Амперметр схема включення в електричний ланцюг. Що таке амперметр: види і застосування. Що таке амперметр, його види

1. Правила підключення амперметра
2. вольтметр
3. омметр
4. Пристрій і підключення шунта
5. Рис.1 - Механічні амперметри
6. Рис.2 - Цифрові амперметри
7. Рис.3 - Конструкція амперметра
8. Рис.4 - Принцип роботи амперметра
9. Рис.5 - Схема підключення амперметра через шунт

Вимірювання струму. Прилади, призначені для вимірювання струму , Отримали назву амперметрів. Прилади, розглянуті в гл. 9, можуть служити як для вимірювання струму, так і для вимірювання напруги. При цьому відрізняються способи включення їх в електричний ланцюг і значення опору вимірювального ланцюга приладу. Амперметр включають в ланцюг таким чином, щоб через нього проходив весь вимірюваний струм, т. Е. Послідовно. Опір амперметра повинно бути малим, щоб в ньому не відбувалося помітного падіння напруги.

У ремеслах і техніці потрібно вимірювати найрізноманітніші течії, значення яких часто далекі один від одного. Постійний струм або змінний струм. Харчування телевізора становить близько 1А. Тому вам потрібен інший амперметр, який коштує дорого. Ось чому були розроблені многоізмерітельние пристрої, які мають кілька перемикаються діапазонів вимірювань в одному пристрої.

У таких вимірювальних приладів також є батарея. Ми розрізняємо індикатори та цифрові дисплеї. Переваги цифрових вимірювальних приладів: - дешевше механічних вимірювальних приладів. - легше читати - навіть дуже маленькі струми вимірні. Недоліки: - Батарея завжди необхідна - змінні вимірюються змінні не можуть бути виміряні.

Для вимірювання постійного струму використовують переважно амперметри магнітоелектричної системи і рідше прилади електромагнітної системи, а для вимірювання змінного струму частотою 50 Гц в основному застосовують амперметри електромагнітної системи.

Безпосереднє включення амперметра в ланцюг вимірюваного струму не завжди можливо, тому що в деяких випадках вимірюваний струм у багато разів перевершує необхідний для повного відхилення рухомої системи приладу. У етіхслучаях при вимірюванні постійного струму паралельно амперметрі включають шунт, через який проходить більша частина вимірюваного струму (рис. 10.1).

Як технічний фахівець або майстер, завжди потрібно мати правильні вимірювальні інструменти для ефективної роботи. Щоб захистити чутливе обладнання під час транспортування, корисно інвестувати в кишені спеціального обладнання. Стандартні рішення на роздрібному ринку зазвичай не підходять для вимог, що пред'являються до професій, які вимагають дорогого обладнання на транспортних мішках. Вони повинні бути ясними, так що кожна частина має своє місце і може бути швидко захоплена.

Правила підключення амперметра

Це економить час і збільшує продуктивність. Зрозуміло, батареї також повинні бути передбачені, що також вимагає їх місця. Батареї призводять електрони через. Розмір електронного приводу вказується в вольтах на кожній батареї. На жаль, немає інформації про те, як довго акумулятор працює на пристрої.

Відповідно до першого закону Кірхгофа, максимальне значення вимірюваного амперметром струму при наявності шунта

де I max - максимальне значення струму в ланцюзі; I Aн - номінальне (граничне) значення струму амперметра під час відсутності шунта; I ш - струм, що проходить через шунт. Так як амперметр і шунт включені паралельно, то струми між шунтом і амперметром розподіляються обернено пропорційно їх опорам:

вольтметр

Великий струм: швидке розрядження акумулятора. Час роботи батареї може бути розраховане виходячи з ємності акумулятора.

омметр

Виміряти напругу або струм правильно. Часто струм і напруга слід вимірювати одночасно. В цьому випадку необхідно враховувати значення опору, яке може прийняти вантаж. Один вольтметр має високий внутрішній опір. Амперметр має низький внутрішній опір.

Якщо одночасно вимірювати напругу і струм, ми розрізняємо суміжні схеми. Згадайте основні закони електротехніки і обчисліть ефект помилки в якості прикладу для невеликого або великого опору для кожного з двох ланцюгів, розгляньте вимірювальний пристрій в якості резистора.

звідки знаходимо опору шунта:

де r A - внутрішній опір амперметра; n = I max / I Aн - коефіцієнт, що показує, у скільки разів розширюються межі виміру.

Так як то струм в ланцюзі при заданому навантаженні

Ви дізнаєтеся причину іменування?

• Виміряне значення завжди схильний до помилок.
• Вимірювальний пристрій впливає на сам ланцюг.

