности ТН 0.05, 0.1, 0.2, 0.5.

Расширение пределов измерения электромагнитных амперметров и вольтметров сопряжено с увеличением погрешности измерения.

Виды амперметров

По своему действию все амперметры разделяются на электромагнитные, магнитоэлектрические, тепловые, электродинамические, детекторные, индукционные, фото- и термоэлектрические. Все они предназначены для измерения силы постоянного или переменного тока. Среди них, наиболее чувствительными и точными, являются электродинамические и магнитоэлектрические амперметры.

Во время работы магнитоэлектрического амперметра, создается крутящий момент, через взаимодействие между полем в постоянном магните и током, проходящим через обмотку рамки. С этой рамкой и соединяется стрелка, движущаяся по шкале. Поворот стрелки осуществляется на величину угла, пропорциональную силе тока.

Приборы для измерения силы тока

Если в каком-либо проводнике течет ток, то он характеризуется такой величиной, как «сила тока». Сила тока в свою очередь характеризуется количеством электронов, которые проходят через поперечное сечение проводника за единицу времени. Но мы все учились в школе и знаем, что электронов в проводнике миллиарды миллиардов и считать количество электронов было бы бессмысленно.

Поэтому ученые вывернулись из этой ситуации и придумали единицу измерения силы тока и назвали ее «Ампер», в честь французского физика-математика Андре Мари Ампера. Что же собой представляет 1 Ампер? Если сила тока в проводнике равна 1 амперу, то за одну секунду через поперечное сечение провода проходит заряд, равный 1 Кулону. Или простым языком, все электроны в сумме должны давать заряд в 1 Кулон и они должны в течение одной секунды пройти через поперечное сечение проводника. Если учесть, что заряд одного электрона 1.6х10 -19 , то можно узнать, сколько электронов в 1 Кулоне. А вот для того, чтобы измерять амперы, ученые придумали прибор и назвали его «амперметром».

Принцип работы цифрового амперметра постоянного тока

Преимущества компании

13 февраля 2014

<< Назад

Цифровой амперметр постоянного тока позволяет измерить и определить постоянный ток — как отрицательной, так и положительной полярности. На направление тока указывает точка, размещенная в крайнем правом разряде. Удобство применения данного устройства состоит в отсутствии необходимости подключения шунта. Амперметр цифровой постоянного тока может монтировать в источники питания, стойки приборов, стенды, зарядные устройства и прочее. Такой прибор советуют использовать, чтобы контролировать работу двигателей, DС-DС преобразователей, источников питания и инверторов.

Амперметр постоянного тока цифровой включается спустя три минуты после подключения питания. В случае установки в зарядное устройство рекомендуется предварительно к выводам питания амперметра подключить конденсатор 470 mF 25 v. Индикатор не отображает незначащие нули. Учитывая обширный выбор диапазонов, амперметр с успехом функционирует в одном из двадцати вариантов режима работы. При этом каждый режим предполагает применение одного из трех шунтов: на мкА, мА или Амперы. Предел измерения колеблется в диапазоне 1мкА – 1000А. Для работы следует выбрать один из 60 предложенных пределов измерений. Как уже было отмечено, каждый режим работает на основе подходящего шунта. Следует помнить, что номинальное напряжение любого шунта не должно превышать 75мВ. В качестве примера можно рассмотреть режим 2, который работает только с шунтами 5мкА, 5мА или 5А. Для программирования режимов применяется пять джамперов.

Перед включением модуля рекомендуется запрограммировать режим его работы. После включения модуль выдаст сведения относительно выбранного режима работы. Если, допустим, выбран режим измерения токов в пределах 25А, то включенный модуль будет мигать несколько раз «25.0», что указывает на режим работы «5». В таком случае необходимо использование одного из шунтов: 25А, 25мкА или 25мА. При выборе недопустимого режима будет мигать значок «Err», указывающий на ошибку.

Следует помнить, что измерять можно только в одной полярности, если же ток измеряется в обратной полярности, то это будет отображаться, как «000». Для питания модуля предназначен встроенный литиевый аккумулятор CR2032, рассчитанный на двадцать дней бесперебойной работы. К тому же, источником питания может послужить внешняя батарея и любой другой источник с постоянным током 3В. Особенности подключения состоят в том, что внешний источник питания 3В следует подключить плюсом к контакту «3V», а минусом – к «0V». Еще одним обязательным условием является наличие гальванической развязки для внешнего источника питания от источника, который измеряет ток. Важно не забыть встроенный литиевый элемент при использовании внешнего источника питания. Чтобы сэкономить батарею, измеряя ток в автомобиле, можно воспользоваться реле, которое отключает питание модуля во время выключения зажигания.

Сделанные самостоятельно шунты или резисторы можно использовать для малых токов. При этом рекомендуется применять металлопленочные резисторы, которые в меньшей степени зависят от температурного режима. Как правило, в устройстве используют константановую или манганиновую проволоку.

Приобрести современный амперметр постоянного тока (цифровой или обычный) вы можете в .

<< Назад

Устройство амперметра

В основе устройства амперметра – взаимодействие между двумя элементами при прохождении электрического тока. В зависимости от того, что измеряет амперметр, используются свои варианты устройств. Замер сил разного типа тока предполагает особое строение и чувствительность. Существует несколько категорий:

1. Магнитоэлектрические. В основе лежит подвижная катушка, закрепленная на оси между двумя магнитными полюсами.
2. В электромагнитных амперметрах используется сердечник, отодвигаемый на пропорциональное силе тока расстояние.
3. Термоэлектрические. Ключевой элемент – термопара, припаянная к проводке. Величина нагрева по мере подачи тока разной величины трансформируется в показатель его силы, после чего выводится на дисплей.
4. Электродинамические. Подвижная и неподвижная катушки. В быту малоприменимы из-за высокой чувствительности к магнитным полям. Применяются для точных измерений либо в демонстрационных целях.
5. Ферродинамические. Самые точные и дорогие из механических приборов. Благодаря замкнутому проводу, не реагируют на внешние магнитные поля.
6. Цифровой. Используется интегратор, преобразующий величину тока в цифровой эквивалент. От его типа и настройки зависит то, как работают амперметры. Различают несколько классов точности по погрешности измерений.

Несмотря на разницу в конструкции, в основе всех механических приборов лежит общий принцип действия.

Включение амперметра в цепь

Существует два главных правила использования прибора:

1. Подключать последовательно с элементом цепи, на котором необходимо измерить силу тока.
2. Соблюдать полярность.

Амперметры со стрелкой – это приборы для измерения с ограниченным диапазоном. В случае превышения максимального значения шкалы при включении в цепь используют шунт.

Амперметр: конструкция и типы приборов, принцип действия, параметры измерения

Как отечественные, так и зарубежные производители выпускают достаточно большое количество устройств, имеющих различную классификацию. Особенно ценными являются цифровые устройства, которые необходимы для измерения показаний. К ним относятся:

Содержание

Конструкция и работа амперметра для измерения силы тока

Амперметр – это прибор, предназначенный для измерения силы тока в электрической цепи. Подключите измерительный прибор в цепь последовательно с измеряемым участком. Чем меньше внутреннее сопротивление измерителя, тем меньше погрешность измерения. Амперметр нельзя подключать как вольтметр, т.е. непосредственно к источнику питания, так как произойдет короткое замыкание.

Цифровые версии используются в различных средах и устойчивы к вибрациям, в отличие от механических аналоговых приборов.

Точность прибора зависит от принципа действия и типа прибора.

Существует два основных типа амперметров:

1. Аналог.
2. Цифровой.

Первый тип, в свою очередь, подразделяется на следующие устройства:

• Магнитоэлектрический.
• Электромагнитный.
• Электродинамический.
• Ферродинамика.

Амперметры делятся по типу измеряемого тока:

• Для переменного тока.
• Для постоянного тока.

Существуют и другие специализированные токоизмерительные приборы, которые используются в узкоспециализированных областях и не так распространены, как перечисленные выше.

Особенности конструкции и эксплуатации

Шкалы приборов могут быть градуированы в различных долях ампера: микроамперах, миллиамперах и т.

д. Они называются микроамперами, миллиамперами и т.д. Для расширения диапазона измерений амперметры подключаются в цепь с помощью трансформатора или параллельно с шунтом. В этом случае только небольшая часть тока будет протекать через амперметр, а большая часть тока будет протекать через шунт.

Шунт крепится к амперметру с помощью специальных гаек. Не подключайте шунт к амперметру при включенном сетевом питании. Также важна полярность подключенного устройства. При изменении полярности игла будет направлена в другую сторону, и цифровой амперметр покажет отрицательное значение.

Магнитоэлектрический амперметр

Принцип действия этого типа устройства основан на взаимном взаимодействии магнитного поля магнита и подвижной катушки, размещенной в корпусе устройства.

Преимуществами данного амперметра являются низкое энергопотребление, высокая чувствительность и точность. Все магнитоэлектрические амперметры оснащены унифицированной калиброванной измерительной шкалой. Это позволяет проводить измерения с высокой точностью.

Недостатком магнитоэлектрического амперметра является его сложная внутренняя конструкция и наличие подвижной катушки. Он не является универсальным прибором, так как действителен только для постоянного тока.

Несмотря на эти недостатки, данный тип приборов широко используется в различных областях промышленности и в лаборатории.

Электромагнитный

Амперметры с электромагнитным принципом действия не имеют в своем устройстве подвижной катушки, в отличие от магнитоэлектрических моделей. Конструкция намного проще. В корпусе находится специальное устройство и один или несколько сердечников, которые установлены на оси.

Электромагнитный амперметр менее чувствителен, чем магнитоэлектрический прибор. Это означает, что точность измерения будет ниже. Преимуществом этого типа инструмента является его универсальность. Это означает, что они могут измерять силу тока как в цепях постоянного, так и переменного тока. Это значительно расширяет область его применения.

Электродинамический

Метод работы таких приборов основан на взаимодействии полей электрического тока, протекающего через электромагнитные катушки. Конструкция устройства состоит из подвижной катушки и неподвижной катушки. Универсальная работа на любом типе тока – главное преимущество электродинамического амперметра.

Недостатком является высокая чувствительность, так как они реагируют даже на небольшие магнитные поля в непосредственной близости от них. Такие поля могут создавать сильные помехи для электродинамических приборов, поэтому эти амперметры используются только в экранированной зоне.

Ферродинамика

Эти приборы характеризуются высочайшей эффективностью и точностью измерений. Магнитные поля в непосредственной близости от прибора не оказывают на него заметного влияния, поэтому нет необходимости в дополнительном экранировании.

Конструкция этого амперметра включает в себя замкнутый ферримагнитный проводник, сердечник и неподвижную катушку. Такое устройство позволяет повысить надежность прибора. Поэтому ферродинамические амперметры чаще всего используются в военных и оборонных приложениях. К его преимуществам также относятся удобство и простота использования и точность всех измерений по сравнению с ранее рассмотренными типами приборов.

Цифровой

Помимо вышеперечисленных приборов, существует также цифровой тип амперметра. В настоящее время они находят все большее применение в различных областях производства, а также в быту. Популярность цифровых приборов обусловлена простотой их использования, небольшими размерами и точностью измерений. Вес инструмента также очень легкий.

Цифровые версии используются в различных средах и устойчивы к вибрациям, в отличие от механических аналоговых устройств.

Цифровые приборы устойчивы к незначительным механическим ударам, которые могут быть вызваны соседним оборудованием. Его вертикальное или горизонтальное положение не влияет на его работоспособность, а также на изменения температуры и давления. Поэтому он подходит для использования на открытом воздухе.

Измерение переменного и постоянного токов

Все рассмотренные приборы способны измерять постоянный ток. Однако иногда необходимо измерять переменный ток. Если у вас нет отдельного амперметра для этой цели, вы можете собрать базовую схему.

Существуют также специальные приборы, измеряющие переменный ток. Лучше всего выбрать мультиметр, способный измерять переменный ток.

Для правильного измерения необходимо определить тип тока, т.е. является ли сетевой ток переменным или постоянным. В противном случае измерение будет неправильным.

Общий принцип работы амперметра

Если рассматривать классический принцип действия амперметра, то его работа заключается в следующем.

Стальной якорь с прикрепленной к нему стрелкой вместе с постоянным магнитом помещается на ось рычага. Постоянный магнит передает свои магнитные свойства якорю. В этом случае положение якоря находится вдоль силовых линий, проходящих вдоль магнита.

Это положение якоря определяет нулевое положение стрелки на шкале. Когда ток от генератора или другого источника проходит через шинопровод, вблизи него возникает магнитный поток. Линии потока в положении якоря перпендикулярны линиям потока магнита.

Магнитный поток, создаваемый электрическим током, действует на якорь, который стремится повернуться на 90 градусов. Этому препятствует магнитный поток, создаваемый в постоянном магните. Сила, с которой взаимодействуют эти два потока, зависит от направления и величины электрического тока, протекающего в рельсе. Это величина, на которую игла прибора отклоняется от нуля.

Сфера применения

Цифровые и аналоговые амперметры используются в различных областях промышленности и сельского хозяйства. Они особенно широко используются в энергетике, радиоэлектронике и электротехнике. Они также могут использоваться в строительстве, автомобильном и других видах транспорта, а также в научных приложениях.

В домашних хозяйствах этот инструмент также часто используется обычными людьми. Полезно иметь с собой в автомобиле амперметр на случай неполадок с электричеством в дороге.

Аналоговые приборы до сих пор используются в различных сферах жизни. Их преимущество заключается в том, что для работы они не нуждаются в подключении к источнику питания, так как используют электричество от измеряемой цепи. Также их удобство заключается в отображении данных. Многие люди привыкли смотреть за стрелкой. Некоторые приборы имеют регулировочный винт, который позволяет точно установить стрелку на ноль. Инерция прибора отрицательно сказывается на его полезности, так как стрелке требуется время, чтобы занять устойчивое положение.

Как выбрать

Для более точных измерений выбирайте прибор с сопротивлением до 0,5 Ом. Лучше, если контактные клеммы покрыты специальным антикоррозийным слоем.

Корпус должен быть выполнен качественно, без повреждений, желательно герметично закрыт для предотвращения попадания влаги. Это продлит срок его службы и повысит точность показаний.

Наиболее удобным типом амперметра является цифровой амперметр. Хотя в наши дни более популярными являются мультиметры, которые также имеют функцию измерения тока.

Не подключайте амперметр непосредственно к сети без нагрузки, чтобы не повредить амперметр. При проведении измерений не прикасайтесь к неизолированным токоведущим частям прибора, так как это может привести к поражению электрическим током. Будьте осторожны и внимательны при обращении с амперметром.

Он реагирует на взаимодействие полей токов, протекающих через катушки. Один из них неподвижен, а другой может двигаться. Прибор универсален, поэтому его покупают довольно часто. Его можно встретить в лабораториях, где требуются очень точные измерения. Недостатком электродинамических амперметров является то, что они слишком чувствительны. Это устройство буквально реагирует на любые магнитные поля. В результате помех трудно точно определить ток без использования экранирования.

Амперметр. Типы. Эксплуатация. Применение.

Особенности .

Для измерения силы тока используется амперметр. Его можно использовать с любым устройством, проводящим ток. Прямое подключение к цепи осуществляется последовательно с читаемым участком. Сила тока измеряется количеством электронов, которые могут пройти через проводник за определенное время. Устройство названо в честь единицы измерения, используемой в физике – ампера. Прибор способен измерять доли данного ампера, например, мкА – микроампер, мА – миллиампер и кА – килоампер.

Типы используемых амперметров

Существует около десятка амперметров, которые работают на разных принципах. Большинство из них слишком дороги в производстве или не очень точны, поэтому они не нашли своего применения. Фактически все амперметры можно разделить на аналоговые (механические) и цифровые. К аналоговым устройствам, нашедшим широкое применение, относятся:

• Магнитоэлектрический.
• Электромагнитный.
• Термоэлектрический.
• Электродинамический.
• Ферродинамика.

Механические устройства требовательны к условиям хранения. Они не переносят ударов. Для получения точных данных корпус аналогового амперметра должен быть правильно расположен. Любое отклонение приведет к напряжению стрелки, и она будет слегка перемещаться, давая ошибочные показания.

Магнитоэлектрический амперметр

Этот тип устройства является одним из самых ранних изобретенных. Принцип их работы заключается в измерении взаимодействия между неподвижной катушкой и магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом, установленным в корпусе прибора.

Эти устройства имеют минимальное энергопотребление, что обеспечивает адекватный уровень чувствительности и минимальный коэффициент отклонения. Такие амперметры имеют равномерную шкалу, расстояние между метками всегда одинаковое. Долгое время эти приборы были лучшими, но теперь их стало проще изготавливать, поэтому магнитоэлектрический амперметр начал уступать.

Магнитоэлектрические амперметры могут работать только с постоянным током, поэтому они обычно используются для измерения характеристик в электрооборудовании автомобилей и других машин. Эти устройства нашли применение в лабораториях и на промышленных предприятиях, где используется постоянный ток.

Электромагнитный амперметр

Эта категория устройств не имеет плавающей обмотки сердечника, как предыдущая. Электромагнитное устройство является одним из самых простых. В нем используется несложный механизм внутри корпуса и сердечник, установленный на оси. В зависимости от силы тока сердечник, прикрепленный к стрелке, перемещается в сторону, указывая на шкалу с цифровым измерительным дисплеем. Благодаря низкой стоимости этих устройств они часто используются, но имеют низкую точность. Они обычно выбираются для сети постоянного тока и сети переменного тока до 50 Гц.

Термоэлектрические амперметры

Они используются в токовых цепях высокой частоты. В корпусе прибора находится магнитоэлектрический механизм, который состоит из провода с припаянной к нему термопарой. Когда по ним течет ток, жилы проволоки нагреваются. Чем больше сила, тем больше повышение температуры. На основании этих показаний специальный механизм переводит тепло в показания тока.

Электродинамический амперметр

Он реагирует на взаимодействие полей тока, проходящих через катушки. Один из них неподвижен, а другой может двигаться. Прибор универсален, поэтому его покупают довольно часто. Его можно встретить в лабораториях, где требуются очень точные измерения. Недостатком электродинамических амперметров является то, что они слишком чувствительны. Прибор буквально реагирует на любые магнитные поля. В результате помех трудно точно определить ток без использования экранирования.

Электродинамические приборы используются в цепях постоянного и переменного тока с частотой до 200 Гц. Этот тип обычно выбирают для проверки других амперметров из-за его высокой чувствительности.

Ферродинамический амперметр

Этот тип амперметра является лучшим среди механических амперметров. Они обеспечивают максимальную точность и эффективность. Они не реагируют на посторонние источники магнитного поля. Это исключает необходимость постоянного монтажа дополнительной крышки. Устройство состоит из ферримагнитного герметичного провода. Катушка и сердечник крепятся к корпусу. Этот тип устройства является самым дорогим и поэтому используется нечасто.

Цифровые амперметры

Цифровые амперметры являются самыми современными и удобными. У них нет индикаторов, которые постоянно меняются. Эти устройства имеют дисплей, на котором отображается сила тока в амперах. В то же время они дают достаточно точные показания. Важным преимуществом цифровых моделей является то, что они нечувствительны к вибрациям и ударам, как механические модели. Это позволяет измерять токи в проводке автомобиля во время движения без необходимости останавливать машину. Многие цифровые модели оснащены водонепроницаемым и ударопрочным корпусом, что делает их более надежными для использования в суровых условиях. Поскольку устройство не имеет стрелки, его можно расположить горизонтально, вертикально или под углом. Направление, в котором измеряется прибор, не влияет на результат.

