Der Innenwiderstand des Amperemeters. Amperemeter - Hauptmerkmale, Zweck. So schließen Sie ein Amperemeter an einen Stromkreis an

D.Cändert die Richtung nicht rechtzeitig. Ein Beispiel wäre eine Batterie in einer Taschenlampe oder einem Radio, eine Batterie in einem Auto. Wir wissen immer, wo das positive Stigma der Stromversorgung liegt und wo es negativ ist.

Wechselstrom ist eine Strömung, die in regelmäßigen Abständen ihre Richtung ändert. Dieser Strom fließt in unserer Steckdose, wenn wir eine Last daran anschließen. Es gibt keinen Plus- und Minuspol, sondern nur Phase und Null. Die Spannung im Nullpunkt liegt in der Nähe des Erdpotentials. Das Potenzial am Phasenausgang ändert sich mit einer Frequenz von 50 Hz von positiv nach negativ, d. h. der Strom ändert unter Last 50 Mal pro Sekunde seine Richtung.

Während einer Schwingungsperiode steigt der Strom von Null auf ein Maximum, nimmt dann ab und durchläuft Null, und dann erfolgt der umgekehrte Vorgang, jedoch mit einem anderen Vorzeichen.

Empfangen und Senden Wechselstrom viel einfacher als Gleichstrom: weniger Energieverlust. Mit Hilfe von Transformatoren können wir die Wechselspannung einfach ändern.

Bei der Hochspannungsübertragung wird bei gleicher Leistung weniger Strom benötigt. Dies ermöglicht subtilere Argumente. IN Schweißtransformatoren Der umgekehrte Vorgang wird angewendet: Senken Sie die Spannung, um den Schweißstrom zu erhöhen.

Für einen Stromkreis ist es notwendig, ein Amperemeter oder Milliamperemeter in Reihe mit dem Leistungsempfänger einzuschalten. Gleichzeitig muss, um einen Einfluss des Messgeräts auf den Betrieb des Verbrauchers auszuschließen, dieser einen sehr geringen Innenwiderstand aufweisen, so dass dieser in der Praxis gleich Null angenommen werden könnte, so dass der Spannungsabfall über dem Gerät könnte einfach vernachlässigt werden.

Die Einbeziehung eines Amperemeters in den Stromkreis erfolgt immer in Reihe mit der Last. Wenn Sie ein Amperemeter parallel zur Last und parallel zur Stromquelle anschließen, brennt das Amperemeter einfach durch oder die Quelle brennt durch, da der gesamte Strom durch den mageren Widerstand des Messgeräts fließt.

Messgrenzen von Amperemetern für Messungen in Stromkreisen Gleichstrom, erweiterbar, indem das Amperemeter nicht direkt mit der Messspule in Reihe zur Last geschaltet wird, sondern indem die Messspule des Amperemeters parallel zum Shunt geschaltet wird.

Somit fließt immer nur ein kleiner Teil des gemessenen Stroms durch die Spule des Geräts, der Hauptteil davon fließt durch den Shunt, der in Reihe zum Stromkreis geschaltet ist. Das heißt, das Instrument misst tatsächlich den Spannungsabfall an einem Shunt mit bekanntem Widerstand und der Strom ist direkt proportional zu dieser Spannung.

In der Praxis funktioniert das Amperemeter als Millivoltmeter. Da die Skala des Geräts jedoch in Ampere unterteilt ist, erhält der Benutzer Informationen über die Größe des gemessenen Stroms. Der Shunt-Koeffizient wird üblicherweise als Vielfaches von 10 gewählt.

Shunts, die für Ströme bis zu 50 Ampere ausgelegt sind, werden direkt in den Instrumentengehäusen montiert, und Shunts zur Messung hoher Ströme werden entfernt angebracht, und dann wird das Gerät mit Sonden an den Shunt angeschlossen. Bei Geräten, die für den Dauerbetrieb mit Shunt vorgesehen sind, erfolgt die Skaleneinteilung sofort spezifische Werte Strom, unter Berücksichtigung des Shunt-Koeffizienten, und der Benutzer muss nichts mehr berechnen.

Wenn der Shunt extern ist, wird dies im Falle eines kalibrierten Shunts angezeigt Nennstrom und Nennspannung: 45 mV, 75 mV, 100 mV, 150 mV. Bei Strommessungen wird ein solcher Shunt so gewählt, dass der Pfeil maximal, also bis zum Vollausschlag, abweicht Nennspannungen Shunt und Messgerät müssen gleich sein.

Wenn es sich um einen individuellen Shunt für ein bestimmtes Gerät handelt, ist natürlich alles einfacher. Nach Genauigkeitsklassen werden Shunts unterteilt in: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 und 0,5 – das ist der zulässige Fehler in Bruchteilen eines Prozents.

Shunts bestehen aus Metallen mit einem niedrigen Temperaturkoeffizienten des Widerstands und haben einen erheblichen Widerstand Widerstand: Konstantan, Nickelin, Manganin, - damit sich die Erwärmung durch den durch den Shunt fließenden Strom nicht in den Messwerten des Geräts widerspiegelt. Um den Temperaturfaktor bei Messungen zu reduzieren, wird ein zusätzlicher Widerstand aus dem gleichen Material in Reihe mit der Spule des Amperemeters geschaltet.

