Назначение амперметра: характеристики, схемы подключения, принцип действия, параметры

Содержание

Что такое амперметр? Назначение прибора и как его подключить?

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.

 

В данном материале, разберемся, что такое прибор амперметр, каких видов бывают данные устройства, в каких сферах они преимущественно применяются и как использовать полученные показатели. Амперметр относится к категории электроизмерительных приборов, используемых для определения силы постоянного или переменного тока в электроцепи. Его необходимо подсоединять в строгой последовательности, то есть на том участке электроцепи, где нужно взять непосредственные измерения.

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.

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.

Принцип действия

Устройство современного амперметра предполагает наличие нескольких катушек, среди которых есть подвижная и зафиксированная в одном положении. Соединяются они последовательно или по параллельной схеме. При прохождении через катушки происходит взаимодействие токов, в итоге подвижная катушка отклоняется. Включая прибор амперметр в электроцепь, осуществляется последовательное соединение амперметра с током. В цепях с повышенной силой тока или высоким напряжением, подключается прибор через трансформатор для стабилизации напряжения.

Принцип действия классического аналогового амперметра заключается в том, что параллельно с постоянным магнитом на оси фиксируется стальной элемент со стрелкой. От магнита свойства передаются на данный якорь, причем местоположение и якоря, и магнита, находится на пути прохождения силовых линий. При данном расположении якоря на шкале отображается положение стрелки прибора на нулевом значении.

Когда ток батареи или генератора начинает проходить по шине, вокруг нее появляется магнитный поток. А силовые линии на месте крепления якоря на оси перпендикулярны направлению силовых линий в постоянном магните. От электротока и под воздействием магнитного потока якорь пытается выполнить разворот на 90 градусов, однако этому препятствует поток в магните. От значения и направления тока в шине зависит уровень взаимодействия двух разнонаправленных магнитных потоков. Непосредственно на эту величину стрелка отклоняется от нуля на шкале амперметра.

Принцип функционирования цифрового амперметра заключается в том, что аналого-цифровой элемент преобразует значение силы тока в цифровые показатели, которые отображаются на дисплее прибора.  Выдача результата определяется частотой процессора, передающего данные на экран.

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.

устройство и виды приборов, принцип действия, проведение измерения

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

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.

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.

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.

Популярные модели

Как отечественными, так и зарубежными производителями выпускается довольно большое количество приборов, разнообразной классификации. Особенно ценятся цифровые устройства, которые нужны для измерения показаний. К ним относятся:

  1. А-05 (DC-2) — прибор устроен с внешним шунтом 75 мВ для измерения показаний в цепях постоянного напряжения. В зависимости от используемого трансформатора, амперметр используется в сетях с током от 100 до 1 тыс. А. Единицей измерения является ампер, замеры которого получают с погрешностью 1%, если класс точности шунта не менее 0,5. Потребляемая мощность не более 5 Вт.
  2. ВАР-М01−083 AC 20−450 В УХЛ4 — универсальный прибор, применяемый как вольтметр, так и амперметр. Устройство может использоваться в качестве основного и дополнительного оборудования. Питается за счет проверяемой электрической цепи. Прибор обладает функцией сохранения в памяти минимального и максимального значения. Управление осуществляется одной кнопкой, переключением которой можно вызвать все функции.
  3. ТДМ SQ 1102−0060 400А/5А — недорогой стрелочный прибор, применяемый в однофазных сетях. Корпус выполнен из негорючего пластика и имеет полную совместимость со многими маркировками трансформаторов. Средний срок службы составляет около 12 лет.
  4. АМ-1 — стационарный измерительный прибор, устанавливаемый на DIN-рейку. В комплект входит дополнительный трансформатор. Погрешность измерения составляет не более 0,5 А.

Стоит отметить еще модели амперметров АМ-3, IEK Э 47−1500/5 А, ACS 712 30 А RD и др. Чтобы избежать больших погрешностей, следует выбирать устройства с сопротивлением до 0,5 Ом. Корпус устройств должен быть герметичным и состоять из негорючего материала. Клеммы обычно покрывают антикоррозийным слоем, назначение которых считается обеспечение более прочного контакта.

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.

Амперметр – 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!

что измеряют и как ими пользоваться? Схемы подключения и принцип работы. Класс точности стрелочных, щитовых и других амперметров

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.

Принцип работы и виды амперметров

Амперметр — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют. Поэтому, чем ниже внутреннее сопротивление амперметра (в идеале — 0), тем меньше будет влияние прибора на исследуемый объект, и тем выше будет точность измерения.

Для увеличения предела измерений амперметр снабжается шунтом (для цепей постоянного и переменного тока), трансформатором тока (только для цепей переменного тока) или магнитным усилителем (для цепей постоянного тока). Комплектное устройство из токоизмерительной головки и трансформатора тока специальной конструкции называется «токоизмерительные клещи».

Очень опасно пытаться использовать амперметр в качестве вольтметра (подключать его непосредственно к источнику питания), что может привести к коротким замыканиям!

Общая характеристика

По конструкции амперметры делятся:

  • со стрелочной измерительной головкой без электронных схем;
  • со стрелочной измерительной головкой с использованием электронных схем;
  • с цифровым индикатором.
Приборы со стрелочной головкой

Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол крена, пропорциональный величине измеряемого тока.

Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими.

Магнитоэлектрическими амперметрами измеряют силу постоянного тока; индукционными и детекторными — силу переменного тока; амперметры других систем измеряют силу любого тока. Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры.

Приборы со стрелочной головкой могут снабжаться дополнительными электронными схемами для усиления сигнала, подаваемого на головку (для измерения токов, существенно меньших чем ток полного отклонения головки, который для большинства магнитоэлектрических приборов составляет 50 мкА и более), защиты головки от перегруза и прочее.

Приборы с цифровым индикатором
В последнее время приборы со стрелочной измерительной головкой стали вытесняться приборами с цифровым индикатором на основе жидких кристаллов и светодиодов.

Принцип действия стрелочной измерительной головки

Принцип действия самых распространённых в амперметрах систем измерения:

  • В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момент стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента пружины.
  • В электромагнитной системе прибора вращающий момент стрелки создаётся между катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником, к которому прикрепляется указательная стрелка.
  • В электродинамической системе измерительная головка состоит из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействие между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки.

Во всех вышеуказанных системах угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента сопротивления пружины.

Включение амперметра в электрическую цепь

В электрической цепи амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при больших токах — через трансформатор тока, магнитный усилитель или шунт. Для измерения токов может также применяться милливольтметр и калиброванный шунт (первичные токи шунтов могут быть выбраны из стандартного ряда, вторичное напряжение стандартизировано — чаще всего 75 мВ). При высоких напряжениях (выше 1000 В) — в цепях переменного тока для гальванической развязки амперметров также применяют трансформаторы тока, а цепях постоянного тока — магнитные усилители.

