Кто изобрел амперметр: Амперметр. История. Андре-Мари Ампер изобретатель — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Амперметр. История. Андре-Мари Ампер изобретатель

Сила электрического тока выражается в Амперах. Человек, носивший такую фамилию, родился в Лионе. Имя ему было Андре-Мари. Отец мальчика любил читать книги и имел обширную библиотеку. Сидя в кабинете долгими зимними вечерами, Жан Жак Ампер при свете свечи раскрывал свои любимые тома, погружаясь в мир интересных историй и узнавая всё новые вещи.
У этого стареющего уже буржуа родился сын в январе 1775 г. Подрастал со временем, играл с бобами и камешками. Мальчика привлекали вычисления, хотя арифметики он не знал. Рано научился читать, а в отцовской библиотеке было столько книг! Занимаясь самообразованием, отрок слушал и рассказы отца, а тот любил поговорить о книгах, особенно об «Энциклопедии». Андре стал читать эту книгу, открывая для себя неведомые ранее вещи. Школу мальчик не посещал, но знал много. Скоро отцовской библиотеки ему показалось недостаточно для пополнения знаний, тогда родитель отвёл сына в городскую.

Библиотекарь изрядно был удивлен желанием отрока познакомиться с редкими книгами. Некоторые из них были на латыни, которую Андре не знал. Тогда всего за несколько месяцев он изучил этот язык древности. А затем принялся за труды математиков Гюйгенса, Ньютона и других. Отец пригласил на дом учителя, чтобы помочь сыну в изучении математики. А Андре уже знал интегральное исчисление! Учителю ничего не оставалось, как удалиться. Его образование было недостаточным для обучения маленького гения.
В 14 лет Андре уже превзошел отца в знаниях. Кроме математики и литературы собирал гербарий. Разносторонние увлечения и пытливый ум подростка не знали границ. От чтения стало портиться зрение. А впереди предстояла целая жизнь.

Франция в 1788 году бурлила. Впереди её ждала революция. А большинство дворянства с духовенством жило на широкую ногу, не жалея денег на развлечения. Огромные доходы позволяли это. Крестьяне же Франции влачили жалкое существование.

Начались восстания в провинциях страны. И вскоре грянула революция, её принес 1789 год. Пала Бастилия. Узнав об этом, Андре Ампер обрадовался, думая, что впереди жизнь настанет такая, какая описана Дидро и Вольтером. В Париже создана коммуна, руководящая беднотой. В Лионе же от революции страдает буржуазия, некому стало сбывать шелковые ткани. Её обычно покупала аристократия. Стали останавливаться ткацкие станки.
В 1793 году был убит якобинец Марат прямо в ванной. Поклонница жирондистов Шарлота сделала это. Начались казни революционеров. Андре Ампер, увлеченный математикой, не очень обращал внимание на яростную классовую борьбу. А восставший Лион взяли штурмом якобинцы, арестовав отца юноши, а затем и казнив. У Андре случился нервный приступ. Он как бы впал в летаргию, забросив науку.

Поседела его мать. Только через год молодой человек снова начал заниматься наукой.
Имея сильную близорукость, Андре Ампер однажды надел очки. Перед ним распахнулся красочный мир. С марта 1802 года Андре-Мари Ампер читает лекции по физике. Во Франции у власти Наполеон Бонапарт. Начинается реформа школ. Для Андре же важно получить преподавательскую должность в лицее Лиона. У него еще нет напечатанных научных работ. В области математики Ампера заинтересовала теория вероятности. Отдает в печать рукопись на эту тему, но вскоре забирает труд обратно, начиная дополнять и исправлять кое-что в нём. Наконец, в 1803 году вышла в печати работа Андре Ампера, сразу ставшая знаменитой. Он ведет преподавание в частной школе семи группам учащихся.
Умирает его любимая молодая жена Жюли, но жива еще мать, пытающаяся поддержать сына в горе.

В 1804 г. Ампер переезжает в Париж, становясь репетитором Политехнической школы. И в том же году коронуется Наполеон на звание императора. А в Политехнической школе растет авторитет Андре Ампера среди учеников и преподавателей. Он снова женится, но неудачно. Новая супруга Женни не желает иметь детей. Но родилась дочка, а брачный контракт был разорван.
С 1807 года Андре-Мари трудится профессором в Политехнической школе. А в 1814 году его избирают вместо скончавшегося математика
Шарля Боссю в члены Института. В 1820 г. Андре заинтересовали опыты по электромагнетизму. Их демонстрировал Эрстед. Ампер начал экспериментировать, добыв медную проволоку и ртуть. Открыл взаимодействие электрических токов. Это явление называется им электродинамикой. В сентябре 1820 года в Академии Андре Ампер сообщил аудитории о своем открытии.

Закон и правило Ампера с тех пор есть во всех учебниках физики. Размышляя и анализируя над опытами, Ампер приходит к мысли о способе передачи текста на дальние расстояния. Первый телеграф и был создан по принципу взаимодействия токов в 1832 году, но уже бароном П. Шиллингом. Андре Ампера же заинтересовала проблема земного магнетизма. В 1822 г. появляется заявление об открытии магнитного эффекта соленоида. Заявителем был Ампер. Помещая внутри катушки с намотанным проводом железный стержень, Андре усиливал магнитное поле. Термином «кибернетика» мы тоже обязаны Амперу. Эта наука применяется и к живым организмам и к машинам.
Старость Ампера была печальной. Долги и период нищеты подорвали здоровье. Скрашивал существование сын от первого брака, читавший лекции и принявший от отца эстафету ученого. Скончался Андре от пневмонии в возрасти 61 года.

Смотря на стрелку прибора, показывающего силу тока, надо знать название устройства — «амперметр». Первые 5 букв – это фамилия ученого, сделавшего для науки немало. В наше время существует множество разнообразных приборов для измерения, подробнее о них можно узнать на эгир.рф.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Андре-Мари Ампер – ученый, опередивший время

20.01.2022 10:00

1404

Добавить в закладки

Физик, математик, химик и естествоиспытатель Андре-Мари Ампер продвинул науку на много шагов вперед. Он ввел понятие электрического тока, создал теорию о связи электрических и магнетических явлений, оставил след в развитии математического анализа, механики и теории вероятности. Ампер был членом Парижской академии наук, почётным членом Петербургской академии наук и других научных сообществ. Родился великий ученый 20 января 1775 года.

Андре-Мари Ампер – родом из богатой, известной семьи предпринимателя, жившей во французском городе Лионе. В детстве он был любознательным ребенком, тянулся к цифрам, книгам. Уже в 12 лет учитель по математике признал, что дал мальчику все, что знал сам. К 14 годам Ампер выучил почти всю французскую энциклопедию Дидро и д’Аламбера, после часто прибегал к ее цитированию. А чтобы самостоятельно изучить работы Эйлера и Бернулли, он даже выучил латынь. Отец воспитывал мальчика по педагогической теории Жана-Жака Руссо, богатая домашняя библиотека помогала в этом. Ампер интересовался романами, стихами, философскими и историческими трудами. Особенно выделял Вольтера, Гомера, Лукана, Тассо и Фенелона.

Жестокая и несправедливая казнь отца тяжело отразилась на Андре-Мари. Около года он не читал книг, был в глубокой депрессии и нищенствовал из-за конфискации имущества.

В 1799 году в возрасте 24 лет он устроился репетитором в Политехническую школу, а через два года стал руководителем кафедры физики в Бурке. Там к нему приходит известность благодаря работе «Рассуждения о математической теории игр». Он много пишет статей на математическую тему, и его приглашают главой кафедры математики в Политехническую школу. Труды Андре-Мари Ампера затронули математический анализ и теоретическую физику, что дало ему признание в научных кругах. В 1814 году его принимают в Академию наук.

Ампер проявлял особый интерес к электродинамике, которой посвятил основную работу. В честь него было названо «правило Ампера». Он определил, куда направляется магнитная стрелка под действием магнитного поля. Множество приборов было создано благодаря его изучению взаимодействия магнита и электрического тока.

Ампер был убежден, что магнетизм имеет токовое происхождение и прямую связь с электрическими процессами. Он сформулировал теорию, по которой множество простейших магнитиков соединено в один большой магнит.

Он выяснил, что на движущиеся проводники с током влияет магнитное поле Земли, сформулировал позднее названный «закон Ампера», где определил взаимодействие между электрическими токами, и развил теорию магнетизма.

В 1822 году Ампер обнаружил магнитный эффект катушки с током – соленоида, придумал за счет железного сердечника усиливать магнитное поле. Через четыре года подтвердил верность теоремы о циркуляции магнитного поля и доказал, что без тока железо теряет магнитные свойства, а магнетизм стали сохраняется довольно долго.

Новаторством было изобретение электромагнитного телеграфа и коммутатора. Идея Ампера опередила свое время, потому что устройств, которые распознают электросигналы, тогда еще не было.

Андре-Мари Ампер ввел термины «кинематика» и «кибернетика», закон молярных объемов газа, пробовал распределить химические элементы по их свойствам. Также он создал «амперметр» для измерения силы электрического тока, и в его честь была названа одна из главных единиц СИ – «ампер». Андре-Мари издал два тома «Набросков по философии науки», задумался о создании экономической системы, которая обеспечит общество лучшими условиями для жизни и решит проблему общественного счастья.

Ушел из жизни Андре-Мари Ампер 10 июня 1836 года, в 61 год от пневмонии. Его имя внесено в число великих французских ученых и выгравировано на первом этаже Эйфелевой башни.

Источники фото: fb.ru, starsity.ru

Автор Ольга Скибина

электродинамика Андре-Мари Ампер великий ученый

Источник: biographe.ru

Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

НАУКА ДЕТЯМ

Россия 1, «Вести недели» с Эрнестом Мацкявичюсом. Академик РАН Анатолий Деревянко об открытии Нобелевского лауреата Сванте Паабо

21:39 / Археология, История, Палеонтология

Ихтиозаврам из юрского периода не приходилось конкурировать из-за пищи

20:00 / Палеонтология

Пермские ученые нашли способ предотвратить дефекты металлических деталей

16:24 / Инженерия, Математика, Новые технологии

РАН представит лекторий на Фестивале НАУКА 0+

15:30 / Наука и общество

Академик Анатолий Деревянко объяснил, за что присудили Нобелевскую премию по медицине 2022

15:01 / Биология, История, Медицина

«Материя» в РХТУ на Фестивале НАУКА 0+

14:30 / Наука и общество, Химия

Нобелевскую премию по медицине 2022 присудили за изучение вымерших человекообразных обезьян и эволюции человека

14:15 / Биология, История, Медицина

Физики повысили эффективность адресной доставки лекарств с помощью мягких наногелей

13:30 / Медицина, Физика

Определен ген, отвечающий за формирование «скелета» клетки

13:15 / Биология

Научные бои психологов на Фестивале НАУКА 0+

12:30 / Наука и общество, Психология

Памяти великого ученого. Наука в глобальном мире. «Очевиднное — невероятное» эфир 10.05.2008

04.03.2019

Памяти великого ученого. Нанотехнологии. «Очевидное — невероятное» эфир 3.08.2002

04.03.2019

Вспоминая Сергея Петровича Капицу

14.02.2017

Смотреть все

Амперметр в цепи

Главная » Разное » Амперметр в цепи

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

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

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

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

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

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

Рис. 1. Определение единицы силы тока

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

Андре-Мари Ампер

(1775 — 1836)

Рис. 2. Ампер Андре-Мари

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

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

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

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

Переменным называется ток, сила и направление которого периодически изменяются.

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

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

Рис. 3. Схематичное изображение единицы силы тока

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

Обрати внимание!

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

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

Рис. 4. Изображение миллиамперметра

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

Обозначения диапазона измерения амперметров:

«$~$» означает, что амперметр предназначен для измерения силы переменного тока;
«$—$» означает, что амперметр предназначен для измерения силы постоянного тока.

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

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

Для измерения силы постоянного тока	Для измерения силы переменного тока

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

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

Рис. 6. Изображение мультиметра

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

провод, который идёт от положительного полюса источника тока, нужно соединять с клеммой амперметра со знаком «$+$»;
провод, который идёт от отрицательного полюса источника тока, нужно соединять с клеммой амперметра со знаком «$-$».

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

Рис. 7. Изображение электрической схемы (постоянный ток)

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

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

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

Источники:

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

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

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

Рис. 4. Изображение миллиамперметра. © ЯКласс.

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

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

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

Влияние амперметра на измеряемую цепь — измерительные цепи постоянного тока

Влияние амперметра на измеряемую цепь

Глава 8 — Цепи измерения постоянного тока

Как и вольтметры, амперметры имеют тенденцию влиять на количество тока в цепях, к которым они подключены. Однако, в отличие от идеального вольтметра, идеальный амперметр имеет нулевое внутреннее сопротивление, чтобы понижать как можно меньше напряжения, так как через него протекают электроны. Обратите внимание, что это идеальное значение сопротивления точно противоположно значению вольтметра. При использовании вольтметров мы хотим, чтобы из тестируемой цепи было как можно меньше тока. При использовании амперметров мы хотим, чтобы при подаче тока было как можно меньше напряжения.

Вот краткий пример влияния амперметра на цепь:

Если амперметр отключен от этой схемы, ток через резистор 3 Ом будет составлять 666, 7 мА, а ток через резистор 1, 5 Ом будет составлять 1, 33 ампер. Если амперметр имел внутреннее сопротивление 1/2 Ом и был вставлен в одну из ветвей этого контура, то его сопротивление серьезно повлияло бы на измеряемый ток ветвления:

Эффективно увеличив сопротивление левого ответвления от 3 Ом до 3, 5 Ом, амперметр будет читать 571, 43 мА вместо 666, 7 мА. Размещение такого же амперметра в правой ветке еще больше повлияло бы на ток:

Теперь правый ток ветви составляет 1 ампер вместо 1, 333 ампер, что связано с увеличением сопротивления, создаваемого добавлением амперметра в текущий путь.

При использовании стандартных амперметров, которые соединяются последовательно с измеряемой схемой, может быть нецелесообразно или возможно перепроектировать счетчик для более низкого входного сопротивления (от свинца к свинцу). Однако, если бы мы выбрали значение шунтирующего резистора для размещения в цепи для измерения тока на основе падения напряжения, и у нас был наш выбор широкого диапазона сопротивлений, было бы лучше выбрать наименьшее практическое сопротивление для приложения, Больше сопротивления, чем необходимо, и шунт может неблагоприятно влиять на схему, добавляя чрезмерное сопротивление в текущем пути.

Один изобретательный способ уменьшить воздействие, которое имеет измерительное устройство на схему, — использовать провод цепи как часть самого движения амперметра. Все токопроводящие провода создают магнитное поле, прочность которого прямо пропорциональна силе тока. При создании прибора, который измеряет прочность этого магнитного поля, может быть изготовлен бесконтактный амперметр. Такой измеритель способен измерять ток через проводник, даже не требуя физического контакта с контуром, а тем более бесперебойного прерывания или вставки дополнительного сопротивления.

Амперметры этой конструкции сделаны и называются « зажимными » счетчиками, потому что у них есть «челюсти», которые можно открыть, а затем зафиксировать вокруг провода цепи. Зажимные амперметры обеспечивают быстрое и безопасное измерение тока, особенно на мощных промышленных цепях. Поскольку в испытательной цепи не было дополнительного сопротивления, вставленного в нее прижимным измерителем, при измерении тока не возникает ошибки.

Фактический механизм перемещения зажимного амперметра почти такой же, как и для прибора с железными лопастями, за исключением того, что для генерации магнитного поля нет внутренней проволочной катушки. Более современные конструкции зажимных амперметров используют небольшое детектор магнитного поля, называемое датчиком Холла, для точного определения напряженности поля. Некоторые зажимные счетчики содержат электронную схему усилителя для генерации небольшого напряжения, пропорционального току в проводе между зажимами, это небольшое напряжение, подключенное к вольтметру для удобного считывания техническим специалистом. Таким образом, зажимной блок может быть вспомогательным устройством для вольтметра для измерения тока.

Более точный тип амперметра, чувствительного к магнитному полю, чем стиль зажима, показан на следующей фотографии:

Принцип действия этого амперметра идентичен стилю зажима: круговое магнитное поле, окружающее токопроводящий проводник, отклоняет иглу измерителя, вызывая индикацию на шкале. Обратите внимание, что на этом конкретном счетчике имеются две шкалы тока: +/- 75 А и +/- 400 А. Эти две шкалы измерений соответствуют двум наборам вырезов на задней панели счетчика. В зависимости от того, какой набор выемок прокладывается токопроводящий проводник, заданная сила магнитного поля будет оказывать различное влияние на иглу. По сути, два разных положения проводника относительно движения действуют как два разных резистора диапазона в стиле прямого соединения амперметра.

ОБЗОР:
Идеальный амперметр имеет нулевое сопротивление.
Амперметр «зажимной» измеряет ток через провод, измеряя силу магнитного поля вокруг него, а не становясь частью схемы, делая его идеальным амперметром.
Зажимные счетчики обеспечивают быстрое и безопасное измерение тока, так как между измерителем и контуром отсутствует проводящий контакт.

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

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

Амперметры цифровые и аналоговые

Амперметры делятся на два больших класса:

1. Аналоговые.

2. Цифровые.

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

Аналоговый Амперметр

Аналоговый амперметр

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

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

Принципиальное устройство амперметра

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

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

Показания амперметра зашкаливают

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

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

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

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

Амперметр класс точности 2.0

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

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

Цифровой амперметр

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

Цифровой амперметр

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

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

Кроме этого измерители подразделяются на амперметры:

— для подсчета постоянного тока.

— для подсчета переменного тока.

Многофункциональный промышленный амперметр

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

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

Амперметр. Измерение силы тока в цепи. 8-й класс

Цели урока:

Образовательная: повторить понятия: электрический ток; правила определения цены деления измерительного прибора, составления электрических цепей; ознакомить школьников с методом измерения силы тока, изучить принцип действия амперметра.
Развивающая: формировать интеллектуальные умения анализировать, сравнивать результаты экспериментов; активизировать мышление школьников, умение самостоятельно делать выводы, развивать речь; продолжить развитие умения работать с физическими приборами.
Воспитательная: развитие познавательного интереса к предмету, расширение кругозора учащихся

1. Организационный момент

Здравствуйте, ребята. Прежде чем начать урок, я хочу процитировать вам слова знаменитого поэта Персии

Науку все глубже постигнуть стремись,
Познанием вечного жаждой томись.
Лишь первых познаний блеснет тебе свет,
Узнаешь: предела для знания нет.
Фирдоуси, персидский поэт,
940-1030 гг.

2. Фронтальный опрос

Давайте вспомним материал, который вы проходили на предыдущих уроках:

Что такое электрический ток?
Какие условия необходимы для возникновения электрического ток?
Какие действия может оказывать электрический ток?
Какой физической величиной характеризуется действие электрического тока?
В каких единицах она измеряется?

3. Объяснение нового материала

Раз сил тока – физическая величина, то ее можно измерить. Значит, должен существовать прибор, позволяющий измерить силу тока. Сегодня на уроке мы познакомимся с прибором, который измеряет силу тока, узнаем, как правильно включать это прибор в цепь и научимся им пользоваться.

Давайте попробуем вместе выяснить, как данный прибор называется… (амперметр)

А теперь вместе сформулируем тему урока: Амперметр. Измерение силы тока в цепи.

Перед вами на столе находятся демонстрационный и лабораторный амперметры.

Принцип действия амперметра схож с ГАЛЬВАНОМЕТРОМ. Давайте вспомним, какое действие электрического тока положено в основу действия гальванометра… Совершенно верно – действие магнитного поля на рамку с током. Но гальванометр рассчитан на измерение очень малых токов – 0,00001 А и, при его включении, нет разницы в какую сторону течет ток. А вот амперметры могут измерять десятки и сотни ампер. Амперметр устроен так, что его включение практически не влияет на измеряемую величину. По его шкале, всегда можно определить, на какую наибольшую силу тока он рассчитан.

Можно ли включать амперметр в цепь с силой тока превышающей его максимальное значение? (Нет).

Для того чтобы уметь им пользоваться, необходимо знать следующие правила:

Включается амперметр в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют.
Включение амперметра производится с помощью двух клемм, или двух зажимов:

(+) и (-). Посмотрите на амперметры на ваших столах. Клемму со знаком (+) нужно обязательно соединять с проводом, идущим от (+) полюса источника.

в случае «зашкаливания» — выхода стрелки за пределы шкалы — немедленно разомкните цепь!

Беречь прибор от резких ударов и тряски, пыли.
На электрических схемах обозначается:

Прежде чем приступить к измерению силы тока, нужно определить цену деления амперметра. Вспомните, как определить цену деления прибора…берем два ближайших штриха, отмеченных числами, из большего числа вычитаем меньшее, и полученный результат делим на число штрихов между цифрами. Потренируемся определять цену деления и показания амперметра.

Давайте теперь попробуем измерить силу тока в цепи. Как вы думаете, куда именно нужно подключить амперметр, что бы измерить силу тока в лампочке?

Будут ли отличаться показания амперметра, если включить его до лампочки и после лампочки? На эти вопрос вы ответите сами после выполнения экспериментального задания. У вас на столах лежат приборы: Источник тока(батарейка), лампочка на подставке, ключ, два амперметра, соединительные провода. Соберите электрическую цепь по схеме, которая перед вами на экране. Не забудьте, что клемму со знаком (+) нужно обязательно соединять с проводом, идущим от (+) полюса источника.