Як виміряти струм або струм? Ця стаття відноситься до області фізики, відповідно. Будь то в лекціях з фізики, електротехніки або вимірювальної техніки. Часто цікавиться, скільки потоків струму в ланцюзі. Щоб виміряти це, використовуються так звані струмові лічильники. На наступних двох малюнках показана схема перед включенням. Це пояснюється більш детально нижче.

Щоб виміряти постійний струм, ви повинні діяти таким чином. Негативний полюс джерела напруги повинен бути підключений до негативного полюса вимірювального приладу. В результаті позитивний полюс джерела напруги також підключається до позитивної клеми вимірювального приладу.

• Встановіть найбільший діапазон виміру для поточного вимірювання.
• Помістіть лічильник послідовно.

Щоб виміряти змінний струм, дійте наступним чином.

де I A - показання амперметра. Якщо шкалу амперметра отградуировать з урахуванням шунта, то можна визначати значення вимірюваного струму I безпосередньо за показаннями приладу.

При вимірюванні змінних струмів шунти не застосовують. Це пояснюється тим, що розподіл струмів між шунтом і амперметром визначається не тільки їх активним опором , А й реактивним опором приладу, яке залежить від частоти. Тому для розширення меж вимірювання амперметрів в ланцюгах змінного струму використовують вимірювальні трансформатори струму.

Переведіть діапазон виміру вниз, щоб покажчик знаходився в середині до правої області дисплея.

• В цьому випадку полярність не має значення.
• Прочитайте поточний.

Потенціостат як амперметр з нульовим му - в чому перевага? Наприклад, простий амперметр, такий як цифровий мультиметр, вимірює струм опосередковано шляхом вимірювання падіння напруги на вимірювальному резисторі, пропорційному поточному току. Наявний у продажу цифрової цифровий мультиметр з 3 цифрами має мінімальний діапазон напруги 200 мВ, а вимірювальні резистори з'єднані всередині.

Вимірювання напруги. Електровимірювальні прилади, призначені для вимірювання напруги, називаються вольтметрами. Вольтметри включають паралельно ділянці (елементу) електричного кола, на якому вимірюють напругу. При цьому вольтметр повинен мати дуже великий опір в порівнянні з опором елемента ланцюга, на якому вимірюється напруга. Це необхідно для зменшення похибки вимірювання і для того, щоб не було зміни режиму роботи ланцюга. Справді, чим більше опір вольтметра, тим менший струм проходить через нього і тим менше витрачається в ньому енергія, а отже, тим менший вплив надає включення приладу на режим роботи ланцюга.

Іншими словами: Якщо поточний дозвіл приладу повністю вибрано шляхом вибору відповідного діапазону вимірювання, то різниця напруги під час вимірювання становить до 200 мВ. Приклад. Ви вимірюєте ток 100 мкА в діапазоні вимірювання 200 мкА цифрового мультиметра. Діапазон включення становить 200 мкА.

Це безпечно для вимірювання струмів в електричному ланцюзі, поки це падіння напруги не робить ніякого впливу на решту функції вимірювального об'єкта. Однак в електрохімічної осередку 100 мВ вже дуже багато: пам'ятайте, що, наприклад, Наприклад, потенційне зміна -114 мВ призводить до десятиразового збільшення струму при кімнатній температурі під час осадження водню. Ще більш драматичним є вплив рішення потоку металу: тут течії змінюються з 59 мВ або навіть 40 мВ на поточне десятиліття.

Для розширення меж вимірювань вольтметрів в ланцюгах постійного струму з напругою до 1000-4500 В служать додаткові резистори, що включаються послідовно з приладом (рис. 10.2). У ланцюгах змінного струму напругою понад 1000 В для розширення меж вимірювань використовують вимірювальні трансформатори напруги.

Пристрій і підключення шунта

З цього видно, що такий прилад не підходить для вимірювання струмів короткого замикання між двома електродами гальванічного спарювання, якщо тільки він не працює в максимально можливому діапазоні вимірювань, який все ще дозволяє безпечне зчитування. В даному випадку, щоб зберегти похибка вимірювання в допустимих межах, діапазон виміру повинен становити 2 мА. Тоді взаємна поляризація вимірювальних електродів становить всього 10 мВ при 100 мкА, що, відповідно, зменшує фальсифікацію результату вимірювання, але точність вимірювання струму на самому приладі також відповідно зменшується.

При включенні послідовно з вольтметром додаткового резистора опір останнього визначають з таких міркувань: припустимо, вольтметром з опором r V, розрахованим на номінальну напругу U ном, необхідно виміряти напругу U xmax, яке в n разів більше U ном. В цьому випадку необхідно дотримуватися умова, при якому струм, що проходить через вольтметр, був би однаковим при обох напружених, т. Е.

