Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр 8 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей

Введение

 

На предыдущих уроках мы говорили о токе в металле, также обсудили электрическую цепь и её составные части, говорили о направлении тока. Однако мы не касались такого вопроса, как характеристики, с помощью которых можно описать электрический ток. Наверное, все вы слышали о выражении «скачок напряжения» и наблюдали мигание лампочки. То есть мы понимаем, что электрические токи бывают разными, а как же можно сравнивать электрические токи? Какие характеристики тока позволяют оценивать его величину и другие его параметры? Сегодня мы начнем изучать величины, которые характеризуют электрический ток, и начнем мы с такой характеристики, как сила тока.

 

 

Сила тока

 

 

Вы уже знаете, что в металлическом стержне достаточно большое количество носителей электрического заряда – электронов. Понятно, когда по стержню не течет электрический ток, эти электроны движутся хаотически, то есть можно считать, что количество электронов, которое проходит через сечение стержня слева направо, приблизительно равно количеству электронов, которое проходит через то самое сечение стрежня справа налево за одно и то же время. Если мы пропускаем по стержню электрический ток, то движение электронов становится упорядоченным и количество электронов, которое проходит через сечение стержня за промежуток времени, существенно возрастает (имеется в виду то количество электронов, которое проходит в одном направлении).

 

Сила тока – это физическая величина, характеризующая электрический ток и численно равная заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени. Силу тока обозначают символом  и определяют по формуле: , где  – заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за время .

Чтобы лучше понять суть введенной величины, давайте обратимся к механической модели электрической цепи. Если рассмотреть водопроводную систему вашей квартиры, то она может оказаться поразительно похожей на электрическую цепь. Действительно, аналогом источника тока выступает насос, который создает давление и поставляет воду в квартиры (см. рис .1).

Рис. 1. Водопроводная система

Как только он перестанет работать, исчезнет вода в кранах. Краны выступают в роли ключей электрической цепи: когда кран открыт – вода течет, когда закрыт – нет. В роли заряженных частиц выступают молекулы воды (см. рис. 2).

Рис. 2. Движение молекул воды в системе

Если мы теперь введем величину, аналогичную только что введенной силе тока, то есть количеству молекул воды через сечение трубы за единицу времени, то фактически получим количество воды, проходящей через поперечное сечение трубки за одну секунду – то, что в быту часто называют напором. Соответственно, чем больше напор, тем больше воды вытекает из крана, аналогично: чем больше сила тока, тем сильнее ток и его действие.

 

Единицы силы тока

 

 

Единицей силы тока является ампер: . Эта величина названа в честь французского ученого Андре-Мари Ампера. Ампер – одна из единиц интернациональной системы. Зная единицы силы тока, легко получить определение единицы электрического заряда в СИ. Поскольку , то .

 

Следовательно, . То есть 1 Кл – это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока в проводнике 1 А. Кроме ампера, также применяют такие величины, как миллиампер (), микроампер (), килоампер (). Чтобы представлять себе, что такое малая, а что такое большая сила тока, приведем такие данные: для человека считается безопасной сила тока, меньше 1 мА, а сила тока, больше 100 мА, может привести к существенным проблемам со здоровьем.

 

---

Некоторые значения силы тока

Чтобы понимать величину такой силы тока, как 1А, давайте рассмотрим следующую таблицу.

Рентгеновский медицинский аппарат (см. рис. 3) – 0,1 А

Рис. 3. Рентгеновский медицинский аппарат

Лампочка карманного фонаря – 0,1–0,3 А

Переносной магнитофон – 0,3 А

Лампочка в классе – 0,5 А

Мобильный телефон в режиме работы – 0,53 А

Телевизор – 1 А

Стиральная машина – 2 А

Электрический утюг – 3 А

Электродоильная установка – 10 А

Двигатель троллейбуса – 160–220 А

Молния – более 1000 А

Кроме того, рассмотрим эффекты действия тока, которые он оказывает на организм человека, в зависимости от силы тока (в таблице приведена сила тока при частоте 50 Гц и эффект действия тока на человеческий организм).