Измерение силы тока при помощи амперметра

Прибор амперметр служит для измерения силы пока в цепях с переменным и постоянным напряжением. Подключение происходит последовательно. Идеальный амперметр не оказывает влияния на цепь, но создать его в реальной жизни невозможно, так как любой проводник имеет внутреннее сопротивление. Такой прибор существует лишь в теории, где влияние устройства не учитывается в связи с допустимой погрешностью расчетов. Для повышения точности производимых измерений сопротивление амперметра стремятся сделать минимальным.

Внешний вид амперметра

Отличия амперметров различных конструкций

Амперметр постоянного тока, предназначенный для измерения малых значений, может иметь в основании магнитоэлектрическую систему. Его принцип действия основан на взаимодействии катушки, через которую протекает ток и постоянного магнита. Преимуществом такой конструкции является высокая чувствительность и равномерная шкала.  Недостатками магнитоэлектрической системы является невозможность работы с переменным током и сложность конструкции. Высокая цена на магниты также снижает конкурентную способность приборов такого типа. Наиболее точная фиксация показаний начинается после 2/3 шкалы. Данная система применяется и на вольтметрах.

Магнитоэлектрическая система

В отличие от предыдущего прибора амперметр переменного тока в своей основе имеет электромагнитную систему. Наиболее часто такие устройства используются в сетях на 50-60 Герц. Устройство амперметра  предполагает наличие одного либо двух сердечников, соединенных с стрелочным механизмом. Преимуществом конструкции является универсальность, позволяющая помимо переменного измерять и постоянный ток. Сопротивление амперметра электромагнитного типа выше, чем у других моделей, что отражается в худшую сторону на точность результата. Шкала нелинейная, поэтому  показания амперметра считать затруднительно. В некоторых случаях в первой половине шкалы ставится точка, говорящая о невозможности измерить ток в данном диапазоне, сохраняя в норме погрешность.

Электромагнитный измеритель

Для уменьшения воздействия влияния внешних магнитных полей используются амперметры ферродинамического типа. Устройство характеризуется высокой точностью измерений. Это позволяет отказаться от установки в приборе дополнительных защитных экранов. В основе конструкции лежит замкнутый ферримагнитный провод. Стрелки амперметра показывает измеряемую величину на нелинейной шкале. Показания амперметра можно снять с требуемой погрешностью не во всем диапазоне измерений, а лишь начиная со значения, обозначенного точкой.

Ферродинамический высокоточный прибор

Среди стрелочных амперметров существует электродинамический тип. Особую популярность он не получил из-за высокой чувствительности к окружающим магнитным полям. Перед тем как подключить амперметр важно обеспечить защиту от внешнего воздействия. Преимуществом прибора является его универсальность. Также при хорошем магнитном экранировании прибор покажет высокую точность, поэтому электродинамические устройства используются для поверки других амперметров.

Цифровой амперметр

Цифровой измеритель силы тока наиболее удобен в пользовании, так как сразу показывает требуемое значение без необходимости получения данных с помощью стрелок амперметра.  Часто он входит в состав мультиметра или электронного вольтамперметра. Наиболее современные приборы имеют возможность автоматически выбирать предел измерений. Прибор не чувствителен к горизонтальному либо вертикальному положению. Точность измерений зависит от дискретизации и алгоритма, заложенного для  осуществления снятия показаний.

Мультиметр с функцией цифрового амперметра

Схемы подключения

Независимо от конструкции подсоединение прибора в сеть производится исключительно последовательно, что показывает схема подключения амперметра изображенная ниже. Подключение параллельно равносильно короткому замыканию, так как внутреннее сопротивление прибора очень мало. Правильность подключения прибора обеспечивает его сохранность и отсутствие повреждений в электросхеме.

Прибор для лабораторных измерений Э537

Перед тем как подключить амперметр важно учесть:

  • постоянный или переменный ток в сети;
  • соблюдается ли полярность прибора;
  • стрелка амперметра должна находиться за серединой шкалы;
  • предел измерения больше максимально возможного скачка тока в электросхеме;
  • окружающая среда соответствует рекомендуемым параметрам;
  • измерительное место находится без воздействия вибрации.

Стандартное подключение амперметра для измерения силы тока в цепи

Для измерения больших токов используются шунты. Амперметр подключается к выводам резистора параллельно. Результаты измерений подлежат дальнейшей обработке для вычисления силы тока протекающей в цепи.

Измерение силы тока в цепи с помощью шунта

Для гальванического разделения силовой и контрольной цепи используют измерительные трансформаторы тока. Амперметр подключается к специальным выводам. Используется такая схема для измерения токов, превышающих предел измерений прибора.

Создание гальванической развязки с помощью измерительного трансформатора

Производить измерения на цифровом амперметре гораздо проще. на него не воздействуют вибрация, правильное положение и магнитные поля. Не столь критично отреагирует прибор и на неправильно выбранную полярность. Превышать предел измерений не рекомендуется, так  как можно повредить устройство. Большинство высокотоковых выходов мультиметров не имеют защиты плавким предохранителем.

Выбор положения, требуемого для измерения тока с помощью цифрового мультиметра

Бесконтактное измерение тока

Для осуществления измерения силы тока без разрыва схемы существует специальный вид электрических амперметров под названием токовые клещи. Принцип действия основан на измерении магнитного поля, образующегося вокруг проводника с током. Данный эффект проявляется на переменном напряжении.

Измерение тока без разрыва цепи

Показания амперметра имеют меньшую точность по сравнению с приборами, подключаемыми последовательно.  При лабораторных измерения данный способ не используется, но в бытовых целях такой вид измерений достаточно удобен. Безопасность и простота работы с токовыми клещами намного выше, чем при использовании аналоговых приборов.

Контроль тока заряда аккумуляторной батареи автомобиля

При использовании зарядного устройства существует необходимость замерять силу тока амперметром. Это позволяет контролировать процесс накопления энергии аккумулятором и избегать перезаряда с недозарядом.  В результате срок службы АКБ значительно увеличивается.

После включения цепи амперметр покажет ток заряда. Точность измерений и прочие характеристики амперметра не столь важны для контроля передачи энергии. Погрешность измерения тоже не столь важна, так как следить необходимо за уменьшением показаний стрелки амперметра. Прибор, показывающий через несколько часов одно и тоже значение, говорит об полном заряде аккумулятора.

При работе множества аппаратуры возникает необходимость контроля силы тока. Стрелки амперметров или цифры на экране дискретного прибора показывают пользователю эту физическую величину. Производимые измерения необходимы как для поддержания рабочего состояния так и для сигнализации об возникновении аварийной ситуации.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Вольтметр и амперметр

Основное назначение измерительных модулей

Самыми известными измерительными приборами, которые используются как в бытовых, так и в производственных условиях считаются вольтметр и амперметр. Главная их функция — это получения известных параметров электрического тока. Исходя из названия описываемых приборов можно сделать вывод какие именно измерения ими можно проводить. Если это вольтметр, то его задачей является измерение напряжения и так называемой электродвижущей силы. Именно такое определение и заключат в себе Вольт. В случае с амперметром — это I или сила тока в рабочей электрической цепи.