Якщо тепер ви перейдете до діапазону вимірювання 20 мА, фальсифікація результатів вимірювання залишиться менше 1%, але результат вимірювання складе всього ± 10%! Тому для електрохімічних вимірювань необхідно вимір струму, яке не викликає ніяких потенційних відмінностей між точками вимірювання. Для цієї мети пропонується спеціальний «амперметр» з нулем-му. Але ви також можете переключити потенциостат як амперметр з нульовим му. Підключіть контактна електродне з'єднання і підключення протівоелектрода.

Один з двох вимірюваних електродів підключається до клем робочого електрода, а інший - до опорних і протівоелектродним клем. Керований потенціал встановлений на нуль - це весь трюк! Тепер вам потрібно тільки відрегулювати відповідний діапазон струму. Результат вимірювання можна зчитувати з вбудованого приладу, або до токовому виходу може бути підключено досить чітке визначення виміру напруги: тоді він відображає ток з точністю до міліметра.

(10.3)

і фактично вимірюється напруга

де U V - показання вольтметра.

Шкалу вольтметрів в більшості випадків градуируют з урахуванням додаткового опору r д. При цьому вольтметр може бути виконаний на кілька меж вимірювання, для чого він забезпечується кількома додатковими опорами і відповідним перемикачем шкали на лицьовій стороні приладу.

Полярність: в наших потенціостата анодний струм позначається робочим електродом як позитивний струм на вимірювальному приладі. Тепер струм вимірюється через напругу між контактом протівоелектрода на потенціостата і землі. Примітка. Чим більше вимірювальний резистор, тим більше шум, створюваний цим резистором. Конденсатор, паралельний цього вимірювального резистору, зменшує шум, але в той же час усікає також частотну смугу для запису виміряних значень.

Це не має значення для вимірювань постійного струму. Найбільша ємність, яку ви можете використовувати з нею, тоді. Практично доступне значення дорівнюватиме 6, 8 пФ і 5, 6 пФ відповідно. Для вимірювань постійного струму теоретично можна вибирати довільно великі конденсатори, на практиці він буде обмежений значенням, наприклад, зменшує шум 50 Гц, але не вимагає нескінченного часу регулювання для поточних змін. У цьому прикладі 68 нФ буде корисною ємністю.

Для вимірювання напруги в ланцюгах постійного струму застосовують магнітоелектричні вольтметри, а в ланцюгах змінного струму - електромагнітні і електродинамічні вольтметри. При вимірі малих змінних напруг використовують випрямні і електронні мілівольтметри, причому при підвищених частотах переважно електронні.

Щоб точно зрозуміти сенс концепції, ми повинні знати, що таке підсилювачі і що таке електричний струм. Електричний струм створюється рухом електричних зарядів в матеріалі. Це величина, яка відображає те, що через одиницю часу протікає через провідний матеріал. Ампер в цьому кадрі - це одиниця, яка дозволяє кількісно оцінити інтенсивність струму.

Повертаючись до поняття амперметра, цей прилад вимірює струм, який циркулює в електричному ланцюзі. При підключенні амперметра до електричного кола можна виявити кількість ампер струму в циркуляції. Вимірювання полягає в проходженні електричного струму через пристрій. внутрішній опір амперметра дуже мало, так що під час вимірювання відсутній падіння напруги. Якщо необхідно виміряти струм без апертури, необхідно використовувати спеціальний клас амперметрів, відомий як амперометрический затиск, який побічно визначає інтенсивність магнітного поля, що генерується даними струмом.

Якщо до електричного кола подати робоча напруга, то через її елементи буде протікати струм певної величини. Його значення визначається величиною опору окремих ділянок ланцюга. Щоб виміряти поточне значення струму, на певній ділянці використовуються спеціальні прилади, які називаються.

Візьмемо наприклад. Перед тим, як розібратися в питанні, як працює це прилад, важливо розглянути класифікації.

Існує кілька типів амперметрів, які можна умовно розділити на три групи: аналогові, цифрові і амперометричні пінцети. Опис, представлене в попередніх параграфах, є не що інше, як підставу старих амперметрів, які були аналоговими. Як і в багатьох інших областях, хоча він був розроблений давно, він як і раніше використовується сьогодні.

Аналогові амперметри представляють результат вимірювання за допомогою голки, яка розташована у відповідній точці між мінімумом і максимумом, доступними в показанні. У цій групі приладів ми знаходимо дві підгрупи: електромеханічні і теплові амперметри.