Правильное подключение амперметра для измерения

Чтобы снять показания тока, необходимо подключить к цепи амперметр. Для этого измеряемый участок сначала должен быть отключен от напряжения. Амперметр подключается к проводам цепи с помощью специальных клемм. Необходимо строго соблюдать полярность, иначе показания будут неверными.

Для получения точного измерения соединение должно быть зашунтировано в какой-то части цепи шунтирующей нагрузкой. После подключения амперметра к цепи через шунт и проверки полярности можно подключить ранее отключенный источник питания. После получения данных измерений отключите питание и отсоедините провода.

Всегда помните, что амперметр нельзя подключать к сети без создания нагрузки. Подключение устройства непосредственно в качестве вольтметра может привести к повреждению или даже короткому замыканию.

Область использования

Область применения амперметров очень широка. Они незаменимы во многих областях применения. Они устанавливаются в автомобилях для контроля работы генератора переменного тока. Амперметр можно использовать для определения недостаточного или избыточного заряда батареи. Это устройство также устанавливается в самолетах и другом оборудовании с электрическими компонентами.

Обратите внимание, что каждый амперметр имеет сопротивление. Если требуются точные показания с минимальной погрешностью, стоит выбрать прибор с сопротивлением до 0,5 Ом. Также обратите внимание, что если прибор предназначен для измерения ампер в мкА, его нельзя подключать к сетям с высоким током, так как это приведет к их перегоранию. Рабочий диапазон прибора должен полностью соответствовать сети, в которой требуется провести измерение.

Эксплуатационные характеристики

Помимо того, что он подходит для сети, в которой работает, он также очень требователен к условиям хранения. Особенно если это механический амперметр. Для аналоговых инструментов не допускается тряска, удары или падение. После возникновения неблагоприятного эффекта вполне вероятно возникновение ошибки. Часто к механическим приборам прилагается паспорт, в котором указаны оптимальные условия влажности и температуры хранения. С электрическими устройствами обращаться намного проще. Их можно трясти и ронять без риска неточности, в пределах разумного. Значительные повреждения, несомненно, приведут к поломке инструмента, как и любого другого механизма.

Представленные на рынке модели амперметров различаются не только по принципу действия, но и по способу изготовления. В частности, существуют компактные, портативные устройства, которые можно подключать к различным источникам для проведения измерений. Существуют также модульные амперметры, которые предназначены для установки в местах крепления силового щита. Существуют также компактные устройства, которые крепятся к приборной панели автомобиля с помощью специального кронштейна. Они используются, когда вы хотите контролировать состояние заряда аккумулятора при отсутствии собственных приборов в автомобиле.

Есть и недостаток, но только один:

Очень надежные приборы, обладающие высокой прочностью и мало подверженные воздействию магнитных полей, которые не присутствуют в приборе. Амперметры этого типа устанавливаются в автоматических системах в качестве самопишущих приборов.

Может случиться так, что шкала прибора недостаточна и необходимо увеличить измеряемое значение. Для этого используется шунт (провод с высоким сопротивлением подключается параллельно измерительному прибору). Например, чтобы установить значение в сто ампер, а счетчик рассчитан только на десять, подключается шунт со значением сопротивления в девять раз меньшим, чем значение счетчика.

На электрических схемах амперметры всегда обозначаются таким образом:

Амперметр – это прибор, используемый для измерения силы тока. Это устройство со шкалой и стрелкой. Внутри устройства находится металлическая или магнитная рамка. Внутри рамы установлена катушка. Принцип работы амперметра заключается в следующем:

Как пользоваться амперметром

В случае контакта с электрическим током необходимо принять все меры предосторожности, чтобы избежать травм из-за короткого замыкания. Для этого необходимо соблюдать следующие меры предосторожности

• выполняйте работы в сухих помещениях;
• не допускайте попадания влаги в электрическую цепь и на прибор.

Важно! Перед началом работы ознакомьтесь с электрической схемой, чтобы не допустить ошибок. Подключите в цепи постоянного тока плюс к положительной клемме, а минус – к отрицательной клемме устройства. Если цепь переменного тока, порядок подключения не имеет значения.

Многие считают, что для измерения больших токов необходимо приобрести новый прибор или модифицировать старый. Но ничего подобного, можно создать устройство с нужным диапазоном из уже существующего. Для этого вы можете использовать один из следующих методов

• Подключите параллельно шунт сопротивления;
• Подключите устройство к цепи с трансформатором.

Амперметры – это модифицированные гальванометры. Они классифицируются по типу тока, принципу действия и классу точности. Принцип работы амперметра со стрелочным индикатором заключается в отклонении стрелки на линейной шкале на величину, пропорциональную силе ампера. Используйте трансформаторы или дополнительные шунты, чтобы самостоятельно расширить диапазон измерения постоянного или переменного тока. В многодиапазонных амперметрах и вольтметрах используется более одного шунтирующего резистора.

В классическом магнитоэлектрическом амперметре со стрелкой и шкалой определенная часть измеряемого тока протекает через подвижную катушку прибора, обратно пропорционально сопротивлению катушки, подключенной параллельно калиброванному шунту низкого сопротивления.

Что такое амперметр, типы, конструкция и принцип работы

Для определения величины тока в электрической цепи используются специальные приборы – амперметры. Амперметр подключается последовательно к тестируемой цепи, и благодаря очень низкому внутреннему сопротивлению этот прибор не вносит существенных изменений в электрические параметры цепи.

Шкала градуирована в амперах, килоамперах, миллиамперах или микроамперах. Для расширения диапазона измерений амперметр может быть включен в цепь через трансформатор или параллельно с шунтом, при этом через прибор протекает только небольшая часть измеряемого тока, а основной ток цепи проходит через шунт.

В настоящее время существует два особенно популярных типа амперметров: механические – магнитоэлектрические и электродинамические, и электронные – линейные и трансформаторные.

В классическом магнитоэлектрическом амперметре со стрелкой и шкалой определенная часть измеряемого тока протекает через подвижную катушку прибора, обратно пропорционально сопротивлению катушки, соединенной параллельно с калиброванным низкоомным шунтом.

Ток (постоянный или выпрямленный), протекающий через катушку, заставляет стрелку магнитоэлектрического амперметра вращаться, а угол наклона стрелки пропорционален величине измеряемого тока.

Ток, протекающий через катушку амперметра, создает вращающий момент на катушке из-за взаимодействия ее собственного магнитного поля с магнитным полем постоянно установленного постоянного магнита. А поскольку стрелка соединена с кадровой катушкой, она качается на соответствующий угол и указывает значение тока на шкале.

Электродинамический амперметр устроен несколько сложнее. Он имеет две катушки, одна из которых неподвижна, а другая подвижна. Катушки соединяются друг с другом последовательно или параллельно. Когда ток проходит через катушки, их магнитные поля взаимодействуют, заставляя подвижную катушку, к которой подключена стрелка, отклоняться на угол, пропорциональный величине измеряемого тока.

В приборах, предназначенных для измерения больших токов, основной ток всегда проходит через шунт с низким сопротивлением, а катушка, подключенная к стрелке, принимает лишь небольшую часть тока, действуя как проводящее ответвление от основного пути тока. Соотношение токов через измерительную рамку и через шунт обычно составляет 1 к 1000, 1 к 100 или 1 к 10.

Часто для измерения больших токов или для цепей высокого напряжения амперметр используется с трансформатором тока. В этом случае во вторичной обмотке измеряется ток, пропорциональный первичному току, а шкала градуируется в соответствии с током, измеренным в первичной обмотке. Вторичная обмотка трансформатора тока всегда шунтируется резистором, иначе наведенная ЭДС может быть опасно высокой.

При подключении трансформатора тока к цепи высокого напряжения корпус амперметра и вторичная цепь измерительного трансформатора должны быть заземлены для защиты от пробоя изоляции.

Для изготовления амперметров клещевого типа используются трансформаторы тока или датчики Холла. Датчики Холла могут измерять постоянный ток, а трансформаторы тока – переменный ток.

Зажимы на основе трансформатора тока для измерения переменного тока проще в изготовлении и дешевле. Расщепленный магнитопровод образует сердечник трансформатора тока, на который наматывается вторичная обмотка, шунтированная резистором. Первичная обмотка выступает в роли провода, который перевязывается плоскогубцами для измерения протекающего в нем тока.

Электронная схема рассчитывает ток в тестируемой цепи в соответствии с законом Ома, исходя из напряжения на шунтирующем резисторе и коэффициента трансформации.

Токовые клещи UNI-T UTM 1202A:

Токовые клещи с эффектом Холла (для измерения постоянного тока) используют эффект Холла, когда магнитное поле, создаваемое постоянным током, вызывает появление пропорционального электромагнитного поля Холла в цепи датчика.

Преимуществом токовых клещей датчиков Холла является их быстрый отклик и способность контролировать короткие пусковые токи.

Наконец, простые цифровые мультиметры с функцией измерения тока используют линейную измерительную цепь с шунтом. Вместо этого электроника измеряет падение напряжения на шунте с известным сопротивлением, сравнивает его с эталонным значением и рассчитывает значение тока. Результат текущего измерения отображается на цифровом дисплее.

Амперметр. Назначение, типы амперметров их устройство и принцип работы, как пользоваться и подключать

Призначення амперметра.

Амперметр – це електровимірювальні прилади, який призначений для вимірювання сили електричного струму в будь-якій ділянці електричного кола. Ця величина задається одиницях, званих амперами, звідси і назва приладу – “Амперметр”. На практиці значення електричний струм вимірюється в різних діапазонах – від мікроампер (мкА) до кілоампер (кА).

Амперметр – це той же гальванометр, тільки пристосований для вимірювання сили струму , Його шкала проградуірована в амперах.

На схемах амперметр зображають кружком з буквою А в центрі.

Для вимірювання сили струму можна використовувати і мультиметр. Перед вимірюванням необхідно прочитати інструкцію до конкретної моделі мультиметра, щоб його правильно налаштувати і підключити в електричний ланцюг.

Як працює амперметр?

Існує два типи амперметрів: аналогові, що показують значення шляхом відхилення стрілки механічного пристрою, і все частіше використовуються в даний час цифрові прилади, оснащені складними електронними схемами.

При виготовленні аналогових амперметрів необхідно використовувати ефекти, залежні від величини електричного струму. Найчастіше вони пов’язані зі створенням магнітного поля провідником, в якому тече електричний струм. Чим вище сила струму, тим більше ефект, вироблений даним явищем.

Кожен аналоговий амперметр має рухливу і нерухому частини. До рухомої частини прикріплена стрілка, яка переміщається по шкалі і дозволяє зчитувати показання приладу. Щоб уникнути помилок при знятті показань, які викликані ефектом паралакса, слід дивитися на стрілку під прямим кутом до шкали, чому сприяє дзеркало, розташоване поруч зі шкалою (див. Малюнок 1).

Мал. 1. Індикаторний мікроамперметр з дзеркалом, установленим для зменшення ефекту паралакса при знятті показань

Типи амперметрів їх будову та принцип роботи

Кожен тип амперметра використовує різні фізичні явища, пов’язані з протіканням електричного струму через провідник. Деякі з них перераховані нижче.

магнітоелектричний амперметр

• На провідник з електричним струмом, поміщений в магнітне поле, діє електродинамічна сила, величина якої залежить від абсолютної величини електричного струму, довжини провідника і величини магнітної індукції.

Конструкція магнітоелектричного амперметра, заснованого на цьому явищі, показана на рис. 2. Обертається котушка, через яку протікає вимірюваний електричний струм, відзначена червоним кольором. Частини котушки, перпендикулярні площині малюнка, використовуються в якості провідника.

Магнітне поле створюється постійним магнітом, сформованим таким чином, щоб поле було радіальним. Таким чином, кожен фрагмент взаємодіє провідника завжди перпендикулярний вектору індукції магнітного поля, незалежно від положення котушки з покажчиком.

Мал. 2. Схема роботи магнітоелектричного амперметра. Червоний колір – це котушка в якій тече струм, зелений – пружина.

Формула, що описує силу магнітного взаємодії, що діє на прямолінійний провідник зі струмом, поміщеним в магнітне поле, має вигляд: F = I * L * B (1), де:

• L – вектор уздовж провідника з величиною, рівною його довжині, і напрямком – таким же як і напрямок протікання електричного струму ;
• B – вектор індукції магнітного поля.

Відповідно до цієї формули, на струмопровідні провідники перпендикулярно площині (див. Рисунок 2) діє сила, напрям якої перпендикулярно як цим провідникам, так і вектору індукції магнітного поля. Ця сила викликає обертання котушки. Значення сили, згідно з формулою (1), так само F = I * l * B * Sin α (2), де:

де α – кут між напрямками вектора L і вектора індукції магнітного поля B . Як було сказано вище, цей кут завжди дорівнює 90 ⁰ , Якщо магнітне поле радіальне.

Пружина, позначена зеленим кольором на малюнку 2, протидіє обертанню котушки таким чином, що встановлюється рівноважний стан в залежності від сили струму, значення якої можна визначити по стрілці, розташованої над шкалою амперметра.

Таким чином, описаний амперметр показує напрямок протікання електричного струму. Його можна використовувати тільки для постійного або односпрямованого струму. Така, зокрема, конструкція гальванометрів.

електродинамічний амперметр

• Дві котушки, по яких тече електричний струм, взаємодіють один з одним за допомогою магнітного взаємодії.

Електродинамічний амперметр складається з двох котушок – рухомої і нерухомої (див. Малюнок 3).

Мал. 3. Пристрій електродинамічного амперметра. 1 – нерухома котушка, 2 – рухома котушка, 3 – пружина

Якщо через обидві котушки протікає електричний струм, значення якого ми хочемо виміряти, магнітні поля будуть взаємодіяти, викликаючи відхилення рухомої котушки і прикріпленого до неї покажчика (стрілки). Цей ефект не залежить від напрямку протікання електричного струму. Електродинамічний амперметр може використовуватися для вимірювання постійного і змінного струму, включаючи швидко змінюється струм. Це точні пристрої, але дорогі. Найчастіше вони використовуються в лабораторіях в якості еталонних вимірювальних приладів.

індукційний амперметр

• В металевому обертовому диску вихрові струми індукуються під впливом магнітних полів, створюваних котушками, в яких протікає змінний електричний струм.

Електричні струми I ₁ і I ₂ (Див. Рисунок 4), що протікають в котушках електромагнітів, створюють пульсуючі магнітні потоки, які викликають вихрові струми в диску, вміщеному в повітряний зазор електромагнітів.

Вихрові струми також створюють магнітне поле, яке відштовхуюче взаємодіє з полем котушки, змушуючи диск обертатися.

Мал. 4. Пристрій індукційного амперметра

Індуктивний амперметр можна використовувати тільки для вимірювання змінного струму, тому що постійний струм не буде викликати вихрові струми в диску. Цей тип конструкції в даний час використовуються тільки в якості лічильників електроенергії.

Як користуватися і підключати амперметр до ланцюга?

Для вимірювання сили струму в найпростішого електричного кола ми повинні обов’язково розірвати ланцюг в будь-якому місці і в цей розрив підключити прилад (див. Рисунок 5). Таке підключення називають послідовним. Тобто, наприклад, для вимірювання сили струму в провіднику амперметр підключають послідовно з цим провідником – в цьому випадку через провідник і амперметр йде однаковий струм.

Мал. 5. Спосіб підключення амперметра в електричному ланцюзі

У ланцюзі, що складається з джерела струму і ряду провідників, з’єднаних так, що кінець одного провідника з’єднується з початком іншого, сила струму в усіх ділянках однакова. Це випливає з того, що заряд, що проходить через будь-який поперечний переріз провідників ланцюга за 1 с, однаковий. Коли в електричному ланцюзі існує ток, то заряд ніде в провідниках ланцюга не накопичується, подібно до того як ніде в окремих частинах труби не збирається вода, коли вона тече по трубі. Тому при вимірюванні сили струму амперметр можна включати в будь-яке місце ланцюга, що складається з ряду послідовно з’єднаних провідників, так як сила струму в усіх точках ланцюга однакова. Якщо включити один амперметр в електричне коло до лампи, інший після неї, то обидва вони покажуть однакову силу струму.

Увага! Не можна приєднувати амперметр до затискачів джерела без будь-якого приймача струму, з’єднаного послідовно з амперметром. Можна зіпсувати амперметр!

Для кожного амперметра існує верхня межа вимірювання (гранична сила струму), тобто за шкалою амперметра видно, на яку найбільшу силу струму він розрахований. Включення амперметра в електричний ланцюг з більшою силою струму неприпустимо, так як він може вийти з ладу.

При включенні приладу необхідно дотримуватись полярності, т. Е. клему приладу, зазначену знаком “+”, потрібно підключати тільки до проводу, що йде від клеми зі знаком “+” джерела струму. При правильному включенні приладу електричний струм через амперметр повинен йти від клеми «+» до клеми «-».

При включенні в ланцюг амперметр, як всякий вимірювальний прилад, не повинен впливати на вимірювану величину. Тому він влаштований так, що при включенні його в ланцюг сила струму в ній майже не змінюється. Як ми вже знаємо, будь-які вимірювальні електроприлади мають певний електричним опором . При включенні послідовно в електричний ланцюг амперметра його електричний опір додається до повного електричного опору електричного кола. Це викликає небажане зменшення сили струму. Щоб цього не сталося, опір амперметра повинно бути мало. Ідеальним був би амперметр без опору (R = 0), але на практиці цього досягти неможливо.

Як збільшити діапазон виміру амперметра?

Щоб вимір струму було якомога точнішим, нам необхідно використовувати відповідний діапазон вимірювань. Спроба зчитування значень в кілька мА, коли шкала перекриває вимірювання до 100 А закінчиться тим, що ми навіть не помітимо відхилення стрілки амперметра.

Розробники амперметрів використовують різні технічні рішення для того, щоб мати можливість вимірювати силу струму в різних діапазонах. У деяких випадках ми можемо самі змінити діапазон виміру приладу. Якщо ми додамо до нього додатковий резистор (так званий шунт), як показано на рис. 6, ми зможемо вимірювати більш високі струми, не піддаючи тендітну структуру амперметра руйнування.

Мал. 6. Розширення діапазону магнітоелектричного амперметра шляхом додавання шунтирующего резистора

Припустимо, що ми хочемо збільшити діапазон виміру амперметра в n раз . повний струм I , Що протікає через пристрій (рис. 6), тоді дорівнює n * I _A . Тоді рівняння першого і другого правил Кірхгофа будуть наступними:

• n ⋅ I _A = I _A + I _B
• I _B ⋅ R _B = I _A ⋅ R _A

Отже, опір шунтуючого резистора можна буде розрахувати так:

R _B = R _A / (N-1)

По конструктивних міркувань шунтирующий резистор використовується тільки для магнітоелектричного амперметра.