Ученики выполняют работу: собирают цепь, измеряют силу тока, делают вывод.

Показания амперметра не зависят от места включения амперметра в цепь. Это видно из опыта, т.к. оба амперметра показывают одно и тоже.

Сила тока на всех участках электрической цепи карманного фонарика одинакова.

4. Рефлексия.

Что же нового вы узнали сегодня на уроке, чему научились?

Ученики: мы узнали, каким прибором можно измерить силу тока, как правильно включать его в цепь и измерили силу тока на лампочке карманного фонарика.

Теперь нам осталось провести небольшой тест, что бы выяснить, как вы усвоили новый материал .

(Тест выводится на экран и раздается ученика на парты. Ученики выполняют тест на отдельных листочках, которые в конце урока сдают учителю.)

Вариант № 1.

1. Как называется прибор, для измерения силы тока:

Гальвнометр
Гальванический элемент
Амперметр
электрометр

2. Какое действие тока используют в амперметрах?

Тепловое
Химическое
Механическое
Магнитное

3. На рисунке 1 изображены схемы электрической цепи. Какой из амперметров включен в цепь правильно?

4. Определите цену деления амперметра

2 А
0,5 А
1 А
0,5 мА

5. На каком участке цепи, в которой работают электролампа и звонок, надо включить амперметр, чтобы узнать силу тока в звонке?

До звонка (по направлению электрического тока)
После звонка
Возле положительного полюса источника тока
На любом участке электрической цепи

Вариант №2

1. Амперметр – прибор для …

Измерения электрического заряда
Измерения силы тока
Обнаружения электрического заряда

2. Силу тока в какой лампе показывает включенный в эту цепь амперметр?

В №1
В №2
В №3
В каждой из них

3. По показанию амперметра №2 сила тока в цепи равна 0,5мА. Какую силу тока зарегистрируют амперметры №1 и №3?

№1 – меньше 0,5мА, №3 – больше 0,5 мА
№1 – больше 0,5мА, №3 – меньше 0,5 мА
№1 и №3, как и №2, — 0,5 мА

4. Определите цену деления амперметра:

2А
1А
0,5А
0,2А

5. Как амперметр включается в цепь?

Рядом с тем потребителем тока, в котором надо измерить силу тока, соединяя его клемму, отмеченную “+”, с проводником, идущим от положительного полюса источника тока
Последовательно с элементом цепи, где измеряется сила тока, следя за тем, чтобы его клемма, отмеченная знаком “+”, была соединена с положительным полюсом источника тока
Последовательно с тем участком цепи, в котором измеряется сила тока, соединяя его клемму “+” с отрицательным полюсом источника тока
Без каких либо правил.

Теперь давайте проверим, как вы ответили на вопросы теста

Ответы 1 варианта		Ответы 2 варианта
№ вопроса	№ ответа	№ вопроса	№ ответа
1	3	1	2
2	4	2	4
3	1	3	3
4	2	4	4
5	4	5	2

А теперь сами поставьте себе оценку.

5. Домашнее задание. Параграф 38, упр. 15 (3)

6. Постановка проблемы следующего урока.

У меня на доске собрана электрическая цепь, состоящая из источника тока, двух лампочек и ключа. Мы только что убедились, что при таком соединении сила тока в любом участке цепи одинакова, следовательно, тепловое действие тока одинаково. Но при замыкании цепи лампы горят по-разному. Почему это происходит, вы узнаете на следующем уроке.

Спасибо за урок. Мне было приятно с вами работать. Не забудьте при выходе из класса положить ко мне на стол листок с вашим тестом.

Физика 8 класс. Измерение силы тока и напряжения. Измерение работы и мощности тока :: Класс!ная физика

Физика 8 класс. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА В УЧАСТКЕ ЦЕПИ

Для измерения силы тока существует измерительный прибор — амперметр.

Условное обозначение амперметра на электрической схеме:

При включении амперметра в электрическую цепь необходимо знать :

1. Амперметр включается в электрическую цепь последовательно с тем элементом цепи,
силу тока в котором необходимо измерить.

2. При подключении надо соблюдать полярность: «+» амперметра подключается к «+» источника тока,
а «минус» амперметра — к «минусу» источника тока.

ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
НА УЧАСТКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Для измерения напряжения существуют специальный измерительный прибор — вольтметр.

Условное обозначение вольтметра на электрической схеме:

При включении вольтметра в электрическую цепь необходимо соблюдать два правила:

1. Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором будет измеряться напряжение;

2.Соблюдаем полярность: «+» вольтметра подключается к «+» источника тока,
а «минус» вольтметра — к «минусу» источника тока.

___

Для измерения напряжения источника питания вольтметр присоединяют непосредственно к его зажимам.

ИЗМЕРЕНИЕ РАБОТЫ И МОЩНОСТИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Для определения работы или мощности тока можно использовать специальный измерительный прибор — ваттметр.
При отсутствии ваттметра пользуются одновременным подключением двух измерительных приборов к нужному участку цепи: амперметра и вольтметра.

Далее проводится расчет работы и мощности тока по формулам.

P = UI ……… и ……. A = UIt

ОПРЕДЕЛИ !

1. Что изменилось на участке цепи, если включенный параллельно вольтметр
показывает уменьшение напряжения?

___

2. Какими способами можно определить напряжение в городской сети,
имея в своем распоряжении любые приборы, кроме вольтметра?

Устали? — Отдыхаем!

Измерение тока и напряжения. Вольтметр и амперметр.

Приветствую всех, сегодня в рамках курса «Основы электроники» мы рассмотрим основные способы измерения силы тока, напряжения и других параметров электрических цепей. Естественно, без внимания не останутся и основные измерительные приборы, такие как вольтметр и амперметр.

Измерение тока. Амперметр.

И начнем с измерения тока. Прибор, используемый для этих целей, называется амперметр, и в цепь он включается последовательно. Рассмотрим небольшой пример:

Как видите, здесь источник питания подключен напрямую к резистору, символизирующему полезную нагрузку. Кроме того, в цепи присутствует амперметр, включенный последовательно с резистором. По закону Ома сила тока в данной цепи:

I = \frac{U}{R} = \frac{12}{100} = 0.12

Получили величину, равную 0.12 А, что в точности совпадает с практическим результатом, который демонстрирует амперметр в цепи 👍

Важным параметром этого прибора является его внутреннее сопротивление r_А. Почему это так важно? Смотрите сами — при отсутствии амперметра ток определяется по закону Ома, как мы и рассчитывали чуть выше. Но при наличии амперметра в цепи ток изменится, поскольку изменится общее сопротивление, и мы получим следующее значение:

Если бы амперметр был абсолютно идеальным, и его сопротивление равнялось нулю, то он бы не оказал никакого влияния на работу электрической цепи, параметры которой необходимо измерить, но на практике все не совсем так, и сопротивление прибора не равно 0. Конечно, сопротивление амперметра достаточно мало (поскольку производители стремятся максимально его уменьшить), поэтому во многих примерах и задачах им пренебрегают, но не стоит забывать, что оно все-таки и есть и оно ненулевое.

При разговоре об измерении силы тока невозможно не упомянуть о способе, который позволяет расширить пределы, в которых может работать амперметр. Этот метод заключается в том, что параллельно амперметру включается шунт (резистор), имеющий определенное сопротивление:

R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}

В этой формуле n — это коэффициент шунтирования — число, которое показывает во сколько раз будут увеличены пределы, в рамках которых амперметр может производить свои измерения. Возможно это все может показаться не совсем понятным и логичным, поэтому сейчас мы рассмотрим практический пример, который позволит во всем разобраться.

Пусть максимальное значение, которое может измерить амперметр составляет 1 А. А схема, силу тока в которой нам нужно определить имеет следующий вид:

Отличие от предыдущей схемы заключается в том, что напряжение источника питания на этой схеме в 100 раз больше, соответственно, и ток в цепи станет больше и будет равен 12 А. Напряжение в 1200 В взято исключительно ради примера, сокровенного практического смысла в этом нет ) Итак, из-за ограничения на максимальное значение измеряемого тока напрямую использовать наш амперметр мы не сможем. Так вот для таких задач и нужно использовать дополнительный шунт:

В данной задаче нам необходимо измерить ток I. Мы предполагаем, что его значение превысит максимально допустимую величину для используемого амперметра, поэтому добавляем в схему еще один элемент, который будет выполнять роль шунта. Пусть мы хотим увеличить пределы измерения амперметра в 25 раз, это значит, что прибор будет показывать значение, которое в 25 раз меньше, чем величина измеряемого тока. Нам останется только умножить показания прибора на известное нам число и получим нужное значение. Для реализации задумки мы должны поставить шунт параллельно амперметру, причем сопротивление его должно быть равно значению, которое мы определяем по формуле:

R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}

В данном случае n = 25, но мы проведем все расчеты в общем виде, чтобы показать, что величины могут быть абсолютно любыми, принцип шунтирования будет работать одинаково.

Итак, поскольку напряжения на шунте и на амперметре равны, мы можем записать первое уравнение:

I_А\medspace r_А = I_R\medspace R

Выразим ток шунта через ток амперметра:

I_R = I_А\medspace \frac{r_А}{R}

Измеряемый ток равен:

Подставим в это уравнение предыдущее выражение для тока шунта:

I = I_А + I_А\medspace \frac{r_А}{R}

Но сопротивление шунта нам также известно (R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}). В итоге мы получаем:

I = I_А\medspace (1 + \frac{r_А\medspace (n\medspace-\medspace 1)}{r_А}\enspace) = I_А\medspace n

Вот мы и получили то, что и хотели. Значение, которое покажет амперметр в данной цепи будет в n раз меньше, чем сила тока, величину которой нужно измерить.

С измерениями тока в цепи все понятно, давайте перейдем к следующему вопросу, а именно определению напряжения.

Измерение напряжения. Вольтметр.

Прибор, предназначенный для измерения напряжения, называется вольтметр. И, в отличие от амперметра, в цепь он включается параллельно участку цепи, напряжение на котором необходимо определить. И, опять же, в противоположность идеальному амперметру, имеющему нулевое сопротивление, сопротивление идеального вольтметра должно быть равно бесконечности. Давай разберемся, с чем это связано:

Если бы в цепи не было вольтметра, ток через резисторы был бы один и тот же и определялся по Закону Ома следующим образом:

I_1 = I_2 = \frac{U}{R_1 + R_2} = \frac{30}{10 + 20} = 1

Итак, величина тока составила бы 1 А, а соответственно напряжение на резисторе 2 было бы равно 20 В. С этим все понятно, а теперь мы хотим измерить это напряжение вольтметром и включаем его параллельно с R_2. Если бы сопротивление вольтметра было бы бесконечно большим, то через него просто не потек бы ток (I_B = 0), и прибор не оказал бы никакого воздействия на исходную цепь. Но поскольку r_В имеет конечную величину и не равно бесконечности, то через вольтметр потечет ток. В связи с этим напряжение на резисторе R_2 уже не будет таким, каким бы оно было при отсутствии измерительного прибора. Вот поэтому идеальным был бы такой вольтметр, через который не проходил бы ток.

Как и в случае с амперметром, есть специальный метод, который позволяет увеличить пределы измерения напряжения для вольтметра. Для осуществления этого необходимо включить последовательно с прибором добавочное сопротивление, величина которого определяется по формуле:

R_Д = r_В\medspace (n\medspace-\medspace 1)

Это приведет к тому, что показания вольтметра будут в n раз меньше, чем значение измеряемого напряжения. По традиции давайте рассмотрим небольшой практический пример:

Здесь мы добавили в цепь добавочное сопротивление R_3. Перед нами стоит задача измерить напряжение на резисторе R_2:\medspace U_2 = R_2\medspace I_2. Давайте определим, какой результат при таком включении выдаст нам вольтметр:

U_2 = I_2\medspace R_2 = U_В + I_В\medspace R_3

Подставим в эту формулу выражение для расчета сопротивления добавочного резистора:

U_2 = U_В + I_В\medspace (r_В\medspace (n\medspace-\medspace 1)) = U_В + I_В\medspace r_В\medspace n\medspace-\medspace I_В\medspace r_В = U_В + U_В\medspace n\medspace-\medspace U_В = U_В\medspace n

Таким образом: U_В = \frac{U_2}{n}. То есть показания вольтметра будут в n раз меньше, чем величина напряжения, которое мы измеряли. Так что, используя данный метод, возможно значительно увеличить пределы измерения вольтметра.

В завершении статьи пару слов об измерении сопротивления и мощности.

Для решения обеих задач возможно совместное использование амперметра и вольтметра. В предыдущих статьях (про мощность и сопротивление) мы подробно останавливались на понятиях сопротивления и мощности и их связи с напряжением и сопротивлением, таким образом, зная ток и напряжение электрической цепи можно произвести расчет нужного нам параметра. Ну а кроме того есть специальные приборы, которые позволяют произвести измерения сопротивления участка цепи (омметр) и мощности (ваттметр).

В общем-то, на этом, пожалуй, на сегодня закончим, следите за обновлениями!

Как измерять силу электрического тока амперметром

Для измерения силы тока применяется измерительный прибор, который называется Амперметр. Силу тока приходится измерять гораздо реже, чем напряжение или сопротивление, но, тем не менее, если нужно определить потребляемую мощность электроприбором, то без зная величины потребляемого ним тока, мощность не определить.

Ток, как и напряжение, бывает постоянным и переменным и для измерения их величины требуются разные измерительные приборы. Обозначается ток буквой I, а к числу, чтобы было ясно, что это величина тока, приписывается буква А. Например, I=5 A обозначает, что сила тока в измеренной цепи составляет 5 Ампер.

На измерительных приборах для измерения переменного тока перед буквой А ставится знак «~«, а предназначенных для измерения постоянного тока ставится «–«. Например, –А означает, что прибор предназначен для измерения силы постоянного тока.

О том, что такое ток и законы его протекания в популярной форме Вы можете прочитать в статье сайта «Закон силы тока». Перед проведением измерений настоятельно рекомендую ознакомиться с этой небольшой статьей. На фотографии Амперметр, рассчитанный на измерение силы постоянного тока величиной до 3 Ампер.

Схема измерения силы тока Амперметром

Согласно закону, ток по проводам течет в любой точке замкнутой цепи одинаковой величины. Следовательно, чтобы измерять величину тока, нужно прибор подключить, разорвав цепь в любом удобном месте. Надо отметить, что при измерении величины тока не имеет значение, какое напряжение приложено к электрической цепи. Источником тока может быть и батарейка на 1,5 В, автомобильный аккумулятор на 12 В или бытовая электросеть 220 В или 380 В.

На схеме измерения также видно, как обозначается амперметр на электрических схемах. Это прописная буква А обведенная окружностью.

Приступая к измерению силы тока в цепи необходимо, как и при любых других измерениях, подготовить прибор, то есть установить переключатели в положение измерения тока с учетом рода его, постоянного или переменного. Если не известна ожидаемая величина тока, то переключатель устанавливается в положение измерения тока максимальной величины.

Как измерять потребляемый ток электроприбором

Для удобства и безопасности работ по измерению потребляемого тока электроприборами необходимо сделать специальный удлинитель с двумя розетками. По внешнему виду самодельный удлинитель ничем не отличается от обыкновенного удлинителя.

Но если снять крышки с розеток, то не трудно заметить, что их выводы соединены не параллельно, как во всех удлинителях, а последовательно.

Как видно на фотографии сетевое напряжение подается на нижние клеммы розеток, а верхние выводы соединены между собой перемычкой из провода с желтой изоляцией.

Все подготовлено для измерения. Вставляете в любую из розеток вилку электроприбора, а в другую розетку, щупы амперметра. Перед измерениями, необходимо переключатели прибора установить в соответствии с видом тока (переменный или постоянный) и на максимальный предел измерения.

Как видно по показаниям амперметра, потребляемый ток прибора составил 0,25 А. Если шкала прибора не позволяет снимать прямой отсчет, как в моем случае, то необходимо выполнить расчет результатов, что очень неудобно. Так как выбран предел измерения амперметра 0,5 А, то чтобы узнать цену деления, нужно 0,5 А разделить на число делений на шкале. Для данного амперметра получается 0,5/100=0,005 А. Стрелка отклонилась на 50 делений. Значит нужно теперь 0,005×50=0,25 А.

Как видите, со стрелочных приборов снимать показания величины тока неудобно и можно легко допустить ошибку. Гораздо удобнее пользоваться цифровыми приборами, например мультиметром M890G.

На фотографии представлен универсальный мультиметр, включенный в режим измерения переменного тока на предел 10 А. Измеренный ток, потребляемый электроприбором составил 5,1 А при напряжении питания 220 В. Следовательно прибор потребляет мощность 1122 Вт.

У мультиметра предусмотрено два сектора для измерения тока, обозначенные буквами А– для постоянного тока и А~ для измерения переменного. Поэтому перед началом измерений нужно определить вид тока, оценить его величину и установить указатель переключателя в соответствующее положение.

Розетка мультиметра с надписью COM является общей для всех видов измерений. Розетки, обозначенные mA и 10А предназначены только для подключения щупа при измерении силы тока. При измеряемом токе менее 200 мA штекер щупа вставляется в розетку mA, а при токе величиной до 10 А в розетку 10А.

Внимание, если производить измерение тока, многократно превышающего 200 мА при нахождении вилки щупа в розетке mA, то мультиметр можно вывести из строя.

Если величина измеряемого тока не известна, то измерения нужно начинать, установив предел измерения 10 А. Если ток будет менее 200 мА, то тогда уже переключить прибор в соответствующее положение. Переключение режимов измерения мультиметра допустимо делать только обесточив измеряемую цепь.

Расчет мощности электроприбора по потребляемому току

Зная величину тока, можно определить потребляемую мощность любого потребителя электрической энергии, будь то лампочка в автомобиле или кондиционер в квартире. Достаточно воспользоваться простым законом физики, который установили одновременно два ученых физика, независимо друг от друга. В 1841 году Джеймс Джоуль, а в 1842 году Эмиль Ленц. Этот закон и назвали в их честь – Закон Джоуля – Ленца.

где: P – мощность, измеряется в ваттах и обозначается Вт;; U – напряжение, измеряется в вольтах и обозначается буквой В;; I – сила тока, измеряется в амперах и обозначается буквой А.

Рассмотрим, как посчитать потребляемую мощность на примере:
Вы измеряли ток потребления лампочки фары автомобиля, который составил 5 А, напряжение бортовой сети составляет 12 В. Значит, чтобы найти потребляемую мощность лампочкой нужно напряжение умножить на ток. P=12 В×5 А=60 Вт. Потребляемая лампочкой мощность составила 60 Вт.

Вам надо определить потребляемую мощность стиральной машины. Вы измеряли потребляемый ток, который составил 10 А, следовательно, мощность составит: 220 В×10 А=2,2 кВт. Как видите все очень просто.

Амперметр — Medianauka.pl

Амперметр — это измеритель силы электрического тока. В зависимости от того, какие токи вы хотите измерить, вам следует использовать более чувствительные приборы, такие как миллиамперметры или микроамперметры. На сегодняшний день существуют аналоговые (на фото) и цифровые амперметры.

Символ амперметра

В электрических схемах используется следующее обозначение амперметра:

Как подключить амперметр к цепи?

Амперметр подключается к цепям последовательно в той ветви, в которой мы хотим измерить силу протекающего тока.

Диапазон измерения

Будьте осторожны, чтобы через счетчик не протекал ток, превышающий так называемый диапазон измерения, т.е. максимальное значение тока, которое может показать счетчик.

Стоит добавить, что зная внутреннее сопротивление измерителя, мы можем увеличить его диапазон измерения, подключив параллельно соответствующее сопротивление. Это так называемый шунт .

Типы амперметров

Имеются амперметры:

аналог,
магнитоэлектрический
выпрямитель,
термоэлектрический,
электромагнитный,
термальный,
электродинамика.

Мелочи

Амперметр также может измерять напряжение, подключив последовательно к измерителю дополнительное сопротивление с известным значением R. Затем напряжение можно рассчитать по формуле: U = RI .

вопросов

Включение амперметра в цепь приводит к падению тока в этой цепи?

В принципе так и должно быть, ведь каждый приемник имеет определенное сопротивление, влияющее на интенсивность протекающего через него тока.Амперметры сконструированы таким образом, чтобы их внутреннее сопротивление было как можно меньше. В результате показания измерения максимально приближены к реальности.

Можно ли измерить постоянный и переменный ток одним амперметром?

Обычно мы используем разные приборы для измерения постоянного и переменного тока. В случае переменного тока амперметр показывает действующее значение силы тока.

Вольтметр

Вольтметр — это измеритель электрического напряжения.Милливольтметр используется для измерения низких напряжений.

Ток

Ток I есть отношение заряда Q, протекающего через поперечное сечение S проводящей среды, ко времени Δt протекания этого заряда.

Разница между амперметром и вольтметром

Основное различие между амперметром и авольтметром заключается в том, что амперметр измеряет протекающий ток, а вольтметр измеряет ЭДС или напряжение в любых двух точках электрической цепи. Остальные различия между амперметром и вольтметром показаны ниже в сравнительной таблице.

Электричество измеряется двумя способами. то есть по току или напряжению. Ток и напряжение цепи измеряют амперметром и вольтметром.Принцип работы амперметра и вольтметра такой же, как и у гальванометра.

В гальванометре используется катушка, помещенная между магнитами. Когда ток течет по катушкам, он отклоняется. Отклонение катушек зависит от проходящего через них заряда. Это отклонение используется для измерения тока или напряжения. Гальванометр действует как вольтметр, когда резистор включен последовательно с гальванометром.

В комплекте: Амперметр Вольтметр

Сравнительная таблица
Определение
Ключевые отличия

Сравнительная таблица

Основание для сравнения	Амперметр	Вольтметр
Определение	Приборы для измерения силы тока.	Измеряет напряжение между любыми двумя точками цепи.
Символическое представление
Иммунитет	Низкий	Высокий
Соединение	Подключается последовательно с цепью.	Подключается параллельно цепи.
Точность	Больше	Меньше
Изменение диапазона	Невозможно	Возможно

Определение амперметра

Амперметр — это измерительный прибор, который используется для измерения силы тока в цепи.Он измеряет небольшой ток в миллиамперах или микроамперах. Амперметр включен последовательно с измерительной цепью так, что через нее проходит весь ток цепи.

Сопротивление амперметра очень мало по сравнению с вольтметром. Для идеального амперметра значение сопротивления равно нулю. Низкое сопротивление не блокирует протекание тока, поэтому амперметр измеряет истинное значение.

Определение вольтметра

Вольтметр – прибор для измерения напряжения.Он подключается параллельно электрической цепи, потенциал которой необходимо измерить. Полярность подключения вольтметра такая же, как и полярность амперметра, т.е. положительный полюс подключается к положительному полюсу источника питания, а отрицательный потенциал подключается к отрицательному полюсу.

Сопротивление вольтметра очень велико по сравнению с амперметром. Это сопротивление не пропускает ток через вольтметр, поэтому измеряется точное напряжение в контрольной точке.Величина сопротивления в идеальном вольтметре примерно равна бесконечности.

Основные отличия амперметра от вольтметра

Основное различие между амперметром и вольтметром показано ниже.

Амперметр определяется как устройство, используемое для измерения малого тока, протекающего в цепи, в то время как вольтметр измеряет разность потенциалов между любыми двумя точками в электрической цепи.
Низкое сопротивление амперметра.Значит, весь ток в цепи будет проходить через него. Напротив, внутреннее сопротивление вольтметра очень мало, поэтому ток в цепи не мешает измерению вольтметра.
Амперметр включен последовательно с цепью для измерения полного тока, а вольтметр подключен параллельно цепи. Разность потенциалов параллельной цепи остается неизменной во всех точках. Для измерения точного значения разности потенциалов его подключают параллельно точкам, напряжение которых необходимо измерить.
Точность амперметра выше, чем у вольтметра.
Диапазон измерения вольтметра можно увеличить или уменьшить, изменив значение сопротивления, а диапазон амперметра изменить нельзя.

В настоящее время токоизмерительные клещи используются для измерения тока цепи.

Влияние амперметра на измерительную цепь — постоянный ток измерительных цепей

Влияние амперметра на измерительную цепь

Глава 8. Цепи измерения постоянного тока

Как и вольтметры, амперметры влияют на ток в цепях, к которым они подключены. Однако, в отличие от идеального вольтметра, идеальный амперметр имеет нулевое внутреннее сопротивление, чтобы как можно меньше снижать напряжение при прохождении через него электронов. Обратите внимание, что это идеальное значение сопротивления прямо противоположно вольтметру. С помощью вольтметра мы хотим, чтобы потребляемый ток в тестируемой цепи был как можно меньше. С амперметрами мы хотим, чтобы во время проводимости тока падало как можно меньше тока.

Вот крайний пример воздействия амперметра на цепь:

Когда амперметр отключен от этой цепи, ток через резистор 3 Ом составит 666,7 мА, а ток через резистор 1,5 Ом составит 1,33 ампера. Если бы амперметр имел внутреннее сопротивление 1/2 Ом и был вставлен в одну из ветвей этой цепи, его сопротивление оказало бы серьезное влияние на измеряемый ток ветви:

После эффективного увеличения сопротивления левой ветви с 3 Ом до 3,5 Ом амперметр покажет 577,43 мА вместо 666,7 мА.Помещение того же амперметра в правую ветвь еще больше повлияет на ток:

Теперь ток в правой ветви составляет 1 ампер вместо 1,333 ампера из-за увеличения сопротивления, создаваемого добавлением амперметра на путь тока.

При использовании стандартных амперметров, которые подключаются последовательно с измеряемой цепью, может оказаться нецелесообразным или невозможным изменение конструкции измерителя для достижения более низкого сопротивления между выводами. Однако, если вы выбираете значение шунтирующего резистора для включения в цепь измерения тока на основе падения напряжения и у вас есть широкий выбор сопротивлений, лучше всего выбрать наименьшее практическое сопротивление для вашего приложения. Любое большее сопротивление, чем необходимо, и шунт может отрицательно повлиять на цепь, добавив чрезмерное сопротивление на путь тока.

Один из оригинальных способов уменьшить влияние, которое устройство измерения тока оказывает на цепь, состоит в том, чтобы использовать провод цепи как часть самого движения амперметра.Все провода с током создают магнитное поле, сила которого прямо пропорциональна силе тока. Создав прибор, измеряющий силу этого магнитного поля, можно изготовить бесконтактный амперметр. Такой измеритель способен измерять ток через проводник без необходимости физического контакта с цепью, тем более разрыва непрерывности или введения дополнительного сопротивления.

Амперметры этой конструкции изготавливаются из счетчиков с зажимами и называются так потому, что у них есть «захваты», которые можно открыть и затем закрепить на проводе цепи. Токоизмерительные клещи обеспечивают быстрое и безопасное измерение тока, особенно в мощных промышленных цепях. Поскольку тестируемая цепь не имеет дополнительного сопротивления, вводимого в нее токоизмерительными клещами, при измерении тока нет наведенной ошибки.

Фактический механизм перемещения амперметра с зажимом такой же, как и у прибора с железной лопаткой, за исключением того, что нет внутренней проволочной катушки для создания магнитного поля.В более современных конструкциях токоизмерительных амперметров используется небольшое устройство обнаружения магнитного поля, называемое датчиком Холла, для точного определения напряженности поля. Некоторые токоизмерительные клещи включают в себя схему электронного усилителя для создания небольшого напряжения, пропорционального току в линии между клещами, это небольшое напряжение подключается к вольтметру для удобства считывания техническим специалистом. Таким образом, зажимное устройство может быть вспомогательным устройством к вольтметру для измерения тока.

Менее точный тип амперметра магнитного поля, чем клещевой, показан на фото ниже:

Принцип действия этого амперметра идентичен клещевому методу: круговое магнитное поле, окружающее проводник с током, отклоняет стрелку амперметра, формируя показание на шкале. Обратите внимание, что на этом конкретном измерителе есть две шкалы тока: +/- 75 ампер и +/- 400 ампер. Две измерительные шкалы соответствуют двум наборам насечек на задней стороне манометра.В зависимости от того, какой набор вырезов будет проложен через токопроводящий провод, заданная напряженность магнитного поля будет по-разному воздействовать на иглу. Следовательно, два различных положения проводника по отношению к движению действуют как два различных резистора диапазона при прямом включении амперметра.

ВИД:
Идеальный амперметр имеет нулевое сопротивление.
Накладные амперметры измеряют ток в проводнике, измеряя силу магнитного поля вокруг него, а не становясь частью цепи, что делает его идеальным амперметром.
Токоизмерительные клещи обеспечивают быстрое и безопасное измерение тока, так как между измерителем и цепью отсутствует токопроводящий контакт.

Вольтметр против амперметра | Отличия и применение

Устройства, измеряющие силу тока, — вольтметры и амперметры, различаются они прежде всего способом включения в цепь. Как они работают и какие типы таких измерительных приборов чаще всего используются?

Вольтметр и амперметр — каков их принцип работы?

Способ их подключения к цепи является основным отличием этих устройств.Вольтметр используется для индикации постоянного напряжения (DC) или переменного напряжения (AC), а подключается к системе параллельно, и устройство включают амперметр и дополнительный резистор. Последний позволяет измерять более высокие напряжения, но номинал резистора следует выбирать такой, чтобы получить полный перепад, который позволит амперметру отклониться. Сам амперметр позволяет измерять те же значения, но подключается к системе последовательно. Состоит из измерительной системы и параллельного резистора, также называемого шунтом.

Приборы для измерения тока

Для определения этих показаний используются два типа приборов: наклонные (универсальные) или чуть более современные — цифровые. В случае последнего у нас есть возможность измерять несколько величин, включая напряжение, мощность переменного тока и фазовый сдвиг, и такие функции могут быть гарантированы одним устройством, сочетающим в себе функции вольтметра и амперметра. В нашем магазине представлена модель известной фирмы RegMag, которую можно использовать как для измерения бытовых, так и промышленных приборов, что доказывает ее универсальность. На центральном дисплее прибора отображается 5 параметров, точность измерения каждого из них составляет 3%. При покупке этой модели вольтметра-амперметра мы также предоставляем 12-месячную гарантию для предприятий и 24-месячную гарантию для розничных продавцов.

Вольтметр и амперметр – это приборы, которые известны всем, как начинающим, так и опытным электрикам, поскольку позволяют измерять самый основной параметр – силу тока.

Что такое амперметр: принципиальная схема и ее виды

Как известно, счетчик – это электронное устройство, используемое для измерения определенной величины и связанное с измерительной системой. Точно так же амперметр — это не что иное, как амперметр, используемый для измерения значения ампер. Здесь ампер является единицей силы тока, а амперметр используется для измерения силы тока. Существует два типа переменного и постоянного электрического тока. Переменный ток изменяет направление тока через равные промежутки времени, в то время как постоянный ток подает ток в одном направлении.В этой статье рассказывается, что такое амперметр, схема, типы и области применения.

Что такое амперметр?

Определение: Устройство или инструмент, используемый для измерения силы тока, называется амперметром. Присутствующая единица — ампер. Итак, этот прибор измеряет протекающий ток в амперах, он называется амперметр или амперметр. Внутреннее сопротивление этого устройства равно «0», но на практике оно имеет некоторое внутреннее сопротивление. Диапазон измерения этого прибора зависит главным образом от величины сопротивления.Схема файла амперметра показана ниже.

Амперметр

Файл Принцип работы амперметра в основном зависит от сопротивления, а также индуктивного сопротивления. Это устройство имеет гораздо более низкий импеданс, поскольку оно должно выдерживать меньшее падение напряжения на нем. Он включен последовательно, потому что ток, протекающий в последовательной цепи, одинаков.

Основной функцией этого устройства является измерение тока с помощью набора катушек. Эти катушки имеют очень низкое сопротивление и индуктивное сопротивление. Амперметр представляет собой символическое изображение , показанного ниже.

Принципиальная схема амперметра

Файл Конструкция амперметра может быть выполнена двумя способами, например последовательно и параллельно. На приведенной ниже схеме показана принципиальная принципиальная схема, а соединение цепи амперметра последовательно и параллельно показано ниже.

последовательная цепь

Когда это устройство включено последовательно в цепь, общий измеренный ток будет протекать через счетчик.Таким образом, в амперметре происходят потери мощности из-за их внутреннего сопротивления и измеряемого тока. Эта цепь имеет меньшее сопротивление, поэтому в цепи будет происходить меньшее падение напряжения.

Здесь сопротивление этого устройства поддерживается низким по таким причинам, как общий измеряемый ток, протекающий через амперметр, и меньшее падение напряжения на устройстве.

параллельная цепь

Когда через это устройство протекает большой ток, внутренняя цепь устройства будет повреждена.Для решения этой проблемы в схеме параллельно амперметру можно включить шунтирующее сопротивление. Если по всей цепи подается огромный измеряемый ток, основной ток будет проходить через шунтирующее сопротивление. Это сопротивление не повлияет на работу устройства.

Классификация/типы амперметров

Амперметры подразделяются на различные типы в зависимости от области их применения, включая следующие.

Подвижная катушка
Электродинамическая
Подвижная катушка
Горячая проволока
Цифровой
Интеграция

Подвижная катушка

измеряет амперметр переменного и постоянного тока

.В этом устройстве используется магнитное отклонение, при котором поток тока через катушку заставляет ее двигаться в магнитном поле. Катушка в этом устройстве свободно перемещается между полюсами постоянных магнитов.

Электродинамический

Этот тип амперметра включает подвижную катушку, которая вращается в генерируемом поле через неподвижную катушку. Основной функцией этого прибора является измерение переменного и постоянного тока с точностью от 0,1 до 0,25%. Точность этого устройства высока по сравнению с подвижной катушкой и подвижной катушкой с постоянными магнитами.Калибровка устройства одинакова для переменного и постоянного тока.

Движущийся утюг

Этот тип амперметра используется для расчета переменных токов и напряжений. В этом устройстве подвижная система содержит специально сформированные куски мягкого железа, которые следуют за движением электромагнитной силы катушки из твердой проволоки. Эти типы устройств делятся на два типа, такие как отталкивание и притяжение. Это устройство включает в себя различные компоненты, такие как подвижный элемент, катушка, управление, демпфирование и отражающий момент.

Горячая проволока

Используется для измерения переменного или постоянного тока путем направления его по проводу для нагрева и расширения провода, он известен как горячий провод. Принцип действия этого устройства заключается в увеличении длины провода за счет обеспечения теплового эффекта от протекающего по нему тока. Он используется как для переменного, так и для постоянного тока.

Цифровой амперметр

Прибор этого типа измеряет силу тока в амперах и отображает значения на цифровом дисплее.Конструкция этого устройства может быть выполнена с использованием шунтирующего резистора для создания калиброванного напряжения, пропорционального протекающему току. Эти инструменты предоставляют информацию о текущем потреблении и непрерывности, чтобы помочь потребителю справиться с колеблющимися нагрузками и тенденциями.

Интеграция

В этом устройстве поток тока суммируется во времени и дает произведение времени и силы тока. Эти устройства подсчитывают всю энергию, подаваемую цепью в течение определенного периода времени.Ярким примером этого интегрирующего устройства является счетчик энергии, поскольку он измеряет энергию непосредственно в ватт-часах.

Влияние температуры на амперметр

На амперметр легко влияет температура наружного воздуха. Таким образом, изменение температуры приведет к ошибке чтения. Чтобы исправить это, используется сопротивление затоплению, поскольку температурный коэффициент этого сопротивления равен нулю. В следующей цепи амперметр и сопротивление залива соединены последовательно, чтобы можно было уменьшить влияние на него температуры.

влияние температуры

Это устройство оснащено предохранителем для защиты от сильного внешнего тока. Если ток, протекающий через цепь, высок, цепь будет повреждена, и амперметр не будет измерять ток, пока он не будет заменен другим. Таким образом можно уменьшить влияние температуры на это устройство.

Области применения

Области применения амперметра включают:

Область применения этого устройства варьируется от школ до промышленности.
Они измеряют поток электроэнергии в зданиях, чтобы убедиться, что поток не слишком низкий и не слишком высокий.
Применяется в производственных компаниях и КИПиА для проверки работоспособности приборов
Применяется с термопарой для проверки температуры.
Электрики часто используют эти устройства для проверки электрических цепей в здании на наличие повреждений.

Часто задаваемые вопросы

1). Какова функция амперметра?

Измерительное устройство для измерения силы тока в цепи.

2). Кто изобрел амперметр?

В 1884 году Фридрих Дрекслер изобрел первый амперметр, напоминающий движущееся железо.

3). Что такое единица СИ для Электричество?

Ампер

4). Что такое амперметр переменного тока?

Устройство, используемое для измерения переменного тока, подаваемого в электрическую цепь, известно как амперметр переменного тока.

5).Какова формула электричества?

Согласно закону Ома, ток (I) = напряжение (В) / сопротивление (R)

Итак, в этом смысл проверки амперметра, а сопротивление идеального амперметра равно нулю. На основании вышеизложенной информации можно окончательно сделать вывод, что эти приборы очень важны для измерения тока в различных электрических и электронных цепях. Вот вопрос к вам, какова функция амперметра типа МС?

Чем отличается амперметр от вольтметра

Амперметр и вольтметр — приборы, предназначенные для измерения электрического тока. Но текущие параметры, измеряемые этими физическими устройствами, различны.

Вольтметр Каждое из этих устройств имеет свое название. Один из них происходит от слова «ампер», так называется единица измерения электрического тока, и это то, что измеряется амперметром. Вольт — единица измерения электродвижущей силы и электрического напряжения, поэтому вольтметр предназначен для измерения этих параметров.

Амперметр и вольтметр аналогичны по конструкции. Это магнитоэлектрические приборы, измеряемые величины в них подаются на обмотку, а ее магнитный поток действует на постоянный магнит. Подвижный магнит соединен со стрелкой или измерительной катушкой. В случае с амперметром он подключается к шунту, который устанавливается внутри или снаружи прибора, а в случае с вольтметром измерительная цепь подключается к месту, где производится измерение.

Различное назначение устройств объясняет разницу в их принципе действия.Чтобы прибор измерял силу тока, внутреннее сопротивление должно быть минимальным, а оно как раз и есть у амперметра. Высокое сопротивление может изменить величину тока в электрической цепи, измеряемую амперметром, и в этом случае результат будет искажен. Идеальным был бы амперметр с нулевым сопротивлением, но это невозможно, и приборы имеют разную степень чувствительности. В зависимости от этого их шкалы градуируются в амперах, килоамперах или миллиамперах.

При измерении электрического напряжения ситуация прямо противоположная — необходимо изменить силу тока, а точнее уменьшить ее, ведь только так можно избежать изменения напряжения, которое должен измерять вольтметр. В идеале внутреннее сопротивление вольтметра должно быть бесконечным, но в действительности оно недостижимо и все же максимально возможно. Чем выше внутреннее сопротивление, тем точнее будет измерение напряжения.

Амперметр и вольтметр имеют разные соединения с измеряемой электрической цепью. Амперметр подключают последовательно с секцией, где нужно измерить силу тока. Вольтметр подключается параллельно участку электрической цепи, где измеряется напряжение.Ни при каких обстоятельствах амперметр нельзя подключать напрямую к источнику питания или к обеим клеммам электрического тока, как в случае с вольтметром. Такое подключение может привести к короткому замыканию и повреждению устройства.

Законы Кирхгофа — задача № 2

Рассчитайте ток, протекающий через амперметр в цепи, изображенной на рисунке ниже, зная, что ε = 1,5 В, R _в = 1 Ом, R ₁ = 2 Ом и R ₂ = 4 Ом.

раствор

Прежде чем мы определим направление тока в цепи и прежде чем мы проанализируем его, давайте сначала упростим его. Резисторы R ₁ и R ₂ соединены параллельно, поэтому их можно заменить сменным резистором R ₁₂.Находим сопротивление этого резистора по следующему выражению:

$$ \ frac {1} {R_ {12}} = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} \ hspace {1cm} \ longrightarrow \ hspace {1cm} \ frac {1} { R_ {12}} = \ frac {R_1 + R_2} {R_1 \ cdot R_2} $$

Обратив вышеприведенное уравнение, подставив в него числовые значения, данные в содержании задачи, и проведя вычисления, получим:

$$ R_ {12} = \ frac {R_1 \ cdot R_2} {R_1 + R_2} = \ frac {2 \ hspace {0,05 см} \ Omega \ cdot 4 \ hspace {0,05 см} \ Omega} {2 \ hspace {.05см}\Омега+4\hпробел{.05см}\Омега}=1,\hпробел{-.1см}33\hпробел{.05см}\Омега$$

Заменив резисторы R ₁ и R ₂ эквивалентным резистором R ₁₂, мы сделали нашу схему следующей:

Направление протекания тока в цепи определяется стрелкой, стоящей рядом с источником РЭМ, т. е. по часовой стрелке. Более того, как показано на рисунке, ток может протекать по цепи только в одном направлении (в цепи нет узлов), так что через каждый элемент цепи, а значит, и через амперметр, протекает ток равной силы.Чтобы найти значение этого тока, воспользуемся вторым законом Кирхгофа. Применяя этот закон к точке А и двигаясь по часовой стрелке, получаем:

$$ \ varepsilon \ hspace {.1cm} — \ hspace {.1cm} I \ hspace {.05cm} R_w \ hspace {.1cm} — \ hspace {.1cm} I \ hspace {.05cm} R_ {12} = 0 $$

Преобразовав приведенную выше формулу относительно и , мы получим:

$$ I \ left (R_w + R_ {12} \ right) = \ varepsilon \ hspace {1cm} \ longrightarrow \ hspace {1cm} I = \ frac {\ varepsilon} {R_w + R_ {12}} $$

Значение ε , R _в и R ₁₂ указаны в содержании задания, поэтому сила тока и , протекающего через амперметр, равна:

$$ I = \ frac {1, \ hspace {-.1см} 5 \ hпробел {.05см} \ textrm {V}} {1 \ hспейс {. 05см} \ Омега + 1, \ hспейс {-.1см} 33 \ hспейс {.05см} \ Омега} = 0, \ hспейс {-.1cm} 64 \ hspace {.05cm} \ textrm {A} $$

Смотрите также

Какие шторы должны быть в спальне
Таблица размеров телевизоров
Как ухаживать за геранью
Торцевая кромка для мебели
Поздний сорт груши
Инверторный двигатель что это
Коридор прихожая дизайн
Малинник на дачном участке
Как помыть жалюзи горизонтальные пластиковые
Веранда из поликарбоната
Номинал автомата по мощности

Как подключить стрелочный амперметр

Приборы для измерения силы тока

Амперметр – это устройство для определения силы как постоянного, так и переменного тока в электрической цепи. Исходя из предназначения приборов для определенных величин тока, различают амперметры, миллиамперметры и микроамперметры.
В зависимости от принципа действия и особенностей применения, различают следующие виды амперметров. Рассмотрим детально их специфику и основные параметры:

аналоговые амперметры, в которых предусмотрена магнитоэлектрическая система. Они производятся на базе катушки из тонкой проволоки, вращающейся между магнитными полюсами. В процессе прохода тока через катушку она фиксируется под воздействием вращающего момента, значение которого пропорционально величине тока. В устройстве предусмотрена специальная пружина, которая препятствует повороту катушки, а упругость пружины пропорциональна углу вращения. При установлении баланса данные моменты выравниваются, а стрелка устанавливается на значении, пропорциональном величине тока на данный момент.

Преимуществом аналоговых приборов является то, что нет необходимости в обеспечении независимого питания для определения результата, поскольку в процессе измерения используется питание непосредственно электроцепи, которая замеряется. Также плюсом выступает повышенная чувствительность. Среди минусов следует назвать длительное время для фиксации стрелки в устойчивом положении.

электромагнитные – разработаны в виде механизмов с зафиксированной катушкой, по которой проходит ток. Также предусмотрено несколько сердечников на оси. Приборы предназначены для фиксации измерительными щупами постоянного тока. Элементами устройств являются измеритель и шкала с промаркированными делениями.

Несомненными плюсами такого типа приборов является возможность измерения силы переменного и постоянного тока, а также удобство использования. Недостатками считаются низкая чувствительность, вследствие чего они используются в сферах, где нет необходимости в сверхточных показателях;

электродинамические приборы – их принцип действия базируется на взаимодействии магнитных полей напряжения, протекающего по зафиксированной и вращающейся катушками. В устройствах применяется одновременное и попеременное включение катушек, использоваться прибор может при повышенных частотах до 200 Гц. Приборы обладают чувствительностью к посторонним магнитным полям, поэтому измерения не отличаются высокой точностью, причем замеры рекомендуется проводить в отдалении от прочих источников магнитного поля;
ферродинамические – являются одними из наиболее современных и используемых типов амперметров, поскольку практически не реагируют на прочие магнитные поля и отличаются прочностью. Элементами устройства выступают замкнутый магнитопроводник из ферромагнитного материала, сердечник в основании и зафиксированная катушка. Основная сфера использования приборов такого вида – оборона и комплексы обеспечения безопасности, поскольку они обеспечивают высокую точность полученного результата измерений;
цифровые амперметры – современные модернизированные устройства, имеющие высокую популярность благодаря удобству использования и точности показателей. Благодаря устойчивости цифрового мультиметра к внешним условиям, температуре и изменениям давления, его можно использовать в условиях вибрации и тряски. Также они подлежат использованию в горизонтальном и вертикальном положениях, что не отражается на точности результата.

Полученные данные в цифровом виде позволяют отслеживать и контролировать показатели автоматически даже при отсутствии оператора.

Разбираясь в вопросе, для чего нужен прибор амперметр, следует отметить, что его ключевой и единственной функцией является измерение силы постоянного и переменного тока на конкретном участке электрической цепи. На основании полученных данных можно делать научные выводы, а на практике приборы применяются для повышения эффективности и производительности различных устройств на основании полученных данных.

Амперметры широко используются на промышленных предприятиях, осуществляющих выработку и распределение электро- и тепловой энергии. Также предназначение прибора немаловажно в сферах:

электролаборатории;
автомобилестроительная отрасль;
точные науки;
строительная сфера.

Также приборы широко используются в быту. К примеру, специалисты, занимающиеся ремонтом автомобилей, замеряют при помощи амперметра значения электропотребления различных устройств.

Разновидности амперметров тока.

Существует два типа устройств, для измерения силы тока, два вида амперметров тока. Тип первый и тип второй.

Тип первый — аналоговый (он же стрелочный амперметр).
Тип второй — цифровой.

Тип первый — стрелочный амперметр тока, выглядит он вот таким образом:

Система этого амперметра тока магнитоэлектрическая. А в составе устройства: постоянный магнит, внутри которого вращается катушка из тонкой проволоки. В момент подачи тока катушка направлена на поле при действии момента вращения. Причём величина момента является пропорциональной силе тока. Имеется в устройстве и специальная пружина, которая в момент подачи тока является неким препятствием для вращающейся катушки. Момент упругости пружины в свою очередь пропорционален углу закручивания.

Измерение силы тока происходит таким образом, что при уравновешивании вышеописанных моментов стрелка и показывает искомое значение, равное силе тока, силе воздействия.

Чтобы увеличить предел измерения необходимо параллельно амперметру установить шунт. Резистор, определённой величины, которая рассчитана заранее. Такое устройство названо — резистор шунтирующий.

Для точных измерений с резистором в цепи необходимо придерживаться простых правил. Если в цепи действует измерительный прибор — вольтметр, то входное сопротивление необходимо делать немного больше у самого прибора. В случае работы с амперметром ситуация другая и входное сопротивление прибора следует сделать меньше. В противном случае, если не придерживаться таких правил измерение окажется неверным, и некорректными окажутся показания амперметра. Вся измерительная техника всегда была разработана с учётом неких особенностей и грамотное и правильное использование только залог успешного измерения и результата в целом.

Насколько внимательно отнесётесь к режиму работы устройств мультиметров, настолько правильными окажутся опыты и текущие измерения. Пренебрегая законами и правилами эксплуатации приборов и техники можно не только выяснить неверные результаты измерений, но и испортить устройство, вывести его из строя.

По сей день пользуются аналоговыми амперметрами тока. И это не случайно, их плюсов так много, что люди ещё не скоро смогут от них отказаться. И смогут ли отказаться вообще? Плюсы прибора под названием аналоговый амперметр:

READ Как делятся электроустановки по условиям электробезопасности

— не нуждаются в независимом питании;

— удобны в отображении информации;

— имеется винтик, на большинстве моделей, который корректирует точность измерения.

Минус тоже есть, но он всего один и очень невзрачный:

— небольшая инертность стрелок может заставить несколько секунд ожидать результаты измерений.

Тип второй — амперметр тока цифровой. В его составе значатся:

— АЦП (аналого-цифровой преобразователь). Именно он преобразует силу тока в данные цифровые, что в дальнейшем можно видеть на дисплее устройства. Дисплей современного ЖК вида.

Огромное отличие таких видов амперметров только в том, что нет стрелки и нет инертности. Результаты измерения можно видеть сразу на дисплее. Разные виды амперметров тока выводят информацию на экран с различной скоростью. Современные виды к тому же и малогабаритны.

Имеются и минусы таких новичков:

— наличие собственного источника питания должно быть непременно.

Деление на этом амперметров не закончилось. Существуют также виды, которые измеряют силу тока переменного напряжения и измеряющие силу тока постоянного напряжения. Но это не значит, что при отсутствии амперметра для измерения переменного тока Вы не сможете её измерить. Измерить можно, и поможет вот такая схема:

Поможет не собирать каждый раз подобную систему мультиметр. Устройство сочетает в себе сразу несколько функций и может измерить силу тока и постоянного и переменного.

Вот схема для измерения силы тока амперметром:

Конструктивные особенности

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

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

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

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

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

Как пользоваться?

Теперь поговорим о том, какие нужно совершить действия, чтобы правильно воспользоваться амперметром и осуществить измерение показаний. Его следует подключать только между источником электричества и нагрузкой. Кроме того, следует точно знать, какой тип напряжения присутствует в источнике электропитания. Применять нужно только соответствующий амперметр под него, в противном случае он сломается. Если говорить именно об алгоритме действий, то он будет выглядеть так:

сначала выбираем нужный шунт, максимальный ток которого будет меньше, чем замеряемая величина;
амперметр следует подключить к шунтам при помощи специальных гаек, что располагаются на самом устройстве;
подключение прибора следует делать лишь после того, как прибор, что будет измеряться, обесточат;
теперь нужно включить амперметр в электроцепь с шунтом;
следует правильно соединить элементы, дабы была полностью соблюдена полярность, чтобы данные отображались правильно;
включаем электропитание, и проверяем результаты замеров на амперметре.

Следует добавить, что перед началом проведения всех измерений, необходимо проверить исправность амперметра по причине того, что его условия хранения могут быть неправильными. Вследствие это может повыситься погрешность измерений, либо устройство может просто поломаться. Кроме того, ни в коем разе не следует подключаться амперметр в розетку при отсутствии какой-либо нагрузки.

Принцип работы

Первый прибор в начале XIX века изобрел Швейгер, но он тогда назывался гальванометром. Рисунок простейшего амперметра выглядит так. На оси кронштейна расположен якорь из стали со стрелкой. Эта конструкция расположена параллельно постоянному магниту, который воздействует на якорь и придает ему магнитные свойства.
Вдоль магнита и стрелки проходят силовые линии, что соответствует нулевому положению на шкале. Как только начнет проходить электрический ток по шине, то произойдет образование магнитного потока. Его силовые линии будут расположены перпендикулярно линиям постоянного магнита.

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

Схемы подключения амперметра

Рисунок — Схема прямого включения амперметра

Рисунок — Схема косвенного включения амперметра через шунт и трансформатор тока

Сфера применения амперметров

Приборы для измерения тока нашли применение в различных сферах. Их активно используют на крупных предприятиях, связанных с генерацией и распределением электрической, тепловой энергии. Также их используют в:

— электролабораториях;

— автомобилестроении;

— точных науках;

— строительстве.

Но не только средние и крупные предприятия используют этот прибор: они востребованы и среди обычных людей. Практически любой опытный автоэлектрик имеет в арсенале подобное устройство, позволяющее проводить замеры показателей электропотребления приборов, узлов автомобилей и пр.

Виды амперметров

Классифицировать устройства можно по способу индикации. Наиболее широко распространены аналоговые амперметры – с градуированной шкалой, по которой движется стрелка. Современные приборы имеют цифровой дисплей, на котором отображается значение величины тока.

Приборы со стрелочной головкой

Стрелочные амперметры постепенно исчезают. Они отличаются более сложным устройством, чем современные модели, и обладают ограниченной областью применения. Еще один недостаток – меньший срок работы из-за наличия большего количества механических деталей. При этом современные условия иногда требуют измерения меньших величин, чем требуется для отклонения стрелки даже на одно деление. Из-за этого стрелочные приборы приходится модифицировать усилителями сигнала.

Интересно. Долгое время эти приборы не имели аналогов – точность измерений была достаточно высокой. Однако развитие электротехнической промышленности позволило разработать более дешевые в изготовлении приборы.

Принцип действия стрелочной головки

Еще одна сложность при использовании стрелочного амперметра – принцип работы стрелки, отличающийся в разных системах измерения:

Магнитоэлектрическая. Стрелка поворачивается по линейной шкале, пропорциональной силе тока. Вращающий момент задается током, проходящим через обмотку рамки.
Электромагнитная. Стрелка закреплена на сердечнике из ферромагнита, который двигается внутри катушки.
Электродинамическая. Используются две катушки с последовательным либо параллельным соединением. На подвижной – закреплена стрелка, поворачивающаяся от взаимодействия между токами катушек.

Во всех типах прибора используется корректор – специальный винт, соединенный с пружиной. Он необходим для установки стрелки в нулевое положение.

Игнорирование начальной регулировки может привести к неправильному отображению величины измеряемого тока, так как стартовое положение стрелки будет находиться левее нуля.

Приборы с цифровым индикатором

Цифровые устройства вытесняют аналоговые, благодаря ряду отличий:

простота изготовления – дешевле производить, легче собрать самостоятельно;
возможность измерения меньших величин;
отсутствие износа подвижных частей – дольше служат, не требуют замены элементов;
наглядная и удобная индикация;
меньший вес.

Переход к цифровому исполнению позволил шире применять приборы в быту. Они проще в использовании – вертикальное и горизонтальное расположение не влияет на работу. Также они лучше защищены от внешних воздействий, например, механических ударов по корпусу.

Магнитоэлектрические амперметры

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.

Термоэлектрические амперметры

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.

Ферродинамические

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.

На схемах принципиальных амперметры всегда обозначаются подобным образом:

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.

Они сильно реагируют на сторонние магнитные поля и на перегрузки. Из-за этого в качестве измерителей используются редко.

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.

Что еще нужно знать про амперметры переменного тока

В практических измерениях силы тока используют 3 основные единицы — собственно ампер, микроампер и миллиампер. Сокращенные обозначения — А, мкА и мА соответственно. По используемой единице измерения выделяют:

Шунты, которые раздвигают диапазон измерений, подсоединяют при помощи особых гаек. Подключение шунта к измерительному прибору должно производиться строго до включения питания. Необходимо внимательно следить за соблюдением полярности при подключении, в противном случае прибор «измерит» отрицательное значение силы тока. Электромагнитный амперметр менее чувствителен, чем магнитоэлектрический, но зато подходит как раз для замеров переменного тока.

Но преимуществом в этом случае будет лучшая защита от негативных внешних факторов. Отпадает необходимость использовать внешние защитные экраны для противодействия наводкам. Сама конструкция — чисто механически — проста и надежна, стабильна при любых нормальных ситуациях. Из-за этого ферродинамический амперметр используют в ответственных отраслях промышленности и на оборонных объектах. Пользоваться им к тому же сравнительно просто, а точность замеров выше, чем у других аналоговых аппаратов.

Свои преимущества есть и у цифрового амперметра. Он находит применение как в производстве, так и в повседневной жизни. Подобные устройства сравнительно невелики, но очень точны. Кроме того, они:

имеют меньшую массу, чем аналоговые приборы;
не подвержены воздействию вибраций;
сохраняют работоспособность после слабого удара;
одинаково эффективны в горизонтальном или вертикальном положении;
могут переносить довольно значительные колебания температур и давления.

Если нужны максимально точные замеры, следует отдавать предпочтение амперметрам с сопротивлением не более 0,5 Ом. Очень хорошо, когда зажимы контактов подвергаются антикоррозийной обработке. При выборе устройства нужно смотреть и на качество изготовления корпуса. Малейшие механические дефекты там совершенно недопустимы, как и любое нарушение герметичности. Попадание внутрь воды либо водяных паров не только сокращает срок службы амперметра, но и многократно понижает достоверность его показаний.

READ Что такое анод и катод

Что такое амперметр переменного тока, смотрите далее.

Как подключить амперметр

Амперметр необходимо подключать в строгой последовательности – он располагается между источником электропитания и нагрузкой. Для проведения правильных измерений необходимо четко знать тип напряжения в источнике электропитания – постоянный или переменный ток. Использовать необходимо только соответствующий для конкретного типа тока прибор.

Разъясним детально, как необходимо подключить амперметр, чтобы получить точные и корректные показатели тока:

требуется выбрать необходимый шунт, максимальный ток которого ниже тока, который нужно замерять;
затем амперметр подключается к шунтам специальными гайками, расположенными на самом амперметре;
подключение амперметра осуществляется только после обесточивания измеряемого прибора посредством разрыва электрической цепи;
включите амперметр в цепь с шунтом;
соедините элементы правильно, чтобы обеспечить четкое соблюдение полярности для корректного отображения данных;
подключите электропитание, после чего можно считывать результаты на амперметре.

В качестве мер предосторожности отметим, что ни при каких обстоятельствах не следует подключать амперметр в розетку без какой-либо нагрузки. Поскольку устройство обладает небольшим входным сопротивлением, при подключении без нагрузки он просто сгорит.

Сферы применения амперметров включает как крупные промышленные предприятия по выработке и распределению электроэнергии, так и строительство, автомобилестроение, наука. Также они применяются в бытовой сфере среди владельцев автомобилей для проведения самостоятельных измерений автомобильных приборов.

Источники

https://odinelectric.ru/wiring/tools/chto-takoe-ampermetr
https://www.meratest.ru/articles/shto_takoe_ampermetr/
https://rusenergetics.ru/praktika/princip-dejstviya-ampermetra
https://pue8.ru/elektrotekhnik/813-ampermetr-naznachenie-skhemy-podklyucheniya-primenenie-tipy.html
https://amperof.ru/instrument/ampermetr-ustrojstvo-pribora.html
https://principraboty. ru/princip-raboty-ampermetra/
https://ElectroInfo.net/instrumentarij/ustrojstvo-ampermetra-i-princip-ego-dejstvija.html

Как подключить вольтамперметр к зарядному устройству — подборка схем

Ток, потребляемый вольтметром, составил около 15мА и менялся в зависимости от количества засвеченных сегментов. Вольтметр амперметр BY42A рассчитан на более высокое измеряемое напряжение — до В, но напряжение питания прибора должно находиться в пределах 3, В.

Видать раньше выпускались индикаторы, в которых толстые провода имели цвет черный, красный и желтый, поэтому в интернете можно найти вот такую картинку: Подключение прибора WR В нашем случае данный разъем имеет синий, черный и красный провода, и черный провод находится в разъеме посередине, поэтому мы решили еще раз их перепроверить.

Теперь прибор готов к применению.

Первым делом подозрения упали на шунт. Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! Как подобрать шунт? Вместо него я взял несколько резисторов типоразмера и сопротивлением 0.

Подключение вольтамперметра

Примерная цена составляет 3,,5 у. При подключении устройства в сеть постоянного тока на табло показывается полярность подключения. Цифровой прибор может запитываться как от отдельных источников, так и от одного эксплуатируемого и измеряемого источника напряжения. Эти конструкции отличаются компактностью, а точность такого аппарата зависит от качества встроенного контроллера.

Подключение вольтметра Напряжение на источнике питания или элементе цепи измеряется аппаратом, который подключается параллельно устройству. Переключение производил при отключении подачи питания на нагрузку. Схема подключения вольтметра амперметра и вентилятора к зарядному устройству из компьютерного блока питания Скачать схему подключения вольтметра амперметра и вентилятора к зарядному устройству С зарядным устройством из компьютерного блока питания все понятно. Давайте рассмотрим схему подключения китайского вольтметра амперметра первой модели к регулируемому блоку питания.

READ Методика и формулы для расчета трансформаторного блока питания

Cхема подключения dsn vc288

Китайский вольтамперметр dsn-vc Для тех, кто не совсем понял: черный толстый провод подключается на минус источника, красный на плюс начнет показывать вольтметр , синий толстый провод подключается к нагрузке, а со второго конца нагрузки уходит на плюс источника показывает амперметр.

Китайский вольтамперметр dsn-vc На освободившейся контакт, со стороны подстроечника припаивается провод желаемой длины для пробы удобно мм и лучше красного цвета Выпаять СМД резистор Третье. 3 НЕДОСТАТКА КИТАЙСКОГО ВОЛЬТАМПЕРМЕТРА КОТОРЫЕ НАДО ЗНАТЬ ПРИ ПОКУПКЕ.

Рейтинг

( 1 оценка, среднее 5 из 5 )

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

виды, сфера применения, принцип действия, последовательность подключения, обзор популярных моделей, их плюсы и минусы

1450

03.08.2019

4 Где и как используется

5 Особенности конструкции

6 Технические характеристики

7 Как подключить амперметр

8 Как выбрать

Амперметр является самым распространённым устройством для измерения электрического тока. Для того, чтобы приобрести и использовать данное устройство, очень важно знать о его конструкции и характеристиках. В статье подробно рассказывается, что измеряет амперметр. Также подробно со всеми нюансами объясняется, для чего нужен амперметр и как использовать его разновидности. Прилагаются схемы включения и иллюстрации того, из чего состоит амперметр.

Что такое амперметр

Амперметр – это измерительный прибор, который предназначен для измерения электрического тока в цепи. Название происходит от единицы измерения электрического тока – Ампер (А). Аппараты, используемые с целью измерения меньшего уровня тока в миллиамперах или микроамперах, называются миллиамперметрами или микроамперметрами.

Сфера применения

Каким амперметром пользуетесь Вы?

ЦифровымЭлектромагнитным

Амперметры используют в быту и в разных сферах промышленности – например, в компаниях, связанных с продуцированием и распределением тепловой или электрической энергии:

строительстве;
исследовательских институтах;

электролабораториях;
автомобильной промышленности.

Амперметром пользуются многие автомобилисты – для контроля величины силы тока в бортовой сети машины, для определения энергопотребления узлов машины и т.д.

В быту чаще всего используются однофазные приборы, для промышленных сетей – трехфазные.

Принцип действия амперметров разных категорий

Различные силы и крутящие моменты обязательны в измерении для таких измерительных приборов.

Отклоняющий крутящий момент (сила)

Дефект любого амперметра определяется комбинированным эффектом отклоняющего крутящего момента (силы), управляющего крутящего момента (силы) и демпфирующего момента (силы). Значение отклоняющего момента должно зависеть от измеряемого электрического сигнала; этот момент (сила) заставляет движение инструмента вращаться от его нулевого положения.

Управление крутящим моментом (силой)

Этот крутящий момент (сила) должен действовать в противоположном значении самого отклоняющего крутящего момента (силы). Таким образом движение достигнет равновесного или определенного положения, когда отклоняющий и управляющий крутящий моменты равны по величине. Обычно за обеспечение крутящего момента отвечают спиральные пружины или гравитация

Демпфирующий крутящий момент (демпфирующая сила)

Демпфирующая сила должна действовать в направлении, противоположном движению движущейся системы. Это приводит к тому, что движущаяся система достаточно быстро останавливается в отклоненном положении без каких-либо колебаний или очень малых колебаний. Это обеспечивается воздушным трением; фрикцией жидкости; вихревым током.