1. Магнітоелектричні. Такі пристрої підходять тільки для вимірювань постійного струму. Вони відрізняються високою чутливістю і невеликою потужністю.
2. Електромагнітні. Прилади можуть використовуватися для вимірювань постійних і змінних струмів. Їх недоліком є ​​низька чутливість і невисока точність.
3. Електродинамічні. Пристрої цього виду відрізняються сильною чутливістю до зовнішніх магнітних полів, тому їх застосування для проведення високоточних вимірювань небажано.
4. Феродинамічні. Такі прилади відрізняються підвищеною стійкістю до зовнішніх магнітних полів і володіють високими показниками міцності. Їх широко застосовують в сфері безпеки, а також в тих випадках, коли потрібно провести високоточні вимірювання.
5. Цифрові. Наприклад, не мають рухомих механічних деталей, а працюють на основі платформи з мікропроцесором, яка дозволяє перетворювати величину проходить струму в цифрові сигнали, які виводяться на ЖК-дисплей.

Рис.1 - Механічні амперметри

Взагалі кажучи, можна сказати, що електромеханічні амперметри покладаються на механічне взаємодія, яке відбувається між електрифікованими провідниками, між магнітним полем і струмом або між двома струмами. Їх дизайн відносно простий: у них є два органи, один мобільний і один фіксований, і один, щоб вказати підсумкове значення.

Цей тип амперметра, безсумнівно, досить громіздкий, що призводить до більшого зносу його деталей, а також до більшої ймовірності вимірювання. З іншого боку, він швидко перевершує інші моделі і корисний для читання в фіксованих положеннях. У цю групу входять магнітоелектричні, електромагнітні, електродинамічні і феромагнітні амперметри.

Рис.2 - Цифрові амперметри

конструкція амперметра

Щоб розібратися, як працює амперметр, розглянемо його конструкцію (рис.3). Прилади цього типу є магнітоелектричними пристроями, в яких струм підводиться до обмотки котушки, що призводить до генерування магнітного потоку, який взаємодіє з постійним магнітом. Існує кілька модифікацій вимірювальних систем - в одному випадку вимірювальна стрілка-покажчик кріпиться до рухомої котушці, а в іншому варіанті рухомим є постійний магніт, який з'єднаний зі стрілкою. Вимірювальна котушка підключається до шунт, який розташований всередині приладу або поза ним, з якого і знімаються показники сили струму.

Завдяки досягненням технології з'явився такий тип амперметра, більш універсальний і практичний, ніж аналогічний. Серед його основних переваг - зниження зносу і значне зниження ймовірності помилки. Замість панелі з голкою у них є екран, на якому ви можете ознайомитись з результатами.

Цей тип амперметра також відомий як затиск або гак і дуже корисний, тому що він дозволяє моментально знижувати інтенсивність без переривання або відкриття схеми. оскільки немає електричних обмоток , Немає небезпеки загоряння. Він вимірюється в вольтах, як напруга.

Рис.3 - Конструкція амперметра

Принцип роботи амперметра

Як тільки до вимірювальної системи амперметра подається струм, величина, якого визначається, в котушці пристрою генерується магнітне поле. Воно взаємодіє з полем, створюваним постійним магнітом, що призводить до того, що поворотна рамка зі стрілкою-покажчиком буде відхилятися (рис.4). Кут відхилення пропорційний проходить току і при певній калібрування стрілка буде вказувати на вимірювальній шкалі приладу на поточне значення струму.

У цифрових амперметра, таких як, величина струму визначається за допомогою спеціальних аналого-цифрових перетворювачів, які струмовий сигнал перетворюють в послідовність цифрових кодів, що відображаються на екрані приладу у вигляді числового значення.

Бувають випадки, коли слід вимірювати струм, величина якого більше максимального значення вимірювального діапазону. У такому випадку важливо знати, як працює шунт для амперметра. Шунт являє собою резистивний елемент з відомою величиною електричного опору , Який включається паралельно до амперметра. Шунт розраховується під величину струму, яку потрібно вимірювати амперметром з меншим робочим діапазоном.

Рис.4 - Принцип роботи амперметра

Як підключати амперметр

Щоб правильно користуватися вимірювальними приладами, важливо не тільки знати, як працює амперметр і вольтметр, а й як їх підключати. Для вимірювання сили струму, який проходить через прилад або через певну частину електричного кола, амперметр потрібно підключити послідовно з цією ділянкою.

Рис.5 - Схема підключення амперметра через шунт

практичне! застосування

Амперметри мають широке застосування в процесі побудови, обслуговування і ремонту різної радіоелектронної апаратури. В якості одного з прикладів практичного застосування можна розглянути амперметр на зарядному пристрої - як працює цей прилад розглянемо нижче. Такого типу зарядні пристрої виробляють підзарядку акумуляторів за допомогою струму постійної величини, значення якого візуалізується за допомогою амперметра. В процесі зарядки сила струму може падати і по амперметрі можна буде визначити потребу її регулювання. Акумулятор вважається зарядженим, якщо сила струму на амперметр не змінюватиметься протягом 1-2 годин.

Це тільки один із численних прикладів практичного використання таких вимірювальних приладів, як амперметри.