Таким образом, при помещении в токоизмерительные клещи 1-фазного провода целиком прибор покажет «нуль», так как в фазном и нулевом проводниках протекают разнонаправленные токи одинаковой величины.

Методы измерения

Первые три прибора для проведения измерений должны быть включены в цепь нагрузки последовательно с ней, то есть в разрыв провода. Для 1-фазной сети это может быть как фазный, так и нулевой провод. Для 3-фазной — только фазный, так как в нулевом протекает геометрическая сумма токов во всех фазах (при одинаковой нагрузке равна нулю).

1. В отличие от вольтметра (измеритель напряжения), амперметр нельзя использовать без нагрузки, иначе получится короткое замыкание.
2. Щупами прибора можно касаться проводов или контактов только при отсутствии напряжения, то есть тестируемая линия должна быть обесточена. В противном случае между близко расположенными щупом и проводом может возникнуть дуга с выделением тепла, достаточного для расплавления металла.

Все измерительные приборы имеют переключатель диапазона, которым регулируется чувствительность.

Заземление необходимо для безопасной эксплуатации электричества. Шина заземления – наиболее важный компонент электрической сети.

Трансформатор 220 на 12 Вольт – назначение и рекомендации по изготовлению вы найдете по ссылке.

Заметим, что ток, потребляемый некоторыми приборами, такими как телевизионная и компьютерная техника, энергосберегающие и светодиодные лампы, не является синусоидальным.

Поэтому некоторые измерительные приборы, принцип действия которых ориентирован на переменное напряжение, могут определять значение силы такого тока с ошибкой.

Видео на тему

Как измерить силу электрического тока в цепи: 3 способа

В процессе эксплуатации различного оборудования возникает  необходимость проверки основных электрических параметров его работы. Это нужно как для проверки определенных характеристик, так и для ремонтных работ. Одним из наиболее сложных и опасных измерений является определение величины токовой нагрузки. Поэтому для всех начинающих электриков будет актуально узнать, как измерить силу электрического тока в цепи правильно и безопасно.

Используемые приборы

Измерить силу тока можно различными способами, однако далеко не все из них применимы в повседневной жизни. К примеру, различные измерительные трансформаторы, подключаемые в  цепь, крайне неудобно переносить по дому и даже хранить на полке в гараже. Поэтому актуальными средствами измерительной техники являются амперметры, мультиметры и клещи. Далее рассмотрим детально особенности работы и применения каждого из них. 

Амперметр

Это один из наиболее простых измерительных приборов, который реагирует на изменение токовой нагрузки.  С электротехнической точки зрения амперметр представляет собой нулевой или бесконечно малое сопротивление. Поэтому в случае приложения напряжения только к прибору, в нем возникнет ток короткого замыкания, из-за чего амперметр включается в цепь последовательно замеряемой нагрузке. Для наглядности стоит пояснить, что измерить силу тока в розетке нельзя, так как без нагрузки (в случае разомкнутой цепи) ток в ней не протекает, на контактах розетки присутствует только напряжение, поэтому подключение амперметра напрямую приведет к замыканию.

Под электрическим током подразумевается направленное движение заряженных частиц, которое проходит через поперечное сечение проводника  за определенную единицу времени. Поэтому запомните, что токовая нагрузка возникает лишь от включения бытового электроприбора к источнику питания. Включение амперметра отдельно к точке электроснабжения или отдельно к рабочему двухполюснику никоим образом не даст информации о силе тока. Если рассмотреть пример на схеме, то чтобы замерить амперы вы должны включить прибор в линию последовательно к объекту измерения:

Как видите, основная сложность заключается в том, что процесс измерения происходит непосредственно в момент протекания электрической энергии, соответственно, велика вероятность поражения электрическим током в случае нарушения технологии.

Чтобы избежать плачевных последствий, необходимо соблюдать такие правила:

• Подключение производится только при отсутствии напряжения;
• Измерительные провода должны быть заизолированы, а места подключения удалены от человека, при необходимости исключена возможность прикосновения к ним;
• Выведение амперметра из цепи измерения тока также выполняется при снятом напряжении.

Так как амперметр является узконаправленным прибором для измерения силы тока, его редко кто хранит у себя дома. Поэтому если вы хотите приобрести приспособление, куда выгоднее обзавестись мультиметром, который обладает значительно более широким функционалом.

Мультиметр

Этот прибор также называют тестером, Ц-эшкой, поэтому в обиходе можно встретить разные поколения мультиметра. Принцип использования мультиметра в качестве средства для измерения тока в цепи полностью аналогично амперметру, как по схеме включения, так и по предъявляемым мерам предосторожности. Однако следует отметить, что мультиметр мультиметру рознь, поэтому перед включением тестера обязательно посмотрите, подходит ли он, чтобы измерить ток в вашем случае.

Из конструктивных особенностей сразу отметим:

• Диапазон измерения – выставляется переключателем на определенную величину силы тока. Выбирается таким, чтобы предполагаемая нагрузка его не превышала, но была соизмеримой.
• Род тока – переменный или постоянный, заметьте, что некоторые модели мультиметров предоставляют возможность измерить только один вариант.
• Разделение на слаботочные и силовые измерения – такие приборы имеют отдельную шкалу на мА, мкА и отдельную для А. Также в них могут располагаться отдельные разъемы, чтобы подключить щупы.
• Наличие защиты от перегрузки при подключении измерительных устройств, обозначается отметкой unfused. Которая свидетельствует о наличии предохранителя, способного предотвратить выход со строя мультиметра от протекания чрезмерной силы тока.

По способу отображения информации все мультиметры подразделяются на циферблатные и дисплейные. Первые из них – довольно устаревшая модель, ориентироваться по ним смогут только искушенные электрики, знакомые с основами метрологии. Новичок же может запутаться в показаниях на шкале, цене деления или какими единицами измеряется нагрузка. Поэтому применение цифрового прибора куда проще и удобнее, на дисплее отображается конкретное число.

Токоизмерительные клещи

Это наиболее удобный прибор, так как чтобы измерить силу тока токоизмерительными клещами, нет нужды разрывать цепь. Конструктивно клещи представляют собой разъемный магнитопровод,  в который и помещается проводник, на котором вы хотите померить силу тока. Токоизмерительные клещи имеют схожесть с тем же мультиметром, а в более продвинутых моделях вы встретите такой же переключатель с функцией определения мощности, напряжения, сопротивления, силы тока и разъемы для подключения щупов.

Как измерить силу тока в цепи

Для измерения электрического тока в цепи куда удобнее использовать современные устройства – мультиметры или клещи, особенно для одноразовых операций. А вот стационарный амперметр подойдет для тех ситуаций, когда вы планируете постоянно контролировать силу тока, к примеру, для контроля заряда батарейки или аккумулятора в автомобиле.

Постоянного тока

Разрыв электрической цепи организовывается до начала измерений при отключенном напряжении. Даже в низковольтных цепях вы можете вызвать замыкание батарейки, которое моментально приведет к потере электрического заряда. Далее рассмотрим пример измерения в цепи постоянного тока с помощью мультиметра, для этого:

• подключите щупы к соответствующим вводам в тестер – черный в COM, красный в разъем с пометкой mA, A или 10A, в зависимости от устройства;
• при помощи «крокодилов» соедините щупы тестера с цепью измерения последовательно;
• установите переключателем нужный род тока и предел измерений;
• можете подключить нагрузку и произвести измерения, на дисплее мультиметра отобразится искомое значение.

Но заметьте, подключать мультиметр следует на короткий промежуток времени, так как он может перегреться и выйти со строя.

Переменного тока

Цепь переменного напряжения может измеряться как мультиметром, так и токоизмерительными клещами. Но, в связи с опасностью переменного бытового напряжения для жизни человека, эту процедуру целесообразнее выполнять клещами без измерительных щупов и без разрыва цепи.

Для этого вам нужно:

• переключить ручку в положение переменных токов на нужную позицию нагрузки, если она изначально неизвестна, то сразу выбирают максимальный диапазон;
• нажать боковую скобу, которая разомкнет клещи;
• поместить внутрь клещей токоведущую жилу и отпустить кнопку.
• данные измерений отобразятся на дисплее, при необходимости их можно зафиксировать соответствующей кнопкой.

Производить измерения можно как на изолированных, так и на оголенных жилах. Но заметьте, в область обхвата должен попадать только один проводник, сразу в двух измерить не получится.

Реальные примеры измерения тока

Далее рассмотрим несколько вариантов того, как подключить измерительный прибор в бытовых нуждах. При замерах батареек вам необходимо один щуп приложить к контакту батарейки, а второй к контакту нагрузки, второй контакт нагрузки подключается к свободной клемме батарейки.

Если вы хотите проверить токовую нагрузку в обмотках трехфазного электродвигателя, измерительный прибор подключается поочередно в каждую фазу или если у вас есть три амперметра,  можете использовать их одновременно. Для этого щупы подключаются одним концом к выводам обмоток в борно, а вторым, к питающему проводу соответствующей фазы.

Способы на видео

Измерение силы тока и напряжения. Измерение мощности.

Измерение сильного электрического тока | ТН Электро

Чем больше электронов проходит через проводник каждую секунду, тем больше сила электрического тока, обычно называемого сильными токами. По площади поперечного сечения проводника поток электронов достигает 6,24 триллиона (6,24 • 1018) в секунду, тогда это называется сильным током в 1 ампер. Таким образом, можно сказать:
Время = Электрический заряд
Сильные токи

Ампер — это основная единица измерения законных сильных электрических токов в технике, ставшая привычкой, намного проще, чем методы измерения величин, такие как сильные токи, замененные символами и формулами, а также для символьного названия единицы (символ единицы).
Мощный символ для текущей формулы — I
Символ для единицы ампер — A
Единица деления и умножения:
1 кА = 1 килоампер = 1000 А = 10 ³ A
1 мА = 1 миллиампер = 1/1000 A = 10 ^-3 A
1 A = 1 миллионная микроампер = A = 10 ^-6 A

В «Законе о величине в единицах измерения» сильных с 2 июля 1969 г. установлена ​​величина электрического тока на базу, а в базовой единице 1 Ампер определен с помощью токовых энергетических реакций. Сильные токи в электротехника на больших расстояниях:
Лампа накаливания: от 100 до 1000 мА
Электродвигатели: от 1 до 1000 А
Плавка: от 10 до 100 кА
Телефон: немного А

Как узнать величину электрического тока? Инструмент, который можно использовать для определения сильного электрического тока, — это амперметры.При измерении сильных электрических токов, амперметры, включенные последовательно в электрическую цепь, так что сильный ток течет через те же амперметры с сильным током, протекающим в проводнике. Обратите внимание на рисунок 1.15!

