2.7. Измерения силы тока и напряжения в электрических цепях. Амперметр и вольтметр — ЗФТШ, МФТИ
Для измерения токов и напряжений в электрических цепях используются амперметры и вольтметры, основным элементом которых служит гальванометр – прибор, предназначенный для измерения величин токов. Эти измерения могут быть основаны на одном из действий тока: тепловом, физическом, химическом. Гальванометр, градуированный на величину тока, называется амперметром. По закону Ома (8) напряжение и сила тока связаны прямо пропорциональной зависимостью, поэтому гальванометр можно градуировать и на напряжение. Такой прибор называют вольтметром.
В этом задании мы не будем касаться вопросов, связанных с конкретным устройством электроизмерительных приборов, с их системами и принципами работы. Остановимся лишь на требованиях, предъявляемых к внутренним сопротивлениям амперметров и вольтметров. Важно, чтобы при включении в цепь для измерений эти приборы вносили как можно меньшее искажение в измеряемую величину.
Амперметр включается в цепь последовательно. Если сопротивление амперметра `R_»а»` и его подключают к участку цепи с сопротивлением `R_»ц»` (рис. 7а), то эквивалентное сопротивление участка цепи и амперметра в соответствии с (13) равно `R=R_»ц»+R_»а»=R_»ц»(1+(R_»а»)/(R_»ц»))`.
Отсюда следует, что амперметр не будет заметно изменять сопротивление участка цепи, если его собственное (внутреннее) сопротивление будет мало по сравнению с сопротивлением участка цепи.
Чтобы добиться этого, гальванометр снабжают шунтом (синоним – добавочный путь): вход и выход гальванометра соединяются некоторым сопротивлением, обеспечивающим параллельный гальванометру дополнительный путь для тока (рис. 7 б). Поэтому внутреннее сопротивление амперметра меньше, чем у применённого в нём гальванометра. (Читателю рекомендуется лично убедиться в этом с помощью соотношения (14).) Амперметр называется идеальным, если его внутреннее сопротивление можно считать равным нулю.
Вольтметр подключается к электрической цепи параллельно тому участку, напряжение на котором требуется измерить. Присоединив, например, вольтметр с сопротивлением `R_»в»` параллельно лампочке с сопротивлением `R_»л»` (рис. 8 а), получим участок цепи, эквивалентное сопротивление которого вычисляется по формуле (14) `R=R_»л» (R»в»)/(R_»л»+R_»в»)`.
Отсюда следует, что чем больше сопротивление вольтметра по сравнению с сопротивлением лампочки, тем меньше эквивалентное сопротивление будет отличаться от сопротивления лампочки. Вывод: чтобы процесс измерения меньше искажал значение измеряемого напряжения, собственное (внутреннее) сопротивление вольтметра должно быть как можно больше. Поэтому в вольтметре последовательно гальванометру включают некоторое сопротивление (рис. 8б). Внутреннее сопротивление такого вольтметра, как правило, во много раз больше сопротивления входящего в него гальванометра. Вольтметр называется идеальным, если его внутреннее сопротивление можно считать бесконечно большим.
Каждый измерительный прибор рассчитан на определённый интервал значений измеряемой величины. И в соответствии с этим проградуирована его шкала. Для расширения пределов измерений в амперметре можно использовать добавочный шунт, а в вольтметре – добавочное сопротивление. Найдём значения этих сопротивлений, увеличивающих максимальную измеряемую величину тока или напряжения в раз.
Вольтметр, амперметр М42300
Срок доставки:
5 — 15 дней
Цена:
По запросу
Электроизмерительные приборы серии М42300 предназначаются для проведения измерений напряжения и силы тока в промышленных и бытовых электроцепях. Вольтметры и амперметры М42300 производятся в щитовом исполнении с креплениями, облегчающими монтаж прибора.
Амперметры и вольтметры данной марки могут быть применены в качестве основных или дополнительных контрольно-измерительных приборов на предприятиях топливно-энергетического комплекса, а также прочих отраслей промышленности, сельского и коммунального хозяйства.
Условия эксплуатации
Завод изготовитель рекомендует использовать вольтметры и амперметры при температуре от -50 до 60 градусов Цельсия. При монтаже приборов, потребитель обязан обеспечить защиту изделия от попадания прямых солнечных лучей и влаги. Уровень влажности при эксплуатации изделий не должен превышать 95 процентов, при средней температуре 35°C.