У вольтметра практически всегда большее сопротивление обмоток в. Это существенное имеющиеся в конструкции отличие от амперметра. Существует и иной вариант, когда имеет место наличие дополнительного сопротивления в принципиальной, технической схеме. Выглядит это так:

 

Точность измерений

Если говорить о конструктивном исполнении двух приборов, то внешнее их сходство очевидно. Как, впрочем, и основополагающий принцип их работы. Он базируется на двухстороннем взаимодействии двух полей — магнитного с одной и электрического с другой стороны. Именно это и объясняет колебания стрелки на цифровой шкале в ходе измерительных манипуляций. Но на этом их сходства заканчиваются. Дело в том, что модули производят измерения разных характеристик тока в электрической цепи. При этом, например, амперметр обязательно будет иметь минимальное сопротивление. В противном в ходе измерительного процесса прибор правильных данных не покажет. А выдаст он только сильно искажённые данные по причине неточного значения в электрической цепи силы тока. Если исходить из существующих теоретических обоснований, то сопротивление у амперметра обязательно будет равняться – 0. Добиться такого на практике практически нереально — у них всегда своя особенная чувствительность. Масштабы устройств в данном случае могут быть совершенно разными. У них на шкале указываются миллиамперы (мА), килоамперы или же собственно – амперы (А).

Совершенно противоположный рабочий принцип положен в устройство вольтметров. Здесь для того чтобы электрическое напряжение гарантировано было стабильным, приходиться производить значительное уменьшение параметра I (силы тока). Опять же согласно существующей теории для максимально точных показаний снимаемых с прибора придётся создать особые условия. Они должны позволить сопротивлению у вольтметра стремиться к бесконечности. Сделать это на практике также сложно. Но вывод здесь один — точность проводимых измерений напряжения вольтметром напрямую зависит от параметра сопротивления (чем он выше, тем лучше).

Методы подключения

Важно упомянуть о том, что способы подключения обычного амперметра и вольтметра несхожи. Они принципиально отличаются между собой. Это обусловлено прежде всего разными конструктивными особенностями. Выполняемые задачами также не имеют сходства. Так, вольтметр подключается при соблюдении принципа параллельности относительно измеряемого участка электрической цепи. Таким образом будут получены максимально точные показатели напряжения – U. Если же произвести подключение так называемым «методом последовательного соединения», то тогда будут получены силы тока или I.

Обязательно необходимо запомнить, что амперметр может выйти из строя по причине внезапного короткого замыкания. Возникнуть такая ситуация может из-за подключения прибора напрямую к источнику питания. Делать это строго запрещено. А вот поступить таким образом с вольтметром уже можно. Его подсоединение к открытым выводам (например, контактным клеммам) электрического тока КТ (короткого замыкания) не спровоцирует.

Что такое амперметр? — Определение и функции — Видео и стенограмма урока

Зависимость тока от напряжения

Важно отметить, что амперметр измеряет только ток, а не напряжение. Ток и напряжение — две отдельные величины. Напряжение можно определить как разность электрических потенциалов на единицу заряда. Его можно рассматривать как энергию, содержащуюся в электрической цепи или поле в одной точке. Ток , с другой стороны, представляет собой скорость, с которой электрический заряд проходит через любую заданную точку в цепи.

Один из распространенных способов попытаться понять разницу между ними — это посмотреть, как электричество движется по проводу, как вода, движущаяся по шлангу. В этой аналогии напряжение похоже на давление воды, а ток — на скорость потока воды. Изменения одного могут повлиять на другой, но это не одно и то же.

Использование амперметра

При использовании амперметра очень важно, чтобы прибор был правильно подключен к цепи. Чтобы понять, как нужно настроить амперметр, воспользуемся простой схемой с источником напряжения и тремя резисторами.

Простая схема с источником напряжения и тремя резисторами

Эта схема имеет комбинацию последовательных и параллельных элементов. Резистор 1 и резистор 2 образуют параллельную цепь, соединенную последовательно с резистором 3. Амперметр должен быть подключен последовательно с той частью цепи, где мы хотим измерить ток. Давайте начнем с того, что посмотрим, как измерить общий ток, протекающий по всей цепи.

Справа неправильно подключен амперметр; амперметр подключен правильно слева

Справа на изображении выше амперметр неправильно подключен к цепи параллельно, что создает две проблемы. Первая проблема заключается в том, что есть альтернативные пути, по которым может течь ток, а это означает, что он не будет измеряться амперметром. Вторая проблема — возникло короткое замыкание.Как и у провода, амперметры имеют очень низкое сопротивление, поэтому они не будут влиять на ток при правильной установке в цепи. Однако при неправильном параллельном подключении такое низкое сопротивление позволит протекать через прибор очень сильному току, что приведет к перегоранию предохранителя.

Слева амперметр подключен так, что весь ток, протекающий по цепи, должен проходить через него; альтернативных путей нет. Это правильный способ подключения амперметра для измерения полного тока цепи, но не единственный.На самом деле в цепи есть несколько точек, куда можно подключить амперметр для измерения. На этом изображении каждый амперметр также измеряет общий ток цепи.

Теперь, когда мы знаем, как измерить полный ток в цепи, давайте посмотрим на измерение тока, проходящего через отдельные элементы. Ток по-разному проходит через последовательные и параллельные элементы. В параллельном соединении ток разделяется между ветвями в цепи.Например, чтобы измерить только ток, проходящий через резистор 1, мы должны подключить амперметр последовательно с верхней ветвью параллельной цепи. Это показано в левой части следующего изображения.

Параллельное соединение

Аналогичным образом, размещение амперметра в нижней ветви будет измерять только ток, проходящий через резистор 2. В правой части изображения мы видим, что параллельное подключение амперметра позволит току обходить резисторы, создавая еще один короткое замыкание!

В соединении серии через каждый элемент проходит одинаковое количество тока.Чтобы убедиться в этом, давайте посмотрим на новую схему, показанную здесь.

Последовательное соединение

Амперметр расположен так, чтобы он измерял ток, протекающий через резистор A, и ток, проходящий через резистор B. Таким образом, вам нужно только одно измерение с помощью амперметра, чтобы получить токи через каждый отдельный элемент в последовательное соединение.

Итоги урока

Давайте рассмотрим. Амперметр — прибор для измерения электрического тока в амперах.Амперметр должен быть подключен последовательно к пути измерения тока. Параллельная установка амперметра приведет к короткому замыканию и неправильному измерению тока.