Список використаної літератури

1. Войнаровський П. Д.,. Електричні вимірювальні апарати // Енциклопедичний словник Брокгауза і Ефрона: в 86 т. (82 т. І 4 доп.). – СПб., 1890-1907.
2. Л.І. Байда, Н.С. Добротвірської, Е.М. Душин і ін. “Електричні вимірювання”, М, “Енергія”, 1980р.
3. Перишкін А. В. Фізика 8. – М .: Дрофа, 2010 року.

Как работает вольтметр и амперметр

Устройство и принцип действия амперметра для измерения тока

Амперметр — прибор, предназначенный для измерения силы тока в электрической цепи. Подключение измерительного устройства в схему проводится последовательно с участком, который необходимо замерить. Чем ниже внутреннее сопротивление прибора, тем меньше погрешность измерения. Амперметр нельзя подключать как вольтметр, то есть непосредственно к источнику питания, так как произойдет короткое замыкание.

Конструктивные особенности

Существует несколько видов приборов, которые конструктивно отличаются друг от друга. Служат они для измерения переменного и постоянного тока. По своему принципу действия амперметры бывают:

• электромагнитными;
• магнитоэлектрическими;
• тепловыми;
• электродинамическими;
• детекторными;
• индукционными;
• фото- и термоэлектрическими.

Из всех видов наиболее точными считаются электромагнитные и магнитоэлектрические приборы. Основу магнитоэлектрических устройств составляет постоянный магнит. При прохождении тока через обмотку рамки, между ним и магнитом создается крутящий момент.

С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале амперметра и показывает значение силы тока. В электродинамическом приборе основными деталями считаются подвижная и неподвижная катушки. Они могут быть соединены между собой как последовательно, так и параллельно.

Проходящие через них токи взаимодействуют между собой, и подвижная катушка, соединенная со стрелкой, отклоняется. Если с помощью амперметра измеряется большая сила тока, то его соединяют через трансформатор.

Принцип работы

Первый прибор в начале XIX века изобрел Швейгер, но он тогда назывался гальванометром. Рисунок простейшего амперметра выглядит так. На оси кронштейна расположен якорь из стали со стрелкой. Эта конструкция расположена параллельно постоянному магниту, который воздействует на якорь и придает ему магнитные свойства.

Вдоль магнита и стрелки проходят силовые линии, что соответствует нулевому положению на шкале. Как только начнет проходить электрический ток по шине, то произойдет образование магнитного потока. Его силовые линии будут расположены перпендикулярно линиям постоянного магнита.

Под таким воздействием якорь будет стараться повернуться на 90°, а магнитный поток воспрепятствует его возвращению в исходное положение. От величины и направления тока, который проходит по шине, зависит взаимодействие магнитных потоков. Соответственно этой величине стрелка отклонится от нуля по шкале.

Применение приборов

Электромагнитные типы устройств обычно применяются в электрическом оборудовании, работающего в сетях переменного тока с частотой 50 Гц. Магнитоэлектрические приборы фиксируют малые значения силы постоянного тока. Все амперметры по отсчетным устройствам бывают:

• со стрелочным указателем;
• с записывающим механизмом;
• электронные;
• с цифровым показанием.

Для измерения силы тока в электрических сетях высоких частот применяются термоэлектрические устройства, в которых роль датчика играет термопара. Она фиксирует степень нагрева проводника, при протекании по нему тока. Рамка реагирует на температуру, которая пропорциональна силе тока.

Электродинамические приборы используются для замера силы тока в цепях частотой до 200 Гц. Отличаются чувствительностью к перегрузкам и посторонним электромагнитным волнам. Благодаря точности замеров, применяются в качестве контрольных приборов для проверки остальных устройств для измерения силы тока.

Более современными моделями считаются цифровые амперметры, которые по физическим показаниям сочетают преимущества аналоговых приборов. Пользователи могут делать замеры с их помощью в любых условиях, так как они не боятся тряски, вибрации и т. д.

К бесконтактным устройствам относятся клещи для измерения тока. Устроены они из головки трансформатора. С их помощью могут определяться значения в любых участках электрической цепи. Для этого следует клещами охватить замеряемый кабель или провод.

Популярные модели

Как отечественными, так и зарубежными производителями выпускается довольно большое количество приборов, разнообразной классификации. Особенно ценятся цифровые устройства, которые нужны для измерения показаний. К ним относятся:

1. А-05 (DC-2) — прибор устроен с внешним шунтом 75 мВ для измерения показаний в цепях постоянного напряжения. В зависимости от используемого трансформатора, амперметр используется в сетях с током от 100 до 1 тыс. А. Единицей измерения является ампер, замеры которого получают с погрешностью 1%, если класс точности шунта не менее 0,5. Потребляемая мощность не более 5 Вт.
2. ВАР-М01−083 AC 20−450 В УХЛ4 — универсальный прибор, применяемый как вольтметр, так и амперметр. Устройство может использоваться в качестве основного и дополнительного оборудования. Питается за счет проверяемой электрической цепи. Прибор обладает функцией сохранения в памяти минимального и максимального значения. Управление осуществляется одной кнопкой, переключением которой можно вызвать все функции.
3. ТДМ SQ 1102−0060 400А/5А — недорогой стрелочный прибор, применяемый в однофазных сетях. Корпус выполнен из негорючего пластика и имеет полную совместимость со многими маркировками трансформаторов. Средний срок службы составляет около 12 лет.
4. АМ-1 — стационарный измерительный прибор, устанавливаемый на DIN-рейку. В комплект входит дополнительный трансформатор. Погрешность измерения составляет не более 0,5 А.

Стоит отметить еще модели амперметров АМ-3, IEK Э 47−1500/5 А, ACS 712 30 А RD и др. Чтобы избежать больших погрешностей, следует выбирать устройства с сопротивлением до 0,5 Ом. Корпус устройств должен быть герметичным и состоять из негорючего материала. Клеммы обычно покрывают антикоррозийным слоем, назначение которых считается обеспечение более прочного контакта.

Процесс измерения

На практике амперметр используется гораздо реже, но иногда все-таки существует необходимость сделать замеры тока. Обычно такая процедура применяется для определения мощности электрического прибора, если нет соответствующих обозначений. Очень важно, что при измерении тока величина напряжения, приложенного к электрической цепи, не имеет значения. Замер прибором можно проводить, разорвав цепь в любом месте.

Источником может быть простая батарейка на 1,5 В, аккумулятор на 12 В или однофазная сеть 220 В. Перед началом измерений пользователи подготавливают оборудование, переводя ручки настройки в соответствующее начальное положение. Если примерное значение тока неизвестно, то переключатели устанавливаются на максимальное значение.

Когда все будет подготовлено, в одну из розеток подключается электрический прибор, а в другую провода амперметра. Если это бытовая сеть, то на измерительном устройстве следует выставить переменный ток и максимальное его значение. При измерении стрелочными приборами часто допускаются ошибки, так как сам процесс с ними проводить не очень удобно.

В этом случае гораздо удобнее использовать цифровые измерительные устройства. Очень популярны мультиметры M890G, в которых есть два диапазона для измерений как переменного, так и постоянного тока. Опытные электрики обычно примерно знают параметры электрической сети, поэтому они сразу устанавливают переключатели в нужное положение.

Если они не знают значения измеряемого тока, то устанавливают на мультиметре предельное значение равное 10 А. Далее, прибор перенастраивается на меньшее значение, соответствующее току сети.

Следует помнить, что переключение осуществляется при обесточивании проверяемой электрической цепи. Используя универсальный прибор, который выполняет задание вольтметра и амперметра, косвенно измеряют сопротивление подключенного прибора. Для этого дополнительно проводят расчеты, связанные с законом Ома.

Источник: rusenergetics.ru

Амперметры. Виды и работа. Устройство и применение. Особенности

Чтобы измерить силу тока в некоторой электрической цепи, существуют приборы, называемые амперметры. Они включаются в цепь по последовательной схеме. Внутреннее сопротивление амперметров очень мало, поэтому такое измерительное устройство не влияет на параметры электрического тока измеряемой цепи. Единицей измерения силы тока является ампер.

Шкалы приборов могут градуироваться в различных долях ампера: микроамперах, миллиамперах и т.д. Соответственно такие приборы называют микроамперметрами, миллиамперметрами и т.д. Чтобы расширить пределы измерений, амперметры включают в цепь с применением трансформатора, либо в параллели с шунтом. В этом случае только небольшая часть тока будет протекать через амперметр, а основная часть тока пойдет через шунт.

Для крепления шунта к амперметру применяются специальные гайки. Запрещается подключать шунт к амперметру при включенном питании электрической сети. Полярность прибора при подключении также имеет большое значение. Если перепутать полярность, то стрелка прибора будет уходить в другую сторону, а цифровой амперметр, покажет отрицательную величину.

Виды амперметров

Точность показаний прибора зависит от принципа действия и вида устройства.

Существует два основных вида амперметров:

1. Аналоговые.
2. Цифровые.

Первый вид в свою очередь делится на следующие устройства:

• Магнитоэлектрические.
• Электромагнитные.
• Электродинамические.
• Ферродинамические.

По виду измеряемого тока амперметры делятся:

• Для переменного тока.
• Для постоянного тока.

Существуют и другие специализированные приборы для измерения тока, которые применяются в узконаправленных областях, и не распространены так широко, как перечисленные выше.

Конструктивные особенности и работа

Магнитоэлектрические амперметры

Принцип действия такого вида прибора основывается на взаимодействии магнитного поля магнита и подвижной катушки, находящейся в корпусе прибора.

Достоинствами такого амперметра является низкое потребление электроэнергии при функционировании, высокая чувствительность и точность измерений. Все магнитоэлектрические амперметры оснащены равномерной градуировкой шкалы измерений. Это позволяет произвести измерения с высокой точностью.

К недостаткам магнитоэлектрического амперметра относится его сложность внутренней конструкции, наличие движущейся катушки. Такой прибор не является универсальным, так как он действует только для постоянного тока.

Несмотря на недостатки, магнитоэлектрический вид прибора широко применяется в различных областях промышленности, в лабораторных условиях.

Электромагнитные

Амперметры с электромагнитным принципом работы не имеют в своем устройстве движущейся катушки, в отличие от магнитоэлектрических моделей. Устройство их значительно проще. В корпусе находится специальное устройство и один или несколько сердечников, которые установлены на оси.

Электромагнитный амперметр имеет меньшую чувствительность, по сравнению с магнитоэлектрическим прибором. А значит, точность его измерений будет ниже. Преимуществами таких приборов является универсальность работы. Это означает, что они могут измерять силу тока как в цепи постоянного, так и переменного тока. Это значительно расширяет его сферу применения.

Электродинамические

Метод работы таких приборов заключается во взаимодействии электрических полей токов, которые проходят по электромагнитным катушкам. Конструкция прибора состоит из подвижной и неподвижной катушки. Универсальная работа на любом виде тока является основным достоинством электродинамических амперметров.

Из недостатков стоит выделить большую чувствительность, так как они реагируют даже на незначительные магнитные поля, расположенные в непосредственной близости к ним. Подобные поля способны создавать для электродинамических приборов большие помехи, поэтому такие амперметры применяют только в защищенном экраном месте.

Ферродинамические

Такие приборы, обладают наибольшей эффективностью и точностью измерений. Магнитные поля, расположенные рядом с прибором, не оказывают на него заметного влияния, поэтому нет необходимости в установке дополнительных защитных экранов.

Конструкция такого амперметра включает в себя замкнутый ферримагнитный провод, а также сердечник и неподвижную катушку. Такое устройство позволяет повысить надежность работы прибора. Поэтому ферродинамические виды амперметров чаще всего используются в военной промышленности и оборонных учреждениях. К его преимуществам также можно отнести удобство и простоту пользования, точность всех измерений, по сравнению с ранее рассмотренными видами приборов.

Цифровые

Кроме рассмотренных приборов, существует цифровой вид амперметров. В настоящее время они все шире используются в различных сферах производства, а также в бытовых условиях. Такая популярность цифровых приборов связана с удобством пользования, небольшими размерами и точными измерениями. Вес прибора также очень незначительный.

Цифровые модификации используют в различных условиях, он невосприимчив к вибрациям, в отличие от механических аналоговых приборов.

Цифровые приборы, не боятся незначительных механических ударов, которые возможны от работающего рядом оборудования. Расположение в вертикальной или горизонтальной плоскости прибора не имеет влияния на его работоспособность, так же как изменение температуры и давления. Поэтому такой прибор применяют в условиях внешней среды.

Измерение переменного и постоянного тока

Все рассмотренные приборы способны измерять постоянный ток. Однако иногда требуется измерить силу переменного тока. Если у вас для этого нет отдельного амперметра, то можно собрать элементарную схему.

Существуют и специальные приборы, измеряющие переменный ток. Оптимальным выбором прибора будет мультиметр, в котором имеется возможность измерения переменного тока.

Чтобы выполнить правильное измерение, необходимо определить вид тока, то есть, переменный ток в сети, или постоянный. В противном случае измерение будет ошибочным.

Общий принцип действия амперметра

Если рассматривать классический принцип работы амперметра, то его действие заключается в следующем.

На оси кронштейна вместе с постоянным магнитом расположен стальной якорь с закрепленной на нем стрелкой. Воздействуя на якорь, постоянный магнит передает ему магнитные свойства. В этом случае позиция якоря находится вдоль силовых линий, проходящих вдоль магнита.

Такая позиция якоря определяет нулевое расположение стрелки по градуированной шкале. При протекании тока от генератора или другого источника по шине, возле нее возникает магнитный поток. Силовые линии этого потока в точке расположения якоря направлены под прямым углом к силовым линиям магнита.

Магнитный поток, образованный электрическим током, действует на якорь, который стремится повернуться на 90 градусов. В этом ему мешает магнитный поток, образованный в постоянном магните. Сила взаимодействия двух потоков зависит от направления и величины электрического тока, протекающего по шине. На эту величину и происходит отклонение стрелки прибора от нуля.

Сфера применения

Цифровые и аналоговые амперметры, используются в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Особенно широко они применяются в энергетической отрасли промышленности, радиоэлектронике, электротехнике. Также их могут использовать в строительстве, в автомобильном и другом транспорте, в научных целях.

В бытовых условиях прибор также часто используется обычными людьми. Амперметр полезно иметь с собой в автомобиле, на случай выявления неисправностей электрооборудования в пути.

Аналоговые приборы до сих пор также применяются в различных областях жизни. Их преимуществом является то, что для работы не требуется подключение питания, так как они пользуются электричеством от измеряемой цепи. Также их удобство состоит в отображении данных. Многим людям привычнее смотреть за стрелкой. Некоторые устройства оснащены регулировочным винтом, который позволяет точно настроить стрелку на нулевое значение. Инертность работы прибора отрицательно влияет на его применяемость, так как для стрелки необходимо время для нахождения устойчивой позиции.

Как выбрать

Для более точных измерений следует выбирать прибор сопротивлением до 0,5 Ом. Лучше, если зажимы контактов будут покрыты специальным антикоррозийным слоем.

Корпус должен быть качественного изготовления, без повреждений, желательно герметичного исполнения, для предотвращения проникновения влаги. Это продлит его срок службы и повысит точность показаний.

Наиболее удобный вид амперметра – это цифровой. Хотя в настоящее время более популярными являются мультиметры, в состав которых также входит функция измерения тока.

Запрещается подключение амперметра в сеть напрямую без нагрузки, во избежание выхода его из строя. При измерениях нельзя прикасаться к неизолированным токоведущим элементам прибора, так как возможен удар электрическим током. При работе с амперметром следует соблюдать осторожность и внимательность.

Источник: electrosam.ru

Устройство амперметра и вольтметра

Изначально вольтметры и амперметры были только механическими, и лишь спустя многие годы, с развитием микроэлектроники, начали выпускаться цифровые вольтметры и амперметры. Тем не менее, даже сейчас механические измерительные приборы пользуются популярностью. Они, по сравнению с цифровыми, устойчивы к помехам и дают более наглядное представление о динамике измеряемой величины. Их внутренние механизмы остаются практически теми же, что и канонические магнитоэлектрические механизмы первых вольтметров и амперметров.

В данной статье мы рассмотрим устройство типичного стрелочного прибора, чтобы каждый новичок мог бы понимать основные принципы работы вольтметров и амперметров.

В своей работе стрелочный измерительный прибор использует магнитоэлектрический принцип. Постоянный магнит с выраженными полюсными наконечниками закреплен неподвижно. Между этими полюсами расположен неподвижный стальной сердечник так, что в воздушном кольцеобразном зазоре между сердечником и полюсными наконечниками магнита формируется постоянное магнитное поле.

В зазор вставлена подвижная алюминиевая рамка, на которую очень тонким проводом намотана катушка. Рамка закреплена на полуосях, и может поворачиваться вместе с катушкой. К рамке спиральными пружинами прикреплена стрелка прибора. Через пружины к катушке подводится ток.

Когда по проводу катушки проходит ток I, то, поскольку катушка помещена в магнитное поле, и ток в ее проводниках течет пересекая перпендикулярно магнитные силовые линии в зазоре, на нее будет действовать вращающая сила со стороны магнитного поля. Электромагнитная сила создаст вращающий момент М, и катушка вместе с рамкой и стрелкой станет поворачиваться на некоторый угол α.

Поскольку индукция магнитного поля в зазоре неизменна (магнит постоянный), то вращающий момент будет всегда пропорционален именно току в катушке, и величина его будет зависеть от тока и от неизменных конструктивных параметров данного конкретного прибора (с1). Этот момент будет равен:

Препятствующий повороту рамки момент противодействия, возникающий из-за наличия пружин, окажется пропорционален углу закручивания пружин, то есть углу поворота стрелки, связанной с подвижной частью:

Таким образом, поворот будет продолжаться до тех пор, пока момент М, создаваемый током в рамке не окажется равным моменту противодействия Мпр от пружин, то есть пока не наступит равновесие. В этот момент стрелка остановится:

Очевидно, угол закручивания пружин будет пропорционален току рамки (и измеряемому току), по этой причине приборы магнитоэлектрической системы обладают равномерной шкалой. Коэффициент пропорциональности k между углом поворота стрелки и единицей измеряемого тока называется чувствительностью прибора.

Обратная величина именуется ценой деления или постоянной прибора. Значение измеренной величины определяется как произведение цены деления на количество делений отсчета на шкале.

Чтобы избежать мешающих колебаний подвижной рамки при переходах стрелки от одного ее положения к другому, в данных приборах применяют магнитно-индукционные или воздушные демпферы.

Магнитно-индукционный демпфер представляет собой пластину из алюминия, которая закреплена на поворотной оси прибора, и всегда движется вместе со стрелкой в поле постоянного магнита. Возникающие вихревые токи тормозят катушку. Суть в том, что по правилу Ленца, вихревые токи а пластине, взаимодействуя с порождающим их магнитным полем постоянного магнита, препятствуют движению пластины, и колебания стрелки быстро затухают. Роль такого магнитно-индукционного демпфера и выполняет алюминиевый каркас, на который намотана катушка.

При повороте рамки, магнитный поток от постоянного магнита, пронизывающий алюминиевый каркас, изменяется, а значит в алюминиевом каркасе индуцируются вихревые токи, которые при взаимодействии с магнитным полем постоянного магнита оказывают тормозящее действие, и колебания стрелки прекращаются.

Воздушные демпферы магнитоэлектрических приборов представляют собой цилиндрические камеры с помещенными внутри поршнями, связанными с подвижными системами приборов. Когда подвижная часть приходит в движение, поршень в форме крыла тормозится в камере, и колебания стрелки затухают.