Технические характеристики
Тип прибора | Диапазон измерений | |
Амперметр М42300 | 1; 2; 3; 5; 10; 15 А | Непосредственно |
15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 200; 300; 500; 750; 200-0-750 А | С наружным шунтом на 75 мВ и калиброванными проводами сопротивлением 0,035 Ом | |
Килоамперметр М42300 | 1; 1,5; 2; 4; 6 кА | |
Вольтметр М42300 | 0,075 В | С калиброванными проводами сопротивлением 0,035 Ом |
1;2; 3; 7,5; 10; 15; 20; 30; 50; 75; 100; 150; 250; 300; 500; 600; 3/30;3/300; 30/300; 4/100; 7,5/300; 8/300; 10/100; 15/150; 15/300; 20/40; 0,3/15-0-0,3/15 В | Непосредственно | |
150/1500; 15/150/1500 В | С внешним добавочным сопротивлением с номинальным током 5 мА | |
Киловольтмтер М42300 | 1; 1,5; 3 кВ |
Наименование параметра | Значение параметра |
Класс точности | 1,5; 2,5 |
Размеры лицевой панели | 80 x 80 мм |
Вырез в щите | ⌀77,5мм |
Длина шкалы, не менее | 56 мм |
Масса, не более | 0,14 кг |
Рис.
1 — габаритные и установочные размеры
Размеры, мм | ||||||
A | B | C | D | D1 | d | E |
80 | 35 | 11 | 73 | 77,5 | 3,4 | 68 |
Комплект поставки
Потребитель может купить электроприбор в следующей комплектации:
- Щитовой амперметр, вольтметр М42300 — 1 шт.
- Комплект крепежных элементов (шайбы, гайки) — 1 компл.
- Провода для работы в комплекте с шунтом* — 1 компл.
- Добавочный резистор* — 1шт.
- Наружный шунт* — 1 шт.
- Паспорт технический — 1 шт.
- Описание и инструкция по эксплуатации — 1 шт.
* Примечание. Данные изделия поставляются по предварительному заказу потребителя.
6 различных типов амперметров и вольтметров
от Dipali Chaudhari
В этой статье мы собираемся изучить, какие существуют типы амперметра и вольтметра.
Ранее я объяснил разницу между амперметром и вольтметром со всеми основными понятиями. Оба прибора очень важны для электрических измерений и приборов.
Амперметр и вольтметр играют неотъемлемую роль в измерении и управлении электрическими величинами (то есть током, напряжением, энергией или мощностью). Для измерения различных аспектов электричества в электрических цепях используются различные типы амперметров и вольтметров.
Вот список различных типов амперметров и вольтметров один за другим.
Содержание
Классификация амперметров и вольтметров
В зависимости от конструкции и рабочих функций амперметры и вольтметры подразделяются на следующие части.
1. Прибор с подвижным утюгом
Прибор с подвижным утюгом (MI) работает как показывающий прибор. Этот прибор точно измеряет переменный ток (AC) или постоянный ток (DC).
Конструкция движущегося железа очень проста и надежна. И это дешевле по стоимости по сравнению с другими инструментами.
Существует два основных типа таких инструментов.
- Прибор с притяжением
- Прибор с отталкиванием
Этот тип прибора широко используется в коммерческих целях, например, в лабораториях и распределительных щитах.
2. Прибор с подвижной катушкой
Подвижная катушка — это точный тип прибора, который широко используется для измерения постоянного напряжения, тока и сопротивления.
Существует два типа инструментов с подвижной катушкой.
- Прибор с подвижной катушкой на постоянных магнитах (PMMC)
- Прибор с подвижной катушкой динамометрического типа
PMMC очень точного типа. Он в основном используется для измерения постоянного тока (только ток и напряжение).
Но динамометр полезен как для измерения переменного, так и постоянного тока (например, тока, напряжения и мощности). Таким образом, этот инструмент очень важен как инструмент передачи ’ или ‘ Стандартный прибор ’.
3. Тепловизор
Тепловизор имеет одинаковую калибровку для переменного и постоянного тока. Этот тип инструмента в основном используется для нагревания электрического тока.
В основном существует два типа тепловизионных приборов, таких как:
- Прибор с нагревательной проволокой
- Прибор с термопарой
Прибор с нагревательной проволокой используется для калибровки переменного и постоянного тока. Он имеет простую конструкцию и большую точность измерения. Стоимость этого инструмента невелика.
Термопара работает как датчик температуры. Он в основном используется для измерения переменного или постоянного тока (ток и напряжение). Он полезен в качестве передаточного инструмента для калибровки измерений.
4. Электростатический прибор
Электростатический прибор представляет собой тип вольтметра, который используется для измерения как переменного, так и постоянного напряжения. Кроме того, он имеет возможность измерять разность потенциалов.
Работает на основе наличия электрической силы между заряженными предметами или пластинами.
В зависимости от конструкции и измерительных возможностей существует три типа электростатических вольтметров.
- Вольтметр с притягивающим диском
- Вольтметр с квадрантным типом
- Вольтметр с многоячеистым типом
Вольтметр с притягивающим диском подходит для измерения высокого напряжения (выше 20 кВ). Вольтаметр квадрантного типа подходит для измерения низкого напряжения (до 20 кВ).
А вольтметр многоклеточного типа очень чувствителен по квадрантному типу. Он используется для точного измерения низкого напряжения (ниже 30 В).
Примечание: Электростатический прибор нельзя использовать в качестве амперметра.
5. Индукционный прибор
Индукционный прибор подходит только для измерения переменного тока (т.е. тока, напряжения, мощности и энергии). Таким образом, он может работать как амперметр, вольтметр, ваттметр или счетчик энергии.
Этот прибор работает по принципу асинхронного двигателя. Он имеет два разных типа.
- Тип с расщепленными полюсами
- Тип с расщепленной фазой
Этот прибор предназначен для измерения однофазного переменного тока.
6. Выпрямительный прибор
Выпрямительный прибор используется для измерения звуковой частоты переменного тока или напряжения.
Этот тип прибора очень важен в цепях связи. Потому что он имеет высокую чувствительность и низкое энергопотребление.
Вышеупомянутые 6 различных типов амперметра и вольтметра охватываются. В следующей статье я объясню каждый инструмент с его преимуществами и недостатками.
Если у вас есть какие-либо вопросы или замечания по типам амперметров и вольтметров, напишите в данном комментарии.
Подробнее по теме:
- Аналоговый сигнал и цифровой сигнал
- Аналоговый мультиметр и цифровой мультиметр
- Однофазная и трехфазная система переменного тока
- Цифровой пульсоксиметр
- датчики
Спасибо за внимание!
Проверьте свои знания и потренируйтесь в онлайн-викторине БЕСПЛАТНО!
Практика сейчас »
Дипали Чаудхари
Я получил степень магистра в области электроэнергетики. Я работаю и пишу технические руководства по ПЛК, программированию MATLAB и электротехнике на портале DipsLab.com.
Мне очень приятно делиться своими знаниями в этом блоге. И иногда я углубляюсь в программирование на Python.
Счетчики, вольтметры и амперметры | Клуб Электроники
Приборы, вольтметры и амперметры | Клуб электроникиАналог | Цифровой | Вольтметры | Амперметры | Гальванометры | Омметры
Следующая страница: Мультиметры
См.
также: Напряжение и ток
Аналоговый дисплей
Аналоговые дисплеи имеют указатель, который перемещается по градуированной шкале. Они могут быть трудными читать из-за необходимости отработать значение наименьшего деления шкалы. Например шкала на картинке имеет 10 маленьких делений от 0 до 1, поэтому каждое маленькое деление представляет собой 0,1. Таким образом, чтение равно 9.0053 1,25 В
Максимальное показание аналогового счетчика называется отклонением на полную шкалу или FSD (в показанном примере это 5В).
Аналоговые счетчики должны быть правильно подключены чтобы предотвратить их повреждение, когда указатель пытается двигаться в неправильном направлении.
Они полезны для мониторинга постоянно меняющихся значений (таких как напряжение на
конденсатор разряжается), и они могут быть хороши для быстрых грубых показаний, потому что
движение указателя можно увидеть, не отрывая взгляда от тестируемой схемы.
Получение точных показаний
Чтобы снять точные показания с аналоговых весов, вы должны смотреть прямо на указатель. Не смотрите под углом слева или справа, потому что вы увидите чтение, которое немного слишком высоко или слишком низко. Многие аналоговые счетчики имеют небольшую полоску зеркало по шкале вам в помощь. Когда ваш глаз находится в правильном положении, отражение указателя скрыто за самим указателем. Если вы можете видеть отражение вы смотрите под углом.
Вместо зеркала некоторые измерители имеют изогнутую стрелку для обеспечения точных показаний. Конец указателя повернут на 90°, поэтому при правильном рассмотрении он кажется очень тонким. Прибор, показанный в разделе гальванометров, имеет изогнутую стрелку. хотя он слишком мал, чтобы увидеть на картинке.
Правильно | Неправильно |
Цифровой дисплей
Значения можно считывать непосредственно с цифровых дисплеев, поэтому их легко считывать точно.
Это нормально, когда младшая значащая цифра (справа) постоянно меняется между
два-три значения, это особенность работы цифровых счетчиков, а не ошибка.
Обычно вам не требуется большая точность, и эту цифру можно игнорировать или округлить в большую сторону.
Цифровые счетчики можно подключать в обе стороны без повреждений, они будут показывать минус знак (-) при обратном соединении. Если вы превысите максимальное показание большинства цифровых счетчиков показать почти пустой дисплей только с 1 слева.
Все цифровые счетчики содержат батарею для питания дисплея, поэтому они практически не потребляют энергию от тестируемой цепи. Это означает, что цифровые вольтметры имеют очень высокое сопротивление. (обычно называется входным сопротивлением) не менее 1 МОм (часто 10М) и они вряд ли повлияют на тестируемую схему.
Для общего использования лучше всего подходят цифровые счетчики.
Соединение счетчиков
Важно правильно подключить счетчики:
- Положительная клемма счетчика, помеченная + или окрашенная в красный цвет
должен быть подключен ближайшим к + на аккумуляторе или источнике питания.
- Минусовая клемма счетчика, маркированная или окрашенная черная должен быть подключен ближе всего к аккумулятору или источнику питания.
Вольтметры
- Вольтметры измеряют напряжение .
- Напряжение измеряется в В , В .
- Вольтметры подключены в параллельно через компоненты.
- Вольтметры имеют очень высокое сопротивление .
Параллельное подключение вольтметра
Измерение напряжения в точке
При тестировании цепей часто требуется найти напряжения в различных точках, например, напряжение на выводе 2 микросхемы таймера 555. Это может показаться запутанным — куда подключать второй провод вольтметра?
- Подсоедините черный провод (отрицательный -) вольтметра к 0 В, обычно к отрицательному
клемма аккумулятора или источника питания.
- Подключите красный (положительный +) провод вольтметра к точке вам, где вам нужно измерить напряжение.
- Черный провод можно оставить постоянно подключенным к 0 В, пока вы используете красный свинец в качестве щупа для измерения напряжения в различных точках.
- Вы можете использовать зажим типа «крокодил» на черный свинец, чтобы удерживать его на месте.
Напряжение в точке на самом деле означает разницу напряжений между этой точкой и 0В (ноль вольт), который обычно является отрицательной клеммой аккумулятора или источника питания. Обычно 0V будет помечен на принципиальной схеме в качестве напоминания.
Аналоговые измерители потребляют небольшое количество энергии от тестируемой цепи для работы своего указателя.
Это может нарушить цепь и дать неверные показания. Во избежание этого вольтметры должны
иметь сопротивление, по крайней мере, в 10 раз превышающее сопротивление цепи (считайте, что это максимальное
значение резистора рядом с местом подключения счетчика).
Большинство аналоговых вольтметров, используемых в школьных науках, не подходят для электроники потому что их сопротивление слишком низкое, обычно несколько к. Для большинства электронных схем требуется 100k или более.
Амперметры
- Амперметры измеряют ток .
- Ток измеряется в амперах (амперах) , А .
1A довольно велик, поэтому часто используются мА (миллиампер) и мкА (микроампер). 1000мА = 1А, 1000мкА = 1мА, 1000000мкА = 1А. - Амперметры подключаются в серии .
Для последовательного соединения необходимо разорвать цепь и поставить амперметр через зазор, как показано на схеме. - Амперметры имеют очень низкое сопротивление .
Необходимость разрыва цепи для последовательного соединения означает, что амперметры трудно
для использования на паяных цепях. Большинство испытаний в электронике выполняется с помощью вольтметров, которые могут
быть легко подключены без нарушения цепей.
Последовательное подключение амперметра
Гальванометры
Гальванометры — это очень чувствительные измерители, которые используются для измерения малых токов, обычно 1 мА или меньше. Они используются для изготовления всех типов аналоговых счетчиков путем добавления подходящие резисторы, как показано на диаграммах ниже.
Изготовление вольтметра
Гальванометр с высоким сопротивлением
Умножитель последовательно для получения вольтметра.
Изготовление амперметра
Гальванометр с низким сопротивлением
Параллельно соедините , чтобы получился амперметр.
На фотографии показан учебный гальванометр на 100 мкА с умножителем и шунтом.
Этот измеритель необычен тем, что позволяет отображать небольшие обратные показания:
максимальный ток счетчика составляет 100 мкА (или 20 мкА в обратном направлении).