В параллельных цепях ток разделяется между различными параллельными ветвями, поэтому амперметр должен быть установлен в отдельной ветви, где должен измеряться ток.

В цепях серии через каждый элемент протекает одинаковое количество тока, поэтому амперметр можно установить в любом месте на пути, если он тоже включен последовательно.

Ключевые термины

Амперметр

Амперметр — прибор для измерения электрических токов

Мультиметр — универсальный прибор, который, помимо прочего, измеряет электрические токи

Напряжение — разность электрических потенциалов на единицу заряда

Ток — скорость, с которой электрический заряд проходит через любую заданную точку в цепи

Параллельное соединение — электрическое соединение, при котором ток разделяется между ветвями в цепи

Последовательное соединение — электрическое соединение, в котором то же самое количество проходов тока через каждый элемент

Результаты обучения

После этого урока проверьте, можете ли вы:

  • Определить амперметр
  • Разница между током и напряжением
  • Опишите процесс использования амперметра
  • Различия между параллельными и последовательными соединениями

Как работает амперметр?

Обновлено 22 декабря 2020 г.

Автор: S.Hussain Ather

Чаще всего для измерения тока используется амперметр. Поскольку единицей измерения электрического тока в системе СИ является ампер, прибор, используемый для измерения тока, называется амперметром.

Существует два типа электрического тока: постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). Постоянный ток посылает ток в одном направлении, в то время как переменный ток меняет направление тока через равные промежутки времени.

Амперметр Функция

Амперметры измеряют электрический ток путем измерения тока через набор катушек с очень низким сопротивлением и индуктивным сопротивлением.Это обеспечивает очень низкий импеданс, силу, противодействующую электрическому току, что позволяет амперметру точно измерять ток в цепи без помех или изменений из-за самого амперметра.

В амперметрах с подвижной катушкой движение происходит за счет фиксированных магнитов, которые настроены противодействовать току. Затем механизм вращает центрально расположенный якорь, прикрепленный к шкале индикатора. Этот циферблат расположен над градуированной шкалой, которая позволяет оператору узнать, сколько тока проходит через замкнутую цепь.

При измерении тока цепи необходимо последовательно подключить амперметр. Низкое сопротивление амперметра означает, что он не потеряет много мощности. Если амперметр был подключен параллельно, путь может стать короткозамкнутым, и весь ток будет проходить через амперметр, а не через цепь.

Основным требованием к любому измерительному прибору является то, что он не должен изменять измеряемую физическую величину. Например, амперметр не должен изменять исходный ток.Но на практике это невозможно. В электрической цепи начальный ток перед подключением амперметра составляет I 1 = E / R . Предположим, что внутреннее сопротивление ячейки равно нулю.

Амперметр и гальванометры

Гальванометры определяют силу и направление незначительных токов в цепях. Указатель, прикрепленный к катушке, перемещается по шкале. Затем шкала калибруется для считывания силы тока в амперах.

Гальванометрам требуется магнитное поле, в то время как амперметрам может работать без него.Хотя гальванометр имеет гораздо большую точность, чем амперметр, он не такой точный. Это означает, что гальванометры могут быть очень чувствительны к небольшим изменениям тока, но этот ток все равно может быть далек от фактического значения.

Гальванометры могут измерять только постоянный ток, поскольку они требуют силы электрического тока в магнитном поле, в то время как амперметры могут измерять как постоянный, так и переменный ток. Амперметры постоянного тока используют принцип подвижной катушки, в то время как амперметры переменного тока измеряют изменения в том, как кусок железа движется в присутствии электромагнитной силы неподвижного провода катушки.

Сопротивление шунта

При подключении гальванометра параллельно к очень маленькому шунтирующему резистору можно перенаправить ток через шунт, и через гальванометр будет проходить только очень небольшой ток. Таким образом, гальванометр может быть адаптирован для измерения более высоких токов, чем в противном случае. Шунт защищает гальванометр от повреждений, обеспечивая альтернативный путь прохождения тока.

Пусть G будет сопротивлением гальванометра, а I g будет максимальным током, который может пройти через него для полного отклонения шкалы.Если I — ток, который необходимо измерить, то только часть I g должна проходить через G для полного отклонения, а оставшаяся часть (I — I g ) должна проходить через шунт. .

Правильное значение сопротивления шунта S вычисляется путем параллельного рассмотрения G и S . Следовательно,

S = \ frac {I_GG} {I-I_G}

Это уравнение дает значение сопротивления шунта.

Эффективное сопротивление амперметра определяется следующим образом:

R_ {eff} = \ frac {1} {1 / G + 1 / S} = \ frac {GS} {G + S}

Что такое амперметр ? — Определение, типы, шунтирующий амперметр и сопротивление заболачиванию

Определение: Измеритель , используемый для измерения тока, известен как амперметр .Ток — это поток электронов в амперах. Следовательно, прибор, который измеряет токи в амперах, известен как амперметр или амперметр.

Идеальный амперметр имеет нулевое внутреннее сопротивление . Но практически амперметр имеет небольшое внутреннее сопротивление. Диапазон измерения амперметра зависит от величины сопротивления.

Символическое представление

Заглавная буква A обозначает амперметр в цепи.

Подключение амперметра в цепи

Амперметр соединен последовательно со схемой , так что все электроны измеряемого тока проходят через амперметр.Потери мощности возникают в амперметре из-за измеряемого тока и их внутреннего сопротивления. Цепь амперметра имеет низкое сопротивление , поэтому в цепи возникает небольшое падение напряжения.

Сопротивление амперметра остается низким по двум причинам.

  • Через амперметр проходит весь ток измеряемой величины.
  • Низкое падение напряжения на амперметре.

Типы амперметров

Классификация амперметров зависит от их конструкции и типа тока, протекающего через амперметр.Ниже приведены типы амперметров в зависимости от конструкции.

  1. Амперметр с постоянной подвижной катушкой.
  2. Амперметр с подвижным железом.
  3. Амперметр электродинамометрический.
  4. Амперметр выпрямительного типа.

По току амперметры делятся на два типа.

1. Амперметр PMMC — В приборе PMMC проводник помещается между полюсами постоянного магнита. Когда ток течет через катушку, она начинает отклоняться.Прогиб катушки зависит от силы тока, протекающего через нее. Амперметр PMMC используется только для измерения постоянного тока.

2. Амперметр с подвижной катушкой (MI) — Амперметр MI измеряет как переменный, так и постоянный ток. В этом типе амперметра катушка свободно перемещается между полюсами постоянного магнита. Когда ток проходит через катушку, она начинает отклоняться под определенным углом. Прогиб катушки пропорционален току, протекающему через катушку.

3. Электродинамометр Амперметр — Используется для измерения переменного и постоянного тока. Точность прибора выше, чем у приборов PMMC и MI. Калибровка прибора одинакова как для переменного, так и для постоянного тока, т.е. если постоянный ток калибрует прибор, то без повторной калибровки он используется для измерения переменного тока.