Для достижения нужной точности измерений, прибор не должен быть подвержен влиянию силы тяжести в процессе измерения, а отклонение стрелки должно быть связано лишь с вращающим моментом, возникающим при взаимодействии тока катушки с магнитным полем постоянного магнита и с торможением рамки пружинами.

Чтобы исключить вредное влияние силы тяжести и избежать связанных с ним погрешностей, к подвижной части прибора добавляют противовесы в виде грузиков, перемещающихся на стержнях.

Для снижения трения стальные наконечники выполняются из отполированной износостойкой стали или из вольфрамо-молибденового сплава, а подпятники изготавливают из твердого минерала (агат, корунд, рубин и т. д.). Зазор между наконечником и подпятником настраивают при помощи стопорного винта.

Для точной установки стрелки в нулевое исходное положение, прибор оснащается корректором. Корректором в стрелочном приборе служит винт, выведенный наружу, и соединенный поводком с пружиной. При помощи винта можно передвигать немного спираль на оси, регулируя таким образом исходное положение стрелки.

Большинство современных приборов имеют подвижную часть, подвешенную на паре растяжек в виде упругих металлических лент, служащих для подачи тока на катушку, и создающих противодействующий момент. Растяжки соединены с парой плоских пружин, расположенных взаимно перпендикулярно.

Справедливости ради отметим, что кроме классического механизма, рассмотренного выше, встречаются также и приборы с магнитами не только п-образной формы, но и с цилиндрическими магнитами, и с магнитами в форме призм, и даже с внутрирамочными магнитами, которые сами могут быть подвижными.

Для измерения тока или напряжения, магнитоэлектрический прибор включают в цепь постоянного тока по схеме амперметра или вольтметра, разница лишь в сопротивлении катушки и в схеме включения прибора в цепь. Разумеется через катушку прибора не должен проходить весь измеряемый ток при измерении тока, и не должна потребляться большая мощность при измерении напряжения. Для создания надлежащих условий служит добавочный резистор, встроенный в корпус измерительного прибора.

Сопротивление добавочного резистора в схеме вольтметра превосходит сопротивление катушки во много раз, и этот резистор изготовлен из металла с чрезвычайно малым температурным коэффициентом сопротивления, такого как манганин или константан. Резистор, включаемый параллельно катушке в амперметре, называется шунтом.

Сопротивление шунта напротив во много раз меньше сопротивления измерительной рабочей катушки, поэтому через провод катушки проходит только мизерная доля измеряемого тока, в то время как основной ток течет через шунт. Добавочный резистор и шунт позволяют расширить пределы измерения прибора.

Направление отклонения стрелки прибора зависит от направления тока через измерительную катушку, поэтому при включении прибора в цепь важно правильно соблюсти полярность, иначе стрелка будет двигаться в другую сторону. Соответственно, магнитоэлектрические приборы в каноническом виде непригодны для включения в цепь переменного тока, поскольку стрелка будет просто вибрировать оставаясь на одном месте.

Тем не менее, к достоинствам магнитоэлектрических приборов (амперметров, вольтметров) относятся высокая точность, равномерность шкалы и устойчивость к помехам, порождаемым внешними магнитными полями. К недостаткам — непригодность к измерению переменного тока (чтобы измерить переменный ток, нужно будет его сначала выпрямить), требование к соблюдению полярности и уязвимость тонкой проволоки измерительной катушки к перегрузкам.

Источник: electricalschool.info

Что такое вольтметр, принцип работы, типы и применение

В этом посте вы узнаете, что такое вольтметр, его принцип работы, чувствительность к напряжению, различные типы вольтметров и их применение.

С момента своего изобретения вольтметр всегда был основой измерений силовых цепей. Чтобы убедиться, что ваша схема была спроектирована и собрана правильно, вам понадобятся измерительные приборы на основе измерителя напряжения для ее проверки.

Что такое вольтметр

Вольтметр — это измерительный прибор, который измеряет напряжение между двумя узлами в электрической цепи. В аналоговых вольтметрах указатель перемещается по шкале пропорционально напряжению цепи. Цифровые вольтметры имеют цифровое отображение напряжения с использованием аналого-цифрового преобразователя.

Постоянно установленные вольтметры используются для контроля генераторов или других стационарных устройств. Портативные приборы оснащены мультиметром для измерения тока и сопротивления. Это стандартные измерительные приборы, используемые в электротехнике и электронике.

Принцип работы вольтметра

Его работа основана на принципе закона Ома. Закон Ома гласит: «Напряжение на сопротивлении прямо пропорционально току, проходящему через него». Любой базовый счетчик имеет разность потенциалов на своих клеммах, когда через него протекает полномасштабный ток. Символом для обозначения вольтметра является круг с вложенной буквой V.

Вольтметр всегда подключается параллельно к нагрузке в цепи, для которой должно измеряться напряжение. Вольтметр постоянного тока имеет знаки полярности. Поэтому необходимо подключить клемму плюса (+) вольтметра к верхней точке потенциала, а клемму минуса (-) к нижней точке потенциала, чтобы получить отклонение вольтметра.

В вольтметре переменного тока нет знаков полярности, и его можно подключить в любом случае. Однако в этом случае также вольтметр все еще подключен параллельно к нагрузке, для которого измеряется напряжение. Вольтметр с диапазоном высокого напряжения создается путем последовательного соединения сопротивления с измерительным механизмом, который имеет полную шкалу напряжения, как показано на рисунке ниже.

Рис. 3 — Полная шкала напряжения

Типы вольтметров

Аналоговые вольтметры

Включает отклоняющий тип индикаторных измерителей напряжения. Аналоговый вольтметр можно разделить на три категории.

• Инструменты с подвижной катушкой
• Движущиеся железно
• Электростатический вольтметр

Инструменты с подвижной катушкой

Тип измерительных приборов с подвижной катушкой Аналоговые вольтметры доступны в двух типах. Они есть:

• Инструменты с подвижной катушкой с постоянным магнитом
• Инструменты с подвижной катушкой

Инструменты с подвижной катушкой с постоянным магнитом

Инструменты с постоянными магнитами с подвижной катушкой реагируют только на постоянный ток. Эти инструменты имеют постоянный магнит для создания магнитного поля. Катушка намотана на кусок мягкого железа и вращается вокруг собственной вертикальной оси. Когда ток течет через катушку, отклоняющий крутящий момент генерируется в соответствии с уравнением силы Лоренца.

Приборы с подвижной катушкой типа «Динамо» состоят из двух катушек. Одна катушка зафиксирована, а другая катушка вращается вокруг нее. Взаимодействие двух полей создает отклоняющий момент.

Инструменты с подвижным железом

Инструменты с подвижным железом используются в цепях переменного тока и подразделяются на инструменты с простым подвижным железом, типом динамометра и индукционным. Он состоит из мягкого железа, содержащего подвижные и неподвижные катушки.

Взаимодействие потоков, создаваемых этими элементами, создает отклоняющий момент. Диапазоны расширены за счет удержания резисторов последовательно с катушкой.

Электростатический вольтметр

Он работает по электростатическому принципу, когда отталкивание между двумя зарядовыми пластинами отклоняется от указателя, прикрепленного к пружине.

Эти приборы используются для измерений переменного и постоянного тока высокого напряжения. Это высокочувствительные приборы, способные измерять минимальное напряжение заряда, а также напряжение высокого диапазона почти 200 кВ.

Вакуумный ламповый вольтметр

Эти типы инструментов могут работать как с переменным / постоянным напряжением, так и с измерениями сопротивления. Эти устройства используют электронный усилитель между входом и счетчиком.

Если это устройство использует вакуумную лампу в усилителе, то это называется вакуумным ламповым вольтметром (VTVM). VTVM используются в измерениях переменного тока высокой мощности.

Полевой транзистор (FET) — это транзистор, который использует электрическое поле для управления электрическим поведением устройства. Они также известны как униполярные транзисторы. Вольтметр на основе полевых транзисторов использует это свойство полевых транзисторов при измерении напряжения.

Цифровой вольтметр (DVM)

DVM отображает напряжение с помощью светодиодов или ЖК-дисплеев для отображения результата. Прибор должен содержать аналого-цифровой преобразователь. Устройство содержит запрограммированный микроконтроллер, АЦП и ЖК-дисплей для обеспечения точного цифрового отображения аналоговых значений от 0 до 15 вольт постоянного тока.

Они используются из-за таких свойств, как точность, долговечность и уменьшают ошибки параллакса.

Применения вольтметра

Приложения вольтметра включают в себя:

• Это очень полезно для определения напряжения устройства накопления заряда, например, для проверки напряжения батареи. Например, новая ячейка ААА будет иметь около 1,6 В. Свинцово-кислотный автомобильный аккумулятор 12 В будет показывать 12,5 В при полной зарядке или 14 В при зарядке от генератора в автомобиле. Если он показывает 10 В, значит, с генератором что-то не так.
• Его можно использовать просто для того, чтобы узнать, есть ли в цепи питание или нет, например, в сетевой розетке.
• Убедитесь, что питание включено или выключено на приборах.
• Мы можем рассчитать ток путем измерения напряжения на известном сопротивлении. Это полезно, когда у вас нет амперметра.
• Они используются для построения проверки непрерывности с последовательным аккумулятором.
• Они используются для построения омметра с помощью делителя напряжения с неизвестным резистором.
• Они используются для построения амперметра путем измерения напряжения на шунтирующем резисторе.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Источник: meanders.ru

Амперметр это измерительный прибор для определения силы тока, измеряемой в амперах. В соответствии с возможностями прибора, его шкала имеет градуировку, обозначающую микроамперы, миллиамперы, амперы или килоамперы. Для проведения измерений, производится последовательное включение амперметра в электрическую цепь с тем участком, где необходимо измерить силу тока. Чтобы увеличить пределы измерений, производится включение амперметра через шунт или трансформатор.

Наиболее распространенной является схема амперметра, где движущаяся стрелка совершает поворот на такой угол наклона, который пропорционален величине измеряемой силы.

Виды амперметров

По своему действию все амперметры разделяются на электромагнитные, магнитоэлектрические, тепловые, электродинамические, детекторные, индукционные, фото- и термоэлектрические. Все они предназначены для измерения силы постоянного или переменного тока. Среди них, наиболее чувствительными и точными, являются электродинамические и магнитоэлектрические амперметры.

Во время работы магнитоэлектрического амперметра, создается крутящий момент, через взаимодействие между полем в постоянном магните и током, проходящим через обмотку рамки. С этой рамкой и соединяется стрелка, движущаяся по шкале. Поворот стрелки осуществляется на величину угла, пропорциональную силе тока.

Устройство амперметра

В состав электродинамического амперметра входят подвижная и неподвижная катушки, соединенные последовательно или параллельно. Токи, проходящие через катушки, взаимодействуют между собой, в результате чего происходит отклонение подвижной катушки, с которой соединяется стрелка. При включении в электрический контур, осуществляется последовательное соединение амперметра с нагрузкой. В случае большой силы тока или высокого напряжения, соединение производится через трансформатор.

Принцип работы

Упрощенная классическая схема амперметра работает следующим образом. Параллельно с постоянным магнитом на оси кронштейна устанавливается стальной якорь со стрелкой. Постоянный магнит, воздействуя на якорь, придает ему магнитные свойства. При этом, расположение якоря проходит вдоль силовых линий, которые также проходят вдоль магнита. Такое положения якоря соответствует нулевому положению стрелки на шкале прибора.

При прохождении тока батареи или генератора по шине, вокруг нее происходит возникновение магнитного потока. Его силовые линии в месте нахождения якоря, перпендикулярны с силовыми линиями в постоянном магните. Создаваемый электрическим током магнитный поток, воздействует на якорь, стремящийся к повороту на 90 градусов. Повернуться относительно исходного положения ему мешает поток, образующийся в постоянном магните.

От того, какой величины и направления электрический ток, проходящий по шине, зависит степень взаимодействия двух магнитных потоков. На такую же величину происходит и отклонение стрелки по шкале, от нулевого деления.

Амперметр: как измерять ток

Источник: electric-220.ru

Что такое амперметр, конструкция, работа, типы и области применения

Здравствуйте, друзья, я надеюсь, что вы все весело проводите время в своей жизни. В сегодняшнем уроке мы объясним , что такое амперметр. в 1820 году Ганс Кристиан Эрстед из Дании открыл взаимосвязь между током, магнитным полем и физическими силами (гравитация, электромагнетизм, слабое взаимодействие и сильное взаимодействие). Он провел эксперимент для этой связи, он увидел, что стрелка компаса перемещается на север, когда ток приближается к проводу. Для измерения тока он использовал тангенциальный гальванометр.

В электротехнике и электронной технике используются многочисленные измерительные приборы, такие как вольтметр для измерения напряжения, омметр для измерения сопротивления. В сегодняшнем посте мы рассмотрим амперметр, его работу, конструкцию, применение и некоторые другие связанные параметры. Итак, давайте начнем с , что такое амперметр.

Что такое амперметр

• Амперметр также известен как амперметр и используется для измерения электрического тока, а единицей тока, измеряемой этим счетчиком, является ампер, поэтому он также называется амперметром.

• амперметры, используемые для определения малых значений токов, таких как mas, амперметр, использовавшийся до 19 века, использовался только в разных лабораториях, так как их работа зависит от магнитного поля земли.
• После девятнадцатого века в эти счетчики были внесены некоторые усовершенствования, и теперь их можно использовать в любом месте с более высокой точностью.

Разница между амперметром и гальванометром

• Теперь сравним амперметр и гальванометр и посмотрим, в чем разница между этими двумя метрами.
• Гальванометр используется для определения очень малого тока, проходящего через цепь, а амперметр используется для определения большего тока в амперах.
• Для работы гальванометра необходимо магнитное поле, а для амперметра магнитное поле не требуется.
• Точность гальванометра больше, чем у амперметра, а амперметр менее точен.
• Благодаря большей точности гальванометр может обнаруживать небольшие колебания тока.
• Гальванометр можно использовать только для измерения постоянного тока, а амперметр можно использовать как для измерения постоянного, так и переменного тока.
• Гальванометр используется в мостовых схемах для измерения тока, а амперметр используется в электрических цепях.
• Гальванометр — это механический прибор, а амперметр — электрический и механический.

Разница между амперметром и вольтметром

Амперметр:

• Используется для измерения силы тока.

• Значение сопротивления меньше, чем у вольтметра.
• В цепи последовательно.
• Этот измеритель более точен, чем вольтметр.
• Диапазон не может быть изменен.

Вольтметр:

• Используется для определения показаний вольтметра в любой цепи.
• Значение его сопротивления выше, чем у амперметра.
• Включается параллельно в цепь для измерения напряжения.
• Точность меньше, чем у амперметра.
• Его диапазон может варьироваться.

Почему амперметр включен в цепь последовательно, а вольтметр — параллельно?

• Амперметр используется для определения значения тока в электрической цепи для точного измерения тока, который должен проходить через амперметр.
• Таким образом, он расположен последовательно в цепи. Если мы поместим его параллельно, и его сопротивление также будет меньше, то весь ток будет протекать через него и может повредить этот счетчик, потому что мы знаем, что ток всегда следует по пути с меньшим сопротивлением.
• , поэтому всегда предпочитали подключать последовательно для измерения тока.
• , в то время как сопротивление вольтметра велико, поэтому, если мы поместим его последовательно, то через цепь будет протекать меньше тока из-за того, что он использует параллельно для измерения напряжения на любом элементе.

Как пользоваться амперметром

• Есть несколько шагов, которые вы должны выполнить, чтобы использовать амперметр, все эти шаги упомянуты здесь с подробным описанием.
• для измерения тока, мы обсуждаем, что он должен быть подключен последовательно, прежде всего, вы должны создать свою схему, для которой вы должны использовать амперметр.
• разомкните цепь в том месте, где вы хотите измерить ток, для этого отсоедините провод в нужном вам месте.
• , затем присоединил красный провод амперметра к положительной клемме и черный провод к заземленной клемме амперметра.

• после этого поместите амперметр в цепь, для которой вы собираетесь измерять ток, положительный красный провод измерителя должен быть присоединен к плюсовой клемме аккумулятора.
• и подсоедините черные провода к точке, замкнутой на отрицательную клемму аккумулятора. Если эти соединения неверны, счетчик может быть поврежден.

Типы амперметров

• Теперь мы подробно обсудим перечисленные здесь типы амперметров.
• Амперметр с подвижной катушкой
• цифровой амперметр
• амперметр электродинамический
• амперметр с замкнутым контуром
• интегрирующий амперметр
• амперметр с подвижным железом
• амперметр с подвижным магнитом

Амперметр с подвижной катушкой

• Этот измеритель также называется гальванометром Дарсонваля, или мы можем сказать, что гальванометр Дарсонваля известен как амперметр с подвижной катушкой.
• он измеряет ток через магнитное отклонение, у этого метра есть катушка, когда ток проходит через эту катушку, он вращается в магнитном поле.
Используемый в настоящее время амперметр
• разработан Эдвардом Уэстоном и имеет 2 спиральные пружины для восстанавливающей силы.
• зазор между сердечником из железа и полюсами постоянного магнита позволяет стрелке измерителя двигаться прямо пропорционально току.
• шкала этого счетчика линейная. Этот счетчик имеет возможность измерения как постоянного, так и переменного тока.
• катушка этого счетчика перемещается между полюсами постоянного магнита. Когда ток течет по катушке, он перемещается между полюсами магнита.
• движение или отклонение прямо пропорционально току, протекающему через счетчик или катушку.

Амперметр с подвижным магнитом

• также используется для измерения постоянного и переменного тока. Этот счетчик состоит из катушки, расположенной между полюсами постоянного магнита.

• после движения тока через катушку он показывает некоторое изменение своего положения изменение положения катушки прямо пропорционально току, протекающему через счетчик.

Электродинамический амперметр

• также может определить значение переменного и постоянного тока, проходящего через цепь.
• его точность выше, чем у счетчика с подвижной катушкой и амперметра с постоянным магнитом.
• , его главная особенность заключается в том, что нет необходимости в отдельной калибровке для измерения как переменного, так и постоянного тока.

Амперметр с подвижным железом

• В этом измерителе используется кусок железа, который показывает некоторое отклонение, когда сила, приложенная к этому железу проводом фиксированной катушки.
• этот счетчик впервые был изготовлен Фридрихом Дрекслером в 1884 году, инженером из Австрии.
• этот счетчик имеет возможность точно измерять как постоянный, так и переменный ток. Железная деталь этого счетчика состоит из подвижной лопасти, соединенной со стрелкой, и второй неподвижной лопасти, а катушка окружает эти лопасти.
• , когда через катушку протекает постоянный или переменный ток, он создает поле в обоих полях, как в неподвижной, так и в движущейся лопасти, направление поля противоположно друг другу, поэтому эти лопасти отталкивают друг друга.
• движущаяся лопасть движется против силы, приложенной винтовой пружиной, а отклонение в движущемся железном счетчике прямо пропорционально квадрату силы тока.

Шунт амперметра

• когда большое значение тока протекает через амперметр, это может вызвать серьезные проблемы для счетчика, чтобы избежать таких проблем сопротивление подключается параллельно амперметру это сопротивление известно как Шунт амперметра.
• , если в какой-либо определенной цепи протекает ток, то большая часть тока будет протекать через шунтирующее сопротивление и не повредит счетчик.