0–0,5 мА        Отсутствует

0,5–2 мА        Потеря чувствительности

2–10 мА         Боль, мышечные сокращения

10–20 мА       Растущее воздействие на мышцы, некоторые повреждения

16 мА             Ток, выше которого человек уже не может освободиться от электродов

20–100 мА     Дыхательный паралич

100 мА – 3 А Смертельные желудочковые фибрилляции (необходима срочная реанимация)

Более 3 А       Остановка сердца, тяжелые ожоги (если шок был кратким, то сердце можно реанимировать)

---

 

Вместе с тем большинство приборов рассчитано на значительно большее значение силы тока, поэтому при работе с ними очень важно соблюдать некоторые правила. Остановимся на главных моментах, которые нужно помнить всем, кто имеет дело с электричеством.

Нельзя:

1. Прикасаться к обнаженному проводу, особенно стоя на земле, сыром полу и т.п.
2. Пользоваться неисправными электротехническими устройствами.

Собирать, исправлять, разбирать электротехнические устройства, не отсоединив их от источника тока.

 

Амперметр

 

 

Для измерения силы тока используется прибор – амперметр. Он обозначается буквой А в кружочке при схематическом изображении в электрической цепи. Как и любой прибор, амперметр не должен влиять на значение измеряемой величины, поэтому он сконструирован таким образом, чтобы практически не менять значение силы тока в цепи.

 

Правила, которые необходимо соблюдать при измерении силы тока амперметром

1) Амперметр включают в цепь последовательно с тем проводником, в котором необходимо измерять силу тока (см. рис. 4).

Рис. 4. Последовательное соединение амперметра

2) Клемму амперметра, возле которой стоит знак +, нужно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока; клемму со знаком минус – с проводом, идущим от отрицательного  полюса источника тока (см. рис. 5).

Рис. 5. Правильно соединена клемма +

3) Нельзя подключать амперметр к цепи, где отсутствует потребитель тока (см. рис. 6).

Рис. 6. Неверно подключенный амперметр

Давайте посмотрим на работу амперметра вживую. Перед нами электрическая цепь, которая состоит из источника тока, амперметра, который соединен последовательно, и лампочки, которая также соединена последовательно (см. рис. 7).

Рис. 7. Электрическая цепь

Если сейчас включим источник тока, то сможем пронаблюдать, какая сила в цепи с помощью амперметра. Вначале он указывает 0 (то есть тока в цепи нет), а теперь видим, что сила тока стала почти 0,2 А (см. рис. 8).

Рис. 8. Протекание тока в цепи

Если мы изменим ток в цепи, увидим, что сила тока увеличится (станет примерно 0,26 А), и при этом лампочка загорится ярче (см. рис. 9), то есть, чем больше сила тока в цепи, тем ярче лампочка горит.

Рис. 9. Сила тока в цепи больше – лампочка горит ярче

 

---

Виды амперметров

Распространение получили амперметры электромагнитные, магнитоэлектрические, электродинамические, тепловые и индукционные.

В электромагнитных амперметрах (см. рис. 10) измеряемый ток, проходя по катушке, втягивает внутрь ее сердечник из мягкого железа с силой, возрастающей с увеличением силы тока; при этом насаженная на одной оси с сердечником стрелка поворачивается и по градуированной шкале указывает силу тока в амперах.

Рис. 10. Электромагнитный амперметр

В тепловых амперметрах (см. рис. 11) измеряемый ток пропускается по натянутой металлической нити, которая вследствие нагревания током удлиняется и провисает, поворачивая при этом стрелку, указывающую на шкале силу тока.

Рис. 11. Тепловой амперметр

В магнитоэлектрическом амперметре (см. рис. 12) под влиянием взаимодействия измеряемого тока, пропускаемого по проволоке, намотанной на легкую алюминиевую рамку, и магнитного поля постоянного подковообразного магнита рамка вместе с указательной стрелкой поворачивается на больший или меньший угол в зависимости от величины силы тока.

Рис. 12. Магнитоэлектрический амперметр

В электродинамических амперметрах (без железа) (см. рис. 13) измеряемый ток пропускается последовательно по обмотке неподвижной и подвижной катушек; последняя благодаря взаимодействию проходящего по ней тока с током в неподвижной катушке поворачивается вместе со стрелкой, указывающей силу тока.

Рис. 13. Электродинамический амперметр

В индукционных приборах (см. рис. 14) подвижный металлический диск или цилиндр подвергается воздействию бегущего или вращающегося поля, создаваемого неподвижными катушками, соединенными магнитной системой.