4. Выпрямительный амперметр — используется для измерения переменного тока. Приборы, использующие выпрямительный прибор, который преобразует направление тока и передает его на прибор PMMC.Такой прибор используется для измерения тока в цепи связи.

Прибор, который измеряет постоянный ток, известен как амперметр постоянного тока, а амперметр, который измеряет переменный ток, известен как амперметр переменного тока,

.

Шунт амперметра

Высококачественный ток напрямую проходит через амперметр, что приводит к повреждению его внутренней цепи. Для устранения этой проблемы параллельно с амперметром подключают шунтирующее сопротивление.

Если через цепь проходит большой ток измеряемой величины, большая часть тока проходит через шунтирующее сопротивление .Сопротивление шунта не повлияет на работу амперметра, т.е. движение катушки останется прежним.

Влияние температуры в амперметре

Амперметр — это чувствительное устройство, на которое легко влияет окружающая температура. Изменение температуры вызывает ошибку в считывании. Это можно уменьшить за счет сопротивления заболачиванию. Сопротивление, имеющее нулевой температурный коэффициент, известно как сопротивление заболачиванию. Он подключается последовательно с амперметром. Сопротивление заболачиванию снижает влияние температуры на счетчик.

Амперметр имеет встроенный предохранитель, который защищает амперметр от сильного тока. Если через амперметр будет протекать значительный ток, предохранитель сломается. Амперметр не сможет измерить ток, пока новый не заменит предохранитель.

Зачем мне нужен шунтирующий резистор? — ES Components

Все дело в энергии и в том, как измерить поток электрического тока. Сколько денег я могу сэкономить? Но сначала давайте немного поговорим о том, что такое шунтирующий резистор и какое он имеет отношение к измерению потока электрического тока.

Определение шунтирующий резистор

Шунтирующий резистор используется для измерения электрического тока, переменного или постоянного. Это делается путем измерения падения напряжения на резисторе.

Шунтирующий резистор для измерения тока

Устройство для измерения электрического тока называется амперметром. Большинство современных амперметров измеряют падение напряжения на прецизионном резисторе с известным сопротивлением. Ток рассчитывается по закону Ома:

Большинство амперметров имеют встроенный резистор для измерения тока.Однако, если ток слишком велик для амперметра, требуется другая настройка. Решение состоит в том, чтобы разместить амперметр параллельно с точным шунтирующим резистором. Другой термин, который иногда используется для обозначения этого типа резистора, — шунт амперметра.

Обычно это манганиновый резистор высокой точности с низким значением сопротивления. Ток делится между шунтом и амперметром, так что через амперметр протекает только небольшой (известный) процент. Таким образом, все еще можно измерить большие токи.Правильно масштабируя амперметр, можно напрямую измерить действительную силу тока. Используя эту конфигурацию, теоретически максимальная сила тока, которую можно измерить, бесконечна. Однако нельзя превышать номинальное напряжение измерительного устройства. Это означает, что максимальный ток, умноженный на значение сопротивления, не может быть выше номинального напряжения. Кроме того, значение сопротивления должно быть как можно более низким, чтобы ограничить помехи в цепи. Напротив, разрешение становится тем меньше, чем меньше сопротивление и, следовательно, падение напряжения.

Положение шунта в цепи для измерения тока

A. Часто шунт размещается на стороне заземления для устранения синфазного напряжения. Однако существуют и другие недостатки.
B. В этой конфигурации синфазное напряжение может быть слишком высоким для амперметра.

Важно тщательно выбирать положение шунта в цепи. Когда цепь имеет общую землю с измерительным устройством, часто выбирается размещение шунта как можно ближе к земле.Причина в том, чтобы защитить амперметр от синфазного напряжения, которое может быть слишком высоким и повредить устройство или дать ошибочные результаты. Недостатком такой настройки является то, что утечки в обход шунта могут не обнаруживаться. Если шунт размещен в незаземленной ножке, он должен быть изолирован от земли или включать в себя делитель напряжения или усилитель изоляции для защиты прибора. Возможны другие способы не подключать измерительный прибор напрямую к цепи высокого напряжения, например, с помощью эффекта Холла.Однако современные шунты обычно более доступны и дешевле.

Определение шунтирующего резистора

Для определения шунтирующего резистора важны несколько параметров. Шунтирующие резисторы имеют максимальный номинальный ток. Значение сопротивления определяется падением напряжения при максимальном номинальном токе. Например, шунтирующий резистор номиналом 100 А и 50 мВ имеет сопротивление 50/100 = 0,5 мОм. Падение напряжения при максимальном токе обычно составляет 50, 75 или 100 мВ.

Другие важные параметры включают допуск сопротивления, температурный коэффициент сопротивления и номинальную мощность.Номинальная мощность указывает количество электроэнергии, которое резистор может рассеять при заданной температуре окружающей среды без повреждения или изменения параметров резистора. Производимая мощность может быть рассчитана по закону Джоуля. Шунтирующие резисторы обычно имеют коэффициент снижения номинальных характеристик 66% для продолжительной работы. Это определено для времени работы более двух минут. Высокие температуры отрицательно влияют на точность шунта. С 80 градусов по Цельсию начинается термический дрейф. Ситуация ухудшается с повышением температуры, и от 140 градусов резистор выйдет из строя, и значение сопротивления изменится безвозвратно.

Ссылка: ResistorGuide.com

Как и что измеряет амперметр — Wira Electrical

Три основных инструмента для измерения электрических параметров: вольтметры, амперметры и омметры. Вы, должно быть, использовали эти инструменты, не один или два, а все. У инженера-электрика нет опыта в таких вещах. В основном они просты в эксплуатации и изготовлении, но пока остановимся на амперметрах. По этой причине мы сейчас узнаем, что измеряет амперметр.

Амперметр — это устройство для измерения тока в электрической цепи или, точнее, потока электричества. Подобно тому, что мы прочитали в основном объяснении электрической цепи, единицы измерения электрического тока в Амперах с символом «А».

Следовательно, амперметр или амперметр — это инструмент для измерения количества «ампер» в цепи. Не удивляйтесь, если вы найдете «амперметр», потому что люди часто ошибаются.

Звучит очень похоже, но правильный — «амперметр».Странный? Но что есть, то есть. Это не так уж и плохо, но звучит так странно.

Что такое амперметр

В системе СИ единица измерения ампер — это ампер, поэтому его измерительный инструмент называется амперметр или просто амперметр. Несмотря на то, что существует два типа тока: переменный ток и постоянный ток, амперметр не имеет проблем с измерением обоих.

Из этого краткого объяснения мы заключаем вопрос:

Что измеряет амперметр?
Амперметр используется для измерения электрического тока в электрической цепи, измеряемого в амперах (A).