Влияние температуры на амперметр

• Амперметр является чувствительным прибором, на который может влиять температура окружающей среды. Изменение значения температуры также изменяет измеренное значение тока или показания.

• влияние температуры можно свести к минимуму, используя сопротивление, называемое сопротивлением заболачиванию, и иметь нулевое значение температурного коэффициента.
• в цепи он включен последовательно с амперметром.

Это полный пост об амперметре. Я упомянул обо всем, что связано с амперметром, если у вас есть какие-либо вопросы по этому посту, задавайте их в комментариях. Спасибо за чтение. Увидимся в следующем уроке.

 

Новое поступление алюминиевых плит, всего 2 доллара США

Купоны на 54 доллара США также могут применяться к заказам на 3D-печать. Специальное предложение для 3D-печати начинается с 1 долларов США

Автор: Генри

http://www. theengineeringknowledge.com

Я профессиональный инженер, выпускник известного инженерного университета, также имею опыт работы инженером в различных известных отраслях. Я также являюсь автором технического контента, мое хобби — исследовать новые вещи и делиться ими с миром. Через эту платформу я также делюсь своими профессиональными и техническими знаниями со студентами инженерных специальностей.

Амперметр

: определение и принцип работы

Хотите создать сайт? Найдите бесплатные темы и плагины WordPress.

Определение: Амперметр измеряет электрический ток в цепи. Амперметр обычно измеряет в амперах, миллиамперах или микроамперах, в зависимости от шкалы или конструкции прибора.

Амперметр рабочий

Катушка в механизме амперметра намотана множеством витков тонкой проволоки. Если через эту катушку пустить большой ток , то амперметр быстро сгорит.

Для измерения больших токов предусмотрен шунт или альтернативный путь для тока. Большая часть тока проходит через шунт, оставляя только ток, достаточный для безопасной работы катушки движения счетчика.

Шунт представляет собой прецизионный резистор, подключенный параллельно катушке счетчика. Использование шунтов показано на рисунке 1.

Рисунок 1 .

Шаг 1 —Рассчитывается напряжение, вызывающее полный ток отклонения.

Шаг 2 — Шунт пропускает 9/10 тока.

Этап 3 — Шунт пропускает 49/50 тока.

Этап 4 — Шунт пропускает 99/100 тока.

Внизу — Базовая установка амперметра с тремя шунтирующими резисторами. Переключатель выбирает диапазон.

На рисунке 2 показан правильный способ подключения амперметра к электрической цепи. Когда амперметр подключен к цепи, он становится частью цепи, чтобы позволить току течь через катушку измерителя.

Чтобы включить амперметр в цепь, обычно необходимо сделать размыкание, отключив какое-либо устройство в цепи. Это позволяет вставить счетчик в цепь.

Обратите внимание, что вы подключаете измеритель последовательно к цепи или устройству, которое вы пытаетесь измерить.

Рис. 2. Амперметр всегда подключается последовательно с измеряемым устройством цепи. Счетчик должен быть подключен с соблюдением полярности.

Амперметр Пример

Спецификация определенного механизма метра требует 0,001 А, или один миллиампер тока, для полного отклонения стрелки. Омическое сопротивление катушки движения измерителя составляет 100 Ом.

Вычислите значения шунтирующих резисторов для счетчика, который будет измерять четыре разных диапазона ампер. Диапазоны следующие: 0–1 мА, 0–10 мА, 0–50 мА и 0–100 мА.

Шаг 1.

Сначала рассчитайте напряжение, необходимое для отклонения на полную шкалу при самом низком значении, равном 0–1 мА.

$\begin{align}  & E=I\left( full\text{ }scale\text{ }current \ right)\times R\left( сопротивление\text{ }of\text{ }катушка \right) \ \ & E=0,001A\times 100 \\ & E=0,1V \\\end{align}$

Счетчик будет считывать от 0 до 1 мА без шунта. Для отклонения на полную шкалу требуется 0,1 вольта.

Шаг 2.

Чтобы преобразовать этот же счетчик для чтения от 0 до 10 мА, необходимо подключить шунт, который будет проводить 9/10 тока. Таким образом, ток 9 мА будет проходить через шунт, оставляя один миллиампер для работы счетчика. 9{s}}=\frac{E}{I}=\frac{0,1V}{0,009A}=11,1\Omega \]

Для счетчика потребуется шунт с сопротивлением 11,1 Ом для 0–10 шкала мА.

Шаг 3.

Чтобы преобразовать этот счетчик для шкалы 0–50 мА, необходимо использовать шунт, который будет проводить 49/50 тока или 49 мА. Расчет такой же, как и в шаге 2.

\[{{R}_{S}}=\frac{0.1V}{0.049A}=2.04\Omega \]

Шаг 4.

преобразовать измеритель для шкалы 0–100 мА, необходимо использовать шунт, который будет проводить 99/100 тока или 99 мА.

\[{{R}_{S}}=\frac{0,1V}{0,099A}=1,01\Omega \]

Шунт с омическим сопротивлением 1,01 необходим, чтобы счетчик мог безопасно использовать 0 Диапазон –100 мА. Посмотрите еще раз на рисунок 1. Обратите внимание на переключающее устройство, используемое для изменения диапазонов измерителя. Для соответствия выбранному диапазону необходимо использовать правильную шкалу на шкале диапазона.

Осторожно

Есть две важные вещи, которые необходимо помнить для обеспечения безопасности вашего амперметра.

Во-первых, амперметр всегда должен подключаться последовательно с устройством цепи или источником питания. Никогда не подключайте амперметр параллельно источнику питания или устройствам цепи, рис. 3.

Как видно из расчетов шунта счетчика, приложенное напряжение к катушке движения счетчика требовало всего 0,1 В для полного отклонения. Если используется напряжение больше 0,1, через катушку будет протекать чрезмерный ток. Это приведет к повреждению катушки.

Для последовательного соединения обычно требуется размыкание цепи или отключение устройства для установки счетчика. Это позволяет току течь через счетчик.

Второе, что нужно помнить , это когда текущее значение, которое вы тестируете, неизвестно, начните с самого высокого диапазона метров. Таким образом, вы не превысите максимальное значение на шкале счетчика во время считывания цепи.

Рисунок 3 . Подключение амперметра. Top — неправильный путь. Нижний — правильный путь.

Вы нашли apk для андроида? Вы можете найти новые бесплатные игры и приложения для Android.

Принцип работы цифрового мультиметра – анализ измерительного прибора

Мы постоянно сталкиваемся с цифровым мультиметром или цифровым мультиметром в электронике или электротехнике. Он играет жизненно важную роль, поскольку может измерять огромное разнообразие электрических функций. Это дает лучший результат легко и экономит нам много времени.

Раньше, когда я учился, понимание цифрового мультиметра было для меня огромной болью. Источники, которые я читал, были либо непросты для понимания, либо имели запутанный формат.

Но здесь я приведу простое пошаговое объяснение с диаграммами, чтобы вы поняли, как он работает и какие функции он выполняет.

Что такое цифровой мультиметр

Цифровой мультиметр или Цифровой мультиметр — это испытательное оборудование, используемое для измерения сопротивления, напряжения, тока и других электрических параметров в соответствии с требованиями и отображающее результаты в виде математических цифр на ЖК-дисплее. или светодиодный индикатор. Это тип мультиметра, который работает в цифровом режиме, а не дает аналоговый выход.

Цифровые мультиметры широко распространены во всем мире, поскольку они имеют более высокий уровень точности и варьируются от простых портативных цифровых мультиметров с разрешением от 3 ½ до 4 ½ разрядов до очень специальных системных цифровых мультиметров.

Особенности цифрового мультиметра

Цифровой мультиметр — это самый передовой измерительный прибор, в котором для проведения электрических измерений используются современные интегральные схемы. Некоторые из его особенностей, которые делают его известным в глазах профессиональных техников:

1. Он легкий по весу.
2. Способен давать более точные показания.
3. Измеряет множество физических величин, таких как напряжение, ток, сопротивление, частота и т. д.
4. Менее затратен.
5. Измеряет различные электрические параметры на высоких частотах с помощью специальных датчиков.

Блок-схема цифрового мультиметра

Ключевым процессом, который происходит в цифровом мультиметре для любого измерения, является измерение напряжения. Если вы измеряете напряжение, вы можете легко измерить другие электрические параметры с помощью математических формул.

Чтобы понять, как работает цифровой мультиметр, прежде всего, мы должны понять этот процесс.

Как мы знаем, цифровые мультиметры выдавали выходные данные в числовой форме благодаря регистрам АЦП, присутствующим внутри этих мультиметров. Один из наиболее широко используемых в цифровых мультиметрах цифровых мультиметров известен как регистр последовательного приближения или SAR. Для большей точности эти АЦП последовательного приближения могут иметь уровень разрешения 12 бит.

Как правило, цифровой мультиметр имеет уровень разрешения 16 бит со скоростью 100 тыс. отсчетов в секунду. Эти уровни скорости более чем достаточны для большинства приложений цифрового мультиметра, поэтому мы используем эти регистры в зависимости от требований.

Как показано на диаграмме, первая стадия процесса представляет собой выборку и удержание, используемую для выборки напряжения на входе цифрового мультиметра, а затем для его удержания. Выход первого каскада становится одним из входов операционного усилителя, а другой вход операционного усилителя — цифровым выходом обратной связи через ЦАП.

Рекламные ссылки

Полученный результат становится входом для SAR, который генерирует результаты в цифровой форме с хорошим уровнем разрешения. При постоянном входном напряжении резистор начинает работать с половины своего полного значения. По сути, он устанавливает старший бит, MSB, в «1», а все остальные в «0».

Чтобы увидеть, как это работает, возьмем простой пример 4-битного SAR. Его выход будет начинаться с 1000. Если напряжение меньше половины максимальной емкости, выходной сигнал компаратора будет низким, и это заставит регистр установить уровень 0100. Если напряжение выше этого, регистр переместится на 0110, и скоро.

Работа цифрового мультиметра

Приведенная ниже блок-схема показывает работу цифрового мультиметра.

Как показано выше, сбор выборки выполняется с помощью схемы выборки и удержания. Внутри схемы выборки и хранения находится конденсатор, который заряжается, чтобы соответствовать входному аналоговому напряжению, известному как процесс сбора данных.

Рекламные ссылки

Когда конденсатор высвобождается из цепи сбора данных, считается, что замерено напряжение. После этого обычно появляются шумы, которые отрицательно сказываются на точности цифрового мультиметра. Чтобы преодолеть это, мы буферизовали и усредняли образцы для достижения высокой точности и разрешения.

Зная это, вы можете легко использовать цифровой мультиметр для измерения электрических параметров, таких как переменное и постоянное напряжение, ток, сопротивление, емкость и т. д.

Принцип работы цифрового мультиметра

Как показано на блок-схеме, в типичном цифровом мультиметре входной сигнал, т. е. переменное или постоянное напряжение, ток, сопротивление, температура или любой другой параметр, преобразуется в постоянное напряжение в пределах диапазона АЦП. Аналого-цифровой преобразователь затем преобразует предварительно масштабированное напряжение постоянного тока в его эквивалентные цифровые числа, которые будут отображаться на дисплее.

Иногда блок цифрового контроллера реализуется с микроконтроллером или микропроцессором для управления потоком информации внутри прибора. Этот блок будет координировать все внутренние функции, а также передавать информацию на внешние устройства, такие как принтеры или персональный компьютер.

В случае некоторых портативных мультиметров некоторые или все эти блоки могут быть реализованы в схеме СБИС, в то время как аналого-цифровой преобразователь и драйвер дисплея могут быть в одной ИС.

Цифровой мультиметр в качестве вольтметра, амперметра и цифрового омметра

В цифровой мультиметр мы можем включить много типов измерителей, таких как омметр, амперметр, вольтметр для измерения электрических параметров. Его блок-схема показана ниже на рисунке. Давайте посмотрим на его работу и спецификацию один за другим.

(i) Цифровой вольтметр (DVM):

Цифровой вольтметр является основным прибором, используемым для измерения напряжения с помощью аналого-цифрового преобразователя. Основным принципом работы цифровых мультиметров является аналого-цифровой преобразователь, поскольку без него мы не можем преобразовать аналоговый выходной сигнал в цифровую форму.

На рынке доступно несколько АЦП, но мы в основном используем АЦП флэш-памяти из-за его простоты и высокой скорости. Давайте посмотрим на его основные операции.

(a) Преобразователь Flash AD: Содержит компараторы, энкодеры и цифровые дисплеи. Компараторы управляются сетью резисторных делителей, энкодер преобразует свои входы в соответствующие выходы, которые управляют цифровым дисплеем.

Как показано выше, три резистора номиналом R управляют компараторами C ₁ , C ₂ , C ₃ . Пусть входное напряжение V _i = 1 В, +V = 4 В и компараторы, т.е. C ₁ , C ₂ , C ₃ напряжения равны 1В, 2В и 3В соответственно. Если выход C ₁ = +1 и C ₂ = C ₃ = 0, то мы подали 001 в качестве входа кодировщику, который затем преобразует его в 0001.

Этот двоичный выход управляет семью сегментный дисплей для чтения 1V на нем. С помощью этого метода мы считываем напряжения величиной 1 В, 2 В, 3 В, а также добавляем дополнительные компараторы для более точных показаний в соответствии с нашими требованиями.

(ii) Цифровой амперметр (DAM):

Цифровой амперметр использует шунтирующий резистор для получения калиброванного напряжения, пропорционального протекающему току. Как показано на диаграмме, чтобы считать ток, мы должны сначала преобразовать измеряемый ток в напряжение, используя известное сопротивление R _K . Полученное таким образом напряжение калибруется для считывания входного тока.

(iii) Цифровой омметр (DOM):

Цифровой омметр используется для измерения электрического сопротивления, препятствующего прохождению тока.

Как показано на схеме, сеть сопротивлений, состоящая из известного сопротивления R _K и неизвестного сопротивления R _u , используется для создания напряжения на неизвестном сопротивлении. Напряжение задается:

V = V _B R _U / R _K + R _U

, где V _B = Voltage из построенной батареи

9993079307303.

93079307930793079303.

9930793079303.93079309993099307303.

99939303 .

После калибровки напряжения счетчик можно откалибровать в омах.

Что означают символы на цифровом мультиметре?

Некоторые общие обозначения цифровых мультиметров и их описание приведены в таблице ниже. Эти символы часто встречаются на мультиметрах, а их схемы предназначены для обозначения компонентов и справочных значений электрических параметров.

Рекламные ссылки

[su_table Response=»yes»]

Serabate OR

Символ	Функция измерения	Описание
~	AC voltage	Measures Ac voltage value in the circuit
	DC voltage	Measures Dc voltage value in the circuit
Hz	Hertz	Measures Frequency
Ω	Ом	Измеряет значение сопротивления в цепи
	Диод	Устройство, используемое для контроля направления тока
µF	MicroFarad	Unit of capacitor
	Capacitor	A Device used to store electrical charge
	Continuity	Audible indication of continuity for low resistance
A	Ампер	Измеряет значение тока в цепи
CE	Директива Европейского союза	Указывает на гарантию прибора
	Осторожно	Относится к инструкции перед использованием и указывает на результаты его злоупотребления в сбое оборудования
REL	SERATICE OR	REL	RELATIC Максимум	Показывает минимальные и максимальные зарегистрированные показания

[/su_table]

Детали и функции цифрового мультиметра

Цифровой мультиметр разделен на три части:

(i) Дисплей: ЖК-экран, расположенный в верхней части мультиметра, в основном отображает четыре или более цифр, а также при необходимости показывает отрицательное значение. Некоторые из современных мультиметров имеют подсветку дисплея для лучшего просмотра в условиях низкой освещенности.

(ii) Диск выбора: Позволяет пользователю настроить мультиметр для считывания различных электрических параметров, таких как ток в миллиамперах (мА), напряжение, сопротивление, емкость и т. д. Вы можете легко повернуть диск в любом месте для выбора определенного параметра. измерения.

(iii) Порты: Два порта доступны на передней панели каждого мультиметра, за исключением некоторых четырех портов, доступных для измерения тока в мА или А. Мы подключили к этим портам два щупа разного цвета, т.е. красного цвета, а другой — черного цвета. Различные порты в мультиметре:

(a) COM : он означает общий и почти подключен к земле или считается отрицательным соединением цепи. Обычно мы вставляем датчик черного цвета в COM-порт.

Рекламные ссылки

(b) мАОм: Этот порт позволяет измерять ток (до 200 мА), напряжение и сопротивление; и рассматривается как положительное соединение цепи. Обычно мы вставляем датчик красного цвета в порт mAVΩ.

Выводы цифрового мультиметра:

В коробке цифрового мультиметра нам достались выводы разных цветов. Здесь мы подробно объясним эти лиды. Лиды DMM подразделяются на четыре части:

Рекламные ссылки

(i) Красный провод

1. Подключен к порту напряжения, сопротивления или амперметра.
2. Рассматривается как положительное соединение цепи

(ii) Черный провод

1. Подключается к общему или заземляющему порту
2. Считается как отрицательное соединение цепи

( 900iii) :

Это ручки, используемые для удерживания наконечника на тестируемом соединении. Доступны различные типы зондов, а именно: 9№ 0005

• Зажимы «банан» и «крокодил». Это отличные кабели для подключения к большим проводам или контактам на макетной плате. Подходит для проведения долгосрочных тестов, когда вам не нужно удерживать щупы на месте, пока вы манипулируете схемой.
• Крючок типа «банан» для ИС: Крючки ИС хорошо подходят для небольших ИС и ножек ИС.
• От банана до пинцета: Пинцет удобен, если вам нужно протестировать компоненты SMD.
• Банан для проверки щупов: если вы когда-нибудь сломаете щуп, его можно легко заменить.

(iv) Наконечник:

Присутствуют на концах зондов и в основном обеспечивают точку соединения.

Время измерения:

Профессиональные техники всегда предпочитают те приборы, у которых время измерения играет решающую роль, что приводит к хорошим результатам с большей точностью. Измерение времени в основном зависит от следующих факторов:

(i) Время установления: Когда измеряемое значение подается на вход схемы, для его установления требуется определенное время, известное как время установления. Это позволит преодолеть любые уровни входной емкости при проведении испытаний с высоким импедансом.

Рекламные ссылки

(ii) Время калибровки АЦП: В некоторых цифровых мультиметрах необходимо учитывать периодическую калибровку, особенно если измерения проводятся под автоматическим или компьютерным управлением.

(iii) Время переключения: Время переключения — это время, необходимое прибору для стабилизации после переключения входа. Сюда входит время установления после изменения типа измерения, т.е. от напряжения до сопротивления и т. д.

 
(iv) Время автоматического обнуления: Для обеспечения точности необходимо обнулить счетчик при выборе автоматического диапазона или изменении диапазона.

(v) Время измерения сигнала: Это базовое время, необходимое для проведения самого измерения. Для измерений переменного тока необходимо учитывать рабочую частоту, поскольку минимальное время измерения сигнала основано на минимальной частоте, необходимой для измерения.