Рис. 14. Индукционный амперметр

Тепловые и электродинамические амперметры пригодны для измерения как постоянного, так и переменного токов, электромагнитные – для постоянного тока и индукционные – для переменного.

---

 

---

Решение задач

Рассмотрим решение нескольких типовых задач по данной теме.

Задача 1

Сколько электронов каждую секунду проходит через поперечное сечение проводника, если по нему течёт ток 0,32 А?

Решение

Мы знаем не только силу тока I = 0,32 A, время t = 1 c, но и заряд одного электрона: .

Воспользуемся определением силы тока: , а заряд, который проходит за единицу времени по модулю, равен сумме модулей зарядов электронов, которые проходят через сечение за 1 с. Получаем . Откуда .

Проверяем единицы искомой величины: .

Ответ: .

Задача 2

Почему амперметр, который показывает силу тока, идущего через провод, которым аккумулятор автомобиля соединяется с бортовой электрической сетью, имеет на шкале и положительные, и отрицательные значения?

Решение

Дело в том, что в автомобильном аккумуляторе происходят два процесса: иногда он заряжается (см. рис. 15), то есть получает заряд (заряды движутся в одну сторону), а иногда – питает бортовую сеть, то есть отдаёт заряд (соответственно, заряды движутся в другую сторону) (см.

рис. 16). В этих двух случаях сила тока будет отличаться знаком.

Рис. 15. Зарядка аккумулятора	Рис. 16. Разрядка аккумулятора

Задача 3

В проводнике в каждом кубическом сантиметре содержится  свободных электронов. С какой средней скоростью электроны упорядоченно двигаются по проводнику, если сила тока в нём 8 А? Площадь поперечного сечения проводника составляет 1 мм².

Решение

Мы знаем силу тока I = 8 A, площадь сечения , заряд одного электрона , объём  и количество электронов в этом объёме . Найти необходимо скорость .

Рассмотрим кубический сантиметр проводника. В нём содержится известное количество свободных электронов. Что такое средняя скорость их движения? . Как определить расстояние?

Для начала воспользуемся определением силы тока: , а заряд, который проходит за единицу времени, по модулю равен сумме модулей зарядов электронов, которые проходят через сечение за время. Получаем . Откуда – количество электронов, которые прошли через сечение проводника за единицу времени. Из несложной пропорции определяем объём, который занимают эти электроны: , откуда .

Теперь найти расстояние, пройденное электронами, несложно: если весь этот объём прошёл через сечение, то длина пути каждого электрона равна: .

Получаем итоговую формулу: .

Проверяем единицы измерения: .

Ответ: .

---

 

На следующем уроке мы поговорим о еще одной характеристике тока – напряжении. На этом наш урок окончен, спасибо за внимание!

 

Список рекомендованной литературы

1. Соколович Ю. А., Богданова Г. С. Физика: Справочник с примерами решения задач. – 2-е издание передел. – X.: Веста: Издательство «Ранок», 2005. – 464 с.
2. Перышкин А. В. Физика:  Учебник 8 класс. — Издательство: М.: 2013. – 240 с.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал «class-fizika. narod.ru» (Источник)
2. Интернет-портал «yaklass.ru» (Источник)

 

Домашнее задание

1. Что такое сила тока? В чем она измеряется в СИ?
2. Как в цепь подключают амперметр?
3. Какие виды амперметров вы знаете? Опишите принцип их работы.

 

устройство прибора, принцип действия и применение

Содержание:

Амперметр – это прибор для измерения силы тока. Единицей измерения это величины являются амперы. Шкала на этих измерительных приборах нанесена в миллиамперах, килоамперах или просто амперах, в зависимости от величины силы тока в данном случае. Одной из главных мер безопасности является условие, то, что нельзя использовать амперметр, подключенный напрямую к источнику питания, так как это может вызвать короткое замыкание в цепи.

В статье рассмотрена структура амперметра, из чего состоит его устройство, как работает и какие особенности он имеет. Для наглядности, в статье содержатся два видеоролика и один скачиваемый файл по выбранной теме.

Аналоговые амперметры

Приборы для измерения силы тока

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

Поэтому ученые вывернулись из этой ситуации и придумали единицу измерения силы тока и назвали ее «Ампер», в честь французского физика-математика Андре Мари Ампера. Что же собой представляет 1 Ампер?

Если сила тока в проводнике равна 1 амперу, то за одну секунду через поперечное сечение провода проходит заряд, равный 1 Кулону. Или простым языком, все электроны в сумме должны давать заряд в 1 Кулон и они должны в течение одной секунды пройти через поперечное сечение проводника.

Шкала амперметра

Если учесть, что заряд одного электрона 1. 6х10^-19 , то можно узнать, сколько электронов в 1 Кулоне. А вот для того, чтобы измерять амперы, ученые придумали прибор и назвали его «амперметром».

Амперметр – прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в амперах, килоамперах, миллиамперах или микроамперах в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается последовательно; для увеличения предела измерений – с шунтом или через трансформатор.

Амперметр – это прибор для измерения силы тока в электрической цепи. Любой амперметр рассчитан на измерение токов определенной величины. В электронике в основном оперируют микроАмперами (мкА), миллиАмперами (мА), а также Амперами (А). Следовательно, в зависимости от величины измеряемого тока приборы для измерения силы тока делятся на амперметры (PA1), миллиамперметры (PA2) и микроамперметры (PA3).

двойной вольметр-амперметр

Измерение значений переменного тока

Знать силу тока, проходящую через определенный участок цепи довольно важно. Это помогает рассчитать сечение кабеля и избежать перегрева токопроводящих жил. Эта статья поможет начинающим электрикам разобраться в нюансах работы и подключения измерительного прибора. Но сначала вспомним немного азов из школьной программы.

[stextbox id=’info’]Как известно, амперметром называется измерительный прибор, позволяющий определить силу постоянного и переменного тока в электрической цепи. В зависимости от планируемой сферы применения, шкалу измерительного устройства градуируют в амперах, микро- или миллиамперах. Для измерений больших величин используется прибор, шкала которого разделена на килоамперы.[/stextbox]

Схема цифрового амперметра

Сотые будут соответствовать четвертому дисплею, которого у нас нет, например «03», если мы ищем нуль сверху, ошибка будет больше, например «08». Повторение процесса три раза в лучшем случае должно быть идеальным.

Виды амперметров

При настройке в режиме напряжения достаточно, измерение в режиме амперметра должно быть правильным, принимая во внимание небольшое смещение, обсуждаемое по мере увеличения тока. Такую же настройку можно было бы сделать, но без подключенной нагрузки, тогда было бы проверено, что текущие измерения теперь более точны, но тогда напряжение на нагрузке несколько меньше.

Таблица технических характеристик амперметров различных параметров.

Магнитоэлектрические приборы

Устройства, реагирующие на магнитные явления (магнитоэлектрические) применяют для того, чтобы замерить токи очень маленьких значений в цепях с постоянным током. Внутри них нет ничего лишнего, кроме катушки, подсоединенной к ней стрелки и шкалы с делениями.

Электромагнитные устройства

В отличие от магнитоэлектрических их можно применять и для сетей с переменным током, чаще всего в цепях промышленного назначения с частотой в пятьдесят герц. Электромагнитным амперметром можно пользоваться для замеров в цепях с большой силой тока.

Термоэлектрический тип

Используют для измерения переменного тока с высокой частотой. Внутри прибора установлен нагревательный элемент (проводник с высоким сопротивлением) с термопарой. Из-за проходящего тока нагревается проводник, и термопара фиксирует величину. Из-за возникающего тепла отклоняется рамка со стрелкой на определенный угол.

Основанные на электродинамике

Можно применять не только для замеров силы постоянного тока, но и переменного. Из-за особенностей прибора, его можно применять в таких сетях, где частота достигает двухсот герц. Электродинамический амперметр используется в основном как контрольный измеритель для проверки приборов.

[stextbox id=’warning’]Они сильно реагируют на сторонние магнитные поля и на перегрузки. Из-за этого в качестве измерителей используются редко.[/stextbox]

Ферродинамические приборы

Очень надежные приборы, которые обладают высокой прочностью и мало подвергаются воздействию магнитных полей, возникающих не в приборе. Такого рода амперметры устанавливают в автоматические контролирующие системы как самописцы.

Бывает так, что шкалы прибора недостаточно и необходимо увеличить значения, которые стоит замерить. Чтобы этого достичь используется шунтирование (проводник с высоким сопротивлением присоединяется параллельно прибору). Например, чтобы установить значение силы в сто ампер, а прибор рассчитан всего на десять, то присоединяют шунт, у которого значение сопротивления в девять раз ниже, чем у прибора.

Интересно почитать: Что такое варистор и где его применяют.

Устройство и подключение шунта

Для подключения амперметра используют стандартный шунт, представляющий собой медную пластину, закрепленную на изоляторе из карболита. На медной пластине с каждой стороны имеется по два винта: потенциальные и токовые зажимы. В комплекте идут заводские изделия, имеющие установленное сопротивление и рассчитанные на определенную силу тока.

аналоговый амперметр

Чтобы правильно включить шунт в цепь измерения, придерживайтесь следующего алгоритма:

• Выбирать изделие следует с большими показателями предполагаемых значений. Например, если предполагаемая сила тока в проверяемой линии составляет 12–15 A, выбирается изделие, позволяющее проводить замеры до 20 A;
• Далее подключаются измерительные провода от амперметра к потенциальным зажимам на медной планке;
• Измеряемая линия обесточивается;
• Затем отсоедините питающие провода от устройства, на котором нужно проверить потребляемое значение;
• Шунт включается в разрыв электрической линии: отсоединенные провода подключаются к токовым зажимам.

Теперь включается питание, и снимаются показания с амперметра. После этого линия опять обесточивается, измеряющее устройство отключается, а соединения восстанавливаются.

[stextbox id=’warning’]Обратите внимание! Полученные показания умножаются на коэффициент, который указывается на изоляционной пластине шунта. Если этот коэффициент не указан, можно самостоятельно рассчитать цену деления прибора. Для этого максимальное значение шкалы умножается на расчетные показатели дополнительной пластины. [/stextbox]

Особенности расчета

Если стандартные шунты с заводскими обозначениями отсутствуют, эти значения можно рассчитать самостоятельно, если вместо сопротивления использовать промышленные резисторы. В этом случае поступают следующим образом:

1. Чтобы расширить диапазон шкалы измерений, параллельно к устройству подсоединяется резистор, через который проходит основная часть тока. При этом через измеряющее устройство проходит незначительная часть, достаточная для замеров;
2. Следующим шагом определяется максимальное значение тока. Для этого вольтметром, соблюдая полярность, измеряется напряжение на источнике питания. Также определяется общее сопротивление цепи, на которое делится величина напряжения;
3. Теперь нужно узнать сопротивление обмотки амперметра. Эта величина указывается в паспорте к прибору или измеряется самостоятельно;
4. Остается рассчитать требуемое сопротивление резистора, используемого в качестве шунта. Для этого максимальный ток умножается на общее сопротивление линии, а полученное значение делится на номинальное напряжение источника питания.

Теперь вы знаете не только как , но и как правильно его подключить в электрическую цепь. Надеемся, что этот материал помог вам выйти из ситуации, когда шкалы измерения прибора не хватает для точных замеров. Мы разобрались, что для этого нужно подключить стандартный шунт или рассчитать его самостоятельно. Для определения значения тока в электрической цепи, применяют специальные приборы – амперметры.

Амперметр включается последовательно в исследуемую цепь, и, в силу крайне малого собственного внутреннего сопротивления, данный измерительный прибор не вносит сколь-нибудь существенных изменений в электрические параметры цепи. Шкала прибора градуирована в амперах, килоамперах, миллиамперах или микроамперах. Для расширений пределов измерений, амперметр может быть включен в цепь через трансформатор или параллельно шунту, когда лишь малая доля проходит через прибор, а основной ток цепи течет через шунт.

Интересно почитать: что такое клистроны.

Усиление полной шкалы амперметра

Величина силы отталкивания и, следовательно, амплитуда движения иглы зависит от величины тока, протекающего через катушку. Ранее сообщалось, что объем любого инструмента может быть расширен. В случае амперметра для этой цели используется устройство под названием «шунт».

Это позволяет ему проходить только через движущуюся катушку прибора, то ток, который он может терпеть. Шунт формируется сопротивлением давления омического значения ниже, чем показание движущейся катушки прибора, что позволяет пропустить другую часть тока, не допускаемого.

Цифровой амперметр

Для того чтобы по показанию вольтметра определить напряжение на зажимах приемника энергии или генератора, необходимо его зажимы соединить с зажимами вольтметра так, чтобы напряжение на приемнике (генераторе) было равно напряжению на вольтметре. Сопротивление вольтметра должно быть большим по сравнению с сопротивлением приемника энергии (или генератора) с тем, чтобы его включение не влияло на измеряемое напряжение (на режим работы цепи).

Заключение

Рейтинг автора

Написано статей

Более подробно об устройстве амперметра и как его использовать рассказано в материале  Лабораторная работа по электрическим измерениям. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. А также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов. Для этого приглашаем читателей подписаться и вступить в группу.

В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки материала:

www.go-radio.ru

www.elektrorostov.ru

www.elektro911.ru

www.completerepair.ru

www.electricalschool.info

www.biathlonmordovia.ru

Предыдущая

ИнструментарийКак выбрать паяльник для микросхем

Следующая

ИнструментарийКак подключить амперметр к цепи переменного или постоянного тока

Ременная передача | механика | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Britannica Beyond
  Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Факты и сопутствующий контент

Амперметры — полное руководство

Узнайте все, что вам нужно знать об амперметрах, о том, как их использовать, и о различных доступных типах.

Что такое амперметр?

Название «амперметр» является сокращением от «амперметр». Ампер, или, более привычно, «ампер», является основной единицей измерения активного электрического тока. Так что же такое амперметр?

Из этого ясно следует, что функция амперметра заключается в измерении тока в электрической цепи. Амперметры измеряют ток по двум параметрам — «притяжение», протекание тока в конкретной цепи, и «непрерывность», постоянство тока и наличие или отсутствие прерываний.

Амперметры используются для обнаружения проблем в электрических цепях, например, необычно высокого или низкого уровня тока. Первое может указывать на неисправность компонентов из-за короткого замыкания, а второе может быть признаком разрушительных прерываний или необычного электрического сопротивления. Проверка розеток или розеток с помощью амперметра является обычной практикой при проведении ремонта или замене предохранителя.

Амперметры не следует путать с вольтметрами , которые измеряют напряжение в цепи. Напряжение, также известное как «электрическое напряжение», представляет собой разность электрических потенциалов между двумя точками цепи и, следовательно, величину силы, необходимой для перемещения заряда между ними.

Просмотреть все Амперметры

Типы амперметров

Как и другие электрические приборы и компоненты, амперметры доступны в различных исполнениях. Ниже приведены некоторые из наиболее часто встречающихся типов:

Аналоговые амперметры

Аналоговые амперметры, также известные как панельные аналоговые амперметры, отображают свои показания на аналоговом циферблате с помощью указателя.

Существует три основных типа аналоговых амперметров. К ним относятся:

Амперметры с подвижным железом

Эти модели оснащены железной стрелкой, прикрепленной к крыльчатке, которая движется в ответ на электромагнитную силу, создаваемую катушкой, окружающей вторую крыльчатку внутри устройства. Они реагируют как на переменный (AC), так и на постоянный ток (DC). Амперметры с подвижным железом широко используются в промышленности для измерения цепей переменного тока.

Амперметры с подвижной катушкой

Имеют катушку, которая перемещается в ответ на магнитные поля, создаваемые постоянным током. Они не могут работать напрямую с переменным током.

Амперметры с подвижным магнитом

Эти модели работают аналогично конструкции с подвижной катушкой, но электрическая катушка расположена внутри корпуса счетчика, а постоянный магнит перемещает стрелку на циферблате. Они имеют относительно большую емкость, пропускают и измеряют значительно более сильные токи, чем модели с подвижной катушкой.

Диапазон просмотра

Дополнительные типы аналоговых амперметров, с которыми вы можете столкнуться, включают:

Электродинамические амперметры

Тип амперметра, в котором электродинамический магнит (чувствительный к потоку электрического тока) реагирует на переменные и постоянные источники .

Амперметры с горячей проволокой

В них используется термочувствительный провод, который расширяется при нагревании для отображения уровня тока в определенной цепи.

Миллиамперметры и микроамперметры

Эти приборы предназначены для токов очень низкого напряжения, измеряемых в миллиамперах (одна тысячная ампера) и микроамперах (одна миллионная ампера).

Цифровые амперметры

Цифровые амперметры также известны как амперметры с цифровой панелью, и, как следует из названия, они используют цифровые панели для отображения показаний. Это означает, что они хорошо подходят для использования в условиях низкой освещенности. Они являются популярным выбором на заводах и в аналогичных промышленных условиях.

Обычно цифровые амперметры предназначены для установки на больших панелях управления и обычно являются программируемыми. Это означает, что в различных обстоятельствах могут отображаться разные цвета, сигналы тревоги или сообщения. Также обычно можно настроить амперметр на срабатывание, когда уровни тока достигают или падают ниже предварительно определенных ступеней.

При выборе цифрового амперметра для конкретного применения важно учитывать следующие факторы:

• Требуемая минимальная и максимальная рабочая температура
• Требуемый диапазон измерения силы тока

Диапазон просмотра

Амперметры клещевые

Токоизмерительные клещи представляют собой другой тип устройств для измерения электрического тока, широко используемых электриками. Они оснащены парой изолированных, похожих на плоскогубцы губок, которые смыкаются с проводом или проводником, что позволяет выполнять измерения без необходимости отсоединения. В сочетании с амперметром полученные гибридные устройства известны как токоизмерительные клещи, токоизмерительные клещи или просто токоизмерительные клещи.

Как правило, они оснащены коротким удлинителем, который позволяет устройству иметь отдельный доступ к двойным проводникам электрических кабелей. Однако некоторые последние модели также имеют несколько катушек датчика внутри зажимов, что позволяет амперметру получать доступ и измерять до трех проводников в кабеле без необходимости разделения.

В сочетании с трансформатором токоизмерительные клещи могут удобно измерять большие токи, но они менее подходят для малых токов в миллиамперном диапазоне. Также стоит отметить, что некоторые модели могут показывать только приблизительные показания.

Как пользоваться амперметром

Вот четыре основных шага для правильного и безопасного использования амперметра:

1. Выберите модель, соответствующую вашим требованиям. Вы предпочитаете аналоговый или цифровой? Вам нужна высокая производительность или низкая производительность?
2. Безопасность превыше всего. Прежде чем приступить к использованию амперметра, убедитесь, что все используемое оборудование тщательно проверено на наличие неисправностей. Вы также должны защищать себя от электрического тока с помощью изолированных перчаток
.
3. Приложите выводы амперметра к целевой области — точке, в которой вы хотите измерить силу тока. С помощью зажима типа «крокодил» подсоедините красный щуп к проводу, ближайшему к положительной клемме, а черный щуп — к проводу, ближайшему к отрицательной клемме измеряемого устройства. Будьте осторожны, чтобы не перепутать два
.
4. Проверьте свое чтение. На аналоговых щитовых амперметрах ищите ближайший к стрелке маркер

Часто задаваемые вопросы

Следует ли подключать амперметр последовательно или параллельно?

«Последовательно» — это термин, используемый в электротехнике для обозначения устройства, обеспечивающего прохождение тока через каждый компонент. Между тем, «параллельно» означает соединение с каждого конца, поэтому ток не протекает через каждую цепь.

Амперметры должны быть подключены к электрической цепи последовательно, чтобы правильно измерить протекание тока по всей цепи. Подключение амперметра может вызвать короткое замыкание (прерывание тока), что приведет к повреждению.

В чем разница между амперметрами переменного тока и амперметрами постоянного тока?

Электрический ток подается в двух формах — переменный и постоянный. Переменный ток называется так потому, что он регулярно меняет направление. Это наиболее широко используемый вид электричества — см. почти все бытовые и офисные приборы — потому что его легко передавать на большие расстояния и контролировать с помощью трансформатора. Однако постоянный ток по-прежнему используется в устройствах с батарейным питанием, телекоммуникационном и солнечном оборудовании, а также в электрических компонентах автомобильных двигателей.

Амперметры переменного и постоянного тока, предназначенные для умеренных токов (примерно до 30 ампер), очень похожи, и в обоих используется точный резистор для определения тока. Большие амперметры постоянного тока, предназначенные для более высоких токов, по-прежнему требуют прецизионного резистора, тогда как более крупные устройства переменного тока используют трансформатор, который вырабатывает более низкий пропорциональный ток в отдельной цепи.