Амперметр сконструирован с использованием подвижной катушки со стрелкой, перемещаемой гальванометром. Не путайте его с вольтметром при подключении к электрической цепи. Вы должны подключить амперметр последовательно с элементом схемы. Внутри амперметра очень низкое сопротивление.

Почему?

Использование закона Ома, где I = V / R, очевидно, что нам нужно, чтобы сопротивление было как можно более низким, потому что мы не хотим изменять текущее значение. Представьте себе схему ниже, в ней есть источник напряжения 10 В и резистор 2 Ом.Мы добавим резистор 0,5 Ом в качестве сопротивления амперметра.

Даже если амперметр имеет сопротивление 0,5 Ом, он все равно будет влиять на ток в цепи. Предполагается, что ток внутри цепи составляет 10/2 = 5 А. Амперметр с сопротивлением 0,5 Ом снизит ток до 10 / 2,5 = 4 А.

Конечно, это бесполезная трата.

Теперь вы понимаете, почему амперметр рассчитан на очень маленькое сопротивление, близкое к нулю.

Чтобы не влиять на значение тока, в амперметре используется небольшой резистор, подключенный параллельно гальванометру.Цель этой конструкции — заставить весь ток течь через резистор.

Почему?

Так же, как вы узнали из базовой электроники, больший ток будет проходить через ветвь с меньшим сопротивлением.

Следующая проблема: амперметр — это цифровой измерительный инструмент? Ответ — нет. Амперметр — это аналоговый инструмент. Вы можете найти или использовать «цифровой» амперметр, но это не означает, что амперметр работает цифровым способом. Амперметр даже не механический. Цифровой амперметр, который вы используете, должен иметь цифровой дисплей (7-сегментный дисплей), но это из-за преобразователя.

В цифровом мультиметре используется АЦП (аналого-цифровой преобразователь), обеспечиваемый микроконтроллером, который выполняет все вычисления и отображение через резистор.

В идеале амперметр должен иметь нулевое сопротивление, поэтому амперметр не будет изменять какое-либо значение в цепи. Но, как мы уже понимаем, идеальное состояние достигается только в математическом анализе, а не в практическом. Даже проводник имеет очень маленькое сопротивление.

Будьте осторожны при использовании амперметра.Как было сказано выше, амперметр необходимо подключить последовательно к ответвлению. Если вы подключите амперметр параллельно, ток будет очень высоким (можно предположить, что он «закорочен накоротко») и перегорит предохранитель, выйдет из строя амперметр или даже сломаются компоненты цепи.

Амперметр Функция

Гальванометр и амперметр

Гальванометр может определять значение и направление тока в цепи. Как уже говорилось выше, он имеет указатель, прикрепленный к якорю, сделанный из катушек.Дисплей откалиброван для считывания результатов движения.

Так в чем разница между гальванометром и амперметром?

Если вы видели самую простую схему постоянного тока, то вы понимаете, что якорь может перемещаться с помощью набора магнитов, в то время как якорь возбуждается электрическим током. Ту же концепцию можно использовать для различения гальванометра и амперметра:

Для гальванометра нужен набор магнитов, а для амперметра он не нужен.

Другое отличие состоит в том, что гальванометр может измерять только постоянный ток.

Вы можете это представить? Почему он не может измерить значение переменного тока? Поскольку переменный ток имеет отрицательную полярность, он будет перемещать указатель в противоположном направлении. На мой взгляд, довольно запутано.

Так как же амперметр измеряет переменный ток? В то время как амперметр постоянного тока по-прежнему использует принцип движущейся катушки и магнита, амперметр переменного тока подсчитывает железные части, которые перемещаются в присутствии электромагнитной силы неподвижного провода катушки.

Обозначение амперметра как для переменного, так и для постоянного тока остается прежним.Как вольтметр, но вместо этого мы используем букву «А». Вы можете найти это в следующем разделе, как нам использовать амперметр.

Шунтирующее сопротивление

Гальванометр обладает двумя характеристиками:

  • Очень чувствительное устройство даже к небольшому изменению электрического тока.
  • Невозможно измерить высокий электрический потенциал.

Поскольку мы не должны изменять электрический ток, нам разрешается использовать только очень маленькое сопротивление. Но как это сделать с гальванометром?

Подключаем резистор параллельно гальванометру.Поскольку это «параллельное» соединение, мы можем назвать его шунтирующим сопротивлением. (Шунт = Параллельный)

Помните, о чем мы говорили выше, почему мы включили амперметр в последовательное соединение со схемой? Мы будем использовать сопротивление шунта, чтобы пропустить через него весь ток, так что гальванометр будет получать только очень небольшой ток.

Таким образом, гальванометр может измерять гораздо более высокий ток. Конечно, сопротивление шунта одновременно защищает гальванометр.

Как определить значение сопротивления шунта? Соблюдайте уравнение ниже:

Где:

S = сопротивление шунта
G = сопротивление гальванометра
I g = максимальный ток, который может пройти через гальванометр для полного отклонения
I = измеряемый ток

Поскольку I — это ток, который мы измеряем, то I g — это единственный ток, который может проходить через гальванометр для полного отклонения.А остальной ток ( I I g ) должен проходить через сопротивление шунта.

Мы рассматриваем G и S параллельно.

Эффективное сопротивление амперметра выражается как:

Как работает амперметр

Амперметр предназначен для измерения электрического тока в цепи.

Как это работает?

Амперметр измеряет ток, протекающий через набор катушек с очень низким сопротивлением и индуктивным сопротивлением.Импеданс должен быть очень маленьким, чтобы амперметр не изменил текущее значение из-за своего дополнительного импеданса.

На изображении выше показан амперметр с подвижной катушкой, который мы часто называем аналоговым амперметром. Внутри него есть фиксированные магниты, которые предназначены для противодействия протекающему через него электрическому току. Его указатель индикатора перемещается с помощью якоря, расположенного в центре магнита (аналогично простым двигателям постоянного тока). Указатель расположен в точном месте со шкалой и числом на экране дисплея.

Самое важное в любом измерительном инструменте — это то, что они не должны изменять значения переменных в цепи. Вольтметру, амперметру и омметру запрещается изменять напряжение, ток и сопротивление внутри цепи.

Как и что измеряет амперметр

Узнав, что такое амперметр и гальванометр, давайте применим их на практике: как и что измеряет амперметр.

Что мы должны понимать здесь:

  • Понимание того, что измеряет амперметр
  • Знание того, как использовать амперметр для измерения тока

Понимание того, что измеряет амперметр

Если вы читаете этот пост, я готов поспорить вы поняли, что сейчас происходит.Трудно выучить амперметр, если вы даже не знаете, что такое мера амперметра. Все, что вам нужно прочитать в первую очередь, можно найти в моем сообщении о том, что такое электрические токи. Резюме,

Электрический ток — это изменение заряда за период времени, измеряемое в амперах (А), а заряд — это атомная частица в электрической системе, измеряемый в кулонах

Не забудьте подключить амперметр последовательно со схемой. Если вы по ошибке подключите его параллельно, это приведет к короткому замыканию.