 

Цифровой мультиметр Точность:

Цифровой мультиметр является идеальным выбором для каждого профессионального техника из-за его большей точности. Это величина, на которую отображаемое показание может отличаться от фактического ввода. Цифровой мультиметр обычно определяет точность как процент от показаний плюс процент от значения полной шкалы. Точность зависит от технических характеристик прибора и варьируется от производителя к производителю. Есть несколько способов, которыми точность мультиметра может быть выражена следующим образом:

1. Погрешность цифрового мультиметра = ±(частей на миллион показания + части на миллион диапазона)
2. Точность цифрового мультиметра = (% показания) + (% диапазона)
3. = Точность цифрового мультиметра Чтение) + Смещение Рекламные ссылки

Примечание: Здесь ppm относится к частям на миллион.

Факторы, влияющие на точность мультиметра:

(i) Температура: Температура в значительной степени может влиять на точность цифровых мультиметров. Сегодня многие мультиметры имеют встроенную функцию измерения температуры, которая устраняет необходимость во внешнем устройстве. Вы можете выразить их как ±(ppm показания + ppm диапазона)/°C.

(ii) Разрешение: Разрешение прямо пропорционально точности. Если вам нужна точность, вы также должны позаботиться о разрешении. Разрешение цифрового мультиметра выражается количеством отображаемых разрядов. Обычно это число, состоящее из целого числа с половиной, т. е. 3 ½ цифры и т. д. По соглашению, половина цифры может отображать либо ноль, либо 1.

. Всегда рекомендуется обращаться к инструкциям производителя, чтобы понять, как работает конкретный цифровой мультиметр.

Цифровой мультиметр Меры предосторожности :

Перед началом работы с мультиметрами необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Здесь мы собираемся объяснить вам некоторые сведения о безопасности при работе с цифровым мультиметром.

1. Если измерительные провода цифрового мультиметра повреждены, никогда не используйте мультиметр.
2. Всегда следит за тем, чтобы измерительные провода и шкала находились в правильном положении для желаемого измерения.
3. Когда измерительный провод подключен к входному разъему 10 А или 300 мА, никогда не прикасайтесь щупами к источнику напряжения.
4. При подаче питания никогда не измеряйте сопротивление в цепи.
5. Во время измерений всегда держите пальцы за защитными приспособлениями на измерительных щупах. Рекламные ссылки
6. Во избежание повреждений или травм никогда не используйте измеритель в цепях мощностью более 4800 Вт.
7. Замените батарею как можно скорее, чтобы избежать ложных показаний, которые могут привести к поражению электрическим током или травме.
8. Будьте осторожны при работе с напряжением выше 60 В постоянного тока или 30 В переменного тока (действующее значение). Такие напряжения представляют опасность поражения электрическим током.

Руководство по основам электротехники: измерительные приборы

---

---

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ:

• • обсудить работу часового механизма Дарсонваля.
• • подключить вольтметр к цепи.
• • подключите аналоговый мультиметр и снимите показания.
• • подключить амперметр.
• • Измерьте сопротивление с помощью омметра.

СЛОВАРЬ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ТЕРМИНЫ:

• амперметр — устройство для измерения силы тока
• амперметрический шунт — устройство, позволяющее амперметру измерять большие величины тока; шунт включен последовательно с нагрузкой и амперметром подключается параллельно с шунтом
• аналоговые счетчики — счетчики, использующие движущуюся стрелку для индикации значение
• клещевой амперметр — Амперметр с подвижной губкой, которую можно зажимать. вокруг проводника для измерения протекания тока трансформатор тока трансформатор используется для измерения больших значений переменного тока
• Механизм д’Арсонваля — гальванометр, в котором используется подвешенная подвижная катушка. внутри постоянного магнита для перемещения указателя
• гальванометры — очень чувствительные измерители, требующие всего несколько микроампер. тока для работы
• многодиапазонные вольтметры — вольтметры, в которых используется более одного полного значение диапазона
• Омметр — измеритель, используемый для измерения значений сопротивления
• вольтметр — измеритель, используемый для измерения напряжения

Любой, кто хочет работать в области электротехники и электроники, должен стать умение обращаться с обычными приборами, используемыми для измерения электрических величин. Этими приборами являются вольтметр, амперметр и омметр. Без счетчиков было бы невозможно осмысленно интерпретировать происходящее в цепи. Счетчики можно разделить на два основных типа: аналоговые и цифровой.

АНАЛОГОВЫЕ СЧЕТЧИКИ

Аналоговые счетчики отличаются тем, что в них используется стрелка и шкалу для указания их значения (рис. 1). Аналоги бывают разные движения метра. Одним из наиболее распространенных является показанный механизм д’Арсонваля. на фиг. 2. Этот тип движения часто называют движущейся катушкой. метр. Катушка проволоки подвешена между полюсами постоянного магнита, либо механизмами, украшенными драгоценными камнями, похожими на те, что используются в часах, либо тугими группы. Тип тугой ленты обеспечивает меньшее трение при вращении, чем украшенный драгоценными камнями. движение. Эти измерители могут работать на очень малых объемах тока и часто называются гальванометрами.

РИС. 1 Аналоговый измеритель. Симпсон Электрик.

РИС. 2 Базовый измерительный механизм Дарсонваля. ПРУЖИНА УКАЗАНИЯ ПОСТОЯННОГО МАГНИТА; ДВИЖУЩАЯСЯ КАТУШКА; ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Аналоговые счетчики работают по принципу отталкивания одинаковых магнитных полюсов. друг друга. При прохождении тока через катушку создается магнитное поле вокруг катушки. Направление тока через счетчик такое что вокруг катушки создается та же полярность магнитного полюса, что и у постоянного магнита. Подобная полярность заставляет катушку отклоняться. от полюса магнита. Пружина используется для замедления вращения катушки. Расстояние, на которое катушка поворачивается относительно пружины, пропорционально от силы магнитного поля, создаваемого в катушке. Если указатель добавляется к катушке и за стрелкой помещается шкала, метр создается движение.

Поскольку сила поворота этого счетчика зависит от отталкивания магнитных полей, он будет работать только на постоянном токе. Если переменный ток подключен к движущейся катушке магнитная полярность будет меняться 60 раз в секунду и чистая вращающая сила будет равна нулю. По этой причине вольтметр постоянного тока будет указывать ноль, если он подключен к линии переменного тока. При таком типе движения должен использоваться для измерения значений переменного тока, ток должен быть выпрямлен или изменен в постоянный ток, прежде чем он подается на измеритель (РИС. 3).

ВОЛЬТМЕТР

Вольтметр предназначен для прямого подключения к источнику власти. ИНЖИР. 4 показан вольтметр, используемый для проверки напряжения батарея.

Обратите внимание, что выводы измерителя подключены непосредственно к источнику. напряжения. Вольтметр может быть подключен непосредственно к источнику питания. потому что он имеет очень большое сопротивление, подключенное последовательно со счетчиком движение (рис. 5). Промышленный стандарт для вольтметра составляет 20 000 Ом. на вольт для постоянного тока и 5000 Ом на вольт для переменного тока.

Предположим, что вольтметр, показанный на РИС. 5 представляет собой измеритель переменного тока и имеет полную шкалу. диапазон 300 В.

Цепь измерителя (измеритель плюс резистор) будет иметь сопротивление 1 500 000 Ом. Ом (300 В x 5000 Ом на вольт = 1 500 000 Ом).

ВЫПРЯМИТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

РИС. 3 Выпрямитель преобразует переменное напряжение в постоянное.

РИС. 4 Вольтметр подключается непосредственно к источнику питания.

РИС. 5 Резистор включен последовательно со счетчиком.

РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Прежде чем можно будет вычислить значение резистора, рабочие характеристики метра надо знать. Предполагается, что счетчик требует ток 50 мкА и напряжение 1 В для отклонения стрелки на полную шкалу. Они известны как значения полной шкалы измерителя.

Когда счетчик и резистор подключены к источнику напряжения, их суммарное падение напряжения должно быть 300 В. Так как счетчик имеет падение напряжения 1 В, резистор должен иметь падение 299 В. Резистор и измеритель соединены между собой последовательно.

В последовательной цепи ток должен быть одинаковым во всех частях схема. Если для отклонения счетчика требуется ток 50 мкА полная шкала, то через резистор должен протекать ток 50 мкА. это при падении напряжения 299 В. Значение сопротивления теперь может быть вычислено

РИС. 6 Вольт-ом-миллиамперметр с многодиапазонным выбором. Триплет Корп.

РИС. 7 Поворотный селекторный переключатель используется для изменения настройки полного диапазона.

МНОГОДИАПАЗОННЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ

Большинство вольтметров являются многодиапазонными вольтметрами, что означает, что они предназначен для использования одного движения метра для измерения нескольких диапазонов напряжения.

Например, один расходомер может иметь селекторный переключатель, позволяющий использовать полную шкалу. диапазоны, которые необходимо выбрать.

Эти диапазоны могут быть 3 В полной шкалы, 12 В полной шкалы, 30 В полной шкалы, Полная шкала 60 В, полная шкала 120 В, полная шкала 300 В и полная шкала 600 В. Счетчики изготавливаются с таким количеством шкал, чтобы они были максимально универсальными. насколько это возможно. При необходимости проверки на напряжение 480 В счетчик можно установить в диапазоне 600 В. Однако было бы очень трудно проверьте систему 24 В в диапазоне 600 В. Если счетчик настроен на 30-В диапазон, просто проверить на напряжение 24 В.

Счетчик, показанный на РИС. 6 имеет многодиапазонный выбор напряжения.

При повороте селекторного переключателя этого измерителя ступени сопротивления вставляются в цепь для увеличения дальности или удаляются из цепи для уменьшения диапазона. Измеритель, показанный на фиг. 7 имеет четыре настройки диапазона для напряжения полной шкалы: 30 В, 60 В, 300 В и 600 В. Обратите внимание, что при чем выше настройки напряжения, тем большее сопротивление вставлено в схема.

РАСЧЕТ ЗНАЧЕНИЙ СОПРОТИВЛЕНИЯ

Значения четырех резисторов, показанных на РИС. 7 можно определить с помощью Закон Ома. Предположим, что значения полной шкалы измерителя составляют 50 мкА и 1 В.

Первым делом необходимо определить номинал резистора R1, который обеспечивает значение полной шкалы 30 В. Следовательно, резистор R1 должен иметь напряжение падение напряжения 29 В при протекании через него тока 50 мкА.

Р = Э/И

Р = 29/0:000050

R = 580 кОм=580 000 Ом

При переводе селекторного переключателя во второе положение цепь счетчика должно иметь общее падение напряжения 60 В. Движение счетчика и резистор Резистор R1 имеет общее падение напряжения 30 В, поэтому резистор R2 должен иметь напряжение падение 30 В при протекании через него тока 50 мкА. Это обеспечит общее падение напряжения 60 В для всей цепи.

Р = Э/И

R = 30/50 мк (000050A)

R = 600 кОм = 600 000 Ом

При переводе селекторного переключателя в третье положение цепь должно иметь общее падение напряжения 300 В. Резисторы R1 и R2 плюс мультиметр движения имеют комбинированное падение напряжения 60 В при номинальном токе. Резистор Следовательно, R3 должен иметь падение напряжения 240 В при 50 мкА.

Р = Э/И

R = 240/50 мкА

R = 4:8 МОм = 4 800 000 Ом

При переводе селекторного переключателя в четвертое положение цепь должно иметь полное падение напряжения 600 В при номинальном токе. Поскольку резисторы R1, R2 и R3 плюс движение измерителя дают падение напряжения 300 В при номинальный ток, резистор R4 должен иметь падение напряжения 300 В при токе 50 мкА. тока, протекающего через него.

Р = Э/И

R = 300/50 мкА

R = 6 МОм = 6 000 000 Ом

СЧИТЫВАНИЕ СЧЕТЧИКА

Обучение чтению шкалы мультиметра требует времени и практика. Большинство людей используют счетчики каждый день, не задумываясь о Это. Обычный тип счетчика, ежедневно используемый большинством людей, показан на фиг. 8.Этот спидометр похож на те, что встречаются в автомобилях.

Этот измеритель предназначен для измерения скорости. Он откалиброван в милях в час. Показанный спидометр имеет значение полной шкалы 80 миль в час. Если указатель расположен, как показано на фиг. 8, большинство людей сразу бы поняли, что скорость автомобиля 55 миль в час.

РИС. 8 Спидометр.

РИС. 9 Указатель уровня топлива.

РИС. 9 иллюстрирует другой распространенный измеритель, используемый большинством людей. Этот метр измеряет количество топлива в баке автомобиля.

Большинство людей могут взглянуть на стрелку и понять, что счетчик показывает что осталось четверть бака топлива. Теперь предположим, что бак имеет емкость 20 галлонов. Счетчик показывает, что 5 галлонов топлива остается в баке.

Обучение чтению шкалы мультиметра аналогично обучению чтению спидометр или указатель уровня топлива. Шкала метра, показанная на фиг. 10 имеет несколько весы, используемые для измерения различных величин и величин. Верхняя часть шкала измеряет сопротивление или омы. Обратите внимание, что шкала начинается с слева в бесконечности и заканчивается нулем справа.

Омметры

будут рассмотрены позже в этом разделе.

Вторая шкала имеет маркировку AC-DC и используется для измерения напряжения. Уведомление что эта шкала имеет три различных значения полной шкалы. Верхняя шкала 0-300, вторая шкала 0-60, а третья шкала 0-12. Масштаб используемый определяется настройкой переключателя управления диапазоном. Третий набор весов помечен AC amps. Эта шкала используется с токоизмерительными клещами. насадка, которую можно использовать с некоторыми счетчиками. Последняя шкала обозначена дБм, который используется для измерения децибел.

РИС. 10 Типичный мультиметр.

СЧИТЫВАНИЕ ВОЛЬТМЕТРА

(слева) РИС. 11 Показания счетчика. (справа) РИС. 12 Показания счетчика.

Обратите внимание, что три шкалы вольтметра используют первичные цифры 3, 6, и 12, и кратны 10 из этих чисел. Поскольку числа кратны 10, легко умножить или разделить показания на голову, переместив десятичную точку.

Помните, что любое число можно умножить на 10, переместив запятую на одно место вправо, и любое число можно разделить на 10, переместив десятичная точка на один разряд влево.

Например, если селекторный переключатель был установлен так, чтобы счетчик показывал напряжение полной шкалы 3 В, будет использоваться шкала 300 В, а показание будет делиться на 100. Показание можно разделить на 100, переместив десятичная точка на два знака влево. На фиг. 11, указатель указывает значение 250. Если селекторный переключатель установлен на полную шкалу 3 В, перемещение десятичная точка на два знака влево даст показание 2,5 В. Если селекторный переключатель был установлен на значение полной шкалы 30 В, счетчик показано на фиг. 11 будет означать значение 25 В. Это показание получается делением шкалы на 10 и перемещением десятичной точки на одно место в оставил.

Теперь предположим, что для счетчика установлено значение полной шкалы 600. V. Указатель на фиг. 12 указывает значение 44. Поскольку полная шкала значение счетчика установлено на 600 В, используйте диапазон 60 В и умножьте показания счетчика на 10. Переместив запятую на одно место в верно, правильное значение становится 440 В.

При считывании показаний счетчика необходимо выполнить три отдельных шага. Эти шаги особенно полезны для тех, кто не имеет большого опыта чтение мультиметра. Шаги:

1. Определите, что показывает счетчик. Настроен ли измеритель на считывание значения постоянного напряжения, постоянного тока, переменного напряжения, Переменный ток или Ом? Невозможно прочитать счетчик, если вы не знаете то, что измеритель используется для измерения.

2. Определите значение полной шкалы измерителя. Преимущество мультиметра заключается в том, что он может измерять широкий диапазон значений и величин. После определения какое количество счетчик настроен измерять, необходимо определить, что Диапазон метра. Существует большая разница в чтении, когда счетчик настроен на отображение значения полной шкалы 600 В, а когда настроен на полную шкалу 30 В.

3. Считайте показания счетчика. Последним шагом является определение того, что показывает счетчик. Может потребоваться определить значение решеток на счетчике. циферблата для диапазона, на который установлен селекторный переключатель. Если счетчик в ИНЖИР. 10 соответствует полной шкале 300 В, каждая решетка имеет значение 5 В.

Если значение полной шкалы измерителя составляет 60 вольт, то каждая решетка mark имеет значение 1 В.

АМПЕРМЕТР

РИС. 13 Амперметр подключается последовательно с нагрузкой.

РИС. 15 Шунт используется для установки значения амперметра.

РИС. 14 Встроенный амперметр.

РИС. Шунт на 16 амперметров.

Амперметр, в отличие от вольтметра, является прибором с очень низким импедансом. Амперметр используется для измерения тока и должен быть включен последовательно с нагрузка, позволяющая нагрузке ограничивать ток (рис. 13). Амперметр имеет типичный импеданс менее 0,1 Ом. Если этот счетчик подключен параллельно с источником питания импеданс амперметра равен единственное, что нужно для ограничения величины тока, протекающего в цепи. Предположить, что Амперметр сопротивлением 0,1 Ом подключен к сети переменного тока 240 В. линия. Сила тока в этой цепи составит 2400 А (240/0,1=2400). Ослепляющая вспышка света должна была привести к разрушению амперметра.

Амперметры, подключенные непосредственно к цепи, как показано на РИС. 13 относятся как линейные амперметры. ИНЖИР. 14 показан амперметр такого типа.

АМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЕ ШУНТЫ

Амперметры постоянного тока

сконструированы путем подключения общей подвижной катушки типа метр через шунт. Шунт амперметра представляет собой прибор с низким сопротивлением, используемый чтобы отвести большую часть тока цепи от движения счетчика. С движение счетчика подключено параллельно с шунтом, напряжение Падение на шунте – это напряжение, подаваемое на счетчик. Самый амперметр Шунты изготавливаются с падением напряжения 50 мВ (милливольт).

Если к шунту подключен датчик на 50 мВ, как показано на РИС. 15, указатель переместится на полное значение шкалы, когда номинальный ток шунт течет. В показанном примере шунт амперметра рассчитан иметь падение 50 мВ, когда в цепи протекает ток 10 А.

Поскольку напряжение полной шкалы счетчика составляет 50 мВ, это будет означать значение полной шкалы, когда через шунт протекает ток 10 А. Амперметрический шунт показан на фиг. 16.

Можно приобрести шунты для амперметров

для индикации различных значений. Если же Движение 50 мВ подключается через шунт, предназначенный для падения 50 мВ при Через него протекает ток 100 А, счетчик теперь будет иметь полную шкалу значение 100 А.

Сопротивление шунта амперметра можно рассчитать по закону Ома. сопротивление шунта, рассчитанное на падение напряжения 50 мВ при 100 А протекающего через него тока:

Р = Э/И

R = 0:050 100 R = 0:0005 Ом или 0:5 мОм

РИС. 17 Общий ток делится между счетчиком и шунтом. ИНЖИР. 18 Трансформатор тока используется для изменения диапазона амперметра переменного тока.

В этой задаче не учитываются электрические значения движение метра. Причина в том, что величина тока, необходимая для движение счетчика настолько маленькое по сравнению со 100-амперной цепью ток, который не может оказать существенного влияния на значение сопротивления шунта. Однако при вычислении значения для слаботочного шунта необходимо учитывать показания счетчика. Например, предположим счетчик имеет падение напряжения 50 мВ (0,050 В) и требует ток 1 мА (0,001 А), чтобы отклонить измеритель на полную шкалу. Используя закон Ома, это можно обнаружить, что счетчик имеет внутреннее сопротивление 50 Ом (0,050/0,001=50). Теперь предположим, что необходимо построить шунт, который позволит счетчику иметь значение полной шкалы 10 мА. Если через него проходит ток 10 мА. цепи и через счетчик должен протекать 1 мА, тогда 9мА должен проходить через шунт (рис. 17). Так как на шунте должно быть падение напряжения 50 мВ при протекании через него тока 9 мА его сопротивление должно быть 5,555 Ом. Ом (0,050/0,009=5,555).

АМПЕРМЕТРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Шунты могут использоваться с амперметрами переменного тока для увеличения их диапазона, но не могут использоваться для уменьшения их диапазона. В большинстве амперметров переменного тока используется трансформатор тока. вместо шунтов для изменения значений шкалы. Этот тип амперметра показан на фиг. 18. Первичная обмотка трансформатора соединена последовательно с нагрузка, а амперметр подключен к вторичной обмотке трансформатора. Обратите внимание, что диапазон измерителя изменяется при выборе разных нажатий. на вторичной обмотке трансформатора тока. Различные краны на Трансформатор обеспечивает различное соотношение витков между первичной и вторичной обмотками. трансформатора. Коэффициент витков — это отношение числа витков провода в первичной обмотке по сравнению с количеством витков провода в вторичное.

ВЫЧИСЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ОБОРОТОВ

В этом примере предполагается, что движение счетчика переменного тока требует ток 100 мА, чтобы отклонить счетчик на полную шкалу. Также предполагается что первичная обмотка трансформатора тока содержит 5 витков провода. А трансформатор будет спроектирован так, чтобы обеспечивать полномасштабные показания тока 1 А, 5 А и 10 А. Чтобы найти количество витков во вторичной обмотки можно использовать следующую формулу.

Np Ns = Ip

…где Np = количество витков провода в первичной обмотке Ns = количество витков провода во вторичной обмотке Ip = ток первичной обмотки Is = ток вторичной обмотки вторичное Количество витков провода во вторичной обмотке для получения полной Текущее показание шкалы 1 А можно рассчитать следующим образом:

5 Нс = 0:1 1

Для решения задачи используется перекрестное умножение. перекрестное умножение получается умножением нижней половины уравнения на единицу стороны знака равенства на верхнюю половину уравнения с другой стороны знака равенства.

0:1Ns = 5 Ns = 50

Вторичная обмотка трансформатора должна содержать 50 витков провода если амперметр должен показывать полную шкалу при токе 1 А протекает через первичную обмотку.

Количество витков вторичной обмотки можно найти для других значений первичной тока таким же образом.

5 Нс = 0:1 5

0:1Ns = 25 Ns = 250 витков 5 Ns = 0:1 10

0:1Ns = 50 Ns = 500 витков

ТРАНСФОРМАТОРЫ ТОКА (ТТ)

Когда необходимо измерить большую величину переменного тока, другой тип Трансформатор тока подключен к линии электропередач. Эти трансформаторы имеют отношения, которые начинаются с 200:5 и могут иметь отношения в несколько тысяч до пяти. Эти трансформаторы тока, обычно называемые в промышленности как трансформаторы тока, имеют стандартный номинал вторичного тока 5 А переменного тока.

Они предназначены для работы с амперметром переменного тока 5 А, подключенным напрямую на их вторичную обмотку, что приводит к короткому замыканию. ТТ разработаны работать с закороченной вторичной обмоткой. Вторичная обмотка ТТ никогда не следует размыкать, когда на первичную обмотку подается питание. Это приведет к тому, что трансформатор создаст скачок напряжения, который может быть достаточно высоким, чтобы убить любого, кто соприкоснется с ним.

Трансформатор тока представляет собой тороидальный трансформатор. Тороидальный трансформатор имеет полую сердцевину, похожую на пончик (рис. 19).

При использовании трансформаторов тока основная линия питания проходит через отверстие в трансформаторе ( РИС. 20). Линия электропередач действует как первичная трансформатора и считается за 1 виток.

РИС. Тороидальный трансформатор тока на 19 А. КОМПАНИЯ «КВАДРАТ Д».

ГЕНЕРАТОР 5 A ТРАНСФОРМАТОР НАГРУЗКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ЛИНИЯ ПИТАНИЯ ДЕЙСТВУЕТ КАК ПЕРВИЧНАЯ ОБМОТКА 1 ВИТОК.

РИС. 20 Тороидальный трансформатор, используемый для изменения масштабного коэффициента амперметра переменного тока.

Коэффициент трансформации трансформатора можно изменить, закольцевав питание провод через отверстие в трансформаторе для получения первичной обмотки более 1 оборота. Например, предположим, что трансформатор тока имеет коэффициент 600:5. Если первичный силовой провод вставлен через отверстие, он потребуется ток 600 А, чтобы отклонить счетчик на полную шкалу. Если первичный силовой провод закольцовывается и вставляется через окно во второй раз первичка теперь содержит 2 витка провода вместо 1 ( ИНЖИР. 21). Теперь требуется 300 А тока в первичной обмотке, чтобы отклонить полная шкала метра. Если первичный проводник проходит через отверстие в третий раз потребуется всего 200 А тока, чтобы отклонить метр полной шкалы.

РИС. 21 Первичный проводник проходит через ТТ, образуя второй очередь, которая меняет соотношение.

АМПЕРМЕТРЫ НАКЛАДНЫЕ

Многие электрики используют амперметр переменного тока клещевого типа (РИС. 22). губка счетчика зажимается вокруг одного из проводников, подающих питание к нагрузке ( РИС. 23). Счетчик зажимается только вокруг одной из линий. Если он зажат вокруг более чем одной линии, магнитные поля проводов компенсируют друг друга, и счетчик показывает ноль.

В токоизмерительных клещах для работы также используется трансформатор тока. Челюсть метра является частью материала сердечника трансформатора. Когда метр подключен вокруг токонесущего провода, меняющегося магнитного Поле, создаваемое переменным током, индуцирует напряжение в токовом переходе. бывший. Сила и частота магнитного поля определяют величина напряжения, индуцируемого в трансформаторе тока. Потому что 60 Гц стандартная частота по всей стране, величина индуцированного напряжения пропорциональна силе магнитного поля.

РИС. 22 (A) Токоизмерительные клещи аналогового типа с вертикальной шкалой. (Б) Аналоговый амперметр клещевого типа с плоской шкалой. (C) Накладной амперметр с цифровым шкала. Ампробный прибор.

РИС. 23 Накладные амперметры подсоединяются только к одному проводнику.

РИС. 24 Обернув проводник вокруг зажима амперметра, можно изменить соотношение.

РИС. 25 Токоизмерительные клещи постоянного и переменного тока. Ампробный прибор.

Накладным амперметрам можно задать различные настройки диапазона, изменив соотношение витков вторичной обмотки трансформатора так же, как это делается на линейный амперметр. Первичной обмоткой трансформатора является проводник вокруг к которому присоединена подвижная челюсть. Если амперметр подключен вокруг один провод, первичка имеет один виток провода по сравнению с витками вторичный. Соотношение оборотов можно изменить таким же образом, как и соотношение КТ меняется. Если 2 витка проволоки обернуты вокруг челюсти амперметр (рис. 24), первичная обмотка теперь содержит 2 витка вместо 1, и отношение витков трансформатора изменено. Амперметр будет теперь укажите удвоенное количество тока в цепи. Чтение на шкалу метра нужно разделить на 2, чтобы получить правильный чтение. Возможность изменения соотношения витков токоизмерительного амперметра может быть полезным для измерения малых токов. Изменение соотношения оборотов не ограничено намотать 2 витка провода на щуп амперметра. Любое количество витки можно намотать на губку амперметра, и показания будут разделить на это число.

НАКЛАДНЫЕ АМПЕРМЕТРЫ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Большинство токоизмерительных клещей с возможностью измерения как постоянного, так и переменного тока тока не работают по принципу трансформатора тока.

Трансформаторы тока зависят от индукции, что означает, что ток в линии должны периодически менять направление, чтобы обеспечить изменение магнитного полярность поля. Это постоянное изменение напряженности и направления поля. что позволяет трансформатору тока работать. Ток в цепи постоянного тока является однонаправленным и не меняет полярность, что не позволяет трансформатор тока для работы.

ГЕНЕРАТОР ТОКА ПОЛУПРОВОДНИК

ВОЛЬТМЕТР С НУЛЕВЫМ ЦЕНТРОМ:

РИС. 26 Базовый генератор Холла.

ТЕКУЩИЙ ПУТЬ ИЗМЕНЕН.

В ГЕНЕРАТОРЕ ПРОИЗВОДИТСЯ НАПРЯЖЕНИЕ.

МАГНИТ

0 С ГЕНЕРАТОР ТОКА

РИС. 27 Наличие магнитного поля вызывает генератор Холла для получения напряжения.

ГЕНЕРАТОР ТОКА НАПРАВЛЕНИЕ ТОКА ИЗМЕНЯЕТСЯ ИЗ-ЗА ИЗМЕНЕНИЯ МАГНИТНОЙ ПОЛЯРНОСТЬ.

ПОЛЯРНОСТЬ ИЗМЕНЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ.

МАГНИТ

0 Н

РИС. 28 Если полярность магнитного поля меняется, полярность изменения напряжения.

В токоизмерительных клещах постоянного и переменного тока

(рис. 25) в качестве основного принципа используется эффект Холла. операции.

Эффект Холла был открыт Эдвардом Х. Холлом в Университете Джона Хопкинса. в 1879 году. Первоначально Холл использовал кусок чистого золота для изготовления Холла. эффект, но сегодня используется полупроводниковый материал, потому что он лучше эксплуатационные характеристики и стоит дешевле. Устройство часто называют в качестве генератора Холла. ИНЖИР. 26 иллюстрирует принцип работы генератор Холла. Генератор постоянного тока обеспечивает непрерывную ток на полупроводниковый чип. Выводы вольтметра с нулевым центром подключены к противоположным сторонам чипа. Пока текущий течет через центр полупроводникового чипа, нет разности потенциалов или на микросхеме возникает напряжение.

Если магнитное поле приближается к чипу (рис. 27), путь электронов искажается, и ток больше не течет через центр чип. По бокам чипа возникает напряжение. Напряжение пропорциональна величине текущего потока и величине тока искажение. Поскольку ток остается постоянным, а величина искажения пропорционально силе магнитного поля, напряжение, создаваемое на чипе пропорциональна силе магнитного поля.

Если бы полярность магнитного поля была обратной (рис. 28), ток путь будет искажаться в противоположном направлении, создавая напряжение противоположной полярности. Обратите внимание, что генератор Холла вырабатывает напряжение в присутствии магнитного поля. Не имеет значения, является ли поле движется или неподвижно. Поэтому эффект Холла можно использовать для измерения постоянного или переменного тока.

РИС. 29 Омметр базовой серии.

РИС. 30 Установка омметра на ноль.

РИС. 31 Показания омметра.

ОММЕТР

Омметр используется для измерения сопротивления. Общий ВОМ (вольт-ом-миллиамперметр) содержит омметр. Омметр имеет единственную шкалу на ВОМ, которая нелинейный. Цифры на шкале увеличиваются в значении по мере продвижения справа налево. Существует два основных типа аналоговых омметров: серийные и шунт. Серийный омметр используется для измерения высоких значений сопротивления, и тип шунта используется для измерения низких значений сопротивления. Несмотря на используемого типа счетчик должен иметь собственный источник питания для измерения сопротивление. Питание обеспечивается батареями, расположенными внутри прибора.

СЕРИЯ ОММЕТР

Схема омметра базовой серии показана на РИС. 29. Предполагается что механизм счетчика имеет сопротивление 1000 Ом и требует ток 50 мкА, чтобы отклонить полную шкалу измерителя.

Источником питания будет 3-вольтовая батарея. R1, постоянный резистор со значением 54 кОм, включен последовательно с движением счетчика, а R2, переменный резистор номиналом 10 кОм, включенный последовательно со счетчиком и Р1. Эти значения сопротивления были выбраны, чтобы гарантировать, что будет достаточно сопротивление в цепи для ограничения тока, протекающего через движение счетчика до 50 мкА. Если использовать закон Ома для расчета необходимого сопротивления (3 В/0,000050 A=60 000 Ом), будет видно, что необходимо значение 60 кОм. Эта схема содержит в общей сложности 65 000 Ом (1000 [метров] + 54 000 + 10 000). Схема сопротивление можно изменить, установив переменный резистор на значение всего 55 000 Ом, чтобы компенсировать старение батареи и становится слабее.

Перед измерением сопротивления необходимо сначала обнулить измеритель. Этот осуществляется с помощью регулятора регулировки сопротивления, переменный резистор, расположенный на перед счетчиком. Чтобы обнулить счетчик, подсоедините провода ( РИС. 29) и поворачивайте ручку регулировки сопротивления до тех пор, пока измеритель не покажет ноль на дальнем конце. правый конец шкалы ( РИС. 30). Когда провода разделены, счетчик снова укажет бесконечность сопротивления в левой части шкалы. Когда выводы подключены к сопротивлению, измеритель снова подняться по шкале. Поскольку в цепь было добавлено сопротивление, менее Протечет ток 50 мкА, а счетчик покажет какое-то другое значение. чем ноль. ИНЖИР. 31 показан измеритель, показывающий сопротивление 2,5 Ом, при условии, что установка диапазона Rx1.

Омметры

могут иметь различные настройки диапазона, такие как Rx1, Rx100, Rx1000, или 10 000 реалов. Эти различные масштабы могут быть получены путем добавления различных значения сопротивления в цепи счетчика и сброс счетчика на ноль. При изменении шкалы омметр всегда должен быть отрегулирован на ноль. При настройке R_1 сопротивление измеряется сразу по сопротивлению. шкала, расположенная в верхней части измерителя. Если диапазон установлен на Rx1000, однако показание необходимо умножить на 1000. Показанные показания омметра на фиг. 31 указывало бы на сопротивление 2500 Ом, если бы диапазон был был установлен на Rx1000. Обратите внимание, что шкала омметра считывается в обратном направлении от другие весы. Нуль Ом находится в крайней правой части шкалы, и максимальное сопротивление находится в крайнем левом углу. Обычно требуется немного времени и практики, чтобы правильно считать показания омметра.

== ЦИФРОВЫЕ СЧЕТЧИКИ ==

ЦИФРОВЫЕ ОММЕТРЫ

РИС. 32, генератор постоянного тока выдает известную величину тока к резистору, Rx. Будем считать, что количество подводимого тока это…

Цифровые омметры отображают сопротивление в цифрах вместо использования движение метра. При использовании цифрового омметра необходимо соблюдать осторожность. индикация шкалы на счетчике. Например, большинство цифровых счетчиков отображать K на шкале, чтобы указать килоомы или M, чтобы указать мегаомы (кило означает 1000, а мега означает 1 000 000). Если мультиметр показывает сопротивление 0,200 К означает 0,200×1000, или 200 Ом. Если счетчик показывает 1,65 м, это означает 1,65×1 000 000, или 1 650 000 Ом.

Внешний вид — не единственное отличие аналоговых и цифровых омметров. Отличается и принцип их работы. Аналоговые счетчики работают, измеряя величина изменения тока в цепи при неизвестном значении сопротивления добавлен. Цифровые омметры измеряют сопротивление, измеряя величину падения напряжения на неизвестном сопротивлении. В схеме, показанной на 1 мА. Падение напряжения на резисторе пропорционально сопротивлению резистора и величины протекающего тока. Например, предположим, номинал неизвестного резистора 4700 Ом. Вольтметр покажет падение 4,7 В при протекании через резистор тока 1 мА. Масштаб Коэффициент омметра можно изменить, изменив величину тока течь через резистор. Цифровые омметры обычно показывают точность около 1%.

Омметр, будь то цифровой или аналоговый, никогда не должен подключаться к цепи при включении питания. Поскольку омметр использует собственный внутренний блок питания, у него очень низкое рабочее напряжение. Подключение счетчика к питанию, когда он установлен в омах, вероятно, повредит или разрушит метр.

МУЛЬТИМЕТЫ ЦИФРОВЫЕ

РИС. 33 Цифровой мультиметр. Ампробный прибор.

Цифровые мультиметры становятся все более популярными в последние несколько лет. годы. Наиболее очевидная разница между цифровыми счетчиками и аналоговыми счетчиками заключается в том, что цифровые счетчики вместо этого отображают свои показания дискретными цифрами. с указателем и шкалой. Цифровой мультиметр показан на фиг. 33. Некоторые цифровые счетчики имеют переключатель диапазона, аналогичный используемому переключателю диапазона. с аналоговыми счетчиками. Этот переключатель устанавливает значение полного диапазона измерителя. Многие цифровые счетчики имеют настройки диапазона напряжения от 200 мВ до 2000 В. Нижние диапазоны используются для точности.

Например, предположим, что необходимо измерить напряжение 16 В. метр сможет сделать более точное измерение, если установить на 20 В, чем при установке на диапазон 2000 В.

Некоторые цифровые счетчики не содержат регулятора установки диапазона. Эти метры известны как измерители с автоматическим выбором диапазона. У них есть переключатель управления функциями, который позволяет выбрать измеряемую электрическую величину, например переменный ток вольты, вольты постоянного тока, омы и так далее. Когда измерительные щупы подключены к тестируемый объект, измеритель автоматически выбирает правильный диапазон и отображает значение.

Аналоговые счетчики изменяют значение шкалы, вставляя или удаляя сопротивление из схема измерителя (рис. 7). Типичное сопротивление аналогового измерителя составляет 20000 Ом на вольт для постоянного тока и 5000 Ом на вольт для переменного тока. Если метр установлено для значения полной шкалы 60 В, будет сопротивление 1,2 МОм соединен последовательно со счетчиком, если он используется для измерения постоянного тока (60×20 000 = 1 200 000) и 300 кОм, если он измеряет переменный ток (60×5000=300 000). Импеданс метр не представляет большого беспокойства, если он используется для измерения цепей, которые подключены к сильноточному источнику. Например, предположим, что напряжение панели 480 В измеряется мультиметром с сопротивлением 5000 Ом на вольт. Если счетчик настроен на диапазон 600 В, подключенное сопротивление последовательно со счетчиком 3 МО (600х5000=3000000). Это сопротивление позволит протекать в цепи счетчика току 160 мкА (480/3 000 000 = 0,000160). Этих 160 мкА тока недостаточно, чтобы повлиять на тестируемую схему.

Теперь предположим, что этот измеритель должен использоваться для проверки цепи 24 В, которая ток 100 мкА. Если используется диапазон 60 В, цепь измерителя содержит сопротивление 300 кОм (60×5000=300000). Поэтому ток 80 мкА будет течь, когда счетчик подключен к цепи (24/300,000=0,000080).

Подключение счетчика к цепи изменило всю цепь операция. Это явление известно как эффект загрузки.

Цифровые счетчики не имеют эффекта загрузки.

Большинство цифровых счетчиков имеют входное сопротивление около 10 МОм на всех диапазонах. Входное сопротивление — это омическое значение, используемое для ограничения протекания тока. через метр. Этот импеданс достигается за счет эффекта поля. транзисторы (FET) и схема делителя напряжения. Простая схема для такая схема показана на фиг. 34. Обратите внимание, что вход счетчика подключен через 10 МОм сопротивления независимо от настройки диапазона измерителя.

Если этот прибор используется для измерения напряжения в цепи 24 В, ток 2,4 мкА будет проходить через счетчик. Этого тока недостаточно, чтобы расстраиваться остальная часть схемы, и измерения напряжения могут быть выполнены точно.

РИС. 34 Цифровой вольтметр.

РИС. 35 Дисплей показывает напряжение 1,347 мВ.

РИС. 36 Дисплей показывает силу тока 26,41 мкА.

СЧИТЫВАНИЕ ЦИФРОВОГО СЧЕТЧИКА

Казалось бы, считывание показаний цифрового счетчика будет простым делом глядя на цифры на дисплее. Однако это может быть не так. Показания на дисплее цифровых счетчиков с автодиапазоном, например, может представлять что угодно от омов до мегомов или от вольт до милливольт. Эти метры обычно отображают обозначение рядом с числовыми цифрами, чтобы указать шкала метра. ИНЖИР. 35 иллюстрирует дисплей типичного цифрового измерителя.

Показывает числа 1,347 с обозначениями рядом с числами мВ или милливольт. Фактическое показание счетчика составляет 1,347 милливольта или 0,001347 вольта.

Дисплей на РИС. 36 указывает на ток 26,41 мкА. Символ µ означает микро или одну миллионную, а буква А означает амперы. Счетчик показывает ток 26,41 микроампер или 0,00002641 ампер. Это очень важно обращать внимание на символы обозначений, следующие за цифрами на дисплее цифрового счетчика.

РИС. 37 Низкоимпедансный тестер напряжения. К ПРУЖИННОМУ ПРУЖИНУ ДАТЧИКОВ

РИС. 38 Пути заземления с высоким импедансом могут привести к искажению показаний напряжения. ВОЛЬТМЕТР; НАГРУЗОЧНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР; ЗАЗЕМЛЕННЫЙ ОБЪЕКТ

НИЗКОИМПЕДАНСНЫЙ ТЕСТЕР НАПРЯЖЕНИЯ

РИС. 39 Тестер напряжения Wiggins (квадрат D).

Другое устройство, используемое для проверки напряжения, часто называют тестер. Это устройство измеряет напряжение, но не содержит счетчика. движение или цифровой дисплей. Он содержит катушку и поршень.

Катушка создает магнитное поле, пропорциональное величине напряжения, к которому подключена катушка тестера. Чем выше напряжения, тем сильнее становится магнитное поле. Поршень должен преодолеть усилие пружины, когда она втягивается в виток (РИС. 37). Плунжер действует как указатель, показывающий величину напряжения, до которой тестер подключен. Тестер имеет импеданс около 5000 Ом и обычно можно использовать для измерения напряжения до 600 В. Низкоимпедансный тестер напряжения имеет очень большой ток потребления по сравнению с другими типами вольтметров и никогда не должны использоваться для проверки маломощных цепей.

Относительно высокое потребление тока тестером напряжения может быть преимуществом однако при тестировании определенных типов цепей, потому что он не восприимчив к вводящим в заблуждение показаниям напряжения, вызванным заземлением с высоким импедансом пути или напряжения обратной связи, которые влияют на другие типы вольтметров. Пример этого преимущества показано на фиг. 38.

Трансформатор используется для питания нагрузки.

Обратите внимание, что ни выходная сторона трансформатора, ни нагрузка не подключен к земле. Если высокоимпедансный вольтметр измеряет между стороны трансформатора и заземленной точки, это, скорее всего, будет означать некоторое количество напряжения.

Это связано с тем, что земля может действовать как большой конденсатор и может допускать небольшой количество тока, протекающего через цепь, созданную счетчиком. Этот путь заземления с высоким импедансом может поддерживать ток всего в несколько микроампер поток, но этого достаточно, чтобы управлять движением счетчика. Если тестер напряжения делает такое же измерение, он не покажет напряжение, потому что не может ток должен быть достаточным для притяжения плунжера. Показан тестер напряжения на фиг. 39.

ОБЗОР

• Движение счетчика типа Дарсонваля основано на том принципе, что как магнитные поля отталкиваются.

• Механизм Дарсонваля работает только от постоянного тока.

• Вольтметры имеют высокое сопротивление и предназначены для прямого подключения. через линию электропередач.

• Шаги для считывания показаний счетчика: A. Определите, какое количество счетчик устанавливается для измерения. B. Определите значение полного диапазона измерителя. С. Читать метр.

• Амперметры имеют низкое сопротивление и должны быть соединены последовательно с нагрузка для ограничения протекания тока.

• Шунты используются для изменения показаний амперметров постоянного тока.

• Амперметры переменного тока используют трансформатор тока для изменения настройки диапазона.

• Накладные амперметры измеряют протекание тока путем измерения силы магнитного поля вокруг проводника.

• Омметры используются для измерения сопротивления в цепи.

• Омметры содержат внутренний источник питания, как правило, батареи.

• Омметры никогда не должны подключаться к цепи, к которой подключено питание. к этому.

• Цифровые мультиметры отображают свое значение цифрами вместо счетчика. движение.

• Цифровые мультиметры обычно имеют входное сопротивление 10 МОм на все диапазоны.

• Цифровые омметры измеряют сопротивление путем измерения падения напряжения на неизвестный резистор, когда через него протекает известное количество тока.

• Низкоимпедансные тестеры напряжения не чувствительны к индикации напряжения. вызвано заземлением с высоким импедансом или обратной связью.

ВИКТОРИНА:

1. Чему пропорциональна вращающая сила часового механизма Дарсонваля?

2. Какой тип напряжения должен быть подключен к часовому механизму Дарсонваля?

3. Вольтметр постоянного тока имеет сопротивление 20 000 Ом на вольт. Что это сопротивление счетчика, если переключатель выбора диапазона установлен на 250-В диапазон?

4. Для чего нужен шунт амперметра?

5. Как амперметр включается в цепь?

6. Как вольтметр включается в цепь?

7. Шунт амперметра имеет падение напряжения 50 мВ при протекании тока 50 А. через это. Каково сопротивление шунта?

8. Какой тип счетчика имеет собственный отдельный источник питания?

НЕКОТОРЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

РИС. 40 — Многодиапазонный вольтметр работает путем подключения различных значения сопротивления последовательно с движением измерителя.

1. Счетчик Дарсонваля имеет значение тока полной шкалы 100 мкА. (0,000100 А) и сопротивлением 5 кОм (5000 Ом). Какой размер резистора должен быть включен последовательно с этим счетчиком, чтобы он мог показывать 10 В полного шкала?

2. Движение счетчика, описанное в вопросе 1, должно использоваться для построения многодиапазонный вольтметр. Счетчик должен иметь диапазоны напряжения 15 В, 60 В, 150 В и 300 В (РИС. 40). Найдите номиналы резисторов R1,R2,R3, и R4.

3. Перемещение счетчика имеет значение полной шкалы 500 мкА (0,000500 А) и 50 мВ (0,050 В). Шунт должен быть подключен к счетчику, который это разрешает. иметь значение тока полной шкалы 2 А. Каково сопротивление шунт?

4. Цифровой вольтметр показывает напряжение 2,5 В при токе 10 мкА. течет через резистор.

Каково сопротивление резистора?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

1. Вы работаете на промышленном предприятии. У вас есть мультиметр с следующие диапазоны напряжения: 30, 60 и 150. Измеритель указывает, что он имеет сопротивление 5000 Ом/В. Вам нужно измерить цепь, которая имеет напряжением 277 В. Какое сопротивление следует добавить последовательно с метр, чтобы диапазон 30 В имел значение полной шкалы 300 В?

Узнать определение, схему, работу, типы и различия

0

Сохранить

Скачать публикацию в формате PDF

Амперметр – это прибор, используемый для измерения силы тока в электрической цепи. Устройство может измерять как переменный, так и постоянный ток. Прибор измеряет силу тока в единицах Ампер.

Читайте дальше, чтобы узнать больше о типах, работе и использовании амперметра.

Амперметр

Амперметры являются калиброванными и модифицированными гальванометрами, поскольку, как и гальванометры, они также измеряют ток путем отклонения магнитной катушки. Но, в отличие от гальванометров, они калибруются и не показывают направление тока.

Амперметр обозначается символом:

Для эффективного измерения тока, протекающего по цепи, амперметр должен позволять току легко проходить по нему. Таким образом, идеальный амперметр имеет внутреннее сопротивление, равное нулю. Сопротивление амперметра обязательно должно быть равно нулю, так как амперметры включены в цепь последовательно, а амперметры с сопротивлением просто увеличат общее сопротивление в цепи. Хотя внутреннее сопротивление амперметра равно нулю, всегда есть сопротивление катушки, которое учитывается при расширении диапазона амперметра.

Амперметры имеют разные диапазоны. Как правило, они могут иметь 50 делений, по которым можно измерять ток в диапазоне 0–5 А, 0–50 мА и т. д.

Схема амперметра

Амперметр состоит из различных частей, как показано на рисунке выше. Общая конструкция амперметра включает

• U-образный магнит – Магнит служит основным компонентом амперметра. Он состоит из вогнутых полюсов.
• Медная катушка – Медная катушка обычно имеет прямоугольную форму и намотана на металлический сердечник.
• Железный сердечник – Медная катушка намотана на сердечник из мягкого железа. Благодаря наличию цилиндрического сердечника из мягкого железа магнитное поле между полюсами увеличивается, а силовые линии остаются параллельными.
• Шунт – Это малое сопротивление, подключенное параллельно гальванометру.
• Стрелка – Стрелка, которая прикреплена к катушке с возможностью поворота для считывания отклонения.

Формула амперметра

Поскольку амперметры соединены в цепи последовательно, показания амперметра можно найти на принципиальных схемах по формуле закона Ома, которая имеет вид \(I = \frac{V}{R}\).

Например,

На изображении выше общее сопротивление в цепи составляет 3 Ом, а потенциал в цепи равен 3 В. Таким образом, по закону Ома сила тока в цепи равна 1А.

Аналогичным образом можно использовать закон Ома для определения различных показаний амперметра в зависимости от схемы.

Формула для увеличения диапазона амперметра получается следующим образом:

Пусть \(R_{SH}\) = Шунтовое сопротивление

\(R_M\) = Внутреннее сопротивление катушки

I = Максимальный требуемый диапазон

\(I_M\) = Текущее максимальное отклонение амперметра

Для увеличения диапазона параллельно амперметру подключается шунтирующее сопротивление. Таким образом, падение напряжения на обоих сопротивлениях одинаково.

Таким образом,

\(I_M R_M = (I – I_M)R_{SH}\)

Что можно получить следующим образом:

\(R_{SH} = \frac{R_M}{{\frac{I}{I_M}} – 1}\)

Работа амперметра

При подключении амперметра при последовательном включении в цепь ток, протекающий через амперметр, равен току, протекающему в цепи. Благодаря этому току в магнитных катушках амперметра возникают отклонения, которые перемещают стрелку по градуированной шкале. Это приводит к измерению тока нагрузки.

Принцип работы амперметра такой же, как у гальванометра. Гальванометр можно также переделать в амперметр, подключив параллельно гальванометру шунтирующее сопротивление, что расширит диапазон измерения силы тока.

Типы амперметров

Существуют следующие типы амперметров:

• Амперметр с подвижной катушкой на постоянном магните – Катушка амперметра удерживается между полюсами постоянного магнита. В зависимости от величины тока происходит отклонение катушки, что выражается в движении стрелки на калиброванной шкале. Используется для измерения постоянного тока.

• Амперметр с подвижным железом – Эти типы амперметров используются для измерения постоянного и переменного тока. Он состоит из двух небольших кусочков мягкого железа. Один из них прикреплен к катушке, а другой к стрелке. Когда мягкое железо, прикрепленное к катушке, намагничивается, оно вызывает либо притяжение, либо отталкивание другого куска мягкого железа, который затем вращается пропорционально.

• Электродинамометрический амперметр – Эти типы амперметров очень точны и используются для измерения переменного и постоянного тока. В отличие от других типов, он состоит из двух катушек и является оборудованием переходного типа.

• Амперметр выпрямительного типа – Этот тип амперметра используется только для определения величины переменного тока в цепи. В этих типах амперметров используются диоды в выпрямительном устройстве вместе с магнитной катушкой.

Разница между амперметром и вольтметром

Различия между амперметром и вольтметром обсуждаются ниже.

Амперметр	Вольтметр
Это устройство используется для измерения тока в цепи.	Это устройство используется для измерения напряжения в двух точках цепи.
Внутреннее сопротивление амперметра низкое.	Внутреннее сопротивление вольтметра велико.
Для измерения полного тока в цепи амперметр подключается последовательно к цепи.	Вольтметр подключается параллельно компонентам, где необходимо измерить разность потенциалов.

Использование амперметра

Ниже приведены области применения амперметра:

• Амперметр используется для измерения тока (как переменного, так и постоянного) в цепи.
•  Используется для измерения величины тока, протекающего по цепи.

Надеюсь, что эта статья об амперметре помогла вам оценить ваше понимание темы. Есть много таких тем по физике, о которых вы можете узнать, просто скачайте приложение Testbook и начните просмотр.

Часто задаваемые вопросы об амперметре

В.1 Каков диапазон амперметра?

Ответ 1 Амперметры имеют различные диапазоны. Как правило, они могут иметь 50 делений, по которым можно измерять ток в диапазоне 0–5 А, 0–50 мА и т. д.

Q.2 Кто изобрел амперметр?

Ответ 2 Современная форма амперметра была изобретена Эдвардом Уэстоном.

Q.3 Какова единица измерения амперметра?

Ответ 3 Нет единицы измерения амперметра. Амперметр измеряет силу тока, а его единицей измерения является Ампер.

В.4 Может ли амперметр измерять сопротивление?

Ответ 4 Нет, амперметр не может измерять сопротивление.

В.5 Каково применение амперметра?

Анс.5 Амперметр применяется для измерения силы тока в цепи.

Скачать публикацию в формате PDF

Подробнее с testbook.com

P Wave: определение, характеристики, теневая зона, скорость
Типы задач в системах реального времени – узнайте о различных задачах и планировании задач здесь!
Мультипликативное обратное: выучите определение, шаги по поиску, модульное обратное на примерах!
Узнайте разницу между импедансом и сопротивлением и их применением
Генератор Ван де Граафа – конструкция, работа и применение

Принцип работы мультиметра и конструкция

Мультиметр является наиболее часто используемым прибором техниками и инженерами в лаборатории, а также при других ремонтных работах. Как видно из названия этого прибора, он может выполнять множество (множественных) измерений с приемлемой точностью, таких как переменное и постоянное напряжение, ток и сопротивление. В этой статье я обсуждаю конструкция и принцип работы мультиметра .

Поскольку это миллиамперметр, вольтметр и омметр вместе взятые, поэтому его также называют измерителем AVO. Он имеет различные диапазоны напряжения, сопротивления, и текущий.

Мультиметр представляет собой движущийся постоянный магнит катушка гальванометра. Катушка с железным сердечником вращается на двух драгоценных камнях. подшипники. Катушка намотана на алюминиевом каркасе или бобине. И эта катушка свободно вращаться в поле постоянного магнита. Алюминиевая стрелка есть прикреплен к узлу катушки и шпульки и перемещается по градуированной шкале.

К блоку катушки прикреплены две спиральные пружины. вверху и внизу, которые обеспечивают путь для потока тока и управления крутящий момент.

Мультиметр может измерять напряжение, ток и сопротивление для которого его гальванометр преобразуется в вольтметр, амперметр и омметр с помощью встроенных в него подходящих схем. Гальванометр, используемый в стрелка мультиметра всегда находится в нулевом положении на крайнем левый конец, на мультиметре выполняются различные измерения, как описано ниже:

Измерение напряжения мультиметром

Как правило, гальванометр имеет токовую чувствительность порядка 0,1 мА и малым внутренним сопротивлением около 500 Ом. Таким образом, это не может измерять высокое напряжение. Для измерения высоких напряжений его диапазон расширен соединив последовательно с гальванометром высокое сопротивление, как показано на рис. фигура.

Если сопротивление гальванометра обозначено G и I _г — полный ток отклонения, а измеряемое напряжение равно В вольт, то значение последовательного сопротивления R _S определяется как под,

V = I _г R _с + I _г G

или R _с = (V – I _g G)/Ig

Это последовательное сопротивление также называется множителем. Диапазон напряжения можно увеличить, увеличив количество или значение множители. Либо имеется селекторный переключатель для выбора различных диапазонов, либо некоторые гнезда, указывающие диапазон напряжения, предусмотрены в мультиметре.

При проведении измерения один провод вставляется в общий гнездо, а другой провод в розетке требуемого диапазона напряжения.

Мультиметр также может измерять переменный ток. Для этого используется полноволновая Выпрямитель встроен в мультиметр. Выпрямитель преобразует переменный ток в DC для приложения к гальванометру.

Желаемый диапазон напряжения переменного тока выбирается селектором выключатель или розетки. Когда необходимо измерить напряжение переменного тока, переключатель должен быть брошен в сеть переменного тока или тестовый провод должен быть вставлен в розетку переменного тока. Ассортимент мультиметр также должен быть соответствующим образом выбран.

Измерение тока мультиметром

Тот же гальванометр можно использовать для измерения тока при преобразуется в амперметр подключением небольшого сопротивления R _ш параллельно счетчику, как показано на рисунке.

Если G внутреннее сопротивление прибора, I _г его полный ток отклонения, а I — общий измеряемый ток, тогда значение шунта сопротивление R _ш необходимое можно найти как под:

(I – I _г )R _ш = I _г G

или R _ш = I _г G/(I – I _г G/(I – I _г ) Диапазон может быть 5 900meter распространяется на любое значение в пределах ограничения за счет уменьшения величины сопротивления шунта. Некоторые низкие сопротивления подключается параллельно счетчику через переключатель, как показано на рис. фигура. Желаемый диапазон можно выбрать, переместив селекторный переключатель в особое положение.

Если измеряется общий ток, I очень высокий, значение сопротивления шунта, требуемое R sh , становится очень низким, т.е. иногда практически невозможно. В этом случае соединения устроены так что по мере того, как мы переходим от низкого диапазона к более высокому диапазону, сопротивление измерителя также увеличивается с уменьшением величины сопротивления шунта.

Измерение сопротивления мультиметром

Этот же базовый прибор можно использовать в качестве омметра для измерять сопротивления. В этой схеме внутренняя батарея подключена в последовательно с измерителем через регулируемое сопротивление r и фиксированный сопротивления.

Фиксированные сопротивления ограничивают ток в пределах желаемого диапазона, а переменное сопротивление r используется для регулировки нуля .

Измеряемое сопротивление (испытательное сопротивление) подключено между тестовыми выводами. Ток, протекающий по цепи, зависит от сопротивление испытуемого образца. Отклонение стрелки указывает на ток, но шкала откалибрована в омах, чтобы напрямую давать значение сопротивления. Омметр обычно делается многодиапазонным прибором с использованием разных значений. постоянных сопротивлений.

Для измерения сопротивления мультиметром подходит диапазон выбрано. Затем провода счетчика замыкаются накоротко, а переменное сопротивление r скорректировано, чтобы обеспечить полное отклонение .