Unutrašnji otpor ampermetra. Ampermetar - glavne karakteristike, namjena. Kako spojiti ampermetar u električni krug

D.C ne mijenja smjer u vremenu. Primjer bi bila baterija u baterijskoj lampi ili radiju, baterija u automobilu. Uvijek znamo gdje je pozitivna stigma napajanja, a gdje negativna.

Izmjenična struja je struja koja mijenja smjer u pravilnim intervalima. Ova struja teče u našoj utičnici kada na nju priključimo opterećenje. Ne postoji pozitivan i negativan pol, već samo faza i nula. Napon na nuli je potencijalno blizak potencijalu zemlje. Potencijal na faznom izlazu mijenja se iz pozitivnog u negativan sa frekvencijom od 50 Hz, odnosno struja pod opterećenjem mijenja svoj smjer 50 puta u sekundi.

Tokom jednog perioda oscilacije, struja raste od nule do maksimuma, zatim se smanjuje i prolazi kroz nulu, a zatim dolazi do obrnutog procesa, ali s drugim predznakom.

Prijem i odašiljanje naizmjenična struja mnogo lakše nego DC: manji gubitak energije Uz pomoć transformatora lako možemo promijeniti AC napon.

Prenos visokog napona zahteva manje struje za istu snagu. Ovo omogućava suptilnije argumente. IN transformatori za zavarivanje koristi se obrnuti proces - smanjite napon kako biste povećali struju zavarivanja.

Za električni krug potrebno je uključiti ampermetar ili miliampermetar u seriji s prijemnikom napajanja. Istovremeno, da bi se isključio uticaj mjernog uređaja na rad potrošača, on mora imati vrlo nizak unutrašnji otpor, kako bi se u praksi mogao uzeti jednak nuli, tako da pad napona na uređaj se jednostavno može zanemariti.

Uključivanje ampermetra u krug je uvijek u seriji s opterećenjem. Ako spojite ampermetar paralelno s opterećenjem, paralelno s izvorom napajanja, tada će ampermetar jednostavno izgorjeti ili će izvor izgorjeti, jer će sva struja teći kroz oskudan otpor mjernog uređaja.

Granice mjerenja ampermetara namijenjenih za mjerenja u strujnim kolima jednosmerna struja, proširivo, povezivanjem ampermetra ne direktno sa mjernom zavojnicom u seriji sa opterećenjem, već spajanjem mjerne zavojnice ampermetra paralelno sa šantom.

Dakle, samo mali dio izmjerene struje uvijek će proći kroz zavojnicu uređaja, čiji će glavni dio teći kroz šant spojen serijski na kolo. To jest, instrument će zapravo mjeriti pad napona na šantu poznatog otpora, a struja će biti direktno proporcionalna tom naponu.

U praksi, ampermetar će raditi kao milivoltmetar. Međutim, budući da je skala uređaja gradirana u amperima, korisnik će dobiti informaciju o veličini izmjerene struje. Koeficijent šanta se obično bira kao višekratnik od 10.

Šantovi projektovani za struje do 50 ampera montiraju se direktno u kućišta instrumenta, a šantovi za merenje velikih struja se izrađuju na daljinu, a zatim se uređaj sondama povezuje sa šantom. Kod uređaja namijenjenih za trajni rad sa šantom, vage se odmah stepenuju specifične vrijednosti struje, uzimajući u obzir koeficijent šanta, i korisnik više ne treba ništa da izračunava.

Ako je šant vanjski, onda u slučaju kalibriranog šanta označava nazivna struja i nominalni napon: 45 mV, 75 mV, 100 mV, 150 mV. Za trenutna mjerenja takav šant se bira tako da strelica maksimalno odstupa - do pune skale, tj. nazivni naponišant i mjerač moraju biti isti.

Ako govorimo o pojedinačnom šantu za određeni uređaj, onda je sve, naravno, jednostavnije. Prema klasama tačnosti, šantovi se dijele na: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 i 0,5 - ovo je dozvoljena greška u dijelovima procenta.

Šantovi se izrađuju od metala sa niskim temperaturnim koeficijentom otpora i imaju značajan otpornost: konstantan, niklin, manganin, - kako se struja koja teče kroz šant zagreje, to se ne bi odrazilo na očitavanja uređaja. Da bi se smanjio temperaturni faktor tokom mjerenja, dodatni otpornik od istog materijala je povezan serijski sa zavojnicom ampermetra.

Tako da između dvije tačke kola, paralelno sa strujnim krugom, između ove dvije tačke, spojite voltmetar. Voltmetar je uvijek povezan paralelno sa prijemnikom ili izvorom. A da priključeni voltmetar ne utječe na rad kruga, ne uzrokuje smanjenje napona, ne uzrokuje gubitke, mora imati dovoljno visok unutarnji otpor da se struja kroz voltmetar može zanemariti.

A kako bi se proširile granice mjerenja voltmetra, dodatni otpornik je povezan serijski sa njegovim radnim namotom, tako da bi samo dio mjerenog napona padao direktno na mjerni namotaj uređaja, srazmjerno njegovom otporu. I kada poznata vrijednost otpora dodatnog otpornika, ukupni izmjereni napon koji djeluje u ovom kolu lako se određuje naponom koji je fiksiran na njemu. Ovako rade svi klasični voltmetri.

Koeficijent koji se pojavljuje kao rezultat dodavanja dodatnog otpornika pokazat će koliko je puta izmjereni napon veći od napona koji pada na mjernu zavojnicu uređaja. Odnosno, granice mjerenja uređaja zavise od vrijednosti dodatnog otpornika.

Dodatni otpornik je ugrađen u uređaj. Za smanjenje uticaja temperature okruženje za merenja, dodatni otpornik je napravljen od materijala sa niskim temperaturnim koeficijentom otpora. Budući da je otpor dodatnog otpornika višestruko veći od otpora uređaja, otpor mjernog mehanizma uređaja kao rezultat toga ne ovisi o temperaturi. Klase tačnosti dodatnih otpornika izražavaju se slično kao i klase tačnosti šantova - u delićima procenta ukazuju na veličinu greške.

Da bi se dodatno proširile granice mjerenja voltmetara, koriste se djelitelji napona. To se radi kako bi uređaj prilikom mjerenja imao napon koji odgovara nazivnoj vrijednosti uređaja, odnosno ne bi prelazio granicu na svojoj skali. Faktor podjele djelitelja napona je omjer ulaznog napona djelitelja i izlaznog, izmjerenog napona. Faktor podjele uzima se jednakim 10, 100, 500 ili više, ovisno o mogućnostima korištenog voltmetra. Razdjelnik ne donosi veliku grešku ako je otpor voltmetra također visok, a unutarnji otpor izvora mali.

Merenje naizmenične struje

Za precizno mjerenje parametara naizmjenične struje potreban je instrumentni transformator. Merni transformator koji se koristi u merne svrhe takođe obezbeđuje sigurnost osoblju, jer transformator ostvaruje galvansku izolaciju od visokonaponskog kola. Općenito, sigurnosne mjere zabranjuju povezivanje električnih mjernih instrumenata bez takvih transformatora.

Upotreba instrumentalnih transformatora omogućava proširenje granica mjerenja uređaja, odnosno postaje moguće mjerenje visokih napona i struja pomoću niskonaponskih i niskostrujnih uređaja. Dakle, instrumentalni transformatori su dvije vrste: naponski transformatori i strujni transformatori.

Transformator mjernog napona

Izmjeriti AC napon koristite naponski transformator. Ovo je opadajući transformator sa dva namota, čiji je primarni namotaj spojen na dvije točke u krugu između kojih se mora mjeriti napon, a sekundarni namotaj je spojen direktno na voltmetar. Mjerni transformatori na dijagramima su prikazani kao obični transformatori.

Transformator bez opterećenog sekundarnog namota radi u praznom hodu, a sa priključenim voltmetrom, čiji je otpor visok, transformator ostaje praktično u ovom režimu, pa se izmjereni napon može smatrati proporcionalnim naponu primijenjenom na primarnom namotu. , uzimajući u obzir omjer transformacije jednak omjeru broja zavoja u sekundarnom i primarnom namotaju.

Na taj način se može mjeriti visoki napon, dok će se na uređaj primijeniti mali siguran napon. Ostaje da se izmjereni napon pomnoži sa omjerom transformacije mjernog naponskog transformatora.

Oni voltmetri koji su prvobitno dizajnirani za rad s naponskim transformatorima imaju gradaciju skale uzimajući u obzir omjer transformacije, tada je vrijednost promijenjenog napona odmah vidljiva na skali bez dodatnih proračuna.

Kako bi se povećala sigurnost pri radu s uređajem, u slučaju oštećenja izolacije mjernog transformatora, prvo se uzemljuje jedan od terminala sekundarnog namota transformatora i njegov okvir.

Mjerni strujni transformatori

Mjerni strujni transformatori se koriste za povezivanje ampermetara u strujne krugove. Ovo su dvonamotni pojačani transformatori. Primarni namotaj je spojen serijski na mjerni krug, a sekundar je spojen na ampermetar. Otpor u krugu ampermetra je mali, a ispostavilo se da strujni transformator radi gotovo u kratkom spoju, dok možemo pretpostaviti da su struje u primarnom i sekundarnom namotu međusobno povezane kao broj zavoja u sekundarnom i primarni namotaji.

Odabirom odgovarajućeg omjera zavoja moguće je izmjeriti značajne struje, dok će dovoljno male struje uvijek teći kroz uređaj. Ostaje pomnožiti struju izmjerenu u sekundarnom namotu omjerom transformacije. Oni ampermetri koji su dizajnirani za kontinuirani rad u kombinaciji sa strujnim transformatorima imaju gradaciju skale uzimajući u obzir omjer transformacije, a vrijednost izmjerene struje može se lako očitati na skali uređaja bez proračuna. Kako bi se povećala sigurnost osoblja, prvo se uzemljuje jedan od terminala sekundarnog namota mjernog strujnog transformatora i njegov okvir.

U mnogim primjenama pogodni su prolazni mjerni strujni transformatori, u kojima su magnetni krug i sekundarni namotaj izolirani i smješteni unutar prolaznog kućišta, kroz čiji prozor prolazi bakrena sabirnica s izmjerenom strujom.

Sekundarni namotaj takvog transformatora nikada se ne ostavlja otvorenim, jer snažno povećanje magnetskog toka u magnetskom krugu ne samo da može dovesti do njegovog uništenja, već i izazvati EMF opasan za osoblje na sekundarnom namotu. Za sigurno mjerenje, sekundarni namotaj se šantira otpornikom poznate vrijednosti, napon na kojem će biti proporcionalan izmjerenoj struji.

Mjerne transformatore karakteriziraju greške dvije vrste: kutne i transformacijske. Prvi se odnosi na devijaciju ugla faznog pomaka primarne i sekundarni namotaji od 180°, što dovodi do netačnih očitavanja vatmetra. Što se tiče greške povezane sa omjerom transformacije, ovo odstupanje pokazuje klasu tačnosti: 0,2, 0,5, 1, itd. - kao postotak nominalne vrijednosti.

Ampermetar- ovo je električni mjerni uređaj dizajniran za snimanje jačine jednosmjerne ili naizmjenične struje koja teče u strujnom kolu - tj. uređaj za mjerenje struje . Ampermetar je povezan serijski sa delom električnog kola gde treba da se meri struja. Budući da struja koju mjeri ovisi o otporu elemenata kola, otpor ampermetra treba biti što manji (vrlo mali). To omogućava da se smanji utjecaj uređaja za mjerenje struje na mjerni krug i poboljša njihova točnost.

Skala instrumenta je graduisana u μA, mA, A i kA, a u zavisnosti od zahtevane tačnosti i granica merenja bira se odgovarajući instrument. Povećanje izmjerene jačine struje postiže se uključivanjem šantova, strujnih transformatora, magnetnih pojačala u kolo. Ovo vam omogućava da povećate granicu izmjerene vrijednosti struje.

Dijagrami povezivanja ampermetra

Slika - Šema direktnog povezivanja ampermetra

Slika - Šema indirektnog povezivanja ampermetra kroz šant i strujni transformator

Obim ampermetara

Instrumenti za mjerenje struje našli su primjenu u raznim oblastima. Aktivno se koriste u velikim preduzećima vezanim za proizvodnju i distribuciju električne i toplotne energije. Takođe se koriste u:

Electrolaboratories;

Automotive;

egzaktne nauke;

Izgradnja.

Ali ne samo da srednja i velika preduzeća koriste ovaj uređaj: oni su takođe traženi među njima obični ljudi. Gotovo svaki iskusni autoelektričar ima u svom arsenalu sličan uređaj koji vam omogućava mjerenje potrošnje energije uređaja, komponenti vozila itd.

Vrste ampermetara

Na osnovu tipa uređaja za očitavanje, ampermetri se dijele na uređaje sa:

Sa strelicom;

Sa svjetlosnim pokazivačem;

Sa uređajem za pisanje;

Elektronskih uređaja.

Po principu delovanja ampermetri se dijele na:

1. elektromagnetna- namijenjeni su za upotrebu u krugovima jednosmjerne, naizmjenične struje. Obično se koristi u konvencionalnim električnim instalacijama s naizmjeničnom strujom frekvencije od 50 Hz.

2. Magnetoelektrični- dizajniran za fiksiranje jačine struje malih vrijednosti istosmjerne struje. Imaju magnetoelektrični mjerni uređaj i skalu sa graduiranim podjelama.

3. Termoelektrični uređaji su dizajnirani za mjerenje jačine struje u visokofrekventnim kolima. Sastav takvih uređaja uključuje magnetoelektrični mehanizam, napravljen u obliku vodiča, na koji je zavaren termoelement. Struja koja teče kroz ožičenje uzrokuje njegovo zagrijavanje, što se detektira termoelementom. Rezultirajuće zračenje svojim utjecajem uzrokuje odstupanje okvira za ugao koji je proporcionalan jačini struje.

4. Ferodinamički uređaji - sastoje se od zatvorenog magnetnog kola napravljenog od feromagnetnog materijala, jezgra i fiksne zavojnice. Odlikuju ih visoka preciznost mjerenja, pouzdan dizajn i niska osjetljivost na elektromagnetna polja.

5. Elektrodinamički uređaji su dizajnirani za mjerenje veličine struje u visokofrekventnim DC/AC krugovima (do 200 Hz). Osjetljivi su na preopterećenja i vanjska elektromagnetna polja. Ali zbog visoke tačnosti mjerenja, koriste se kao kontrolni uređaji za provjeru strujnih ampermetara.

6. Digitalno ampermetri - moderan model uređaja, kombinujući prednosti analognih uređaja. Danas su takvi uređaji osvojili vodeću poziciju. To je zbog jednostavnosti korištenja, jednostavnosti korištenja, mala velicina i visoku tačnost dobijenih rezultata merenja. Osim toga, digitalni uređaji se mogu koristiti u raznim uvjetima: ne plaše se podrhtavanja, vibracija i drugih utjecaja.

Uzmite u obzir nekoliko ampermetara različitih proizvođača i različite vrste:

1. Ampermetri Am-2 DigiTOP

specifikacije:

Broj ulaza 1

Izmjerena naizmjenična struja 1 ... 50 A

Greška mjerenja 1%

Rezolucija ekrana 0,1 A

- napon napajanja -100...-400 V, 50 (+1) Hz dimenzije 90x51x64mm

Performanse i trajnost kućnih električnih uređaja ovise o kvaliteti primljene električne energije. Obično do neuspjeha elektronski inženjering bilo da se radi o frižiderima, televizorima ili mašine za pranje veša, dovodi do porasta napona iznad dozvoljenih granica. Najopasnije je produženo povećanje napona iznad dozvoljene oznake. U isto vrijeme dolazi do kvara napajanja elektroničke opreme, pregrijavanja namotaja elektromotora i često dolazi do požara.

2. laboratorijski ampermetar E537

Ovaj uređaj (ampermetar E537) je namenjen za tačno merenje jačina struje u AC i DC kolima.

Klasa tačnosti 0,5.

Mjerni opsezi 0,5 / 1 A;

Težina 1,2 kg.

Tehničke karakteristike ampermetra E537:

Krajnja vrijednost mjernog opsega 0,5 A/1 A

Klasa tačnosti 0,5

Normalni frekvencijski opseg (Hz) 45 - 100 Hz

Opseg radne frekvencije (Hz) 100 - 1500 Hz

Dimenzije 140 x 195 x 105 mm

Digitalni uređaj ampermetra osnovnog modela dostupan je u nekoliko standardnih modifikacija ovisno o baznoj vrijednosti izmjerenih parametara struje. Prilikom narudžbe ovog modela digitalnog ampermetra navedite sa čime osnovni parametar struja koju morate raditi: 1 A, 2 A ili 5 A.

Osnovni parametri izmjerene struje, In-1 Ampere (CA3020-1), 2 Ampere (CA3020-2) ili 5 Ampere (CA3020-5);

Granice izmjerenih struja od 0,01 In do 1,5 In;

Frekvencijski opseg za mjerene struje od 45 do 850 Herca;

Granice osnovne dozvoljene postojeće greške ± 0,2% do optimalna vrijednost parametri izmjerene jačine struje;

napon napajanja - AC napon (85-260) Volti i frekvencija (47-65) Hertz ili jednosmjerni napon (120 - 300) Volti;

Snaga koju troši uređaj nije veća od 4 VA;

Dimenzionalne dimenzije 144x72x190 mm;

Težina ne veća od 0,55 kg;

Snaga koju troši mjerni krug ampermetara serije 3020 ne prelazi: za SA3020-1 - 0,12 VA; za SA3020-2 - 0,25 VA; za SA3020-5 - 0,6 VA.