Порядок установки амперметра на электрическую схему заключается в следующем. а. Положительный вывод амперметра подключается к положительному полюсу источника напряжения (аккумуляторной батареи). б. Отрицательная клемма амперметра подключена к отрицательному полюсу источника напряжения (аккумулятор). Если переключатель в цепи подключен, то горит лампа накаливания и стрелка амперметра отклоняется от нуля.

Стрелка амперметра с большим отклонением показывает сильный большой ток. Если выключатель разомкнут, лампа накаливания гаснет и стрелка амперметра снова указывает на ноль. Это означает, что в цепи нет питания. Таким образом, можно сделать вывод, что электрический ток течет только по замкнутой цепи. Измерителем электрического тока является амперметр, есть амперметр аналоговый и цифровой. При проведении измерений предел измерения подлежит корректировке.
1 мкА = 0.000001 А = 1,10-6 А;
1 мА = 0,001 А = 1,10-3 А;
1 кА = 1000 А = 1103 А;
1 MA = 1 000 000 A = 1 106 A

А как измеряется сила тока. Измерение тока. Устройств. Принцип измерения. Просмотры

Чтобы ответить на вопрос, как измерить ток мультиметром, нужно понимать, что такое ток и что такое мультиметр. Итак, начнем с первой позиции.

Со школьной скамьи известно, что сила тока — это количество (объем) электричества, которое проходит через проводник, например, это может быть обычная лампочка или кусок провода. Сам по себе электрический ток — это направленное движение электронов. Таким образом, сила тока — это фактически количество электронов, проходящих через какую-то одну точку проводника за единицу времени (обычно считая за одну секунду). С чисто физической точки зрения это один ампер, равный одному кулону в секунду.На этом информацию о школьной программе можно считать полной.

Теперь перейдем к электрике. Зачем нужно измерять ток? Основная цель этой процедуры — определить, превышает ли ток, проходящий через проводник, допустимый ток. Другой цели нет.

Но лучше измерять мультиметром, который представляет собой универсальный измерительный прибор, с помощью которого можно измерить не только силу тока, но и напряжение и сопротивление электрической цепи.

Виды мультиметров

В настоящее время на рынке представлены мультиметры двух типов.

1. Аналог.
2. Цифровой.

Первая модель в своей конструкции имеет шкалу, на которой выставлены показатели напряжения, тока и сопротивления, а также стрелку, указывающую измеряемые параметры электрических проводников … Начнем с того, что аналоговые мультиметры очень популярны у новичков. Это и понятно, их цена в несколько раз ниже, чем у цифровых.Плюс возможность учиться на простом устройстве.

Недостатков много, и один из основных — большая погрешность показаний. Правда, в конструкции устройства есть строительный резистор, с помощью которого можно уменьшить погрешность. И все-таки, если есть необходимость более точного определения параметров электрической схемы, то лучше выбрать цифровой вариант.

Цифровой мультиметр

Чисто внешне данная модель отличается от аналога только дисплеем, на котором отображаются измеренные значения.Экран в старых моделях светодиодный, в новых — жидкокристаллический. В то же время это самые точные мультиметры на сегодняшний день, которые очень просты в использовании (нет необходимости настраивать калибровку, как в случае с аналоговыми моделями).

Особенности конструкции

Итак, мультиметр имеет два типа выходов, они имеют цветовую маркировку: красный и черный. Но на разных моделях может быть разное количество гнезд: два, четыре и больше. Черный выход — массовый, то есть обычный (обозначается либо «com», либо минусом).Красный используется именно для измерений, то есть он потенциальный. Розеток может быть несколько для измерения каждого параметра электрической цепи, то есть сопротивления, напряжения и тока. На мультиметре такие розетки обозначаются единицей измерения параметров, поэтому вы не ошибетесь.

Второй внешний элемент — ручка, которая вращается по кругу. С его помощью устанавливается предел измерения. Поскольку перед нами встает вопрос, как измерить силу тока мультиметром, нас должна заинтересовать шкала с амперами.Хочу отметить, что на аналоговых тестерах таких ограничений меньше, чем на цифровых. Плюс ко всему последние снабжены различными полезными опциями, например, звуковым сигналом.

А теперь один из важных моментов. У каждого мультиметра есть ограничение по максимальному току. Поэтому, выбирая проверяемую электрическую сеть, необходимо сравнить текущую ситуацию в проверяемой цепи с лимитом в тестере. Например, если в проверяемой электрической цепи предполагается, что ток, проходящий по ней, будет составлять 200 А, то не следует проверять эту цепь мультиметром с максимальным пределом 10 А.Предохранители устройства сразу же перегорят, как только вы начнете тестирование. Кстати, максимальный показатель должен быть указан на корпусе устройства или в его паспорте.

Измеряем ток

Что делать в первую очередь:

• установите щупы: черный в черный патрон, красный в красный с обозначением ампер — «А»;
• переключают тумблер, который показывает, какой ток нужно будет проверять: переменный «AC» или постоянный «DC»;
• интервал измеряемых пределов выставлен таким образом, чтобы не сжечь само устройство, то есть установить предел так, чтобы он был выше ожидаемого уровня тока в электрической цепи.

Подготовительный этап окончен, мультиметр готов, можно измерить силу тока.

Внимание! Перед проведением измерений необходимо отключить питание. Не проводите тестирование во влажной или влажной среде. Обязательно соблюдайте требования техники безопасности.

Например, как проверить участок проводки. Для этого нужно оголить концы секции (снять изоляцию с проводов) и подключить к ним два щупа от мультиметра.Кстати, на конце черного провода установлен крокодил, поэтому подключить его к проводке не составит труда. На красный провод устанавливается шиловидный зонд. Его придется подключить вручную, поместив зонд на оголенный конец.

Итак, если все приготовления выполнены, можно подавать напряжение на участок проводки. На дисплее мультиметра должны отображаться цифровые показания силы тока. Если на экране отображаются нули, то это либо обрыв сети, либо неправильно выставлен предел измерения.Поэтому отключите ток на участке, отключите мультиметр и установите другое ожидаемое значение. И все равно сделай это снова.

Что еще можете посоветовать?

• Будет лучше, если перед началом работ по проверке проводника прочитать инструкцию к прибору. Особое внимание следует уделить разделу, в котором описаны меры предосторожности.
• При использовании мультиметра всегда надевайте защитные резиновые перчатки.

Связанные записи:

Электрический ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц.Такими частицами могут быть: в металлах — электроны, в газах — ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях — электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость). Иногда электрический. Ток также называется током смещения, возникающим в результате изменения во времени электрического поля. Электрический ток имеет количественные характеристики: скалярная — сила тока, а векторная — плотность тока.

Сила тока — физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего через сечение проводника за некоторое время, к значению этого периода времени.Сила тока в Международной системе единиц (СИ) измеряется в амперах (русское обозначение: А). Согласно закону Ома, ток в участке цепи прямо пропорционален напряжению, приложенному к этому участку цепи, и обратно пропорционален его сопротивлению:

Мощность электрического тока — это отношение выполняемой им работы к время, в течение которого работа была завершена. Мощность измеряется в ваттах. Ваттметр-измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электр.ток или электромагнитный сигнал.

Электрическое напряжение — это величина, численно равная работе по перемещению единицы электрического заряда между двумя произвольными точками в электрической цепи.

2. Постоянный электрический ток. Характеристики электрического поля. Закон Ома для участка цепи. Сформулируйте и запишите закон Джоуля-Ленца.

Электрический ток называется постоянным, если сила и направление тока не меняются с течением времени. Основные характеристики электрического поля: потенциал, напряжение и напряжение.Энергия электрического поля, относящаяся к единице положительного заряда, помещенной в эту точку поля, называется потенциалом поля в данной точке. потенциал электрического поля в данной точке численно равен работе, совершаемой внешней силой, когда единица положительного заряда перемещается извне поля в данную точку. Потенциал поля измеряется в вольтах. Если потенциал обозначен буквой φ, заряд буквой q и работа, затраченная на перемещение заряда — W, то потенциал поля в этой точке будет выражаться формулой φ = W / q

Напряжение между двумя точками электрического поля численно равна работе, которую поле совершает по передаче единицы положительного заряда из одной точки поля в другую.

Как видите, напряжение между двумя точками поля и разность потенциалов между одними и теми же точками — это одна и та же физическая сущность. Напряжение измеряется в вольтах (В)

Величина E, численно равная силе, испытываемой единичным положительным зарядом в данной точке поля, называется напряженностью электрического поля. F = Q x E, где F — сила, действующая из электрического поля на заряд Q, помещенный в данной точке поля, E — сила, действующая на единичный положительный заряд, размещенный в той же точке поля.

Закон Ома для участка цепи

Сила тока прямо пропорциональна разности потенциалов (напряжению) на концах участка цепи и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка:

I = U / R, где U — напряжение на этом участке цепи

R — сопротивление этого участка схемы

Сформулируйте и запишите Джоуля-Ленца

Когда электрический ток проходит через проводник, количество тепла, выделяемого в проводнике, равно прямо пропорциональна квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекает через проводник.

Это положение называется законом Ленца-Джоуля.

Если обозначить количество тепла, создаваемого током, буквой Q (J), ток, протекающий по проводнику, — I, сопротивление проводника — R и время, в течение которого ток течет по проводнику, — t. , то закону Ленца-Джоуля можно дать следующее выражение:

Поскольку I = U / R и R = U / I, то Q = (U2 / R) t = UIt.

3. В чем причина получения фигур Лиссажу? Нарисуйте цифры, если частота на канале X = 50 Гц равна const, а частота на канале Y = 25,50,100,150 Гц.

Фигуры Лиссажу — это замкнутые траектории, нарисованные точкой, которая одновременно совершает два гармонических колебания в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Внешний вид фигур зависит от соотношения периодов (частот), фаз и амплитуд обоих колебаний.

X = 50 Гц, y = 50 Гц X = 50 Гц, y = 100 Гц X = 50 Гц, y = 150 Гц x = 50 Гц y = 25 Гц

Нагрузка в электрической цепи характеризуется силой тока, которая измеряется в амперах.Иногда необходимо измерить силу тока, чтобы проверить допустимую нагрузку на кабель. Для прокладки ЛЭП используются кабели разного сечения. Если кабель работает с нагрузкой выше допустимой, то он нагревается, и изоляция постепенно разрушается. В результате это приводит к замене кабеля.