Знание того, как использовать амперметр для измерения тока

Например, давайте воспользуемся простой электрической схемой, представленной ниже. Мы будем использовать источник напряжения 3 В и набор из 3 резисторов с сопротивлением 10 Ом. Из закона Ома мы легко узнаем, что сила тока будет 1 ампер. Поскольку очень просто рассчитать схему, нам не нужен амперметр.

Но что мы будем делать, если схема сложная, с большим количеством компонентов и сочетанием последовательно-параллельного соединения, в то время как у нас нет роскоши времени? Здесь размещаются измерительные инструменты.

В любом случае, давайте проанализируем схему ниже:

Давайте вычислим i 1 , i 2 и i 3 .

Для начала мы найдем токи с основным законом Ома, чтобы позже проверить показания инструментов измерения.

Для i 1 , поскольку это ток, включенный последовательно с источником напряжения, мы можем принять его как полный ток в цепи. Чтобы рассчитать полный ток в цепи, нам нужно сначала рассчитать общее сопротивление в цепи.

А затем общее сопротивление

Общий ток

Для i 2 и i 3 мы можем использовать текущее деление. Поскольку R 2 и R 3 имеют одинаковое сопротивление, мы разделим общий ток на 2. Следовательно,

i 2 = 0,1 A и i 3 = 0,1 A

У нас есть текущие значения здесь.Пора применить другой подход с амперметром.

Какое сопротивление у амперметра? Предположим, он имеет сопротивление 0,01 Ом.

Для i 1 мы поставим амперметр между источником напряжения и R1. схема становится:

Как вы заметили, i 1 составляет 0,19998 А. Это очень близко к 2 А, если использовать закон Ома. Почему они разные? Потому что, если мы используем математические методы, мы предполагаем, что каждый компонент находится в идеальном состоянии.Идеальный амперметр имеет нулевое внутреннее сопротивление, что практически невозможно. Сопротивление амперметра 0,01 Ом немного снижает общий ток, и мы можем игнорировать разницу.

Переходя к i 2 и i 3 ,

Мы получаем 0,09999 А для i 2 и i 3 вместо 0,1 А. И снова, мы можем игнорировать различия.

Часто задаваемые вопросы

Как амперметр измеряет ток?

Амперметр измеряет ток, протекающий через набор катушек с очень низким сопротивлением и индуктивным сопротивлением.Импеданс должен быть очень маленьким, чтобы амперметр не изменил текущее значение из-за своего дополнительного импеданса.

Что измеряют амперметры и вольтметры?

Амперметр используется для измерения электрического тока, а вольтметр — для измерения электрического напряжения.

Каков принцип действия амперметра?

Импеданс должен быть очень маленьким, чтобы амперметр не изменил текущее значение из-за своего дополнительного импеданса.

Амперметры имеют высокое сопротивление?

Сопротивление должно быть очень маленьким, чтобы амперметр не изменил текущее значение из-за своего дополнительного сопротивления.

4.10: Амперметры и вольтметры — Физика LibreTexts

Для целей этого раздела не имеет значения, как на самом деле работает амперметр. Достаточно сказать, что через амперметр протекает ток, и стрелка перемещается по шкале, чтобы указать ток, или же ток отображается в виде чисел на цифровом дисплее.Чтобы измерить ток через какой-либо элемент цепи, амперметр, конечно же, помещается в серию с элементом . Обычно амперметр имеет довольно низкое сопротивление.

Недорогой вольтметр на самом деле просто амперметр, имеющий довольно высокое сопротивление. Если вы хотите измерить разность потенциалов на каком-то элементе схемы, вы помещаете вольтметр, конечно же, на этот элемент (то есть параллельно с ним). Небольшая часть тока через элемент отводится через счетчик; измеритель измеряет этот ток, и, исходя из известного сопротивления измерителя, можно вычислить разность потенциалов — хотя на практике никто не делает никаких вычислений — шкала отмечена в вольтах.Размещение измерителя на элементе схемы фактически немного уменьшает разность потенциалов на элементе, то есть уменьшает то, что вы хотите измерить. Но поскольку вольтметр обычно имеет высокое сопротивление, этот эффект невелик. Существуют, конечно, современные (и более дорогие) вольтметры совершенно другой конструкции, которые вообще не потребляют ток и действительно измеряют разность потенциалов, но в этом разделе нас интересует часто встречающийся вольтметр с амперметром и вольтметром.Можно заметить, что потенциометр, описанный в предыдущем разделе, не принимает ток от интересующего элемента схемы и, следовательно, является настоящим вольтметром.

Существуют счетчики, известные как «мультиметры» или «авометры» (для ампер, вольт и омов), которые можно использовать как амперметры или вольтметры, и именно они рассматриваются в данном разделе.

Типичный недорогой амперметр дает полную шкалу отклонения (FSD), когда через него протекает ток 15 мА = 0,015 А. Его можно приспособить для измерения более высоких токов, подключив к нему небольшое сопротивление (известное как «шунт») .

Предположим, например, что у нас есть измеритель, который показывает FSD, когда через него протекает ток 0,015 А, и что сопротивление измерителя составляет 10 \ (\ Omega \). Мы хотели бы использовать измеритель для измерения токов до 0,15 А. Какое значение сопротивления шунта мы должны приложить к измерителю? Что ж, когда общий ток составляет 0,15 А, мы хотим, чтобы 0,015 А протекала через измеритель (который затем показывает FSD), а оставшаяся часть, 0,135 А, протекала через шунт. С током 0.015 A, протекающий через измеритель 10 \ (\ Omega \), разность потенциалов на нем составляет 0,15 В. Это также разность потенциалов на шунте, и, поскольку ток через шунт равен 0,135 А, сопротивление шунта должно быть 1.11 \ (\ Omega \).

Также можно использовать счетчик как вольтметр. Предположим, например, что мы хотим измерить напряжения (ужасное слово!) До 1,5 В. Мы помещаем большое сопротивление R в серии с измерителем, а затем помещаем сопротивление измерителя плюс последовательно на разность потенциалов к измеренной.Общее сопротивление измерителя плюс последовательное сопротивление составляет (10 + R ), и он будет отображать FSD, когда ток через него составляет 0,015 А. Мы хотим, чтобы это происходило, когда разность потенциалов на нем составляет 1,5 вольт. Это 1,5 = 0,015 × (10 + R ), поэтому R = 90 \ (\ Omega \).

Амперметр

Принцип работы и типы амперметра

Введение в амперметр

Как мы знаем, слово «метр» ассоциируется с системой измерения.Измеритель — это прибор, который может измерять определенную величину. Как известно, единица измерения тока — Ампер. Амперметр означает амперметр, измеряющий значение в амперах. Ампер — это единица измерения тока, поэтому амперметр — это метр или прибор, который измеряет ток.