Следует отметить, что любая демпфирующая сила не должна влиять на прогиб в уже установленном режиме, который создаётся данной отклоняющей силой или крутящим моментом. Демпфирующая сила увеличивается с угловой скоростью движущейся системы, так что когда вращение быстрое, ее эффект является наибольшим и равен нулю, когда вращение системы аналогично равно нулю.

Существует несколько видов таких устройств. У каждого амперметра принцип работы отличается.

Амперметр PMMC

Тут проводник расположен между полюсом постоянного магнита. Когда ток проходит через катушку, происходят отклонения. Отклонение катушки зависит от величины тока, протекающего через нее. Устройство применяется только для измерения постоянного тока.

Амперметр с подвижной катушкой (MI)

Этот аппарат может измерять как переменный, так и постоянный ток. В этом типе амперметра катушка свободно перемещается между полюсами постоянного магнита. В то время, когда ток проходит через катушку, он начинает отклоняться под определенным углом. Отклонение катушки пропорционально току, проходящему через катушку.

Электродинамический амперметр

Это устройство аналогично применяется для измерения как переменного и постоянного тока. Точность прибора высокая по сравнению с приборами PMMC и MI. Калибровка амперметра одинакова как для переменного, так и для постоянного тока. Если постоянный ток калибрует прибор, то без повторной калибровки он используется для измерения переменного тока.

Выпрямительный амперметр

Прибор применяется для измерения переменного тока. Это устройство является выпрямительным, которое используется вместе с другими разновидностями. Оно преобразует направление тока и передает его PMMC.

Схемы многопредельных выпрямительных миллиамперметров с переключаемыми шунтами

Чтобы повысить стабильность сопротивления амперметра, в схему мостового типа вместо двух диодов надо включить постоянные резисторы сопротивлением приблизительно 100 или 1000 Ом. Во время включения резисторов R3 и R4, где общее сопротивление измерителя меньше зависит от электрического тока в его цепи и внешних температурных условий, начальный нелинейный участок шкалы значительно расширяется. Включая данные резисторы по схеме, а также выбирая сопротивления R3 = R4 = r в степени 20,5 (где r – прямое сопротивление диода) удаётся немного увеличить уровень напряжения в диодах. Это улучшает линейность шкалы. Использование как первой, так и второй схем, значительно снижает чувствительность амперметра.

Измерение напряжения

Одним из наиболее востребованных в быту замеров было и остается измерение напряжения. Заряд аккумуляторной батареи измеряют автомобилисты, напряжение в сети проверяют при перебоях в работе электрических приборов.

Учитывая, что напряжение – это разница потенциалов между двумя точками, для определения переменного напряжения щупы устройства необходимо подключить параллельно прибору, напряжение которого оценивается.

Как измерить напряжение, например, аккумуляторной батареи:

Подключить щупы.
Установить переключатель на максимальное значение в секторе ACV.
Удерживая щупы за изолированные участки, прикоснуться оголенными концами к разным контактам батареи.
Зафиксировать результаты измерений в вольтах, отображаемые на экране.
Если показания не точны, следует изменить значение предельного измерения путем перемещения ручки переключателя на оптимальное значение из предлагаемого диапазона.

Для измерения постоянного напряжения следует установить ручку переключателя на сектор DCV (режим вольтметр). Соблюдение полярности не обязательно, поскольку при обратном подключении на экране будет отображено отрицательное значение.

Где и как используется

Такие измерительные аппараты широко используются в самых разных областях. Они задействованы в промышленности, строительной сфере, предприятиях, которые занимаются распределением и генерацией электро- и теплоэнергии. Также применяются для научных исследований в лабораториях.

Устройство и его разновидности входят в конструкцию других подобных приборов. В омметре, принцип действия которого основан на законе Ома, (устройстве для определения сопротивления) есть резистор R (ограничивает ток) и чувствительная измерительная головка, через которую проходят миллиамперы. Иначе она называется миллиамперметром.

Особенности конструкции

Устройство амперметра зависит непосредственно от модели и производителя.

У классического амперметра имеется катушка, стрелка и градуированная шкала. Через катушку устройства проходит некоторая часть тока, который необходимо измерить. Это количество тока обратно пропорционально сопротивлению катушки. Она включена параллельно шунту (калиброванный) малого сопротивления.

Выпрямленный или прямой ток проходит через катушку. Это приводит к повороту стрелки аппарата. В связи с этим угол наклона стрелки становится пропорционален величине электрического тока, который надо измерить.

Благодаря катушке аппарата, электрический ток инициирует крутящий момент. Он получается в результате взаимодействия магнитного поля амперметра и магнитного поля стационарного магнита. Так как катушка и стрелка соединены, то катушка наклоняется в соответствии с углом и показывает значение электрического тока непосредственно на шкале.

Помимо классического типа устройства, существует также цифровой.

Электрическая схема цифрового амперметра:

Принцип работы

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

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

Технические характеристики

Как и конструкция, характеристики и параметры могут сильно отличаться в зависимости от производителя и модели.

На примере модели амперметра M42100 рассмотрены средние характеристики.

Диапазон измерений: от 5 мА до 15 А (при непосредственном способе включения).
От 15 А до 6000 А (при способе включения с наружным шунтом на 75 мВ).
Рабочая температура: -50 до +60 градусов
Размеры: 80х80 мм (вырез в щите 77.5 мм).
Класс точности: 1.5.

Чувствительность амперметра определяется величиной тока, необходимого катушке измерителя для создания отклонения указателя от полной шкалы. Чем меньше величина тока, необходимого для создания этого отклонения, тем выше чувствительность измерителя. Движение, которое требует только 100 микроампер для полного отклонения, имеет большую чувствительность, чем движение, которое требует 1 мА для того же отклонения.

Как подключить амперметр

При подключении амперметра важно придерживаться последовательности действий и техники безопасности.

Большая часть амперметров должна подключаться последовательно с несущей ток цепью, или же нужно последовательно подключить их резисторы (шунтирующие). Так или иначе, электрический ток протекает через шунт измерительного устройства.

Амперметр не должен подключаться напрямую к источнику тока и напряжения, так как их внутренне сопротивление довольно низкое и существует большая вероятность протекания избыточного электрического тока. Устройства рассчитаны на низкий уровень спада напряжения на клеммах, что гораздо меньше, чем 1 В. Дополнительные потери цепи, которые вызываются устройством, имеют название «нагрузки» на измеряемую цепь.

Измерительный аппарат последовательно соединяется с цепью, что позволяет всем электронам электрического тока проходить через устройство. Спад мощности возможен из-за тока, который измеряется, и из-за внутреннего сопротивления. Это связано с тем, что цепь устройства обладает низким сопротивлением и именно там происходит основной спад напряжения.

Прозвонка проводов с помощью мультиметра

Процесс оценки целостности проводников или p-n-переходов полупроводников среди специалистов обозначается коротко – прозвонка. Метод прозвонки позволяет определить места повреждения электропроводки, получая звуковой сигнал при замыкании цепи и отсутствие сигнала при выявленном обрыве.

Для производства работ следует:

Обесточить электрическую цепь.
Становить ручку переключателя в положение прозвонка, которое обозначено на панели знаком диода.
Проверить работоспособность мультиметра, закоротив щупы: наличие сигнала означает, что прибор к работе готов.
Последовательно проверять небольшие участки цепи до выявления обрыва.

Как выбрать

Упаковка должна быть сухой, чистой и без повреждений.
Правильность написания названия продукции.
Обязательное наличие штрихкода (и/или QR-кода).
Все параметры и характеристики написаны на упаковке.
Наличие паспорта и/или инструкции.

Для того, чтобы не ошибиться в при покупке амперметра, очень важно знать о его параметрах и конструкции. В противном случае есть большой риск приобрести подделку.

Как выглядит амперметр : Радиосхема.ру

Приборы для измерения силы тока

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

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

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).

На принципиальных схемах амперметр, как измерительный прибор обозначается вот так.

Какие бывают амперметры?

Первый тип амперметра – аналоговый. Их ещё называют стрелочными. Вот так они выглядят.

Такие амперметры имеют магнитоэлектрическую систему. Они состоят из катушки тонкой проволоки, которая может вращаться между полюсами постоянного магнита. При пропускании тока через катушку, она стремится установиться по полю под действием вращающего момента, величина которого пропорциональна току. В свою очередь повороту катушки препятствует специальная пружина, упругий момент которой пропорционален углу закручивания. При равновесии эти моменты буду равны, и стрелка покажет значение, пропорциональное протекающему через нее току. Иногда, для того, чтобы увеличить предел измерения, параллельно амперметру ставят резистор определенной величины, рассчитанной заранее. Это так называемый шунтирующий резистор – шунт.

Про шунтирующее действие измерительных приборов уже подробно рассказывалось в статье про вольтметр. Там же затрагивалось такое понятие, как входное сопротивление прибора. Так вот, применительно к вольтметру, его входное сопротивление должно быть как можно больше. Это необходимо для того, чтобы прибор не влиял на работу схемы при проведении измерений и выдавал точные результаты.

Применительно к амперметру складывается обратная ситуация. Так как амперметр для проведения измерений включается в разрыв электрической цепи, то необходимо стремиться к тому, чтобы его внутреннее сопротивление протекающему току было минимальным. Грубо говоря, сопротивление между его измерительными щупами должно быт мало. В противном случае, для электрической цепи амперметр будет представлять резистор. А, как известно, чем больше сопротивление резистора, тем меньший ток через него проходит. Таким образом, при включении амперметра в измерительную цепь, мы искусственно понижаем ток в этой цепи. Понятно, что в таком случае, показания амперметра будут некорректные. Но не стоит расстраиваться, так как измерительная техника разрабатывается с учётом всех этих особенностей.

Это лишь ещё один намёк на то, что при обращении с мультиметрами стоит внимательно относиться к выбору режима работы и правильному замеру тех или иных величин. Несоблюдение этих правил может привести к порче прибора.

Аналоговые амперметры до сих пор используются в современном мире. Их плюс таковы, что им не требуется независимое питание для выдачи результатов, так как они используют питание замеряемой цепи. Также они удобны при отображении информации. Думаю, лучше наблюдать за стрелкой, чем за цифрами. На некоторых амперметрах есть винтик корректировки для точного выставления стрелки прибора к нулю. Минусы – это большая инертность, то есть для стрелки прибора нужно какое-то время, чтобы она пришла в устойчивое состояние. Хоть этот недостаток в современных аналоговых приборах проявляется слабо, но он все-таки есть.

Второй тип амперметра – это цифровой амперметр. Он состоит из аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и преобразует силу тока в цифровые данные, который потом отображаются на ЖК-дисплее.

Цифровые амперметры лишены инертности, и выдача результатов измерений зависит от частоты процессора, который выдает результаты на дисплей. В дорогих цифровых амперметрах он может выдать до 1000 и более результатов в секунду. Также цифровые амперметры требуют меньше габаритов для установки, что немаловажно в современной аппаратуре. Минусы – это то, что для измерения им требуется собственный источник питания, который питает все внутренние узлы и микросхемы прибора. Есть, конечно, и такие цифровые амперметры, которые используют питание измеряемой цепи, но они все равно редко используются в виду своей дороговизны.

Амперметры делятся на амперметры для измерения силы тока постоянного напряжения и для измерения силы тока переменного напряжения. Но, допустим, у вас нет амперметра, чтобы измерить силу тока переменного напряжения. Что же тогда делать? Можно собрать очень простую схемку. Выглядит она вот так:

Но чтобы не собирать самостоятельно измерительную схему и доводить её до ума, купите себе мультиметр. В хорошем мультиметре есть функции измерения силы тока, как для постоянного, так и для переменного напряжения.

Схема для измерения силы тока выглядит вот так:

Это означает, что амперметр мы должны подключать последовательно нагрузке.

Для того чтобы правильно измерить силу тока, нам надо знать, какое напряжение вырабатывает источник питания: переменное или постоянное. Если будем замерять силу тока постоянного напряжения, то и амперметр нам нужен для измерения силы тока постоянного напряжения, а если для переменного, то и амперметр нужен соответствующий. В нашем случае нагрузкой может быть любой прибор или схема, которая потребляет ток. Это может быть лампочка, сотовый телефон или даже компьютер.

Измерение силы тока с помощью амперметра.

Давайте рассмотрим на практике, как замерять силу тока с помощью цифрового мультиметра DT-9202A.

В красном кружочке у нас буковка «А

» означает, что ставя переключатель на этот участок, мы сможем замерить силу тока переменного напряжения, а ставя переключатель на секцию со значком «А=» (в синем кружке), мы сможем замерять силу тока постоянного напряжения.

Чтобы измерить силу тока до 200 мА (200m) как переменного, так и постоянного напряжения, нужно поставить щупы такого мультиметра в определенные клеммы:

Если же мы будем измерять силу тока более чем в 5 Ампер, то я рекомендую вам переставить щуп в другую клемму:

Если даже примерно не знаете, сколько должно потреблять ваше устройство или нагрузка, то всегда ставьте щуп и переключатель на самый большой предел измерения. Тем самым вы сохраните своему прибору жизнь.

На фото снизу я измеряю силу тока, которая кушает лампочка на 12 Вольт. С трансформатора я снимаю переменное напряжение 10 Вольт. Как мы видим, сила тока, потребляемая лампочкой — 1.14 Ампер. Обратите особое внимание, что переключатель мультиметра поставлен на измерение силы тока переменного напряжения (А

А вот так мы замеряем постоянный ток, который потребляет автомобильная сирена. Орет она так, что даже уши закладывает .

Обратите также внимание, так как у нас аккумулятор постоянного напряжения 12 Вольт, то и переключатель режимов мультиметра мы поставили на измерение постоянного тока.

А вот столько у нас кушает лампочка: 1.93 Ампера. Здесь замеряется постоянный ток, который потребляется лампой накаливания от аккумулятора.

Никогда не подключайте амперметр в розетку без всякой нагрузки! Тем самым вы просто-напросто спалите прибор. Как уже говорилось, амперметр обладает малым входным сопротивлением.

При измерении силы тока не касайтесь голых проводов, а также оголённых частей измерительных щупов. Это исключит электрический удар током. Будьте внимательны со схемой подключения амперметра.

Если Вы хотите узнать больше про измерения электрических величин, то загляните на сайт Практическая электроника. Там вы найдёте много познавательной информации по электронике.

Что это и для чего нужен?
Устройство и принцип работы
Класс точности
Обзор видов
Советы по выбору
Как пользоваться?
Возможные неисправности

Очень часто нам по различным причинам требуется осуществить измерить определенный параметр или характеристику в какой-то электрической цепи – дома, на работе или в автомобиле. Если речь идет о силе тока, то для вычисления данной характеристики требуется использовать специальное устройство, которое имеет название амперметр. Оно называет так, по причине того, что единицей измерения данной величины является ампер. Попробуем разобраться, что это за прибор, какими они бывают и как правильно их использовать, дабы измеряемый параметр был точным.

Что это и для чего нужен?

Амперметр – прибор, главным назначением которого является замер силы тока в электросетях. Причем речь идет о токе постоянного и переменного характера. Устройство подключается последовательно к части электроцепи, где осуществляется поверка. Учитывая, что замеряемый ток будет сильно зависеть от сопротивления частей электроцепи, внутреннее сопротивление самого прибора должно быть низким. Это дает возможность существенно уменьшить влияние самого прибора на цепь, что замеряется, и увеличить точность самих показаний.

Обычно шкала прибора содержит такие обозначения, как мкА, мА, а и кА. В зависимости от необходимой точности и измерительного предела и следует выбирать подходящее устройство.

Увеличения силы, которую требуется измерить, можно добиться благодаря включению в электроцепь усилителей магнитного типа, шунтов, а также токовых трансформаторов. Это позволит существенно повысить предел величины измерений.

Устройство и принцип работы

Устройство этого прибора разберем на примере электродинамического амперметра, ведь в разных моделях оно может существенно различаться. Одними из элементов, из которых состоит амперметр, являются катушки – движущаяся и неподвижная, что могут соединяться одна с другой как параллельно, так и последовательно. Токи, идущие по ним, осуществляют взаимодействие, следствием чего становится отклонение подвижной детали. Именно с ней и соединена стрелка прибора, которая и показывает значение токовой силы. При включении в электрические контуры происходит последовательное соединение рассматриваемого прибора с нагрузкой. Если известно, что сила тока очень велика либо напряжение крайне высокое, то соединение осуществляется при помощи трансформатора.

Если говорить о принципе функционирования, то работает устройство по следующей схеме. Параллельно с магнитом постоянного типа на кронштейновой оси монтируется якорь со стрелкой, выполненный из стали. Упомянутый магнит оказывает воздействие на якорь и тем самым придает ему определенные магнитные характеристики. Расположение самого якоря проходит вдоль силовых линий, что также идут вдоль магнита. Это положение якоря соответствует 0 на показательной шкале. Если ток батареи либо генератора проходит через шину, у нее формируется поток магнитного типа. Его силовые линии в зоне нахождения якоря будут перпендикулярны с такими линиями в магните постоянного типа.

Магнитный поток, что формируется током, осуществляет воздействие на якорь, что будет пытаться совершить 90-градусный поворот. Но относительно исходного положения он не сможет этого сделать по причине потока, что образовывается в магните постоянного типа. Именно от типа величины и направления тока, что проходит через шину, и будет зависеть степень взаимодействия 2 потоков магнитного типа. Естественно, что на такую величину будет осуществляться и крен стрелки от ноля по шкале.

А в случае с цифровым аналогом суть будет такова, что аналого-цифровой преобразователь будет трансформировать значение силы тока в замеры цифрового характера, что будут выводиться на экран прибора.

Вывод результатов будет зависеть от частоты процессора, что отвечает за передачу соответствующих данных на дисплей.

Класс точности

Чтобы пользование амперметром было действительно эффективным, следует знать погрешность, с которой он осуществляет измерения. В основные характеристики такого прибора входит понятие «класс точности». Данная величина определяется несколькими погрешностями. А если говорить точнее – их границами. Этот параметр еще часто называют приведенной погрешностью. Согласно этому критерию амперметры, да и другие измерительные устройства, могут быть следующих классов:

0,05;
0,1;
0,2;
0,5;
1;
1,5;
2,5;
4.

Устройства, что относятся к первым 4 классам называют прецизионными или точными. Их показания будут иметь максимальную точность. А вот приборы, что относятся к другим четырем группам, называют техническими. Если же случилось так, что пометки на устройстве нет, то оно считается внеклассным. Это значит, что его погрешность в измерениях будет даже больше 4%.

В случае с амперметрами классы точности предназначены для понимания границ абсолютной погрешности прибора. И это не будет гарантией, что в показания не будут внесены коррективы из-за других факторов, среди которых можно назвать частоту переменного тока, действие магнитных полей или температурных перепадов. Отдельно следует сказать, что маркировка амперметров в вопросе классов точности осуществляется согласно ГОСТ.

Обзор видов

Теперь немного расскажем о категориях амперметров, ведь от этого, а также принципа работы будет зависеть точность полученных результатов. Как уже говорилось, есть 2 основные группы устройств:

цифровые;
аналоговые.

Модели из последней категории могут быть:

электродинамические;
электромагнитные;
магнитоэлектрические;
ферродинамические.

Кроме того, рассматриваемые устройства подразделяются по типу замеряемого тока на:

предназначенные для постоянного;
для переменного тока.

Кроме того, есть и иные спецприборы для токозамеров, что применяются в определенных узких сферах и не столь часто, что упомянутые выше. Скажем об упомянутых устройствах чуть подробнее. Аналоговый чаще всего бывает стрелочный. О нем уже говорилось выше. Как говорилось выше и о цифровых аналогах, которые преобразуют входной сигнал в информацию на табло при помощи специального аналого-цифрового преобразователя.

Иногда такой прибор еще называют электронным.

Цифровые устройства все более активно используются в различных сферах жизни. Они довольно невелики, удобны в использовании и отличаются точными измерениями. Кроме того, они мобильны, по причине небольшой массы. Они невосприимчивы к механическим ударам и вибрациям. Они еще и невосприимчивы к расположению в различных плоскостях. Еще одна категория устройств, о которой нужно сказать – магнитоэлектрические. Принцип действия этой категории основан на взаимодействии поля магнита и движущейся катушки, что располагается в корпусе.

Преимуществами будет малое потребление электрической энергии при работе, высочайшая точность и чувствительность замеров. Такие устройства имеют специальную равномерную градуировку измерительной шкалы. Они предназначены для проведения замеров, где требуется максимально возможная точность. Минусами таких амперметров будет сложность конструкции и наличие катушки, что движется. Такой прибор также может использоваться лишь с током постоянного типа. Несмотря на эти минусы, магнитоэлектрические устройства применяются в разных промышленных сферах.

Второй тип – электромагнитный. Эти аналоги не оснащены перемещающейся катушкой, в отличие от вышеупомянутых устройств. Они сделаны намного проще. В корпусе обычно расположено специальное устройство, а также один либо пара сердечников, смонтированных на оси. Чувствительность таких амперметров будет несколько меньше, чем у вышеупомянутых приборов. Естественно, что и измерительная точность окажется ниже. Если говорить о сильных сторонах этой категории устройств, то следует назвать главной их универсальность. Они могут применяться, как в электрических цепях с различным типом тока. А это позволяет существенно увеличить сферу его использования.

Третья категория – электродинамические. Они работают благодаря взаимодействию токовых полей, проходящих по катушкам. В конструкции этих устройств присутствуют как неподвижные, так и подвижные части. Они универсальны, ведь могут применяться для замеров как постоянного, так и переменного тока. Минусом можно назвать очень высокую чувствительность, из-за чего на них воздействуют даже на слабые магнитные поля, если они располагаются рядом.

А они могут стать причиной помех. Потому электродинамические амперметры применяются лишь в экранированных местах.

Ферродинамические амперметры – следующая категория. Их эффективность и точность измерений является наиболее высокой среди всех существующих категорий. Магнитные поля, что располагаются неподалеку от прибора, какого-то особого влияния оказывать не будут, из-за чего нет смысла устанавливать какие-то защитные экраны. Такой амперметр будет состоять из трех элементов:

неподвижной катушки;
провода ферромагнитного типа;
сердечника.

Подобная конструкция дает возможность существенно увеличить надежность работы прибора. По этой причине ферродинамические амперметры обычно применяются в оборонной и военной сферах. Плюсами такого амперметра еще будут простота применения, а также удобство применения, высокая измерительная точность.

Еще одна категория рассматриваемых приборов – термоэлектрические. Их используют исключительно для электроцепей с высокой токовой частотой. В корпусе этой группы приборов имеется специальный механизм магнитоэлектрического типа, состоящий из проводки с припаянной термопарой. Когда ток проходит здесь, то осуществляется нагревание проводных жил. Чем больше будет сила тока, тем нагрев будет сильнее. Именно по этому моменту специальная система осуществляется перевод нагревания в токовый показатель.

Тут необходимо еще назвать, что по конструкции и методике транспортировки амперметр может быть:

щитовой, что может крепиться на DIN-рейку в специальном шкафу;
переносной;
стационарный.

Кроме того, они бывают разные и по фазам. Чаще всего на рынке можно встретить однофазный или трехфазный амперметр. Последний, кстати, используется довольно редко. Также в последнее время часто стали продаваться устройства, которые могут заряжаться через специальный порт USB, что позволяет при необходимости найти для них быстро зарядку. Ведь подойдет даже блок питания от мобильного телефона.

Советы по выбору

Немного следует сказать об особенностях, которые позволят выбрать максимально эффективное устройство для определенных нужд. Например, чтобы измерения были максимально точны, следует выбирать устройство с сопротивлением до полуома. Кроме того, будет отлично, если у прибора зажимы контактов будет иметь специальный антикоррозийный слой – так он прослужит дольше. Кроме того, корпус должен быть выполнен из максимально качественных материалов, не иметь повреждений и деформаций, по возможности быть герметичным, чтобы влага не попадала внутрь. Это продлит срок службы устройства и окажет существенное влияние на точность показаний.

Лучше всего приобретать цифровые устройства, которые не имеют таких недостатков, как стрелочные. Еще один совет состоит в том, что ни в коем случае нельзя подключать амперметр в сеть напрямую при отсутствии нагрузки. Иначе он просто сломается. Кроме того, во время проведения измерений нельзя прикасаться к токоведущим частям устройства, которые не имеют изоляции, из-за вероятности удара током. Если имеется механический амперметр, то он полностью должен соответствовать по характеристикам сети, для которой его будут использовать.

Подобные приборы ни в коем случае нельзя бросать или трясти. Это может негативно сказаться на точности данных.

Как пользоваться?

Теперь поговорим о том, какие нужно совершить действия, чтобы правильно воспользоваться амперметром и осуществить измерение показаний. Его следует подключать только между источником электричества и нагрузкой. Кроме того, следует точно знать, какой тип напряжения присутствует в источнике электропитания. Применять нужно только соответствующий амперметр под него, в противном случае он сломается. Если говорить именно об алгоритме действий, то он будет выглядеть так:

сначала выбираем нужный шунт, максимальный ток которого будет меньше, чем замеряемая величина;
амперметр следует подключить к шунтам при помощи специальных гаек, что располагаются на самом устройстве;
подключение прибора следует делать лишь после того, как прибор, что будет измеряться, обесточат;
теперь нужно включить амперметр в электроцепь с шунтом;
следует правильно соединить элементы, дабы была полностью соблюдена полярность, чтобы данные отображались правильно;
включаем электропитание, и проверяем результаты замеров на амперметре.

Следует добавить, что перед началом проведения всех измерений, необходимо проверить исправность амперметра по причине того, что его условия хранения могут быть неправильными. Вследствие это может повыситься погрешность измерений, либо устройство может просто поломаться. Кроме того, ни в коем разе не следует подключаться амперметр в розетку при отсутствии какой-либо нагрузки.

Из-за того, что у него имеется крайне маленькое входное сопротивление, в случае такого подключения он просто поломается.

Возможные неисправности

Главной и наиболее распространенной неполадкой любого рассматриваемого типа прибора являются неверные показатели полученный силы тока. Поэтому во время использования амперметр требуется иногда проверять на возникновение неполадок. Для этого просто необходимо сравнивать его данные с замерами контрольного устройства. Проверяемый прибор следует соединить последовательно с контрольным устройством, аккумулятором и реостатом. Если применяется такая схема, то можно применять устройства КИ 1093 либо ГАРО 531. Если используется последний вариант, то он будет работать в качестве эталонного устройства с шунтом наружного типа. Кнопку переключения типа проверок устанавливают в нужное положение. Если этот процесс осуществляется на автомобиле, то наружный шунт подключается последовательно с амперметром автомобиля.

Тогда следует отсоединить кабель от аккумулятора и в разрыв включить шунт. Как нагрузку можно использовать электрическое оборудование автомобиля. Если амперметр исправен, то расхождение его замеров с цифрами контрольного устройства должно оказаться в допустимых пределах. Если амперметр проверяется на ГАРО 531, то в электроцепь, что будет состоять из аккумулятора, проверяемого прибора и реостата нагрузки требуется последовательно включить наружный шунт. А выводы от него следует присоединить к разъемам 1 и 2. Вместо реостата нагрузки, можно применить нагревательное устройство. Замер величины тока осуществляется по микроамперметру прибора, после чего его результаты сравниваются с результатами проверяемого устройства.

В следующем видео вас ждет расчет шунта для амперметра.

В амперметрах ток, проходящий по прибору, создает вращающий момент, вызывающий отклонение его подвижной части на угол, зависящий от этого тока. По этому углу отклонения определяют величину тока амперметра.

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 (рис. 1).

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).

Рис. 2. Схема включения вольтметра

При этом на первом приемнике напряжение U1 =80 В, а на втором U 2=40 В.

Если параллельно первому приемнику включить вольтметр с сопротивлением rv= 2000 ом для измерения напряжения на его зажимах, то напряжение как на первом, так и на втором приемниках будет иметь значение U ‘ 1 = U ‘ 2 =60 В.

Таким образом, включение вольтметра вызвало изменение напряжения на первом приемнике с U1= 80 В до U ‘ 1 = 60 В , т. е. погрешность в измерении напряжения, обусловленная включением вольтметра равна ((60 В — 80 В)/80 В) х 100% = -25%

Таким образом, сопротивление вольтметра должно быть большим и тем большим, чем больше его номинальное напряжение. При номинальном напряжении 100 В сопротивление вольтметра rv = (2000 — 50000) ом. Вследствие большого сопротивления вольтметра мала мощность потерь в нем .

При номинальном напряжении вольтметра 100 В мощность потерь Р v = ( Uv 2 /rv ) Ва.

Из изложенного следует, что амперметр и вольтметр могут иметь измерительные механизмы одинакового устройства, отличающиеся только своими параметрами. Но амперметр и вольтметр различным образом включаются в измеряемую цепь и имеют разные внутренние (измерительные) схемы.

Время на чтение:

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

Конструктивные особенности

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

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

Принцип работы

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

Применение приборов

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

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

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

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

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

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

Процесс измерения

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

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

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

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

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

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

Что такое амперметр и как им проводить измерения?

Измерительные приборы предназначены для проверки точности показателей оборудования, осуществления контроля и управления технологическими процессами. С их помощью можно подтвердить или опровергнуть научные доводы, оптимизировать работу электронных устройств и достигнуть максимальной эффективности их функционирования. Амперметр представляет собой прибор для определения силы электрического тока.

Измеряемый ток определяется величиной сопротивления составляющих частей цепи, вследствие чего сопротивление самого амперметра должно иметь максимально низкие значения. Благодаря этому снижается воздействие измерительного прибора на объект измерения, что позволяет получить максимально точные результаты измерений амперметром с минимальной погрешностью.

Показатели амперметра отображаются в мкА, мА, А и кА, поэтому прибор нужно выбирать, исходя из необходимой точности и рамок измерений. Повысить измеряемую силу тока можно при помощи добавления в электроцепь шунтов, трансформаторов, усилителей магнитного типа.

Схемы подключения амперметра

Схема косвенного включения амперметра через шунт и трансформатор тока

Сфера применения амперметров

Также их используют в:

Принцип работы амперметра

Амперметры — приборы для измерения силы тока в электрических цепях. По принципу работы амперметры бывают — магнитоэлектрические, электромагнитные, термоэлектрические, электродинамические и другие.

Устройство, с помощью которого измеряют силу протекающего по цепи тока, называют амперметром. Поскольку значения, которые выдает прибор (сила тока), зависят от сопротивления элементов внутри амперметра, то оно должно быть очень низким.

Бывают амперметры, которые реагируют не на величину сопротивления проводника, а на излучаемое им тепло или магнитные волны.

Магнитоэлектрические амперметры

Электромагнитные амперметры

Термоэлектрические амперметры

Электродинамические амперметры

Ферродинамические

На схемах принципиальных амперметры всегда обозначаются подобным образом:

Разновидности амперметров тока

Существует два типа устройств, для измерения силы тока, два вида амперметров тока.

Тип первый и тип второй.

Тип первый — аналоговый (он же стрелочный амперметр).
Тип второй — цифровой.

Тип первый — стрелочный амперметр тока, выглядит он вот таким образом:

Система этого амперметра тока магнитоэлектрическая.

В составе устройства постоянный магнит, внутри которого вращается катушка из тонкой проволоки.

В момент подачи тока катушка направлена на поле при действии момента вращения.

Причём величина момента является пропорциональной силе тока. Имеется в устройстве и специальная пружина, которая в момент подачи тока является неким препятствием для вращающейся катушки. Момент упругости пружины в свою очередь пропорционален углу закручивания.

Плюсы аналогового амперметра:

— не нуждаются в независимом питании;

— удобны в отображении информации;

— имеется винтик, на большинстве моделей, который корректирует точность измерения.

Минус тоже есть, но он всего один:

— небольшая инертность стрелок может заставить несколько секунд ожидать результаты измерений.

Тип второй — амперметр тока цифровой. В его составе АЦП (аналого-цифровой преобразователь).

Именно он преобразует силу тока в данные цифровые, что в дальнейшем можно видеть на дисплее устройства.

Огромное отличие таких видов амперметров только в том, что нет стрелки и нет инертности. Результаты измерения можно видеть сразу на дисплее. Разные виды амперметров тока выводят информацию на экран с различной скоростью. Современные виды к тому же и малогабаритны.

Существуют также виды, которые измеряют силу тока переменного напряжения и измеряющие силу тока постоянного напряжения.

Но это не значит, что при отсутствии амперметра для измерения переменного тока Вы не сможете её измерить.

Измерить можно, и поможет вот такая схема:

Вот схема для измерения силы тока амперметром:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как выглядит амперметр

Кто изобрел амперметр и вольтметр? Разъяснено в блоге часто задаваемых вопросов

Последнее обновление: 30 мая 2022 г.

Этот вопрос время от времени задают наши эксперты. Теперь у нас есть полное подробное объяснение и ответ для всех, кто заинтересован!

Вопрос задан: проф. Риком Граймсом

Оценка: 4,2/5 (14 голосов)

Кто изобрел амперметр? В 1884 году Фридрих Дрекслер изобрел первый амперметр наподобие феррометра. 3).

Кто изобрел вольтметр?

Первый цифровой вольтметр был изобретен и произведен Эндрю Кеем из Non-Linear Systems (а позже основателем Kaypro) в 1954 году.

Когда был изобретен вольтметр?

Вольтметр — это прибор, используемый для измерения напряжения. Например, вольтметр можно использовать, чтобы увидеть, осталось ли больше электричества в батарее. Создание вольтметров стало возможным, когда Ганс Эрстед изобрел простейший вольтметр в 1819 .

Что такое амперметр и вольтметр?

Вольтметр — это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи. Амперметр — это измерительный прибор, используемый для измерения электрического тока в цепи.

Как формируется амперметр?

Амперметры работы по измеряют электрический ток путем измерения тока через набор катушек с очень низким сопротивлением и индуктивным реактивным сопротивлением . Гальванометр можно преобразовать в амперметр, подключив параллельно гальванометру низкое сопротивление, называемое шунтирующим сопротивлением.

Вольтметры и амперметры | Схемы | Физика | Академия Хана

Найдено 32 связанных вопроса

Кто изобрел гальванометр?

Самая ранняя форма электромагнитного гальванометра была изобретена в 1820 году Иоганном Швайггером (1779–1857) в Университете Галле в Германии.

Может ли амперметр измерять переменный ток?

Подсказка: Амперметр переменного тока измеряет среднеквадратичное значение переменного тока . Среднеквадратичное значение переменного тока равно значению постоянного тока, который при прохождении через резистор в течение того же времени выделяет такое же количество тепла, как и переменный ток. … Это будет значение, показанное амперметром.

Что такое амперметр Byjus?

Амперметр — это устройство, используемое в основном для измерения небольшого тока .

Что такое мультиметр BYJU?

Прибор , предназначенный для измерения электрического тока, напряжения и сопротивления в нескольких диапазонах значений . Мультиметры можно использовать для проверки аккумуляторов, бытовой электропроводки, электродвигателей и блоков питания.

Что такое вольтметр BYJU’s?

Вольтметр — это прибор, используемый для измерения напряжения или разности потенциалов между двумя точками в электрической цепи . Вольтметр всегда подключается параллельно. …Вольтметр работает по принципу закона Ома.

Что такое вольтметр?

вольтметр , прибор для измерения напряжения постоянного или переменного электрического тока по шкале, обычно градуированной в вольтах, милливольтах (0,001 вольта) или киловольтах (1000 вольтов). Многие вольтметры являются цифровыми и отображают показания в виде цифровых дисплеев.

Кто изобрел амперметр и вольтметр?

Счетчик с подвижной катушкой был изобретен австрийским инженером Фридрихом Дрекслером в 1884 году. Этот тип счетчика реагирует как на постоянный, так и на переменный ток (в отличие от амперметра с подвижной катушкой, который работает только на постоянном токе).

Кто изобрел первый мультиметр?

В 1920 году инженер британской почты Дональд Макади изобрел самый первый мультиметр. История гласит, что он был разочарован тем, что ему нужно носить с собой кучу разных инструментов при работе на линиях связи, поэтому он создал один инструмент, который мог измерять амперы, вольты и омы.

Что такое символ амперметра?

Что такое амперметр? Амперметр или амперметр представляет собой электрический измерительный прибор, который, как видно из его номенклатуры, полезен для измерения силы тока, т.е. для измерения электрического тока в цепи. Обычный символ амперметра — , заглавная буква А, указанная внутри круга .

Является ли реостат резистором?

реостат, регулируемый резистор используются в приложениях, требующих регулировки тока или изменения сопротивления в электрической цепи. Реостат может регулировать характеристики генератора, приглушать свет, запускать или контролировать скорость двигателей.

Для чего нужен мультиметр?

Цифровой мультиметр — это измерительный прибор , используемый для измерения двух или более электрических величин — в основном напряжения (вольты), силы тока (амперы) и сопротивления (омы). Это стандартный диагностический инструмент для техников в электротехнической/электронной промышленности.

Что такое мультиметр, какие бывают его виды?

Мультиметр — это вольтметр, амперметр и миллиметр вместе взятые . Там он также известен как ВОМ (Вольт-Ом Миллиметр). Мультиметр также может иметь разные возможности, например, тест диодов, тест когерентности, тест транзисторов, тест обоснования TTL и тест повторения. Существует два типа мультиметров.

Что такое мультиметр и его применение?

Мультиметр в основном используется для измерения трех основных электрических характеристик напряжения, тока и сопротивления . Его также можно использовать для проверки непрерывности между двумя точками в электрической цепи. … Мультиметры можно использовать для проверки аккумуляторов, бытовой электропроводки, электродвигателей и блоков питания.

Что такое схема амперметра?

Схема амперметра

Конструкция амперметра может быть выполнена двумя способами: последовательным и шунтирующим. … Как только это устройство будет включено последовательно в цепь, через счетчик будет протекать общий измеряемый ток. Таким образом, в амперметрах происходит потеря мощности из-за их внутреннего сопротивления и измеряемого тока.

Что такое цифровой амперметр?

Цифровой амперметр — это прибор, измеряющий протекание электрического тока в цепи . Измерения даны в амперах, единицах измерения электрического тока. … Блоки PDU с цифровыми дисплеями амперметра сообщают об общей нагрузке на устройство по току.

Каков принцип действия вольтметра?

Основной принцип вольтметра заключается в том, что он должен быть подключен параллельно, в котором мы хотим измерить напряжение . Параллельное соединение используется потому, что вольтметр сконструирован таким образом, что имеет очень высокое значение сопротивления.

Что такое амперметр с нагревом?

Амперметр с горячей проволокой представляет собой устройство, используемое для измерения силы переменного или постоянного тока на основе теплового расширения проволоки , изготовленной из сплава платины и иридия, которая нагревается за счет прохождения через нее электрического тока.

В чем разница между счетчиками переменного и постоянного тока?

Основное отличие вольтметра постоянного тока от вольтметра переменного тока: … Вольтметр постоянного тока измеряет Напряжение постоянного тока , но вольтметр переменного тока измеряет напряжение переменного тока. Вольтметр постоянного тока измеряет пиковое значение напряжения постоянного тока, а вольтметр переменного тока измеряет среднеквадратичное значение напряжения переменного тока.

Почему переменный ток нельзя использовать для гальваники?

В случае переменного тока направление тока меняется каждую 1/100 секунды. Из-за изменения направления тока ионы металлов в электролите продолжают перемещаться между электродами, что приводит к изменению полярности . Следовательно, переменный ток нельзя использовать в гальванике.

Электрические токи и счетчики | Кафедра физики и астрономии

Первичная батарея Edison BSCO #10422
Thomas Edison, Inc., Orange, NJ
Фарфоровая банка имеет один электрод между парой других электродов. Они все слишком проржавели, чтобы сказать, из каких материалов они сделаны. Дата последнего патента на крышке банки — 1911 год.

Микрофон Hummer #10544
Leeds & Northrup, Philadelphia
Камертон с частотой 1000 Гц приводится в действие с помощью комбинации катушки и прерывателя. Вторая катушка на одном из зубцов вилки представляет собой приемную катушку для обеспечения выходного электрического сигнала.

Патентные электрические весы сэра Уильяма Томсона №10001
Дж. Уайт, Глазго
Эта форма баланса тока использовалась в качестве вторичного эталона электрического тока. Самая ранняя форма Томсона датируется 1882 годом, а эта, более точная, — 1887 годом. Этот конкретный инструмент был куплен ДеВиттом Бристоль Брейсом в 1889 году., так что это был «современный уровень техники» в области электрических измерений в то время.
Параллельные электрические токи притягиваются или отталкиваются друг от друга в зависимости от того, имеют ли токи одинаковое или противоположное направление. В этом приборе две пары неподвижных катушек, а между каждой из пар находится подвижная катушка. Неподвижные катушки соединены друг с другом так, что одна притягивает, а другая отталкивает подвижную катушку для повышения чувствительности. Ток, проходящий через катушки, заставляет балансир наклоняться. Баланс восстанавливают, помещая одну из калиброванных гирь в V-образный желоб справа и перемещая ползунок по градуированной шкале. Предусмотрены веревки для перемещения ползунка, даже когда защитное стекло на месте. Поскольку положение ползунка пропорционально квадрату тока, шкала размечается квадратично. Различные диапазоны тока доступны при использовании различных весов. Было доступно пять моделей, охватывающих диапазон от 0,01 до 2500 ампер. Переменный ток можно считывать так же, как и постоянный.
Прибор адаптирован и откалиброван для использования при измерении потенциала (в вольтах) или мощности (в ваттах) в зависимости от положения рычага спереди под основанием. Сзади подключен большой шунт, позволяющий измерять большие токи. У нас есть две оригинальные калибровочные таблицы, подписанные самим Уильямом Томсоном.
Текущие весы Томсона широко использовались для калибровки других инструментов, но во время Первой мировой войны они были заменены более удобными системами, включающими пружины, а не гравитацию.
Ссылки: Джордж Грин и Джон Т. Ллойд, Инструменты Кельвина и Музей Кельвина, Глазго, 1970, стр. 28-29; Франк А. Лоус, Электрические измерения, Нью-Йорк, 1938, стр. 77-78; Каталог музея Уиппла 8: электрические и магнитные инструменты, 1991, № 156.

Гальванометр #10132
Leeds & Northrup, Philadelphia
Система вращающейся катушки в поле постоянного магнита была использована Уильямом Томсоном в 1870 году, но ею обычно пренебрегали до Марселя Депре (1843-1819 гг.).18) и Жак д’Арсонваль (1851-1940) вновь ввел его в 1882 г. для использования в гальванометрах. С тех пор эта схема используется в большинстве вольтметров и амперметров. Катушка подвешена либо на торсионном волокне, как здесь, либо на подшипниках с драгоценными камнями.
Ссылки: Джон Т. Сток и Денис Вон, Разработка приборов для измерения тока, Музей науки, 1983, глава II; Роберт Бад и Дебора Джин Уорнер, Инструменты науки: историческая энциклопедия, Нью-Йорк, 1998, стр. 257-59.

Гальванометр #10134
Nalder Bros., Лондон
Это британский образец гальванометра с подвесной катушкой и постоянным магнитом.

Милливольтметр #10448
Без подписи
Этот счетчик со стеклянной крышкой в деревянном корпусе относится к классическому прибору Дарсонваля с постоянным магнитом и поворотной вращающейся катушкой.

Электродинамометр #10135
Siemens Bros., Лондон
В электродинамометре магнитное поле создается катушкой с током вместо постоянного магнита. Он был изобретен в 1845 году Вильгельмом Вебером (1804-1891), профессором физики в Лейпциге и Геттингене. Это работает в нулевом режиме, то есть волокно, подвешивающее вращающуюся катушку, поворачивается так, чтобы вернуть катушку в исходное положение, при этом ток считывается по углу поворота волокна. Это был вторичный эталон для измерения тока до 19 века.20-х годов, когда он был заменен более удобным счетчиком прямого считывания, запатентованным Эдвардом Уэстоном.
Ссылки: Джон Т. Сток и Денис Вон, Разработка приборов для измерения тока, Музей науки, 1983, стр. 39-40; Густав Видеманн, «Die Lehre von der Electricitat», 1895, стр. 64-66; Каталог музея Уиппла 8: Электрические и магнитные инструменты, 1991, № 151.

Электродинамометр № 10405
Без знака
Аналогичен предыдущему электродинамометру (№ 10135) с одновитковой катушкой, вращающейся в поле, создаваемом другой катушкой.

Отражающий астатический гальванометр #10093
Elliott Bros., Лондон
Термин «астатический» относится к устройству, с помощью которого устраняется или уменьшается возмущающее воздействие магнитного поля Земли. Это достигается за счет использования изогнутого нейтрализующего магнита над инструментом или, как здесь, за счет использования пар противоположных катушек по обе стороны от магнитных стрелок. Это форма, введенная Уильямом Томсоном в 1863 году. Его чувствительность около 10-11 ампер довела чувствительность до предела для того времени.
Ссылки: Каталог James W. Queen & Co. I-66 Electric Testing Apparatus, 1887, p.195; Джон Т. Сток и Денис Вон, Разработка приборов для измерения тока, Музей науки, 1983, стр. 24; Каталог Макса Коля № 100, стр. 894; Эмилио Сегре, От падающих тел к радиоволнам, Нью-Йорк, 1984.

Школьный гальванометр #10101
Макс Коль, Хемниц
Этот гальванометр со стеклянным куполом имеет пару подвешенных легких магнитов, один из которых находится внутри катушки. Его можно использовать как гальванометр, тангенциальный гальванометр, компас, дифференциальный гальванометр и астатический гальванометр. Он не откалиброван, но заявлена его чувствительность 40 микроампер на деление.
Ссылка: Каталог Макса Коля № 100 (около 1927 г.), стр. 891.

Амперметр #10287
Edison General Electric Co. , Нью-Йорк
Это пример измерителя с подвижным железом, в котором изогнутый железный стержень втягивается в соленоид, по которому течет измеряемый ток. Поскольку отклонения не пропорциональны току, необходимо было откалибровать шкалу или предоставить калибровочную таблицу. В 1880-х годах счетчики этого типа использовались на электростанциях для быстрого измерения больших токов. Полномасштабное показание этого счетчика составляет 132 ампера. На его стеклянной крышке написано «Апереметр системы Эдисона».
Ссылка: Джон Т. Сток и Денис Вон, Разработка приборов для измерения тока, Музей науки, 1983, стр. 34-36.

Умножитель вольтметра #10284
Weston Electric Instrument Co., Ньюарк, Нью-Джерси
Типичные вольтметры состоят из гальванометра, который измеряет малые токи, и набора резисторов большой серии, которые можно переключать для обеспечения различных шкал. Резисторы (или «умножители») обычно находятся в корпусе вольтметра, но для высоких напряжений используются внешние умножители, откалиброванные для конкретного прибора. Этот умножитель предназначен для использования с вольтметром прямого считывания Weston.
Ссылка: Walter C. Michels, Advanced Electrical Measurements, Toronto, 1941, p. 52.

Шунт амперметра #10250
Elliott Bros., Лондон
В то время как вольтметру для считывания высоких напряжений требуется большой последовательный резистор, амперметру требуется небольшой параллельный резистор (или «шунт») для работы с большими токами. Этот шунт имеет вилки с надписью «1/9, 1/99 и 1/999», чтобы указать долю тока в самом счетчике, а остальная часть находится в шунте.
Ссылки: Джон Т. Сток и Денис Вон, Разработка приборов для измерения тока, Музей науки, 1983, стр. 21; Каталог музея Уиппла 8: электрические и магнитные инструменты, 1991, № 305.

Амперметр переменного и постоянного тока #10143
Westinghouse Electric Co., Питтсбург, Пенсильвания
Этот электросчетчик был изготовлен Джорджем Вестингаузом, соперником Томаса Эдисона в электротехническом бизнесе. Вестингауз был сторонником использования переменного тока, в то время как Эдисон предпочитал постоянный ток. Счетчики с подвижным железом можно одинаково хорошо использовать как с переменным, так и с постоянным током, и этот счетчик отмечен обоими обозначениями.

Мост Уитстона #10104
Отто Вольф, Берлин
Эта схема, которую изучали поколения студентов-физиков, на самом деле была изобретена С. Хантером Кристи в 1833 году. Когда сэр Чарльз Уитстон обратил на нее внимание в 1843 году, он полностью отдал должное Кристи, но каким-то образом имя Уитстона стало неразрывно связано с ним. Мост используется для измерения неизвестных сопротивлений путем уравновешивания двух ветвей цепи, одна из которых содержит стандартное сопротивление, а другая — неизвестное.
Ссылки: Франк А. Лоус, Электрические измерения, Нью-Йорк, 1938, стр. 165-69; Роберт Бад и Дебора Джин Уорнер, Инструменты науки: историческая энциклопедия, Нью-Йорк, 1998, стр. 663-65.

Астатический зеркальный гальванометр #10002
Electric Mfg. Co., Troy, NY
Это пример прибора, который нейтрализует магнитное поле Земли с помощью изогнутого магнита над катушкой гальванометра. Уильям Томсон сделал первую версию этого инструмента в 1857 году. Этот образец был запатентован в Соединенных Штатах 28 июля 1885 года. Шелковое волокно поддерживает короткую иглу и зеркало в центре неподвижной катушки. Судя по трем инструментам в этой коллекции, Electric Mfg. Co. производила инструменты очень высокого качества и точности.
Ссылка: Gerard L’E Turner, Nineteenth-Century Scientific Instruments, 1983, стр. 201-2.

Гальванометр Видемана #10541 и 10294
Edelmann, Munich and Queen & Co., агенты
Кольцевой магнит подвешен на волокне, на котором есть зеркало, показывающее угол поворота. Имеются две регулируемые катушки со съемными железными сердечниками, которые скользят по горизонтальным направляющим, обеспечивая переменную чувствительность.
Ссылки: Королевский каталог физических инструментов (1888 г.), стр. 254; Каталог Макса Коля № 50 (около 1911 г.), стр. 881; Каталог музея Уиппла 8: электрические и магнитные инструменты, 1991, № 13; Гюстав Видеманн, «Die Lehre von der Electricitat», 1895 г., стр. 306-309.

Серебряный вольтаметр #10741
Hartmann & Braun, Франкфурт
Регулируемая подставка на основании с электрическими клеммами удерживает вертикальный стержень над небольшой платиновой чашкой. На конце стержня имеется двойной конусообразный участок, который можно опустить в чашку. Вольтаметры используются для калибровки амперметров путем измерения количества металла (обычно серебра), осажденного в электролитической ячейке за известное время. Прилагаемое устройство в форме бабочки, вероятно, не является частью аппарата.
Ссылка: Прайс-лист Макса Коля № 100 (около 1927 г.), стр. 946.

Термопарный амперметр — WESTON ELECTRICAL INSTR CORP

Настоящее изобретение относится к термопарным амперметрам, в частности к термопарным амперметрам для использования на высоких и сверхвысоких частотах.

Метод работы термопарного амперметра заключается, как известно, в нагреве резистивной проволоки измеряемым током и измерении температуры резистивной проволоки термопарой и милливольтметром.

Патенты Уильяма Н. Гудвина-младшего, №№ 1,407,147 и 1,456,591, описывают методы компенсации погрешностей, вызванных температурой, и термопарные амперметры, сконструированные в соответствии с конструктивными требованиями, изложенными в этих патентах, использовались в радиоиндустрии на протяжении многих лет. Этот термопарный амперметр с компенсацией является наиболее подходящим прибором для измерения токов высокой частоты, но постепенное расширение работ по развитию радио в области «сверхвысоких» частот показало, что существует предел частоты, за которым указанный ток поток значительно выше, чем фактический текущий поток. Погрешности порядка 100 % наблюдались при использовании термопарных амперметров с 5 аперами предыдущих конструкций при 100 мегагерцах.

Рассмотрение прогрессивного увеличения погрешности с частотой и метода измерения температуры термопарного амперметра указывает на то, что эта погрешность обусловлена скин-эффектом или очевидным увеличением сопротивления нагревательного элемента по мере увеличения частоты ток нагрева увеличивается. Эту ошибку предлагалось исправлять компенсационными цепями, но такая компенсация затруднительна ввиду малого сопротивления нагревательного элемента, составляющего, например, всего около 0,04 Ом в 5-амперном приборе. Кроме того, обычно компенсация возможна только в области одной частоты, а на других частотах существуют большие ошибки.

Задачей настоящего изобретения является создание термопарных амперметров и термопар для объединения с милливольтметрами в качестве устройств измерения тока, которые будут показывать ток в диапазоне сверхвысоких частот с высокой точностью.

Задачей является создание термопарного амперметра новой конструкции, в котором температура, достигаемая нагревательным элементом термопары, приблизительно одинакова при данном протекании тока на высоких и сверхвысоких частотах. Более конкретно, целью настоящего изобретения является создание термопар и термопарных амперметров, в которых нагревательный элемент имеет трубчатую форму и имеет эффективное сопротивление, которое приблизительно не зависит от частоты измеряемого тока.

Эти и другие цели и преимущества изобретения будут очевидны из следующего описания, если его рассматривать вместе с приложенным чертежом, на котором: Фиг. 1 представляет собой вид сверху термопарного амперметра, воплощающего изобретение, милливольтметр показан схематически. ; фиг. 2 — вид сбоку блока термопреобразователя по фиг. 1; и фиг. 3 представляет собой вид в перспективе в значительно увеличенном масштабе нагревательного элемента и соединения термопары.

На чертеже позицией I обозначен милливольтметр, подключенный к компенсационным полоскам 2 или холодным выводам термопары 2, состоящей из проводов 3, 4 из разнородных металлов. Место соединения термопары термически соединено с центром нагревателя, как будет описано далее, а концы проводов термопары закреплены к центрам 2 соответствующих компенсационных полосок припоем 5.

Концы компенсационных планок термически соединены, но электрически изолированы от относительно массивных выводов 6 нагревателя тонкими листами слюды 7, а в собранном положении эти части удерживаются кусками изоляционного материала 8, прижатыми к клеммы 6 с помощью винтов 9. Наконечники или вставленные толстые провода 10 выходят из противоположных поверхностей клемм 6 и загибаются вверх, чтобы поддерживать короткий нагревательный элемент.

Описанная до сих пор конструкция будет признана термопарным амперметром компенсационного типа, описанным в патентах Гудвина.

В соответствии с предшествующей практикой нагревательный элемент 4( для 5-амперного амперметра мог быть, например, платино-иридиевой проволокой диаметром 11 мил (0,011 дюйма) и длиной 0,2 дюйма. Сопротивление такого нагревательного элемента при 100 мегагерц примерно в 2,6 раза превышает его низкочастотное сопротивление, и чистый эффект этого увеличения сопротивления на шкале прибора пропорционален квадратному корню из увеличения сопротивления, так что указанные значения тока при 100 мегациклах примерно в 1,6 раза превышают истинное значение В соответствии с настоящим изобретением нагреватель II представляет собой не проволоку или полосу, а тонкостенный трубчатый элемент, который может быть сформирован путем сгибания тонкого металлического листа в цилиндрическую форму. 0003

Как показано на рис. 3, продольные кромки металлического листа плотно примыкают друг к другу, но не должны перекрываться или прикрепляться друг к другу, и эта кромка предпочтительно находится внизу собранного термопреобразователя. Соединение термопары, предпочтительно короткое продолжение 3′ одного провода термопары за пределами соединения, термически соединено с центром трубчатого нагревателя. его соединение может быть выполнено путем скольжения стального нагревателя на опорной оправке и точечного прилегания удлинителя 3′ к нагревателю.

Трубка нагревателя II затем монтируется на узле терминала, помещая трубку II на опорные провода 10 и закрепляя ее на месте припоем 2. Эффективная длина нагревателя определяется расстоянием между опорными проводами, но т.е. облегчается за счет формирования относительно длинной трубы и отрезания или сплющивания трубы за опорами 10. Требования к получению тепловых компенсаций определяют длину трубчатого нагревателя, и обычно эта длина может составлять от 0,20 до 0,25 дюйма. Поверхностный эффект или скорость, с которой сопротивление нагревателя II увеличивается с частотой, зависит от толщины стенки, и я обнаружил, что сопротивление связи может поддерживаться приблизительно постоянным для частот примерно до 100 мегациклов путем формирования трубок толщиной от 1 мил. платиновый устойчивый материал. Диаметр трубки 28 мил 3 достаточен для 5-амперного прибора, а трубки большего диаметра будут использоваться для более высоких диапазонов тока, если используется одинаковая толщина стенки или серия приборов с разными углами тока.

Преимущества изобретения станут очевидными при сравнении характеристик типичного 5-амперного прибора, как описано выше, с характеристиками ранее известных термопарных амперметров. Один прибор с трубчатым нагревательным элементом давал показания для 3 ампер Lt 80 мегациклов, которые были завышены примерно на 10%, в то время как соответствующие показания приборов предшествующих конструкций были завышены на 45-70%. Поправочный коэффициент для нового инструмента составлял 0,94, в то время как поправочные коэффициенты для предыдущих инструментов колебались от 0,69 до 0,69. до 0,59.

Очевидно, что любой прибор стабильной конструкции может быть откалиброван для точного считывания показаний на какой-то одной частоте, но в настоящем изобретении созданы инструменты, обладающие высокой точностью в расширенном диапазоне высоких и сверхвысоких частот. В радиоработах обычно допустимы ошибки порядка 6—7 %, но большей точности можно добиться, применяя поправочный коэффициент. Трубчатый тип нагревательного элемента особенно выгоден с этой точки зрения, так как один и тот же поправочный коэффициент теоретически подходит для любой заданной частоты для ряда приборов с разным диапазоном тока, имеющих нагревательные трубки с толщиной стенки 1 мил и диаметром, увеличивающимся для более высоких частот. текущие диапазоны.

Обычные требования к конструкции высокочастотных приборов должны быть выполнены для обеспечения высокой точности, которая теоретически возможна для приборов, имеющих термопреобразователи описанной конструкции. Погрешности, возрастающие с увеличением частоты, могут возникать, когда приборы работают в радиочастотных полях и не экранированы должным образом, а контуры цепи также могут вносить погрешности, возрастающие с увеличением частоты.

Следует понимать, что изобретение не ограничивается конкретными конструкциями, проиллюстрированными и описанными здесь, или конструкциями, которые обеспечивают максимальную точность на любой конкретной частоте или частотном диапазоне, поскольку изложенные здесь принципы могут применяться в конструкции других физические конструкции для уменьшения погрешности из-за частотно-изменяющегося сопротивления нагревательных элементов термопарных амперметров.

I пункт: 1. В амперметре для использования на высоких частотах комбинация с милливольтметром и термопарой, нагревательный элемент в отношении теплопередачи к указанной термопаре, указанный нагревательный элемент является трубчатым и имеет толщину стенки порядка не более 0,004 дюйма.

2. Термоамперметр по п.1, отличающийся тем, что трубчатый нагревательный элемент имеет диаметр, придающий нагревательному элементу при максимальном протекании через него тока электрическую характеристику приблизительно постоянного сопротивления в диапазоне частот от одного мегагерца до на порядок выше.

3. Амперметр по п.1, отличающийся тем, что указанный нагревательный элемент имеет толщину стенки порядка 0,001 дюйма.

4. Амперметр по п.1, в котором указанный трубчатый нагревательный элемент представляет собой тонкий лист металла, согнутый в цилиндрическую форму.

5. Термопреобразователь для использования с милливольтметром при измерении токов высокой частоты, указанный термопреобразователь содержит 4 тонкостенных трубчатых нагревательных элемента и термопару, расположенную снаружи и имеющую соединение, расположенное в продольном центре указанного нагревателя. элемент.

6. Термопреобразователь по п.5, 80, отличающийся тем, что указанный трубчатый нагревательный элемент имеет толщину стенки порядка 0,001 дюйма.

7. Термопреобразователь по п.5, в котором указанный трубчатый нагревательный элемент содержит тонкий металлический лист, согнутый в цилиндрическую форму.

8. Термопреобразователь по п.5, отличающийся тем, что указанный трубчатый нагревательный элемент имеет длину порядка 0,25 дюйма.

ДЖОН Х. МИЛЛЕР.

Что такое амперметр и зачем мы его используем

Если вы проходили практические занятия по физике в большинстве школьных советов, частью уроков были бы эксперименты с электричеством, и вы наверняка видели амперметр в действии. Он также входит в большинство учебников по электричеству для школьных классов с 10 по 12. Сегодня мы расскажем вам, что такое амперметр, как он работает, сколько стоит и сколько их видов. В одном вы можете быть уверены ‒ амперметры являются неотъемлемой частью любой электроники или Комплект оборудования для лаборатории физики .

Определение амперметра

Амперметр — это прибор для измерения тока, протекающего в цепи под напряжением. Слово «амперметр» на самом деле является сокращением от слова «амперметр»… почему? Это связано с тем, что ток, протекающий по цепи, измеряется в амперах (А), и этот счетчик считает именно это — отсюда и название. Существуют также миллиамперметры и микроамперметры для измерения все меньших и меньших токов в более мелких электрических цепях. Или даже в живой материи.

Ранняя история

Если быть точным, амперметры — это эволюция гальванометров, которые использовались для обнаружения наличия электричества в цепи. Ганс Кристиан Эрстед первым заметил, что стрелка компаса движется, если рядом с ней находится провод, пропускающий электричество, еще в 1820 году. После этого эта идея была использована в тангенциальных гальванометрах для измерения токов.

Но у всех у них была проблема — они должны были быть установлены вдоль магнитной оси Земли, и они зависели от магнитной силы Земли, поэтому не были так уж надежны. Эта проблема была решена путем использования постоянных магнитов для создания «силового поля», в котором может двигаться игольчатый механизм. Так родились настоящие амперметры. Гальванометр Д’Арсонваля является хорошим примером раннего истинного амперметра.

Принцип работы амперметра

Проще говоря, амперметр — это не что иное, как гальванометр с шунтирующим сопротивлением. Гальванометр может регистрировать только малые токи, и вы не можете пропустить через него полный ток цепи — он этого не выдержит.

Вместо этого мы добавляем маломощный резистор параллельно гальванометру. Максимальное количество тока проходит через резистор (который мы называем шунтирующим сопротивлением), а пропорциональный малый ток проходит через гальванометр. Показания на счетчике остаются пропорциональными, и при правильном значении сопротивления шунта мы можем интерпретировать показание как правильное значение тока, проходящего через цепь. Мы обсудим детали того, как преобразовать гальванометр в амперметр, в следующей статье.

Амперметр подобен пальцу на импульсе провода под напряжением.

Как разместить амперметр в цепи

Поскольку амперметр предназначен для измерения тока в цепи, он должен быть подключен таким образом, чтобы он не мешал нормальному току, протекающему через систему . Амперметр имеет очень низкое (в идеале нулевое) внутреннее сопротивление. Таким образом, если вы подключите его параллельно к двум точкам, весь ток будет проходить через сам счетчик, а фактическая цепь не будет иметь никакой мощности (по крайней мере, точка, между которой вы измеряете).

Вот почему амперметр должен быть включен последовательно в цепь для измерения тока, протекающего через нее. При последовательном соединении идеальный амперметр действует как еще один кусок провода, поэтому на ток не влияет.

Обратите внимание, что до сих пор мы говорили только об амперметрах постоянного тока; все, что вы узнали выше, применимо к постоянному току, протекающему по цепи. Для измерения переменного тока см. ниже.

Типы амперметров

Амперметры могут быть разными в зависимости от их внутреннего механизма. Наиболее распространены следующие типы амперметров:

Амперметр с подвижной катушкой

Как мы уже упоминали выше, базовый амперметр был просто компасом, отклоняющимся из-за электромагнитной силы, создаваемой находящимся рядом проводом под напряжением. Но оказалось, что гораздо лучше использовать статический сильный магнит для отклонения самой слабо удерживаемой проволоки. Это основная идея амперметра с подвижной катушкой.

Амперметр с подвижной катушкой состоит из трех основных компонентов: постоянного магнита, спиральной пружины и катушки из тонкой проволоки, закрепленной на пружине. Игла тоже закреплена на пружине. Когда ток течет через катушку, она создает магнитное поле, а поле от постоянного магнита толкает ее. Поскольку магнит неподвижен, а эта катушка закреплена на спиральной пружине, она поддается и вращается в соответствии с силой своего магнитного поля. Итак, стрелка движется, и мы видим показания.

Эдвард Уэстон первым усовершенствовал этот тип амперметра с подвижной катушкой. Эти измерители имеют линейную шкалу и могут измерять силу тока от нескольких микроампер до 10 миллиампер. Эти амперметры имеют точное направление тока; то есть у них есть положительный и отрицательный полюс. Кроме того, они не могут измерять переменный ток.

Амперметр с подвижным магнитом

Работая примерно по тому же принципу, что и выше, амперметр с подвижным магнитом поддерживает движение магнита, в то время как катушка остается неподвижной. Катушка удобно прилегает к корпусу счетчика, а крошечный, но хороший магнит сидит поверх спиральной пружины со стрелкой.

Амперметры с подвижными магнитами могут иметь большие и толстые катушки, поэтому они могут обнаруживать гораздо большие токи, например 20-50 ампер. Они также больше, чем предыдущий вид амперметров. На самом деле, некоторые из них имеют настолько мощные магниты, что вместо спиральных пружин им приходится использовать какой-то другой механизм для фиксации магнита.

Электродинамический амперметр или амперметр переменного тока

Что если вместо одного магнита и одной катушки использовать обе катушки? В результате получается то, что мы называем электродинамическим амперметром. Вместо магнита у него есть катушка, действующая как электромагнит, а другая катушка, как обычно, находится на пружинной платформе с иглой. Вместо постоянного магнитного поля стрелка движется под действием временного магнита, создаваемого большей катушкой.

Поскольку полярность катушек компенсирует друг друга при отклонении, это первый тип амперметра, способный работать как с постоянным, так и с переменным током. Таким образом, электродинамические амперметры являются первыми амперметрами переменного тока без положительного или отрицательного полюса.

Амперметры с подвижным железом

Амперметр с подвижным железом реагирует как на постоянный, так и на переменный ток. В нем есть две изогнутые пластины или «лопасти» из мягкого железа (или стали с высокой проницаемостью), расположенные концентрически внутри неподвижной катушки проволоки. Внешняя железная лопасть закреплена и находится ближе к катушке.

Когда ток проходит через катушку, пара внешнего железа и катушки становится электромагнитом. Это также возбуждает внутреннюю лопасть, и она хочет правильно выровняться с магнитным потоком. И поэтому игла, прикрепленная к нему, показывает показания. При выключении небольшая спиральная пружина или простая сила тяжести возвращают иглу в исходное положение.

Так как электромагнит создается независимо от того, является ли ток постоянным или переменным, и внутреннее железо будет реагировать одинаково в обоих случаях, амперметр с подвижным железом может работать как с переменным, так и с постоянным током. Это также может указывать среднеквадратичное значение проходящего переменного тока.

Проблема с этими амперметрами. Поскольку величина отклонения пропорциональна квадрату проходящего тока, шкала амперметра с подвижным железом должна быть логарифмической. Это означает, что на нижних концах весы будут очень переполнены, и будет труднее обнаружить небольшое количество токов.

Цифровой амперметр

Как и многие цифровые измерительные устройства, цифровой амперметр работает по той же самой идее – принимает значение из аналоговой системы и передает его на АЦП (аналогово-цифровой преобразователь). Цифровой амперметр не является исключением. В современных приборах на самом деле вместо измерения тока измеряется напряжение на шунте, которое калибруется для отображения в амперной шкале.

Интегральный амперметр

Они более известны как счетчики электроэнергии. Вместо того, чтобы просто показывать текущее значение тока в показаниях, интегрирующий амперметр складывает их и показывает возрастающее значение. Естественно, часто он имеет несколько циферблатов, чтобы показывать различные номиналы стоимости единицы энергии. По сути, ток медленно вращает колесо свободного хода, которое вращает часовой механизм, отображающий значение на циферблатах. Сегодня он также стал цифровым.

Не в последнюю очередь

Амперметры играют ключевую роль в области электротехники. Без них мы не знали бы величины тока, протекающего по цепи, и поэтому большинство из когда-либо изобретенных электрических устройств и систем были бы невозможны. В своей школьной физической лаборатории вы будете использовать амперметр для измерения тока, протекающего через одну из ваших первых цепей — уважайте это, любите это. Амперметр — это как палец на пульсе провода под напряжением.

Что такое амперметр – Power of Engineers

Мы знаем, что метр – это электронное устройство, используемое для измерения определенной величины и связанное с системой измерения. Точно так же амперметр — это не что иное, как амперметр, используемый для измерения значения ампер. Здесь ампер является единицей силы тока, а амперметр используется для измерения силы тока. Существует два вида электрического тока, а именно переменный и постоянный. Переменный ток изменяет направление тока через равные промежутки времени, в то время как постоянный ток подает ток в одном направлении. В этой статье обсуждается обзор того, что такое амперметр, схема, типы и области применения.

Что такое амперметр?

Определение: Устройство или инструмент, который используется для измерения силы тока, называется амперметром. Единицей силы тока является ампер. Таким образом, это устройство измеряет ток в амперах и называется амперметром или амперметром. Однако на практике внутреннее сопротивление этого устройства равно «0»; имеет некоторое внутреннее сопротивление. Диапазон измерения этого устройства в основном зависит от значения сопротивления. Схема амперметра показана ниже.

амперметр

Принцип работы амперметра в основном зависит от сопротивления, а также индуктивного сопротивления. Это устройство имеет чрезвычайно низкий импеданс, потому что оно должно иметь меньшее падение напряжения на нем. Он соединен последовательно, потому что ток в последовательной цепи одинаков.

Основная функция этого устройства – измерение протекания тока с помощью набора катушек. Эти катушки имеют очень низкое сопротивление и индуктивное сопротивление. Амперметр символическое представление показано ниже.

Схема амперметра

Конструкцию амперметра можно выполнить двумя способами: последовательным и шунтирующим. Следующая схема представляет собой принципиальную схему, а соединение цепи амперметра последовательно и параллельно показано ниже.

последовательное подключение

После последовательного включения этого устройства в цепь через счетчик будет протекать общий измеряемый ток. Таким образом, в амперметрах происходит потеря мощности из-за их внутреннего сопротивления и измеряемого тока. Эта цепь имеет меньшее сопротивление, поэтому в цепи будет происходить меньшее падение напряжения.

Здесь сопротивление этого устройства поддерживается небольшим по таким причинам, как общий измеряемый ток, протекающий через амперметр, и меньшее падение напряжения на устройстве.

параллельная цепь

Когда через это устройство протекает большой ток, внутренняя цепь устройства будет повреждена. Чтобы преодолеть эту проблему в схеме, шунтирующее сопротивление можно подключить параллельно амперметру. Если по всей цепи подается огромный измеряемый ток, то основной ток будет проходить по всему шунтирующему сопротивлению. Это сопротивление не повлияет на работу устройства.

Классификация/Типы амперметров

Амперметры подразделяются на различные типы в зависимости от их применения, включая следующее.

Подвижная катушка
Электродинамическая
Электродинамическая подвижка
Горячая проволока
Цифровой
Интегрирующая

Подвижная катушка используется для измерения переменного и постоянного тока

90 В этом устройстве используется магнитное отклонение, при котором поток тока через катушку заставляет двигаться в пределах магнитного поля. Катушка в этом устройстве свободно перемещается между полюсами постоянного магнита.

Электродинамический

Этот тип амперметра включает в себя подвижную катушку, которая вращается в генерируемом поле через неподвижную катушку. Основная функция этого устройства заключается в измерении переменного и постоянного тока с точностью от 0,1 до 0,25%. Точность этого устройства высока по сравнению с подвижной катушкой и подвижной катушкой с постоянным магнитом. Калибровка устройства одинакова для переменного и постоянного тока.

Электродвигатель

Этот тип амперметра используется для расчета переменных токов и напряжений. В этом устройстве подвижная система включает в себя специально созданные детали из мягкого железа, которые перемещаются под действием электромагнитной силы неподвижной катушки проволоки. Эти типы устройств подразделяются на два типа, такие как отталкивание и притяжение. Это устройство включает в себя различные компоненты, такие как подвижный элемент, катушка, управление, демпфирование и отражающий момент.

Горячая проволока

Используется для измерения переменного или постоянного тока путем передачи его по проводу, чтобы нагреть и расширить провод, известный как горячий провод. Принцип работы этого устройства заключается в наращивании провода за счет обеспечения теплового эффекта от подачи тока через него. Это используется как для переменного, так и для постоянного тока.

Цифровой амперметр

Этот тип устройства используется для измерения силы тока в амперах и отображения значений на цифровом дисплее. Проектирование этого устройства может быть выполнено с использованием шунтирующего резистора для создания калиброванного напряжения, пропорционального протеканию тока. Эти инструменты предоставляют информацию о текущем потреблении и непрерывности, чтобы помочь потребителю устранить неполадки при переменных нагрузках и тенденциях.

Интегрирование

В этом устройстве поток тока суммируется во времени и дает произведение времени и тока. Эти устройства подсчитывают всю энергию, подаваемую по цепи за заданный интервал времени. Лучшим примером такого интегрирующего устройства является счетчик ватт-часов, так как он измеряет энергию непосредственно в ватт-часах.

Влияние температуры на амперметр

На амперметр легко влияет внешняя температура. Таким образом, изменение температуры вызовет ошибку в чтении. Чтобы преодолеть это, используется сопротивление заболачиванию, поскольку температурный коэффициент этого сопротивления равен нулю. В следующей цепи амперметр и сопротивление заболачивания соединены последовательно, чтобы можно было уменьшить влияние температуры на это.

влияние температуры

Это устройство оснащено предохранителем для защиты от сильного внешнего тока. Если ток через цепь большой, то цепь выйдет из строя и амперметр не будет измерять ток, пока его не заменят другим. Таким образом можно уменьшить влияние температуры на это устройство.

Применение

Применение амперметра включает следующее.

Применение этого устройства будет варьироваться от школ до промышленных предприятий.
Используются для измерения расхода тока в зданиях, чтобы убедиться, что расход не слишком низкий или слишком высокий.
Используется в производственных и контрольно-измерительных компаниях для проверки работоспособности приборов
Используется с термопарой для проверки температуры.
Электрики часто используют эти устройства для проверки неисправностей электрических цепей в здании.

Часто задаваемые вопросы

1). Какова функция амперметра?

Измерительное устройство, используемое для измерения тока в цепи.

2). Кто изобрел амперметр?

В 1884 году Фридрих Дрекслер изобрел первый амперметр наподобие феррометра.

3). Что такое единица СИ для электрического тока?

Ампер

4). Что такое Амперметр переменного тока?

Устройство, используемое для измерения переменного тока, подаваемого через электрическую цепь, известно как амперметр переменного тока.

5). Какова формула тока?

Согласно закону Ома Ток (I) = Напряжение (В)/Сопротивление (R)

⭐⭐⭐⭐⭐

Рейтинг: 5 из 5.

Адрес электронной почты:

Оцените:

Нравится:

Нравится Загрузка…

Измерение расхода воздуха нагнетателя с помощью калиброванных амперметров

Одно из определений «калибровки» — «определение, исправление или отметка градуировки чего-либо». Амперметр – это прибор для измерения электрического тока. Поэтому простое определение калиброванного амперметра — это прибор для измерения тока, помеченный единицами измерения, предположительно амперами.

Однако в производстве воздуходувок этот термин приобрел особое значение. Калиброванный амперметр — это прибор, который измеряет ток, потребляемый двигателем вентилятора, и преобразует результат измерения в отображение скорости воздушного потока вентилятора. [См. рис. 1]

Рис. 1: Пример откалиброванного амперметра.

Это простое устройство используется десятилетиями. Во многих установках калиброванный амперметр со встроенным слаботочным выключателем является основным устройством защиты от перенапряжений. Удивительно, но, несмотря на его долгую историю, принципы работы и ограничения калиброванного амперметра не совсем понятны конечным пользователям.

Принцип работы

Амперметр используется для измерения силы тока с девятнадцатого века. При использовании вместе с трансформатором тока [см. рис. 2] он может измерять потребляемый ток для двигателей мощностью от долей до тысяч лошадиных сил. Это обеспечивает простую и надежную систему измерения.

Рисунок 2: Рисунок из патента 1928 года на трансформатор тока.

Преобразование силы тока в скорость воздушного потока основано на фундаментальных принципах работы центробежных (динамических) вентиляторов с постоянной скоростью: степень сжатия и напор имеют прямую взаимосвязь один к одному с объемной скоростью воздушного потока.

Напор, выраженный в ft∙lb _f /lb _м , является мерой работы, совершаемой над газом.

WS = Isentropic Head, Ft ∙ LBF/LBM
κ = соотношение специфических липков, безразмерный
R ̅ = постоянная газовая константа, фут ∙ lbf/lbmol ∙ ° r
мВт = молекулярный вес, lbm/lbmol ∙ ° R
MW = FT LBM/LBMOL = температура на входе, °R
pd, pi = давление на выходе и входе, фунт/кв. дюйм абс.

Напор и расход, в свою очередь, напрямую связаны с мощностью.

P = Мощность вала воздуха, BHP
ρ = плотность воздуха, LBM/FT³
ηs = ISENTROPICALE -эффективность воздуха, Десятичная

Эти термодинамические расчеты могут быть пропущены в развивающихся точках данных для калиброванного амметра. Отправной точкой для данных калибровки является кривая производительности воздуходувки, которая показывает давление нагнетания и мощность в зависимости от скорости потока при определенных входных и атмосферных условиях. [См. рис. 3] Мощность, соответствующая данному ICFM или SCFM, может быть считана непосредственно из кривой.

Рисунок 3: Пример кривой производительности воздуходувки.

Для электродвигателя с постоянным напряжением мощность напрямую связана с током. Номинальный КПД и коэффициент мощности двигателя можно узнать из паспортной таблички или паспорта двигателя. Это позволяет рассчитать потребление тока по мощности на валу.

I = ток двигателя, А0165 ph = количество фаз (обычно 3), безразмерное

Расчет можно повторить для любого необходимого количества точек. Зависимость является по существу линейной, и промежуточные точки также могут быть получены интерполяцией.

Кривые производительности часто предоставляются с использованием ICFM для оси x. Потребность в процессе обычно указывается в кубических футах в минуту, определяя содержание кислорода в кубическом футе воздуха при 14,7 фунтов на квадратный дюйм, 68 ° F и относительной влажности 36%. Большинство калиброванных амперметров показывают корреляцию между SCFM и током.

Игнорируя относительную влажность, преобразование объемного расхода на входе в станд. куб. фут/мин осуществляется напрямую:

Обратите внимание, что эти зависимости не учитывают влияние колебаний напряжения и изменений характеристик двигателя, а также изменений относительной влажности. Это, очевидно, приводит к некоторым неточностям, и если требуются точные измерения, следует изучить альтернативную технологию. Тем не менее, откалиброванный амперметр оказался достаточным для контроля процесса аэрации и защиты от перенапряжения вентилятора в большинстве случаев применения.

Приложения для автоматизированного управления

Калиброванный амперметр является полезным устройством контроля для вентиляторов с ручным дросселированием. Установленный рядом с воздуходувкой, он может использоваться для модуляции SCFM, подаваемой в процесс, и, что более важно, для предотвращения непреднамеренного срабатывания в зонах помпажа или перегрузки. Однако в большинстве новых применений используется программируемый логический контроллер (ПЛК), модулирующий впускной клапан с электроприводом для поддержания заданного оператором значения расхода или давления.

С помощью ПЛК можно легко и просто измерить ток двигателя. Многие пускатели обеспечивают аналоговый сигнал тока двигателя в качестве стандартной или дополнительной функции. Текущие передатчики также обеспечивают аналоговый сигнал. Мониторинг одной фазы обеспечивает достаточную точность, что делает приборы недорогими.

Корреляция для тока и кубических футов в минуту, полученная выше, может быть преобразована в линейное уравнение в форме пересечения наклона, y = mx + b, для программирования ПЛК. Один из способов добиться этого — нанести несколько точек данных на диаграмму Excel и добавить линию тренда. [См. рис. 4]

Рисунок 4: Линейная корреляция тока нагнетателя с SCFM. Нажмите, чтобы увеличить.

Можно вручную определить линейное уравнение только по двум точкам. Точки могут быть получены из кривой производительности или значений, взятых из существующего калиброванного амперметра.

Q = Поток воздуха, SCFM
I = ток двигателя, A
M = наклон, SCFM/A
B = y перехват, SCFM

Важно отметить, что полученное уравнение наиболее точнее для конкретного окружения условия, используемые для построения исходной кривой производительности или для определения рассматриваемых калиброванных данных счетчика.

Компенсация температуры

Температура сдвигает корреляцию между током и станд. куб. футов в минуту из-за влияния на плотность на входе. Более низкая температура на входе увеличивает плотность, увеличивая напор и потребляемую мощность при заданном расходе. Новую корреляцию можно рассчитать по соотношению температур и линейному уравнению для SCFM в зависимости от силы тока.

Хотя это может показаться нелогичным, дросселирование впускного отверстия вентилятора не влияет на корреляцию между станд. куб. фут. в минуту и током двигателя. [См. рис. 4] Входной дроссельный клапан создает перепад давления, что снижает плотность воздуха. Как объемный расход, так и соответствующий напор и отношение давлений остаются неизменными. Часть перепада давления на нагнетателе воспринимается через впускной клапан, а не на выходе. Поскольку плотность на входе уменьшается, массовый расход уменьшается. Конечным результатом является то, что мощность на валу вентилятора и ток двигателя уменьшаются, сохраняя корреляцию между станд. куб. футов в минуту и током.

Ограничения

Калиброванные амперметры не подходят для воздуходувок прямого вытеснения (PD) или центробежных воздуходувок с регулируемой скоростью или управлением направляющими лопатками. Корреляции калиброванного амперметра применимы только к центробежным вентиляторам с постоянной скоростью.

Напор воздуходувки PD не зависит от скорости потока. Давление нагнетания и отношение давлений будут повышаться до тех пор, пока не станут достаточно высокими, чтобы преодолеть сопротивление потоку. Потребляемая мощность и ток двигателя являются функциями степени сжатия и, следовательно, не связаны только с расходом.

Соотношение между напором и расходом центробежного нагнетателя может быть нарушено методом управления. Если для регулирования производительности вентилятора используется переменная скорость, производительность регулируется законами подобия. Расход пропорционален скорости, а напор пропорционален квадрату скорости. Дальнейшее осложнение возникает, если для изменения скорости используется частотно-регулируемый привод (VFD). Выходное напряжение частотно-регулируемого привода обычно пропорционально частоте, которая влияет на ток двигателя.

Направляющие лопатки также изменяют соотношение между расходом и напором. Входные направляющие аппараты (IGV) и регулируемые диффузорные лопатки (VDF) изменяют преобразование кинетической энергии, производимой рабочим колесом, в потенциальную энергию. Результирующее изменение соотношения давлений создает изменение напора.

Можно было бы сопоставить скорость или положение направляющих лопастей с течением и установить взаимосвязь с потоком. Однако сделать это было бы сложно, и присущая простота калиброванного амперметра была бы потеряна. Как правило, для этих применений предпочтительнее измерять расход воздуха другими способами.

Первичным чувствительным элементом системы часто является трансформатор тока (C/T). C/T рассчитаны на выходной ток 5 А на вторичных клеммах, что соответствует входному диапазону 5 А большинства амперметров. Например, C/T 300:5 будет выдавать 5 А, когда ток двигателя равен 300 A. Каждый C/T имеет максимальную номинальную нагрузку, определяющую максимальное вторичное напряжение вольт-ампер (ВА). Это можно преобразовать в эквивалентное сопротивление:

RMAX = максимально допустимое общее сопротивление петли тока, ω
Bmax = максимально допустимый рейтинг бремени C/T, V ∙ A
I = вторичный максимальный ток, A, обычно = 5 A

C/T с низким отношением обычно имеют низкую максимальную нагрузку, а общее сопротивление контура провода от C/T до амперметра и обратно может превышать максимальное номинальное значение ВА. Этого можно избежать, используя более высокое отношение C/T и несколько витков электропроводки двигателя через окно C/T, что изменит эффективное отношение C/T. [См. рис. 5]

Рис. 5: C/T с несколькими первичными витками.

Резюме

Калиброванный амперметр — это хорошо зарекомендовавший себя и надежный прибор для контроля расхода воздуха в дроссельных центробежных вентиляторах. Корреляция между потреблением тока двигателем и скоростью воздушного потока может быть легко адаптирована к автоматическому управлению на основе ПЛК или микропроцессора. Точность системы достаточна для всех, кроме самых строгих приложений управления технологическим процессом.

Об авторе

Том Дженкинс имеет более чем сорокалетний опыт работы с воздуходувками и воздуходувками. Как изобретатель и предприниматель, он стал пионером многих инноваций в области аэрации и управления воздуходувкой. Он является адъюнкт-профессором Висконсинского университета в Мэдисоне.