• После прокладки нового кабеля необходимо измерить ток, проходящий по нему со всеми работающими электрическими приборамиох.
• Если к старой проводке подключена дополнительная нагрузка, то следует также проверить значение тока, которое не должно превышать допустимых пределов.
• При нагрузке, равной верхнему допустимому пределу, проверяется соответствие протекающего тока. Его значение не должно превышать номинальное значение рабочего тока машин. В противном случае автоматический выключатель обесточит сеть из-за перегрузки.
• Измерение тока необходимо также для определения режимов работы электрических устройств. Измерение токовой нагрузки электродвигателей производится не только для проверки их работоспособности, но и для выявления превышения нагрузки над допустимой, что может возникнуть из-за большого механического усилия при работе устройства.
• Если замерить ток в рабочей цепи, то покажет исправность.
• Функциональность в квартире проверяется также замерив силу тока.

Помимо силы тока, существует понятие силы тока. Этот параметр определяет работу тока, выполняемую за единицу времени. Текущая мощность равна отношению выполненной работы к промежутку времени, в течение которого эта работа была выполнена.Текущая мощность обозначается буквой «P» и измеряется в ваттах.

Мощность рассчитывается путем умножения сетевого напряжения на ток, потребляемый подключенными электрическими устройствами: P = U x I. Обычно электрические приборы указывают потребляемую мощность, по которой можно определить ток. Если ваш телевизор имеет мощность 140 Вт, то для определения силы тока делим это значение на 220 В, в результате получаем 0,64 ампера. Это значение максимального тока, на практике сила тока может быть ниже при понижении яркости экрана или изменении других настроек.

Для определения расхода электрической энергии с учетом работы потребителей в различных режимах необходимы электроизмерительные приборы, способные измерять текущие параметры.

• … Для измерения величины тока в цепи используются специальные приборы, называемые амперметрами. Они подключаются к измеряемой цепи последовательно. Внутреннее сопротивление Амперметр очень маленький, поэтому на параметры схемы не влияет.Шкала амперметра может быть размечена в амперах или других долях ампера: микроамперы, миллиамперы и т. Д. Амперметры бывают нескольких типов: электронные, механические и т. Д.

• — электронное измерительное устройство, способное измерять различные параметры электрической цепи (сопротивление, напряжение, обрыв провода, пригодность аккумулятора и т. Д.), Включая силу тока. Есть два типа мультиметров: цифровые и аналоговые. Мультиметр имеет различные настройки измерения.

• … Если вам нужно измерить ток, не разрывая электрическую цепь, то измерительные клещи станут отличным вариантом для этой задачи. Это устройство выпускается нескольких типов и разной конструкции. Некоторые модели могут измерять и другие параметры цепи. Использовать токоизмерительные клещи очень удобно.

Для измерения тока в электрической цепи необходимо подключить одну клемму амперметра или другого устройства, способного измерять силу тока, к положительной клемме источника тока или, а другую клемму — к проводу потребителя.После этого можно измерить силу тока.

При измерении необходимо соблюдать осторожность, так как при размыкании активной электрической цепи может возникнуть электрическая дуга.

Для измерения силы тока электрических устройств, подключенных непосредственно к розетке или кабелю бытовой сети, измерительный прибор устанавливают на режим переменного тока с завышенным верхним пределом. Затем измерительный прибор подключается к обрыву фазного провода.

Все работы по подключению и отключению разрешены только в обесточенной цепи.После всех подключений можно подавать питание и измерять ток. В этом случае нельзя касаться оголенных токоведущих частей, чтобы избежать поражения электрическим током … Такие методы измерения неудобны и представляют определенную опасность.

Намного удобнее проводить измерения токоизмерительными клещами, которые могут выполнять все функции мультиметра в зависимости от версии прибора. С такими клещами очень просто работать. Необходимо настроить режим измерения постоянного или переменного тока, развести усы и накрыть им фазный провод.Затем нужно проверить прилегание усов друг к другу и измерить силу тока. Для правильных показаний нужно только фазный провод прикрыть усами. Если накрыть сразу два провода, то замер не получится.

Токоизмерительные клещи используются только для измерения параметров переменного тока. Если ими измерять постоянный ток, то усы сжимаются с большой силой, и раздвинуть их можно будет, только отключив питание.

ампер, ватт и вольт: руководство по измерению мощности

Опубликовано 17 мая, 2019 автором Oozle Media

В октябре 2018 года мы написали статью на тему Хэллоуина о предотвращении перебоев в подаче электроэнергии.Мы обсудили несколько общих вещей, в том числе то, как узнать измерения мощности. В этой статье мы повторим сказанное, а также расширим его.

Во-первых, давайте определим наши термины

Согласно Google, вот технические определения для ампер, вольт и ватт:

Ампер: единица электрического тока, равная одному кулону в секунду.

Вольт: единица электродвижущей силы в системе СИ, разность потенциалов, которая будет управлять током в один ампер против сопротивления в один ом.

Вт: единица мощности в системе СИ, эквивалентная одному джоулю в секунду, соответствующая мощности в электрической цепи, в которой разность потенциалов составляет один вольт, а сила тока — один ампер.

Чтобы определить их проще и аналогично, пользователь Reddit Gsnow творчески объясняет разницу между этими измерениями мощности следующим образом:

«Думайте об этом как о потоке воды.

Вольт = давление воды

А = движущегося объема воды

Если у вас высокое давление, но низкая громкость (высокое напряжение, низкая сила тока), это похоже на ирригатор дантиста.

Если у вас большой объем, но низкое давление (высокая сила тока, но низкое напряжение), это как если бы ваш подвал затопил стены или стоки.

Если у вас большая громкость и высокое давление (большая сила тока и высокое напряжение), это похоже на то, как пожарный шланг попадает вам в грудь с расстояния 3 фута и отбрасывает вас обратно через комнату.

Вт — это мера того, сколько силы создается, другими словами, насколько велик эффект, который производит поток воды (электрический поток) ».

Расчет измерений мощности

Номинальная мощность

Ваш автоматический выключатель может выдерживать только определенную силу тока.Он имеет определенную номинальную силу тока, которая позволяет вашему автоматическому выключателю работать и обеспечивает ваш дом электричеством. Если этот предел будет превышен, ваш выключатель отключится, чтобы предотвратить повреждение проводки и бытовой техники в вашем доме.

Как узнать силу тока в доме

Это довольно просто. Все, что вам нужно сделать, это подойти к выключателю и проверить рукоятку. Большинство бытовых цепей имеют ток 15-20 ампер, и чем новее ваш дом, тем выше будет сила тока.Зная свою силу тока, вы можете узнать, сколько устройств вы можете поддерживать с ее помощью.

Какую силу тока используют ваши устройства?

Во-первых, убедитесь, что вы знаете, сколько ампер выдерживает ваша схема. Затем проверьте этикетку вашего устройства или руководство пользователя, чтобы узнать, сколько ватт и вольт будет использовать устройство. Разделите количество ватт на количество вольт, и вы получите максимальное количество ампер, которое потребуется от вашей схемы. Возможно, вам стоит отслеживать, сколько ампер потребляет каждое устройство.Таким образом, вы можете отслеживать, сколько энергии вы потребляете. Если вы в конечном итоге превысите свой лимит, вы отключите цепь.

Выходное напряжение

Напряжение означает количество энергии, поступающей из ваших розеток, и его измерение называется вольтами. Одна розетка обычно может выдавать до 120 вольт.

Какие бывают типы токов напряжения?

Постоянный ток (DC): Электричество течет в одном направлении. Это тип тока, который будет использовать большая часть вашей цифровой электроники.

Переменный ток (AC): Электричество периодически меняет направление своего потока. Большинство домов подключено к сети переменного тока, и поэтому ваш дом, скорее всего, тоже построен для этого.

Сколько вольт выходит из моей розетки?

Опять же, убедитесь, что вы знаете номер силы тока вашей цепи. Затем проверьте устройство, которое вы подключаете к розетке, чтобы узнать, сколько ватт оно потребляет. Все, что вам нужно сделать после этого, — это разделить полученное количество ватт на значение силы тока вашей цепи.Полученное число — это количество вольт, выходящих из вашей розетки для поддержки вашего устройства.

Ватт Измерения

Мы обсуждали выше амперы и вольты, но есть еще один вопрос, который следует учитывать — ватты. Ватт — это единица измерения электроэнергии или единицы мощности.

Как можно рассчитать количество ватт, которое может выдержать ваша схема?

Все, что вам нужно знать, это две вещи. Как обсуждалось в предыдущих расчетах, вам нужно знать силу тока вашей цепи.Вам также необходимо знать, сколько вольт может выдавать ваша розетка. Затем умножьте силу тока на количество вольт. Это максимальное количество ватт, которое ваша схема может поддерживать одновременно. Если вы превысите это количество, вполне возможно, что произойдет электрический взрыв.

Обратитесь в службу поддержки JP Electrical

Если ваш автоматический выключатель когда-либо сработает или у вас возникнут другие проблемы с электричеством в вашем доме, позвоните нам. Мы предоставляем различные бытовые и коммерческие услуги и особенно хорошо разбираемся в электромонтажных работах, освещении и панелях.Также можем предоставить генераторы!

Позвоните в JP Electrical сегодня!

Категории: Электротехническое обслуживание

Как мы отслеживаем токи?

Экипаж корабля NOAA «Рейнир» помогает в текущем исследовании вод около Ситки, Аляска. Результаты текущих съемок используются для улучшения прогнозов приливных течений и поддержки новых операционных моделей прогнозов.

Наблюдатель стоит на корабле, бросает дрифтера в воду и затем измеряет время, которое требуется этому объекту, чтобы двигаться вдоль борта корабля. По мере того, как со временем технологии совершенствовались, океанографы начали использовать механические измерители тока. Корабль выставлял метр, и обычно какой-то ротор вращался и измерял токи. Это все еще основной процесс сегодня; однако есть более точные и сложные инструменты.

Сегодня в открытом океане дрифтер похож на буй в воде, который может быть оснащен технологией глобальной системы позиционирования или спутниковой связью, которая передает данные и информацию.Дрифтеры также могут погружаться на длительные периоды времени для измерения океанских течений на определенной глубине. Затем дрифтер периодически всплывал на поверхность, чтобы послать сигнал со своими данными и положением наблюдателям на суше.

Помимо буев, есть и другие инструменты, которые используются для контроля течений. Акустический доплеровский профилограф тока обычно используется для измерения токов. Обычно его устанавливают на морском дне или прикрепляют ко дну лодки. Он посылает акустический сигнал в толщу воды, и этот звук отражается от частиц в воде.Прибор может рассчитать скорость и направление тока, зная частоту обратного сигнала, пройденное расстояние и время, необходимое для прохождения сигнала.