Принцип работы амперметра

Основной принцип амперметра заключается в том, что он должен иметь очень низкое сопротивление, а также индуктивное сопротивление. Итак, зачем нам это нужно? А нельзя ли параллельно подключить амперметр? Ответ на этот вопрос заключается в том, что он имеет очень низкий импеданс, потому что он должен иметь очень низкое падение напряжения на нем и должен быть подключен последовательно, потому что ток в последовательной цепи такой же.

Также из-за очень низкого импеданса потери мощности будут низкими, и если он подключен параллельно, он становится почти замкнутым путем, и весь ток будет проходить через амперметр, в результате высокого тока прибор может сгореть. Поэтому по этой причине он должен быть подключен последовательно. Для идеального амперметра он должен иметь нулевое сопротивление, чтобы на нем было нулевое падение напряжения, чтобы потери мощности в приборе были равны нулю. Но идеал практически недостижим.

Классификация или типы амперметра

В зависимости от принципа конструкции мы получаем много типов амперметров, в основном —

  1. Амперметр с подвижной катушкой с постоянным магнитом (PMMC) .
  2. Амперметр с подвижным железом (MI) .
  3. Амперметр электродинамометрического типа .
  4. Амперметр выпрямительного типа .

В зависимости от того, какие измерения мы проводим, у нас есть-

  1. Амперметр постоянного тока .
  2. Амперметр переменного тока .

Амперметр постоянного тока — это в основном приборы PMMC, MI может измерять как переменный, так и постоянный ток, а также тепловой прибор электродинамометрического типа может измерять постоянный и переменный ток, индукционные измерители обычно не используются в конструкции амперметра из-за их более высокой стоимости и неточности .

Описание различных типов амперметров

PMMC амперметр

Принцип PMMC амперметр:
Когда токопроводящий проводник помещен в магнитное поле, механическая сила действует на проводник, если он присоединен к движущейся системе, с движением катушки , указатель перемещается по шкале.
Пояснение: Как следует из названия, он имеет постоянные магниты, которые используются в измерительных приборах этого типа. Он особенно подходит для измерения постоянного тока, потому что здесь отклонение пропорционально току, и, следовательно, если направление тока меняется на противоположное, отклонение указателя также будет обратным, поэтому он используется только для измерения постоянного тока.Этот тип инструментов называется инструментом типа D Arnsonval. Его главное преимущество — линейная шкала, низкое энергопотребление и высокая точность. Основным недостатком измерения является только величина постоянного тока, более высокая стоимость и т. Д.
Отклоняющий момент,

Где,
B = плотность потока в Вб / м².
i = Ток, протекающий через катушку в амперах.
l = длина змеевика в м.
b = ширина бухты в м.
N = Количество витков в катушке.
Расширение диапазона измерения в амперметре PMMC:
Теперь кажется весьма необычным, что мы можем расширить диапазон измерения в этом типе инструментов.Многие из нас подумают, что мы должны купить новый амперметр для измерения большего количества тока, а также многие из нас могут подумать, что нам нужно изменить конструктивную особенность, чтобы мы могли измерять более высокие токи, но нет ничего подобного, у нас просто есть для параллельного подключения шунтирующего сопротивления и расширения диапазона этого прибора это простое решение, предоставляемое прибором.

На рисунке I = общий ток, протекающий в цепи, в Ампер.
I sh — ток через шунтирующий резистор в амперах.
R м — сопротивление амперметра в Ом.

MI Амперметр

Это подвижный железный инструмент, используемый как для переменного, так и для постоянного тока. Его можно использовать как для переменного, так и для постоянного тока. Его можно использовать для обоих, потому что отклонение θ пропорционально квадрату тока, поэтому независимо от направления тока он показывает направленное отклонение, кроме того они классифицируются еще двумя способами —

  1. Тип аттракциона .
  2. Тип отталкивания .

Его уравнение крутящего момента:
Где,
I — полный ток, протекающий в цепи, в амперах.
L — это собственная индуктивность катушки Генри.
θ — отклонение в радианах.

  1. Тип притяжения MI Принцип прибора:
    Когда немагнитное мягкое железо помещается в магнитное поле, оно притягивается к катушке, если присоединена движущаяся система и через катушку проходит ток, это создает магнитное поле, которое притягивает железо. части и создает отклоняющий момент, в результате чего стрелка перемещается по шкале.
  2. Тип отталкивания Принцип инструмента MI:
    Когда две железные части намагничиваются с одинаковой полярностью, пропуская ток, между ними возникает отталкивание, и это отталкивание создает отклоняющий момент, из-за которого движется стрелка.
    Преимущества приборов MI заключаются в том, что они могут измерять как переменный, так и постоянный ток, дешевизна, малое трение, надежность и т. Д. Он в основном используется при измерении переменного тока, поскольку при измерении постоянного тока погрешность будет больше из-за гистерезиса.

Электродинамометр Амперметр

Может использоваться для измерения как переменного, так и постоянного тока. Теперь мы видим, что у нас есть прибор PMMC и MI для измерения переменного и постоянного тока, может возникнуть вопрос — «зачем нам электродинамометр амперметр? Можем ли мы точно измерить ток и другим прибором? ».Ответ заключается в том, что приборы электродинамометра имеют одинаковую калибровку как для переменного, так и для постоянного тока, т.е. если они откалиброваны постоянным током, то и без калибровки мы можем измерять переменный ток.

Принцип действия электродинамометра Тип амперметра:
У нас есть две катушки, а именно неподвижная и подвижная катушки. Если ток проходит через две катушки, он останется в нулевом положении из-за развития равного и противоположного крутящего момента. Если каким-то образом направление одного крутящего момента меняется на противоположное, когда ток в катушке меняет направление, создается однонаправленный крутящий момент.
Для амперметра соединение последовательное и φ = 0
Где φ — фазовый угол.

Где
I — величина тока, протекающего в цепи, в амперах.
M = взаимная индуктивность катушки.
Они не имеют погрешности гистерезиса, используются как для измерения переменного, так и постоянного тока, основными недостатками являются низкое отношение крутящего момента к весу, высокие потери на трение, дороговизна по сравнению с другими измерительными приборами и т. Д.

Выпрямительный амперметр


Принцип выпрямительного амперметра:
Они используются для измерения переменного тока, который подключен к вторичной обмотке трансформатора тока, вторичный ток намного меньше, чем первичный, и соединен мостовым выпрямителем с амперметром с подвижной катушкой.

Преимущества:

  1. Может также использоваться на высоких частотах.
  2. Единая шкала для большинства диапазонов.

Недостатки — погрешность из-за снижения температурной чувствительности при работе от переменного тока.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *