Kako povezati ampermeter? Diagrami povezav. Kako je vključen v enosmerni tokokrog in skozi tokovni transformator?

Ampermeter je naprava, ki dopolnjuje voltmeter. Uporablja se tam, kjer ni mogoče namestiti polnopravnega vatmetra ali uporabiti multimeter. Njegov namen je olajšati vzdrževanje in popravilo električnih inštalacij pod konstantno obremenitvijo, pravočasno prepoznati bližajoče se okvare in nemudoma sprejeti ukrepe za njihovo odpravo. Na primer ampermeter vam omogoča, da ocenite stanje akumulatorja v avtomobilu in predvidete, kdaj bo treba dotrajano baterijo zamenjati z novo.

Naprava

Za merilnike števila je osnova naprave preprost elektromagnetni (ali drug tip) galvanometer ali električna merilna glava.

Elektromagnetni ampermeter

Sam galvanometer deluje kot križanec med milivoltmetrom in mikroammetrom. Nemogoče ga je vključiti v vezje brez odpornosti proti obremenitvi in ​​predstikalni napetosti - navitje tuljave ni zasnovano za pomembno tokovno moč, ki jo potrebujejo napajalne električne inštalacije in z njimi povezani odjemalci: z veliko verjetnostjo bo njeno navitje izgorelo. Analogni galvanometer je izdelan na naslednji način. V polju trajnih magnetov se vrti tuljava, skozi katero začne teči tok v trenutku, ko je naprava priključena. Z ustvarjanjem lastnega magnetnega polja se tuljava obrne pod določenim kotom - sorazmerno s tokom, ki je skozenj prešel. In vrti se zaradi navora, ki ga ustvari interakcija polja trajnega magneta in polja tuljave.

Skupaj s tuljavo se vrti tudi puščica, trdno pritrjena nanjo. Celotna struktura je pritrjena na fiksno os, ki se nahaja v središču magnetne reže. Ravna vzmet, pritrjena na enem koncu na togo podlago (okvir) naprave, drugi pa na os s puščico, ko se galvanometer izklopi iz električnega tokokroga, puščico vrne v prvotni položaj.

Poleg povratne vzmeti je na protiuteži puščice še tehtalna palica - kovinski navoj iz mehke in dovolj elastične kovine (na primer platine), ki puščico uravnoteži in preprečuje, da bi se njen konec dotaknil tehtnice - aluminijasta plošča z graduiranimi pregradami, pritrjena kot ravno ogrodje na sprednji strani notranjosti galvanometer. V nekaterih primerih, da ne bi zapravili drage platine, na protiutež puščice spajkamo kapljico zlitine z nizkim tališčem (natančno v miligramih ali v stotinah mikrogramov). Če se tehtnica pokvari, bodo rezultati meritev netočni in občasni ali pa jih sploh ne bo. Pravila za ravnanje z galvanometričnim ampermetrom strogo prepovedujejo njegovo metanje in izpostavljanje močnim vibracijam in močnim udarcem - merilne glave se zelo zlahka zlomijo.

Končno ima ampermeter številčnice ploski vijak, ki rahlo premakne puščico v obe smeri . Z obračanjem tega vijaka puščica morda ni natančno na ničli lestvice, temveč na točki blizu ničle. Za koliko delitev bo kršena ničla - za enako količino bo ampermeter "ležal" tako, da bo odčital izmerjeni tok. Proizvajalec po preskusu galvanometra samostojno umerja ničlo - na lestvici. Uporabnik bo sam z natančnostjo nastavil natančnost ničle s ploščatim izvijačem - ko ugotovi, da ničelna kazalec ni v redu in ne sovpada z lestvico ena.

Nosilci iz žice z gumijastimi tesnili, nameščeni na koncih tehtnice , držijo puščico blizu ničle in največjega položaja, ko se galvanometer "prevrne" ali je povezan "nazaj". Preprečujejo zasuk vzmeti in konec puščice ne zadene robov vidnega merilnega polja, če se izkaže, da je izmerjeni parameter zaradi nepazljivosti uporabnika nekajkrat večji od pravega, ki ga je sposobna prikazati sama naprava.

Magnetoelektrična

Zadrži konstanten tok majhnih vrednosti. Merilna glava je magnetoelektrični sistem z lestvico, ki vsebuje določeno stopnjevanje.

Termoelektrični

Zasnovan za tokokroge z izmeničnim tokom s frekvenco sto in tisoč hercev. Osnova takega ampermetra je magnetoelektrična glava. Sestavljen je iz kosa vodnika, na katerega je priključen termočlen. Tok, ki ogreva vodnik, ustvarja toploto, ki jo zajame termočlen. Toplotno sevanje s puščico odbije okvir s izračunanim kotom, ki je linearno odvisen od vrednosti pretočnega toka.

Elektrodinamični

Njegov namen je meriti tok v hitro spreminjajočih se električnih instalacijah, ki delujejo s povečano (do 200 Hz) frekvenco. Za elektrodinamične ampermetre je primeren prostor ali predelek, kjer nepotrebnih elektromagnetnih polj popolnoma ni. So pa zelo natančni in se uporabljajo za redno preverjanje vseh drugih vrst števcev.

Ferrodinamična

Okvir ferrodinamičnega števca je izdelan iz feromagneta, železnega jedra in statične tuljave. Ima svoj razred točnosti za elektrodinamični ampermeter, vendar je neobčutljiv na elektromagnetne motnje (parazitska polja).

Digitalno

Digitalni ampermeter (v idealnem primeru multimeter) nima galvanometrične merilne glave. Namesto galvanometra se uporablja cel sistem: senzorji za tok, ki se dovaja na meritev, ADC, procesor z ROM in pomnilnikom z naključnim dostopom, zaslon s krmilnikom za izpis odčitkov. Za snemanje odčitkov na zunanji medij lahko pritrdite vrata microUSB ali radijski modul Wi-Fi / Bluetooth - to vam omogoča, da ampermeter ali multimeter priključite na osebni računalnik, pametni telefon ali tablični računalnik in za delo z njim uporabite posebno aplikacijo.

Shematski diagram ampermetra

V najpreprostejšem ampermetru, ki je zasnovan za eno merilno območje - na primer 0 ... 10 A - je vzporedno z galvanometrom povezan priključek. To je nizko odporni upor z uporom 0,01 ... 1 Ohm. Približen izračun je narejen po Ohmovem zakonu - tok je enak količniku delitve EMF (napetosti) napajalnega omrežja (vezja) z vrednostjo upora.

Diagrami povezav

Če imate idejo o uporu ampermetrskega šanta, že veste, kako ga pravilno priključiti.

Vključitev v verigo

Naprava je vedno povezana zaporedno in ne vzporedno z obremenitvijo. Če si drznete vzporedno priključiti napravo, bo pregorela varovalka in naprava se bo izklopila. Pri toku več amperov izgoreta tuljava in ranžirni galvanometer. Pregorele puščice ni mogoče obnoviti. Najprej odklopite linijo. Z nizkim EMF - do 12 V - lahko oskrbo z električno energijo odpravite brez odvajanja električne energije. Priključite ampermeter na odprti krog. Prepričajte se, da trenutna zmogljivost ampermetra (na primer naprava je zasnovana za 10 A), da skupna tokovna obremenitev ne presega mejne meritve, za katero je ampermeter zasnovan. Če naprava ni "dvostranska" (na primer -10 in +10 A z ničlo na sredini), upoštevajte polarnost. Po vklopu bo prikazal, koliko amperov na uro porabi vaš električni aparat ali električni tokokrog.

Odtenki pri priključitvi ampermetra na avto

Za avtomobile se uporablja "dvostranski" ampermeter, pri katerem ničla ni na začetku, temveč na sredini lestvice. "Minus" tok (negativni odčitek naprave) je tok, ki ga porabi avtomobilska elektronika. "Pozitivno" - ko tok teče v nasprotni smeri - polnilni tok, ki prihaja iz oscilatorja. Na enak način so ampermetri povezani in delujejo v posebni opremi (avtodvigalo, traktor, bager itd.).

Tovarniška oprema za večino tujih avtomobilov že predvideva ranžirni in ampermeter, ki ga kalibrira ista tovarna avtomobilov, ki je zaporedno povezan z akumulatorjem preko pozitivne žice. Če puščica po uspešnem zagonu avtomobila odstopi in se ne vrne v ničelni položaj, je baterija poškodovana in jo je treba zamenjati z novo.

Namestitev šanta

Prehodna upornost je enaka zunanji upornosti priključene obremenitve (na primer močne svetilke ali žarometa), pomnožene z razmerjem med tokom, ki prehaja skozi sam ampermeter, in razliko med celotnim tokom v tokokrogu in tokom samega ampermetra. Tok, ki teče skozi ranžirni upor, je velikokrat večji od toka, ki teče skozi navitje galvanometra. Nasprotno velja za upor galvanometra in šanta.

V najpreprostejšem primeru je ranž kratka tuljava ali trak iz debele bakrene, jeklene ali aluminijaste žice. Na njegove zaključke je povezan galvanometer. Je kot "strelovod" za močne tokove, ki omogoča, da je tuljava naprave nedotaknjena in varna - morda deset tisočink toka, ki jo bo skozi njega prehodil sam ranžir. V praksi se bo galvanometer spremenil v milivoltmeter - zaznal bo le tisti majhen padec napetosti na traku ali ranžirnem uporu. Vrednost ranžiranja je večkratnik 10 enot.

Uporaba transformatorjev

Za merjenje enosmernih tokov ali nizkih izmeničnih napetosti se lahko uporablja en sam šant. Če govorimo o merjenju izmeničnega toka z velikim potencialom, potem naprava poleg usmerniškega diodnega mostu zahteva tokovne merilne transformatorje. Če veste, kakšna napetost je v električnem tokokrogu (na primer 1 kV), lahko uporabite transformator za povečanje napetosti. Njegov primarni navit, ki ima majhen upor, navit z debelo žico, je zaporedno povezan z napajalnim vodom (v svojem prelomu). Sekundar, ki ustvarja visoko EMF, je povezan z ampermetrom. Zaradi majhne odpornosti same naprave transformator preide v način kratkega stika, to pomeni, da je maksimalno obremenjen.

Če ste pravilno izbrali razmerje zavojev obeh navitij, boste imeli priložnost z majhnim tokom, ki gre skozi samo napravo, izmeriti tok velikih vrednosti v zunanjem vezju. Da dobimo vrednost toka, ki teče skozi primarni navit, pomnožimo izmerjeno vrednost s faktorjem transformacije. V ampermetrih, kjer je tokovni transformator trajno vgrajen in po koncu meritev ni odklopljen, ampak ostane v napravi dalje, je skala že optimalno umerjena. Da nobenega osebja ne bi slučajno ubil visokonapetostni tok, je ena od sponk sekundarnega navitja in magnetnega vezja (plošč) transformatorja ozemljena.

Sekundarno navitje in magnetno vezje sta izolirana ločeno. Nahajajo se v notranjosti puše, skozi kanal skozi katero prehaja ranžirni tok s tokom, izmerjenim v tokokrogu. Takšni tokovni transformatorji se imenujejo puše.

Sekundarnega navitja tokovnega transformatorja je nemogoče odpreti z odklopom ampermetra od njega. Če se to zgodi, nenadno povečanje magnetnega pretoka v magnetnem vezju samodejno postane vir zelo nevarne za življenje "merilne" napetosti na stotine ali celo tisoče voltov. Če vzporedno z ampermetrom (ali shuntom) priključite nizek omični upor, bo ta napetost zmanjšana, tako da bo mogoče preostanek meriti z ampermetrom - ocenjuje se kot tok, ki gre skozi vezje naprave.

Merilni tokovni transformatorji imajo lastno napako - glede faznega kota tokov in transformacijskega razmerja. V prvem primeru se upošteva fazni premik (vrtenje) s položaja 180 stopinj, kar povzroči znatno napako pri odčitkih vatmetra, vključenega v isto vezje. Razred točnosti s pretvorbenim faktorjem ocenjujemo z izgubami od nominalnih - 0,02 ... 1 in več.

Trenutna prijava objemke

50 amp ojačevalniki ne štrlijo izven ohišja instrumenta. Če pa govorimo o toku, ki je večji od 50 A, se uporabljajo tako imenovani krokodili, ki nosijo tok, ali tokovne objemke. V drugi varianti ni umerjen sam galvanometer, temveč šant. Vzporedno se vklopi milivoltmeter z napetostjo 45-150 milivoltov. Cilj je zagotoviti odmik igle instrumenta na razdalji, ki ni večja od celotne skale.

Določanje enosmernega in izmeničnega toka

Za enosmerni tok niso potrebna posebna vezja - obstaja milliammeter, močan ranžirni upor z uporom v stotinkah in tisočinkah Ohma. Povezani so vzporedno med seboj - celotna instalacija pa je postavljena v odprt krog. Za izmenični tok je potrebna metoda s tokovnim transformatorjem, priključenim po zgornji shemi. Da puščica ne bi nihala okoli ničle lestvice s frekvenco 50 ali več herc, se uporablja diodni usmernik. To je ena dioda ali diodni most. Napetost diode mora biti dovolj visoka. Tako se boste izognili električni okvari in posledični okvari naprave.

Lestvica graduacije

Stopnjevanje galvanometrske skale (ne že pripravljenega ampermetra) je pogojno - odvisno od naslednjih parametrov:

  • teža puščice in tuljave z emajlirano žico, ki jo nosi skupaj;
  • moč magneta (ali magnetizacijske tuljave statorja, če ni bil nameščen stalni feritni magnet);
  • togost povratne vzmeti;
  • jasnost puščice za uravnoteženje.

Odvisno od tega, katera naprava je sestavljena na osnovi galvanometra - ampermeter, voltmeter ali ohmmeter - se kalibracija izvede v skladu s premiki in shematskim diagramom naprave.

Na primer, za umerjanje naprave pri 15 voltov (napetost avtomobilskega generatorja) na 15 amperov mora imeti ranžirni upor 1 ohm. Če je polnilni tok velik - za 75 A, je nameščen močan ranžirni element 0,2 Ohm. Popravek upornosti navitja galvanometra bo v tem primeru zelo majhen - sam je vsaj stotine krat večji od popravka ranžirne povezave, napaka takega ampermetra pa bo 0,2% ali manj. Natančen izračun lahko izvedemo po zgornji formuli, pri čemer upoštevamo upor navitja galvanometra. Če govorimo o močnih tokovih, ni nič manj logično, da varovalko ali avtomatsko varovalko vključimo v prekinitev tokokroga zaporedno z ampermetrom - v primeru, da naprava odide s skale.

Za informacije o tem, kako pravilno priključiti ampermeter, si oglejte naslednji video.