Многие океанологи также используют радиоантенны и высокочастотные системы обнаружения и определения дальности (радары) для измерения поверхностных океанских течений. Подобно акустическому доплеровскому профилометру течения, эти береговые инструменты используют эффект Доплера для определения того, когда течения движутся к берегу или от берега, или для измерения скорости течения.

В NOAA океанографы используют узлы для измерения скорости течения. Термин «узел» определяется как одна морская миля в час. Одна морская миля равна 1,85 км . Один узел тоже 51,44 сантиметра в секунду .

Компоненты и методы измерения тока

Измерение тока используется для выполнения двух основных функций схемы. Во-первых, он используется для измерения того, «сколько» тока течет в цепи, что может использоваться для принятия решений об отключении периферийных нагрузок для экономии энергии или возврата работы к нормальным пределам.Вторая функция — определить, когда это «слишком много» или это состояние неисправности. Если ток превышает безопасные пределы, условие программной или аппаратной блокировки выполняется и выдает сигнал для выключения приложения, например, двигателя в остановленном состоянии или короткого замыкания. Важно выбрать подходящую технологию с необходимой надежностью, чтобы должным образом выдерживать экстремальные условия, которые могут возникнуть во время неисправности.

Сигнал для указания состояния «сколько» и «слишком много» доступен в различных методах измерения:

1. Резистивный (прямой)
   а.Резисторы считывания тока
   б. Сопротивление индуктивности постоянному току
2. Магнитный (непрямой)
   а. Трансформатор тока
   б. Катушка Роговского
   c. Устройство на эффекте Холла
3. Транзистор (Прямой)
   а. R _{DS (ВКЛ)}
   б. Передаточно-метрическая

Каждый метод имеет преимущества для измерения тока, но также требует компромиссов, которые могут иметь решающее значение для конечной надежности приложения.Их также можно разделить на две основные категории методов измерения; прямые или косвенные. Прямой метод означает, что он подключен непосредственно к измеряемой цепи и что измерительные компоненты подвергаются воздействию линейного напряжения, тогда как косвенный метод обеспечивает изоляцию, которая может быть необходима для безопасности конструкции.

Резистор считывания тока

Резистор — это прямой метод измерения тока, который отличается простотой и линейностью.Резистор считывания тока помещается в линию с измеряемым током, и возникающий в результате ток вызывает преобразование небольшого количества энергии в тепло. Это преобразование мощности и обеспечивает сигнал напряжения. Помимо благоприятных характеристик простоты и линейности, резистор считывания тока является экономичным решением со стабильным температурным коэффициентом сопротивления (TCR).

Сопротивление индуктора постоянному току

Сопротивление индуктивности постоянному току также можно использовать для измерения резистивного тока.Этот метод считается «без потерь» из-за низкого значения сопротивления меди, обычно

Трансформатор тока

являются то, что он обеспечивает изоляцию от сетевого напряжения, обеспечивает измерение тока без потерь, а напряжение сигнала может быть большим, что обеспечивает некоторую помехоустойчивость. Этот метод косвенного измерения тока требует изменения тока, такого как переменный, переходный или коммутируемый постоянный ток; для создания изменяющегося магнитного поля, которое магнитно связано с вторичными обмотками (рис.1). Вторичное измерительное напряжение можно масштабировать в соответствии с соотношением витков первичной и вторичной обмоток. Этот метод измерения считается «без потерь», потому что ток цепи проходит через медные обмотки с очень небольшими резистивными потерями. Однако небольшая мощность теряется из-за потерь трансформатора на нагрузочном резисторе, потерь в сердечнике, а также сопротивления первичной и вторичной обмоток постоянному току.

Катушка Роговского

Катушка Роговского похожа на трансформатор тока тем, что на вторичную катушку наводится напряжение, пропорциональное току, протекающему через изолированный проводник.Исключением является то, что пояс Роговского (рис. 2) представляет собой конструкцию с воздушным сердечником, в отличие от трансформатора тока, который использует сердечник с высокой магнитной проницаемостью, такой как многослойная сталь, для магнитного соединения с вторичной обмоткой. Конструкция с воздушным сердечником имеет более низкую индуктивность, что обеспечивает более быструю реакцию на сигнал и очень линейное напряжение сигнала. Из-за своей конструкции он часто используется в качестве временного метода измерения тока в существующей проводке, такой как портативный измеритель. Это можно рассматривать как более дешевую альтернативу трансформатору тока.

Эффект Холла

Когда проводник с током помещается в магнитное поле, как показано на рис. 3, возникает разность потенциалов перпендикулярно магнитному полю и направлению тока. Этот потенциал пропорционален величине протекающего тока. Когда нет магнитного поля и есть ток, разницы потенциалов нет. Однако, когда существует магнитное поле и ток, заряды взаимодействуют с магнитным полем, вызывая изменение распределения тока, что создает напряжение Холла.

Преимущество устройств на эффекте Холла заключается в том, что они способны измерять большие токи с малой рассеиваемой мощностью. Однако существует множество недостатков, которые могут ограничивать их использование, включая нелинейный температурный дрейф, требующий компенсации, ограниченная полоса пропускания, обнаружение тока малого диапазона требует большого напряжения смещения, которое может привести к ошибке, восприимчивости к внешним магнитным полям и высокой стоимости.

считаются методом обнаружения перегрузки по току «без потерь», поскольку они являются стандартными управляющими компонентами схемы, и для подачи управляющего сигнала не требуется дополнительных устройств сопротивления или рассеивания мощности.В технических характеристиках транзисторов указано сопротивление в открытом состоянии сток-исток, R _{DS (ON)} , с типичным сопротивлением в диапазоне мОм для силовых полевых МОП-транзисторов (рис. 4). Это сопротивление состоит из нескольких компонентов, которые начинаются с выводов, подключаемых к полупроводниковому кристаллу через сопротивление, которое составляет многочисленные характеристики канала. На основе этой информации ток, проходящий через полевой МОП-транзистор, можно определить по формуле I _Load = V _{RDS (ON)} / R _{DS (ON)} .

Каждая составляющая R _{DS (ON)} вносит свой вклад в ошибку измерения, которая возникает из-за незначительных изменений сопротивлений областей интерфейса и эффектов TCR. Эффекты TCR можно частично компенсировать путем измерения температуры и корректировки измеренного напряжения с учетом ожидаемого изменения сопротивления из-за температуры. Часто TCR для полевых МОП-транзисторов может достигать 4000 ppm / ° C, что эквивалентно изменению сопротивления на 40% при повышении температуры на 100 ° C. Как правило, этот метод обеспечивает точность сигнала приблизительно от 10% до 20%.В зависимости от требований к точности это может быть приемлемым диапазоном для обеспечения максимальной токовой защиты.

Ratio Metric Current Sense MOSFETs

МОП-транзистор состоит из тысяч параллельных транзисторных ячеек, которые уменьшают сопротивление в открытом состоянии. Чувствительный к току полевой МОП-транзистор, показанный на рис. 5, использует небольшую часть параллельных ячеек и подключается к общим затвору и стоку, но к отдельному источнику. Это создает второй изолированный транзистор; «Смысловой» транзистор. Когда транзистор включен, ток через транзистор считывания будет в соотношении, сравнимом с основным током через другие ячейки.

В зависимости от транзистора диапазон допуска точности может варьироваться от 5% до 15–20%. Это не подходит для приложений управления током, которые обычно требуют точности измерения 1%, но предназначено для защиты от перегрузки по току и короткого замыкания.

Преимущества резисторной технологии

Thin Film обычно не используется для текущих сенсорных приложений, но включен в это обсуждение, чтобы расширить тему. Как правило, эти резистивные изделия предназначены для прецизионных применений, поскольку диапазон резистивного слоя составляет от 0.От 000001 до 0,000004 дюйма толщиной. Они достаточно устойчивы к скачкам напряжения в соответствующем приложении, но не рассчитаны на высокие токи, обычно связанные с упомянутыми здесь приложениями.

, обычно толщиной от 0,0005 до 0,002 дюйма, почти в 100 раз толще, чем тонкая пленка. Увеличенная толщина соответствует большей массе, которая лучше способна переносить относительно высокие токи и рассеивать тепло по подложке, а также лучше справляться с переходными процессами.Еще одним преимуществом толстопленочной продукции является гибкость при запросе стандартных значений сопротивления благодаря высокой эффективности процесса лазерной обрезки. Компромисс толстой пленки заключается в том, что эти продукты не так способны выдерживать очень жесткие допуски, как у тонкопленочных продуктов.

Технология фольги имеет большее поперечное сечение и представляет собой однородный резистивный сплав, который отличается от технологии толстой пленки, в которой используются резистивные материалы, подвешенные в стеклянной матрице. Для сравнения, фольга имеет тенденцию выдерживать большие переходные скачки напряжения по сравнению с предыдущими версиями.Принципиальным преимуществом этой технологии является низкий диапазон омических значений с низким TCR.

Резисторы из объемного сплава имеют максимальную устойчивость к импульсным перенапряжениям из-за большой токоведущей массы. Он доступен со значениями сопротивления от 0,000 5 Ом с низким TCR. Сплав в массе обычно является лучшим выбором для сильноточных источников питания или там, где неисправность может привести к возникновению экстремальных токов. Эти продукты не обладают таким широким предложением сопротивления, как продукты с толстой пленкой, потому что резисторный сплав имеет ограниченное сопротивление для достижения высоких значений диапазона, а также требует механической прочности, чтобы выдерживать технологические операции.

Особенности продукта

Сильноточные приложения требуют, чтобы значение сопротивления было очень низким, чтобы минимизировать потери мощности, и в то же время обеспечивать необходимый уровень сигнала для обеспечения сигнала напряжения, достаточно высокого для превышения уровня шума. Для этих низких значений омического сопротивления часто требуется четырехконтактное соединение, чтобы уменьшить ошибки, которые могут возникнуть из-за контактного сопротивления, возникающего при установке детали на плату.

CSL (рис. 6a) предлагает четыре клеммы по конструкции, но другие стандартные устройства для поверхностного монтажа могут выиграть от конструкции с четырьмя клеммами.Эти части имеют физически разделенные точки подключения для тока и напряжения, что снижает погрешность измерения, связанную с контактами. В случае CSL ток будет протекать через внутренние штыри, а напряжение измеряется на внешних штырях, и рекомендуется для лучшей точности с LRF3W, который должен быть сконфигурирован как устройство с поперечным потоком с током на диаметрально противоположных углах (например, контакт 2 к контакту 3).

Расположение контактных площадок (рис. 6b) создает отдельные области для измерения напряжения сигнала от токоведущей части, что снижает погрешность.Конструкция контактной площадки 1 иллюстрирует один метод, который создает изолированную область контактной площадки внутри схемы контактной площадки, но эта конструкция может уменьшить площадь контактной площадки ниже необходимых пределов, чтобы пропускать высокие токи через медную дорожку. В конструкции контактной площадки 2 используется металлическое сквозное отверстие для подключения под контактной площадкой и подключения к внутренней или внешней дорожке для измерения; это максимизирует пространство контактной площадки для передачи тока к резистору. Контактная точка помещает сигнальную линию как можно ближе к текущему каналу; минимизация погрешности измерения.

Теплоизоляция

OARS (открытый резистор для поверхностного монтажа) представляет собой уникальную конструкцию, которая поднимает горячую точку резистивного материала намного выше материала печатной платы.Это помещает самую горячую область детали в доступный воздушный поток, который рассеивает максимальное количество тепловой энергии в воздухе, а не на печатной плате.

Это дает два ключевых преимущества для теплового расчета, которые влияют на материал печатной платы и другие соседние силовые или полупроводниковые компоненты. Типичный материал печатной платы FR4 рассчитан только на 130 ° C; силовой резистор, который обычно прилегает к плате, может вызвать повреждение материала во время скачков мощности или снизить верхние пределы температурных характеристик схемы.Повышенная чувствительность к току предотвращает повреждение материала схемы и позволяет паяному соединению охладиться. Второе преимущество за счет отвода тепла в воздух вместо печатной платы — это улучшенная производительность расположенных поблизости устройств, подверженных тепловому воздействию. Эти эффекты могут включать номинальный срок службы, мощность, световой поток, точность и надежность.

Тепловизионные изображения, показанные на рис. 7, помогают проиллюстрировать изоляционные характеристики продуктов OAR и OARS. Эти испытания проводились на картонном материале FR4 без окружающего воздушного потока; воздушный поток улучшит тепловые характеристики системы.Следите за температурой паяного соединения по отношению к горячей точке. Эти температуры основаны на достижении теплового равновесия, однако в применении эти результаты могут быть расширены, чтобы рассматриваться как тепловые характеристики для условий защиты от перегрузки по току. FR4 не будет превышать свой температурный рейтинг, хотя существуют экстремальные условия цепи.

Напряжение паяного соединения

Изогнутая и приподнятая конструкция семейства резистивных продуктов OARS позволяет резистору изгибаться.Эта конструкция снижает напряжение, создаваемое различиями в коэффициентах теплового расширения между выделяющим тепло металлом и материалом рассеивающей печатной платы. Компоненты для поверхностного монтажа, которые являются плоскими и параллельными печатной плате, будут прикладывать усилия сдвига к паяным соединениям, что может привести к отказу или изменению характеристик. В приложениях с интенсивным термоциклированием OARS предпочтительнее других подобных цельнометаллических конструктивных элементов из-за этой гибкости (рис. 8).

LRF3W (рис.9) от TT electronics обеспечивает несколько конструктивных преимуществ, связанных с его соотношением сторон 1225 с заделкой вдоль длинной стороны компонента. Боковая заделка увеличивает номинальную мощность до 3 Вт, устраняя необходимость в уменьшении трассировки цепей, как того требует традиционная площадь основания 2512. Это также снижает напряжения в паяных соединениях из-за различий в температурном коэффициенте расширения керамики и материала печатной платы. Соотношение сторон 1225 уменьшает расстояние между центром / горячей зоной детали и теплоотводящим материалом печатной платы.Это обеспечивает высокую мощность 3 Вт и снижает нагрузку на паяное соединение из-за различий в температурных коэффициентах расширения между керамической подложкой и тепловой массой материала печатной платы.

Статьи по теме

Чувствительный к току индуктор повышает КПД регулятора

Измерение входного тока понижающего или обратного преобразователя

Фильтр измеряет ток в высоковольтных двигателях

Усовершенствованные костюмы для измерения тока High-Rel Systems

Измерение и анализ мощности электродвигателя

Билл Гэтеридж, менеджер по продукции, Power Measuring Instruments, Yokogawa Corporation of America

Часть 1: Основные измерения электрической мощности

Электродвигатели — это электромеханические машины, преобразующие электрическую энергию в механическую.Несмотря на различия в размере и типе, все электродвигатели работают примерно одинаково: электрический ток, протекающий через катушку с проволокой в ​​магнитном поле, создает силу, которая вращает катушку, создавая крутящий момент.

Понимание выработки электроэнергии, потерь мощности и различных типов измеряемой мощности может быть пугающим, поэтому давайте начнем с обзора основных измерений электрической и механической мощности.

Что такое мощность? В самом простом виде мощность — это работа, выполняемая в течение определенного периода времени.В двигателе мощность передается на нагрузку путем преобразования электрической энергии в соответствии со следующими законами науки.

В электрических системах напряжение — это сила, необходимая для перемещения электронов. Ток — это скорость потока заряда в секунду через материал, к которому приложено определенное напряжение. Умножив напряжение на соответствующий ток, можно определить мощность.

P = V * I, где мощность (P) в ваттах, напряжение (V) в вольтах, а ток (I) в амперах

Ватт (Вт) — единица мощности, определяемая как один джоуль в секунду.Для источника постоянного тока вычисление представляет собой просто умножение напряжения на ток: W = V x A. Однако определение мощности в ваттах для источника переменного тока должно включать коэффициент мощности (PF), поэтому W = V x A x PF для переменного тока. системы.

Коэффициент мощности представляет собой безразмерное отношение в диапазоне от -1 до 1 и представляет собой количество реальной мощности, выполняемой при работе с нагрузкой. При коэффициенте мощности меньше единицы, что почти всегда имеет место, будут потери в реальной мощности. Это связано с тем, что напряжение и ток в цепи переменного тока имеют синусоидальную природу, а амплитуда тока и напряжения в цепи переменного тока постоянно смещается и обычно не идеально совмещена.

Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на ток (P = V * I), мощность является максимальной, когда напряжение и ток выстраиваются вместе, так что пики и нулевые точки на сигналах напряжения и тока возникают одновременно. Это типично для простой резистивной нагрузки. В этой ситуации две формы сигналов находятся «в фазе» друг с другом, а коэффициент мощности будет равен 1. Это редкий случай, поскольку почти все нагрузки не просто обладают идеальным сопротивлением.

Говорят, что две формы сигнала «не совпадают по фазе» или «сдвинуты по фазе», когда два сигнала не коррелируют от точки к точке.Это может быть вызвано индуктивными или нелинейными нагрузками. В этой ситуации коэффициент мощности будет меньше 1, и реальная мощность будет меньше.

Из-за возможных колебаний тока и напряжения в цепях переменного тока мощность измеряется несколькими способами.

Реальная или истинная мощность — это фактическая мощность, используемая в цепи, и измеряется в ваттах. В цифровых анализаторах мощности используются методы оцифровки сигналов входящего напряжения и тока для расчета истинной мощности в соответствии с методом, показанным на Рисунке 1.

В этом примере мгновенное напряжение умножается на мгновенный ток (I), а затем интегрируется за определенный период времени (t). Истинный расчет мощности будет работать с любым типом сигнала независимо от коэффициента мощности (рисунок 2).

Гармоники создают дополнительную сложность. Несмотря на то, что электрическая сеть номинально работает на частоте 60 Гц, существует много других частот или гармоник, которые потенциально могут существовать в цепи, а также может быть составляющая постоянного или постоянного тока.Общая мощность рассчитывается путем рассмотрения и суммирования всего содержимого, включая гармоники.

Методы расчета, показанные на Рисунке 2, используются для обеспечения истинного измерения мощности и истинных измерений среднеквадратичного значения для любого типа сигнала, включая все гармонические составляющие, вплоть до полосы пропускания прибора.

Измерение мощности

Далее мы посмотрим, как на самом деле измерить мощность в данной цепи. Ваттметр — это прибор, который использует напряжение и ток для определения мощности в ваттах.Теория Блонделя утверждает, что общая мощность измеряется минимум на один ваттметр меньше, чем количество проводов. Например, однофазная двухпроводная схема будет использовать один ваттметр с одним измерением напряжения и одним измерением тока.

Однофазная трехпроводная двухфазная система часто встречается в проводке общего корпуса. Эти системы требуют двух ваттметров для измерения мощности.

В большинстве промышленных двигателей используются трехфазные трехпроводные схемы, которые измеряются двумя ваттметрами.Таким же образом потребуются три ваттметра для трехфазной четырехпроводной схемы, при этом четвертый провод является нейтралью.

На рисунке 3 показана трехфазная трехпроводная система с нагрузкой, подключенной с использованием метода измерения двух ваттметров. Измеряются два линейных напряжения и два связанных фазных тока (с помощью ваттметров Wa и Wc). Четыре измерения (линейный и фазный ток и напряжение) используются для достижения общего измерения.

Поскольку этот метод требует контроля только двух токов и двух напряжений вместо трех, установка и конфигурация проводки упрощаются.Он также может точно измерять мощность в сбалансированной или несбалансированной системе. Его гибкость и низкая стоимость установки делают его подходящим для производственных испытаний, при которых требуется измерить только мощность или несколько других параметров.

Для инженерных и научно-исследовательских работ лучше всего подходит трехфазный трехпроводной метод с тремя ваттметрами, поскольку он предоставляет дополнительную информацию, которая может использоваться для балансировки нагрузки и определения истинного коэффициента мощности. В этом методе используются все три напряжения и все три тока.Измеряются все три напряжения (от a до b, от b до c, от c до a), и контролируются все три тока.

Рис. 4. При проектировании двигателей и приводов просмотр всех трех значений напряжения и тока является ключевым, поэтому лучшим выбором является метод трех ваттметров на рисунке выше.

Измерение коэффициента мощности

При определении коэффициента мощности для синусоидальных волн коэффициент мощности равен косинусу угла между напряжением и током (Cos Ø). Это определяется как коэффициент мощности «смещения» и подходит только для синусоидальных волн.Для всех других форм сигналов (несинусоидальных волн) коэффициент мощности определяется как активная мощность в ваттах, деленная на полную мощность в напряжении-амперах. Это называется «истинным» коэффициентом мощности и может использоваться для всех форм сигналов, как синусоидальных, так и несинусоидальных.

Однако, если нагрузка несимметрична (фазные токи разные), это может привести к ошибке при вычислении коэффициента мощности, поскольку в расчете используются только два измерения ВА. Два VA усредняются, потому что предполагается, что они равны; однако, если это не так, будет получен ошибочный результат.

Следовательно, лучше всего использовать метод трех ваттметров для несимметричных нагрузок, поскольку он обеспечит правильный расчет коэффициента мощности как для сбалансированных, так и для несбалансированных нагрузок.

от Yokogawa и некоторых других компаний используют описанный выше метод, который называется методом подключения 3V-3A (три напряжения и три тока). Это лучший метод для инженерных и проектных работ, поскольку он обеспечивает правильные измерения общего коэффициента мощности и ВА для симметричной или несимметричной трехпроводной системы.

Основные измерения механической мощности

В электродвигателе механическая мощность определяется как скорость, умноженная на крутящий момент. Механическая мощность обычно определяется как киловатты (кВт) или лошадиные силы (л.с.), причем один ватт равен одному джоулю в секунду или одному ньютон-метру в секунду.

Лошадиная сила — это работа, выполняемая за единицу времени. Один л.с. равен 33 000 фунт-футов в минуту. Преобразование л.с. в ватты достигается с использованием этого соотношения: 1 л.с. = 745,69987 Вт.Однако преобразование часто упрощается за счет использования 746 Вт на л.с. (Рисунок 9).

Для асинхронных двигателей переменного тока фактическая скорость вращения ротора — это скорость вращения вала (ротора), обычно измеряемая с помощью тахометра. Синхронная скорость — это скорость вращения магнитного поля статора, рассчитанная как 120-кратная частота сети, деленная на количество полюсов в двигателе. Синхронная скорость — это теоретическая максимальная скорость двигателя, но ротор всегда будет вращаться немного медленнее, чем синхронная скорость из-за потерь, и эта разница скоростей определяется как скольжение.

Скольжение — это разница в скорости ротора и синхронной скорости. Для определения процента скольжения используется простой процентный расчет синхронной скорости минус скорость ротора, деленная на синхронную скорость.

КПД можно выразить в простейшей форме как отношение выходной мощности к общей входной мощности или КПД = выходная мощность / входная мощность. Для двигателя с электрическим приводом выходная мощность является механической, в то время как входная мощность является электрической, поэтому уравнение эффективности выглядит следующим образом: КПД = механическая мощность / входная электрическая мощность.

Часть 2: Выбор приборов для измерения и анализа мощности электродвигателя

Различные ассоциации разработали стандарты тестирования, которые определяют точность приборов, необходимых для соответствия их стандарту: IEEE 112 2004, NVLAP 160 и CSA C390. Все три включают стандарты для измерения входной мощности, напряжения и тока, датчиков крутящего момента, скорости двигателя и т. Д. Трансформаторы тока (CT) и трансформаторы напряжения (PT) являются одними из основных контрольно-измерительных приборов, используемых для выполнения этих измерений.

Соответствующие стандарты очень похожи, за некоторыми исключениями. Допустимые инструментальные ошибки для стандартов IEEE 112 2004 и NVLAP 150 идентичны; однако CSA C390 2006 имеет некоторые отличия в отношении температуры и показаний.

Например, требования к входной мощности для CSA C390 2006 составляют ± 0,5% от показания и должны включать ошибки CT и PT, тогда как для IEEE 112 2004 и NVLAP 150 требуется только ± 0,5% от полной шкалы.

Датчики тока

Датчики тока обычно требуются для тестирования, потому что сильный ток не может быть подан непосредственно в измерительное оборудование.Существует множество датчиков, подходящих для конкретных приложений. Накладные датчики могут использоваться с анализаторами мощности. Также можно использовать щупы для осциллографа, но при их использовании следует соблюдать осторожность, чтобы убедиться, что прибор не подвергается воздействию высоких токов.

Для трансформаторов тока подводящий провод может быть подключен через окно (трансформаторы тока обычно имеют форму пончика или продолговатую, с отверстием или внутренней частью, называемым окном), или слаботочные соединения могут быть выполнены с клеммами в верхней части устройство.Шунты обычно используются для приложений постоянного тока, но не переменного тока или искаженных частот, хотя их можно использовать для синхронных двигателей с частотой до нескольких сотен Гц. Доступны специализированные трансформаторы тока, которые хорошо работают на высоких частотах, которые чаще встречаются в осветительных приборах, а не в двигателях и приводах.

Yokogawa вместе с LEM Instruments разработали уникальную систему трансформаторов тока, которая обеспечивает высокую точность в диапазоне от постоянного тока до кГц. Это трансформатор активного типа, использующий блок кондиционирования источника питания и обеспечивающий точность около 0.05 до 0,02% от показания. Этот тип системы трансформатора тока обеспечивает очень высокую точность измерений, особенно для частотно-регулируемых приводов, которая может изменяться от 0 Гц до рабочей скорости подключенного двигателя.

Трансформаторы напряжения просто преобразуют напряжение с одного уровня на другой. В измерительных приложениях иногда требуются понижающие трансформаторы для снижения напряжения, подаваемого на измерительный прибор, хотя многие приборы могут работать с относительно высокими напряжениями и не требуют понижающего трансформатора.

Измерительные трансформаторы обычно представляют собой комбинацию трансформатора тока и трансформатора напряжения и могут уменьшить количество требуемых преобразователей в некоторых измерительных приложениях.

Рекомендации и меры предосторожности при выборе

При принятии решения, какое устройство использовать, первым вопросом является частотный диапазон измеряемых параметров. Для синусоидальных волн постоянного тока можно использовать шунты постоянного тока, которые обеспечивают высокую точность и простую установку. Для приложений переменного и постоянного тока можно использовать эффект Холла или измерительный трансформатор активного типа.Технология эффекта Холла имеет более низкую точность, в то время как активный тип обеспечивает большую точность. Различные измерительные трансформаторы могут работать на высоких частотах 30 Гц и более, но их нельзя использовать для постоянного тока.

Следующее соображение — требуемый уровень точности. Для измерительного трансформатора это обычно указывается как точность передаточного числа витков. Фазовый сдвиг — еще один важный фактор, и он очень важен, потому что многие трансформаторы предназначены только для измерения тока и не имеют компенсации фазового сдвига.

Фазовый сдвиг в основном зависит от коэффициента мощности для измерения мощности и, таким образом, влияет на расчет мощности. Например, трансформатор тока, который имеет максимальный фазовый сдвиг 2 ° как часть своей спецификации, внесет ошибку косинуса (2 °) или ошибку 0,06%. Пользователь должен решить, приемлем ли этот процент ошибок для приложения.

Источником тока является трансформатор тока. Согласно закону Ома, напряжение (E) равно току через проводник (I), умноженному на сопротивление (R) проводника в омах.Открытие вторичной обмотки трансформатора тока эффективно увеличивает сопротивление до бесконечности. Это означает, что внутренний ток насыщает катушку, напряжение также стремится к бесконечности, и устройство повреждается или разрушается. Что еще хуже, трансформатор тока со случайно разомкнутой вторичной обмоткой может серьезно травмировать рабочих.

Никогда не размыкайте вторичную обмотку трансформатора тока. Пользователи могут получить серьезные травмы, а CT может быть поврежден или разрушен.

Совместимость приборов

Чтобы определить совместимость прибора, необходимо определить выходной уровень ТТ.Клеммные и другие трансформаторы тока обычно имеют выходную мощность, указанную в милливольтах на ампер, миллиампер на ампер или ампер. Типичный выходной ток измерительного ТТ может быть указан в диапазоне от 0 до 5 ампер.

Необходимо учитывать импеданс и нагрузку на ТТ, которые являются факторами, на которые влияет количество проводов, используемых для подключения ТТ к прибору. Эта проводка является сопротивлением или нагрузкой на прибор и, следовательно, может повлиять на измерения.

при неправильном использовании могут создавать собственный набор проблем.Многие пробники осциллографа рассчитаны на работу с входным сопротивлением осциллографа, но диапазоны входного сопротивления анализатора мощности могут отличаться, и это необходимо учитывать.

Еще один аспект, который следует учитывать при определении совместимости прибора, — это физические требования к устройству. Размер необходимо учитывать вместе с типом трансформатора тока, например, зажимного или кольцевого типа, каждый из которых будет лучше работать в конкретной ситуации.

Пример системы с трехфазным двигателем

Теперь мы рассмотрим типичное трехфазное трехпроводное измерение мощности двигателя с использованием метода двух ваттметров.Теорема Блонделя утверждает, что количество требуемых измерительных элементов на единицу меньше количества токонесущих проводников. Это позволяет измерять мощность в трехфазной трехпроводной системе с использованием двух преобразователей при отсутствии нейтрали. Однако, когда есть нейтраль, используются три преобразователя, поскольку теперь имеется четыре проводника.

Трехфазное питание используется в основном в коммерческих и промышленных средах, особенно для питания двигателей и приводов, поскольку более экономично эксплуатировать большое оборудование с трехфазным питанием.Для расчета трехфазной мощности напряжение каждой фазы умножается на ток каждой фазы, который затем умножается на коэффициент мощности, и это значение умножается на квадратный корень из трех (квадратный корень из 3 равен равно 1,732).

Для измерения трехфазной мощности, потребляемой нагруженным двигателем, подключается анализатор мощности. На рисунке 1 показано типичное соединение с дисплеем, на котором показаны все три напряжения, все три тока, общая мощность и коэффициент мощности.

На рисунке 2 показано трехфазное трехпроводное измерение мощности, выполненное с использованием метода двух ваттметров.Перечислены все три тока и напряжения, а также общие ВА и ВАР. Эта конфигурация может отображать отдельные показания мощности фазы, но их не следует использовать напрямую, потому что для этого метода измерения только полная мощность является точным показанием.

В основном, при использовании метода двух ваттметров в трехпроводной трехфазной системе невозможно измерить мощность отдельной фазы или измерить какие-либо параметры фазы, включая коэффициенты мощности фазы. Однако можно измерить все параметры фазы.

Для трехфазного двигателя с трехпроводным соединением в треугольник можно измерять линейные напряжения и токи отдельных фаз. Поскольку нейтрали нет, измерять фазные напряжения невозможно. Эта ситуация приводит к некоторым показаниям, которые необходимо пояснить.

Глядя на отображение формы сигнала на Рисунке 3, можно увидеть линейные напряжения Vab, Vbc и Vac. Линейные напряжения, наблюдаемые прибором, в сбалансированной системе разнесены на 60 °. Токи — это фазные токи, которые приборы видят под углом 120 °.

Другое представление этой системы изображено на векторной диаграмме Phasor, показанной на рисунке 4. Треугольник в верхней части этого рисунка показывает измерения линейного напряжения черным цветом, значения фазного напряжения — красным (но это теоретические потому что нейтрали нет), а фазные токи синим цветом.

В нижней части рисунка показаны разности фаз между напряжениями и токами. Опять же, обратите внимание, что линейные напряжения разнесены на 60 °, а фазные токи разнесены на 120 °.Еще одна деталь заключается в том, что если бы верхняя диаграмма представляла чисто резистивную нагрузку, то синие токи были бы синхронизированы с красными напряжениями. Однако при индуктивной нагрузке (например, в двигателе) синие векторы тока не совпадают по фазе с напряжениями.

Кроме того, для этого метода измерения на нижней диаграмме векторы тока всегда будут иметь дополнительный сдвиг на 30 ° от напряжений. Суть в том, что правильно настроенный анализатор мощности учтет все эти условия.

Что, если фазовая мощность и фазовый коэффициент мощности должны быть точно измерены в трехфазной трехпроводной системе, а не просто приблизительно? На рисунке 5 показан метод, позволяющий измерять фазовые параметры трехфазного трехпроводного двигателя путем создания плавающей нейтрали.

Однако у этой техники есть ограничения. Он будет хорошо работать на входе асинхронного двигателя, синхронного двигателя или аналогичного двигателя без привода с регулируемой скоростью. Следует соблюдать осторожность при использовании этого метода в системе привода с регулируемой скоростью, поскольку высокочастотные искаженные формы сигналов и гармоники могут привести к несогласованным измерениям.

Более того, метод плавающей нейтрали работает только для оборудования с сигналами синусоидального типа. С помощью привода с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) можно включить линейный фильтр 500 Гц (фильтр нижних частот), который затем позволит отображать показания для основной частоты, но не для общей частоты.

Трехпроводные и четырехпроводные измерения мощности

Важно понимать, что мощность будет считываться одинаково независимо от того, измерена ли она трехфазным трехпроводным или трехфазным четырехпроводным методом.Однако при трехфазном четырехпроводном соединении измеряемые значения напряжения представляют собой фазные напряжения от линии к нейтрали.

Рисунок 6 — снимок экрана анализатора мощности, который показывает, насколько похожи показания мощности и коэффициента мощности для привода с ШИМ, работающего с двигателем, сравнивая трехфазный трехпроводной вход с фильтром 500 Гц с трехфазным четырехпроводным. вход с плавающей нейтралью.

В альтернативном решении используется функция измерения дельты, которая есть в анализаторах мощности Yokogawa.Функция измерения дельты использует мгновенные измерения линейного напряжения и фазного тока для получения истинного линейного напряжения, даже если фазы не сбалансированы. Это возможно благодаря вычислению векторной амплитуды внутри процессора. Эта функция также обеспечивает измерения фазной мощности в трехпроводной цепи. Решение для измерения дельты также обеспечивает нейтральный ток.

Часть 3: Измерения электрической мощности для трехфазного двигателя переменного тока

Полное тестирование системы привода и двигателя на основе ШИМ (широтно-импульсной модуляции) представляет собой трехэтапный процесс.Шаг 1 — это точное измерение входной и выходной мощности привода с регулируемой скоростью ШИМ для определения эффективности привода и потерь мощности. Шаг 2 — это точное измерение входной мощности двигателя, а шаг 3 — точное измерение механической мощности двигателя.

Оптимальный метод — объединить все три шага с помощью одного анализатора мощности, чтобы исключить временной сдвиг. Это также обеспечивает отличные расчеты эффективности в едином программно-аппаратном решении.

Рисунок 7: Этот снимок экрана анализатора мощности показывает, как функцию измерения дельты можно использовать для получения истинных показаний и мощности фазы, даже если фазы не сбалансированы.

Некоторые анализаторы мощности имеют опцию двигателя, в которой сигналы скорости и момента могут быть интегрированы таким образом. Эти анализаторы мощности могут измерять электрическую мощность и механическую мощность и отправлять данные на ПК с запущенным программным обеспечением от оригинального производителя анализатора или заказным программным обеспечением от системного интегратора.

Измерения привода ШИМ для двигателей переменного тока

При использовании частотно-регулируемого привода с ШИМ для управления двигателем часто бывает необходимо измерить как входной, так и выходной сигнал частотно-регулируемого привода с помощью шестифазного анализатора мощности.Эта установка может не только измерять трехфазную мощность, она также может измерять мощность постоянного или однофазного тока. См. Рисунок 1.

В зависимости от анализатора, режим настройки будет выполняться в нормальном или среднеквадратическом режиме. Конфигурация проводки должна соответствовать применению, например, трехфазный вход и трехфазный выход.

Любой линейный фильтр или фильтр нижних частот должны быть выключены, поскольку фильтрация затрудняет измерения. Однако фильтр пересечения нуля или частотный фильтр должен быть включен, потому что он будет фильтровать высокочастотный шум, чтобы можно было измерить основную частоту.Это измерение необходимо при отслеживании частоты привода.

На рис. 2 показан сигнал выходного напряжения ШИМ с сильно искаженным напряжением, срезанными высокими частотами и с большим количеством шумов на токовой стороне, что затрудняет измерение. Высокочастотное переключение сигнала напряжения создает сильно искаженную форму волны с высоким содержанием гармоник. Частота варьируется от 0 Гц до рабочей скорости.

Для такого зашумленного сигнала нужны специальные датчики тока для измерения.Для точных измерений мощности PWM также требуются анализаторы мощности с широкой полосой пропускания, способные измерять эти сложные сигналы.

На рисунке 3 показан пример содержания гармоник напряжения на выходе ШИМ. Присутствуют частоты биений, а содержание гармоник напряжения превышает 500 порядков (примерно 30 кГц). Большая часть гармоник приходится на нижние частоты на токовой стороне.

Проблемы измерения привода двигателя с ШИМ

Напряжение инвертора обычно измеряется одним из двух способов.Можно использовать истинное среднеквадратичное измерение, которое включает полное содержание гармоник. Однако, поскольку основная форма волны — это в первую очередь то, что способствует крутящему моменту двигателя, можно выполнить и использовать более простые измерения. Для большинства приложений требуется только измерение основной формы волны.

Существует два основных метода измерения основной амплитуды волны напряжения. Первый и самый простой — использовать фильтр нижних частот для удаления высоких частот. Если в анализаторе мощности есть этот фильтр, просто включите его.Правильная фильтрация даст среднеквадратичное значение напряжения основной частоты инвертора. Однако этот тип фильтрации не обеспечивает истинного измерения полной мощности, поэтому фильтрация — не самый требовательный метод.

Второй метод — это метод измерения выпрямленного среднего, который выдает среднеквадратичное значение напряжения основной волны без фильтрации с использованием определения среднего значения напряжения, масштабированного до среднеквадратичного напряжения. Алгоритм выпрямленного среднего среднего за цикл обеспечит эквивалент основного напряжения, который будет очень близок к среднеквадратичному значению основной волны.

Используя этот метод, можно измерить полную мощность, полный ток и основное напряжение.

Измерение амплитуды основной волны с помощью гармонического анализа

Функцию гармонического анализа можно использовать для определения истинного основного напряжения с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) для определения амплитуды каждой гармонической составляющей, включая основную волну. Это дает точное измерение среднеквадратичного напряжения основной волны. Новейшие анализаторы мощности могут выполнять одновременные измерения истинных среднеквадратичных значений и гармонических составляющих.

На рисунке 4 Urms2 (среднеквадратичное значение на выходе ШИМ) является очень большим числом, а F2 (среднее значение основной гармоники) несколько ниже. Значение Urms3 (фильтрация основного) дает аналогичный результат. Наконец, U2 (1) получается из анализа гармоник или вычислений FFT основной гармоники. F2, Urms3 и U2 (1) дают очень близкие результаты, но расчет U2 (1) FFT считается наиболее точным.

Инверторный ток обычно измеряется только одним способом, и это как истинный среднеквадратичный сигнал, потому что все гармонические токи вносят вклад в повышение температуры в двигателе и ответственны за него, поэтому все они должны быть измерены.

Еще одно важное измерение связано с приводом В / Гц (Вольт-на-Герц). Привод с ШИМ должен поддерживать постоянное соотношение В / Гц по сравнению с рабочей скоростью двигателя. Анализатор мощности может рассчитывать В / Гц, используя среднеквадратичное значение или значение основного напряжения. Определенная пользователем математическая функция анализатора используется для построения уравнения для этого измерения.

Измерение напряжения шины постоянного тока

Напряжение на шине постоянного тока в ШИМ может быть измерено для проверки условий повышенного и пониженного напряжения.Это измерение может быть выполнено внутри привода на клеммах конденсаторной батареи. Однако более простой способ — использовать отображение формы сигнала анализатора мощности с измерением курсора.

При отображении формы сигнала с помощью курсорного измерения необходимо убедиться, что курсор не находится прямо над небольшими выступами на дисплее. Вместо этого для точного измерения курсор должен находиться поперек формы сигнала. На рисунке 5 показано измерение напряжения ШИМ с высокоскоростным переключением.Курсор устанавливается для чтения значения, например 302,81 В.

Измерения механической мощности

Механическая мощность измеряется как скорость двигателя, умноженная на крутящий момент двигателя. На рынке существует множество различных типов датчиков скорости и крутящего момента, которые работают с различными двигателями. Хотя анализаторы Yokogawa могут взаимодействовать с большинством датчиков скорости и крутящего момента, все же целесообразно подтверждать совместимость в каждом случае. Эти датчики могут использоваться для предоставления информации о механических измерениях для расчета измерений механической мощности в анализаторе мощности.

Многие датчики поставляются с интерфейсной электроникой для правильной обработки сигнала для работы с анализаторами мощности или другим оборудованием. Условный сигнал может быть аналоговым выходом или выходом последовательной связи, который идет на ПК и его прикладное системное программное обеспечение.

Одним из вариантов измерения механической мощности является использование как датчика, так и соответствующего измерительного прибора от данного производителя. Такой подход имеет преимущества, поскольку датчики будут точно согласованы с прибором.Будут доступны показатели крутящего момента, скорости и мощности, и, вероятно, будут варианты подключения к ПК вместе с соответствующим прикладным программным обеспечением.

Более интегрированный подход изображен на рисунке 6. В этой конфигурации выходные сигналы скорости и крутящего момента от измерительных приборов датчика подключаются непосредственно к входам скорости и крутящего момента анализатора мощности. Это дает большое преимущество, заключающееся в том, что измерения электрической и механической мощности могут оцениваться одновременно, а расчеты эффективности могут выполняться непрерывно.

КПД двигателя, привода и системы

КПД инвертора в простейшей форме рассчитывается как выходная мощность, деленная на входную мощность, и выражается в процентах. Один из методов, используемых для измерения входной и выходной мощности, заключается в простом подключении измерителей мощности на входе и выходе, при этом показания двух измерителей используются для расчета эффективности.

Более комплексным методом является использование анализатора мощности с несколькими входами для одновременного измерения входа и выхода, как показано на рисунке 1.Это приводит к более точному расчету эффективности, поскольку он использует один анализатор мощности для устранения потенциальных ошибок, вызванных измерениями временного сдвига.

С помощью внутренних математических вычислений, предоставляемых анализатором, можно настроить очень простое вычисление через меню для расчета потерь привода и эффективности привода.

Какой метод мне следует использовать?

IEEE 112 — это промышленный стандарт США для тестирования двигателей, в котором описаны несколько методов.На рисунке 7 показан дисплей анализатора мощности, поддерживающий «Метод A» стандарта IEEE 112, в котором вся механическая мощность делится на общую мощность, потребляемую двигателем. Стандарт определяет многие параметры, помимо измерений тока и напряжения двигателя, и предоставляет инструкции по проведению и составлению отчетов об общепринятых испытаниях многофазных и асинхронных двигателей и генераторов. Кроме того, стандарт содержит 11 методов испытаний, чтобы определить, как проводить измерения эффективности двигателей.

Метод испытаний A — ввод-вывод, определенный в IEEE 112: КПД рассчитывается как отношение выходной мощности измерения к измеренной входной мощности после корректировки температуры и динамометра, если применимо.Испытания проводятся при номинальной нагрузке с помощью механического тормоза или динамометра. Этот рейтинг должен быть ограничен двигателями с номинальной полной нагрузкой не более 1 кВт.

Метод испытаний B — ввод-вывод с разделением потерь: в методе B выполняются измерения как входной, так и выходной мощности, но различные потери разделяются. Большинство этих потерь просто производят тепло, которое должно рассеиваться двигателем в сборе, и представляют собой энергию, недоступную для выполнения работы. Этот метод является признанным стандартом тестирования U.S. автомобилестроение для двигателей с полной нагрузкой от 1 до 300 кВт.

Хотя оба метода A и B работают, метод B требует большого количества приборов и обычно выполняется только производителями двигателей. Поскольку большинство производителей используют метод B, а большинство пользователей предпочитают метод A, расчеты эффективности между ними могут отличаться. Данные производителей двигателей и приводов могут использовать разные скорости двигателя, испытательные нагрузки или другие условия испытаний.

Заключение

При измерении мощности электродвигателя необходимо учитывать множество факторов, например, полный и истинный коэффициент мощности.Эти измерения включают сложные уравнения, поэтому большинство компаний используют анализаторы мощности для автоматического получения результатов.

После принятия решения об использовании анализатора мощности необходимо принять решение о частотном диапазоне и уровне точности. Совместимость приборов — еще один важный аспект безопасного получения точных показаний, особенно с трансформаторами тока, и это та область, где необходимо учитывать ввод / опции анализатора. При правильных входных сигналах датчиков измерения механической мощности также можно проводить с помощью анализатора мощности.Выбор правильных датчиков скорости и крутящего момента — это первый шаг в определении механической мощности.

Некоторые анализаторы мощности также позволяют выполнять измерения с широтно-импульсной модуляцией. Однако настройка анализатора для измерения ШИМ также требует знания о том, как токи и напряжения будут влиять на измерения мощности.

Прецизионный высокочастотный анализатор мощности — важный инструмент для измерения как механической, так и электрической мощности. Его функции анализа и показания могут помочь улучшить работу и даже продлить срок службы двигателя.Выбор подходящего анализатора и его правильная реализация требуют знаний; однако при правильном использовании данные анализатора мощности предоставят точные и очень ценные данные.

Мультиметр и его широкий спектр измерительных функций

Приобретая мультиметр , вы получаете высокопроизводительный многофункциональный измерительный прибор. Он подходит для использования в качестве прибора для измерения напряжения и тока.Как правило, его можно переключить с постоянного на измерение параметров переменного тока, а также использовать его как измеритель сопротивления. Когда дело доходит до работы мультиметра, часто также возможны дополнительные функции. Параметры измерения автоматически определяются и выбираются через назначение разъемов. Функциональные клавиши просты в использовании, а показания четко отображаются на дисплее.

Независимо от того, используете ли вы мультиметр для измерения напряжения или других измеряемых величин, этот прибор незаменим в секторе электроники из-за его широкого спектра применений.Применяется как в профессиональной электротехнике, так и в домашних условиях.

Преимущества цифровых мультиметров testo 760

• Настройка автоматического тестирования на основе подключения проводов предотвращает перегорание предохранителей в измерителе
• Измеритель предотвращает переключение с V на A или с A на V, если провода не подключены к нужному разъему
• Измеритель автоматически определяет процесс тестирования и выбирает правильную конфигурацию измерителя
• 3 кнопки, которые подсвечиваются для легкого и четкого выбора функций тестирования

Цифровой мультиметр testo 760 в сравнении

• • Цифровой мультиметр testo 760-1
• testo 760-1, мультиметр, включая батарейки и 1 комплект измерительных кабелей
• Арт. 0590 7601
• Напряжение: от 0,1 мВ до 600 В
• Ток: от 1 мА до 10 А
• Сопротивление: от 0,1 Ом до 40 МОм
• Частота: от 0,001 Гц до 512 кГц
• Емкость: от 0,001 нФ до 100 мкФ
• Температура: Н / Д
• Категория измерений: CAT IV 300 V; CAT III 600 В

• • Цифровой мультиметр testo 760-2
• testo 760-2, мультиметр TRMS, включая батареи, 1 комплект измерительных кабелей и 1 адаптер для термопар типа K
• Арт. 0590 7602
• Напряжение: от 0,1 мВ до 600 В
• Ток: от 0,1 мкА до 10 А
• Сопротивление: от 0,1 Ом до 60 МОм
• Частота: от 0,001 Гц до 30 МГц
• Емкость: от 0,001 нФ до 30000 мкФ
• Температура: от -4 до 932 ° F
• Категория измерений: CAT IV 600 В; CAT III 1000 В

• • Цифровой мультиметр testo 760-3
• testo 760-3, мультиметр TRMS, включая батарейки и 1 комплект измерительных кабелей
• Арт. 0590 7603
• Напряжение: от 0,1 мВ до 1000 В
• Ток: от 0,1 мкА до 10 А
• Сопротивление: от 0,1 Ом до 60 МОм
• Частота: от 0,001 Гц до 60 МГц
• Емкость: от 0,001 нФ до 60000 мкФ
• Температура: от -4 до 932 ° F
• Категория измерений: CAT IV 600 В; CAT III 1000 В

Выполняйте точные измерения с помощью инновационного цифрового мультиметра

Вы можете использовать мультиметр для измерения силы тока, а также для проверки напряжения и сопротивления.Уровень инноваций инструментов Testo впечатляет благодаря высокому стандарту надежности и точности. Вам не нужно сначала выбирать розетки, а затем необходимую функцию измерения. Вместо этого прибор уже определяет соответствующий параметр измерения через назначение разъема. Таким образом исключаются любые возможные неправильные настройки, которые всегда влекут за собой риск.

Работа мультиметра имеет простую структуру, и это признак того, что эти приборы современны.Вместо обычной поворотной ручки на удобном измерительном приборе есть функциональные клавиши, которыми можно удобно управлять одной рукой. Большой дисплей с подсветкой упрощает считывание измеренных значений.

В зависимости от того, какую модель вы выберете, диапазон напряжения может доходить до 1000 вольт, диапазон частот — до 30 МГц, а емкость — до 60 000 мкФ. Эти значения относятся к прибору testo 760-3, который сертифицирован для использования в промышленном секторе. Здесь мультиметр со встроенным фильтром нижних частот используется, например, для измерений в больших электрических системах.

В профессиональных мультиметрах электрические параметры дополняются возможностью измерения температуры. Для этого измерения вы прикрепляете адаптер термопары и датчик температуры, которые вы можете купить отдельно.

Преимущества цифровых мультиметров Testo:

• высокая эксплуатационная надежность благодаря автоматическому обнаружению,
• исключение неверных настроек,
• пригодность для большого количества функций электрических измерений,
• большой дисплей с подсветкой.

Измерительные задачи цифрового мультиметра

Цифровой мультиметр Testo , как полезный универсальный прибор, поможет вам в решении всех задач электрических измерений. Он автоматически определяет параметры измерения и предоставляет вам точные данные и повышенную надежность независимо от области применения. Определение истинного среднеквадратичного значения означает, что пользователи всегда знают точную ситуацию в области электроники.

Перед началом измерения пользователи должны ознакомиться с прибором и проверить измерительные кабели и розетки.Вы можете очень легко управлять мультиметром с помощью удобных клавиш с подсветкой, не прибегая к помощи второй руки. Небольшой вес в 340 граммов также является важным преимуществом. В мультиметрах Testo интегрированная технология и эксплуатационная надежность идеально согласованы друг с другом:

• многочисленные функции прибора,
• большой диапазон измерения,
• высокий уровень точности,
• сертификаты безопасности — TÜV; CSA; CE.

Использование мультиметра для измерения напряжения — и выполнения других измерительных задач

С многофункциональным прибором измерение основных электрических параметров превращается в детскую игру. Однако эксплуатация может быть несколько более сложной в зависимости от требований к задачам электрических измерений. Обширный диапазон измерений позволяет проверять силу тока до диапазона мкА. Независимо от измеряемого значения прибор дает чрезвычайно точные результаты.Среди прочего, многофункциональный прибор подходит для использования в качестве: прибора для измерения тока и напряжения

• , прибора для измерения сопротивления
• , прибора для измерения емкости и частоты
• , прибора для измерения температуры
• (для этого необходимо использовать адаптер). ).

Как измерить ток с помощью мультиметра

Сила тока измеряется в амперах и показывает, какой электрический заряд проходит через определенную область в заданный период времени.Для измерения используются такие инструменты, как токоизмерительные клещи, или мультиметр используется для измерения постоянного и переменного тока.

Вот как действовать, когда вы измеряете ток с помощью мультиметра:

• диапазон измерения установлен (запуск в верхнем диапазоне измерения, если значения неизвестны),
• электрическая цепь активируется и размыкается,
• подключаются измерительные кабели и электрическая цепь снова замыкается,
• значение тока измеряется и отображается на дисплее мультиметра.