Schließen Sie also zwischen zwei Punkten des Stromkreises parallel zum Stromkreis zwischen diesen beiden Punkten ein Voltmeter an. Das Voltmeter wird immer parallel zum Empfänger oder zur Quelle angeschlossen. Und damit das angeschlossene Voltmeter den Betrieb des Stromkreises nicht beeinträchtigt, keinen Spannungsabfall verursacht, keine Verluste verursacht, muss es einen ausreichend hohen Innenwiderstand haben, damit der Strom durch das Voltmeter vernachlässigt werden kann.

Und um die Messgrenzen des Voltmeters zu erweitern, wird ein zusätzlicher Widerstand in Reihe mit seiner Arbeitswicklung geschaltet, so dass proportional zu seinem Widerstand nur ein Teil der gemessenen Spannung direkt auf die Messwicklung des Geräts fällt. Und wann bekannter Wert Widerstand des zusätzlichen Widerstands, die gesamte gemessene Spannung, die in diesem Stromkreis wirkt, lässt sich leicht durch die darauf festgelegte Spannung bestimmen. So funktionieren alle klassischen Voltmeter.

Der Koeffizient, der durch das Hinzufügen eines zusätzlichen Widerstands entsteht, zeigt an, wie oft die gemessene Spannung größer ist als die an der Messspule des Geräts anliegende Spannung. Das heißt, die Messgrenzen des Geräts hängen vom Wert des zusätzlichen Widerstands ab.

Im Gerät ist ein zusätzlicher Widerstand eingebaut. Um den Temperatureinfluss zu reduzieren Umfeld Für Messungen besteht der Zusatzwiderstand aus einem Material mit einem niedrigen Widerstandstemperaturkoeffizienten. Da der Widerstandswert des Zusatzwiderstandes um ein Vielfaches größer ist als der Widerstandswert des Gerätes, ist der Widerstand des Messwerks des Gerätes somit nicht von der Temperatur abhängig. Die Genauigkeitsklassen von Zusatzwiderständen werden ähnlich wie die Genauigkeitsklassen von Shunts ausgedrückt – in Bruchteilen eines Prozents geben sie die Größe des Fehlers an.

Um die Messgrenzen von Voltmetern weiter zu erweitern, werden Spannungsteiler eingesetzt. Dies geschieht, damit das Gerät beim Messen eine Spannung hat, die dem Nennwert des Geräts entspricht, also den Grenzwert auf seiner Skala nicht überschreitet. Der Teilungsfaktor eines Spannungsteilers ist das Verhältnis der Eingangsspannung des Teilers zur gemessenen Ausgangsspannung. Der Teilungsfaktor beträgt je nach Leistungsfähigkeit des verwendeten Voltmeters 10, 100, 500 oder mehr. Der Teiler verursacht keinen großen Fehler, wenn auch der Widerstand des Voltmeters hoch und der Innenwiderstand der Quelle klein ist.

Wechselstrommessung

Um die Parameter des Wechselstroms genau zu messen, ist ein Messwandler erforderlich. Der zur Messung eingesetzte Messtransformator bietet zudem Sicherheit für das Personal, da der Transformator eine galvanische Trennung vom Hochspannungskreis herstellt. Generell verbieten Sicherheitsvorkehrungen den Anschluss elektrischer Messgeräte ohne solche Transformatoren.

Durch den Einsatz von Messwandlern ist es möglich, die Messgrenzen von Geräten zu erweitern, d. h. es wird möglich, hohe Spannungen und Ströme mit Niederspannungs- und Schwachstromgeräten zu messen. Es gibt also zwei Arten von Messwandlern: Spannungswandler und Stromwandler.

Messspannungswandler

Messen Wechselstrom Spannung Verwenden Sie einen Spannungswandler. Hierbei handelt es sich um einen Abwärtstransformator mit zwei Wicklungen, dessen Primärwicklung mit zwei Punkten im Stromkreis verbunden ist, zwischen denen die Spannung gemessen werden muss, und dessen Sekundärwicklung direkt mit dem Voltmeter verbunden ist. Messtransformatoren werden in den Diagrammen als gewöhnliche Transformatoren dargestellt.

Ein Transformator ohne belastete Sekundärwicklung arbeitet im Leerlaufmodus, und wenn ein Voltmeter angeschlossen ist, dessen Widerstand hoch ist, bleibt der Transformator praktisch in diesem Modus, und daher kann die gemessene Spannung als proportional zur an der Primärwicklung angelegten Spannung angesehen werden , unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses, das dem Verhältnis der Windungszahlen in der Sekundär- und Primärwicklung entspricht.

Auf diese Weise kann Hochspannung gemessen werden, während gleichzeitig eine kleine sichere Spannung an das Gerät angelegt wird. Es bleibt noch die gemessene Spannung mit dem Übersetzungsverhältnis des Messspannungswandlers zu multiplizieren.

Voltmeter, die ursprünglich für den Betrieb mit Spannungswandlern konzipiert wurden, verfügen über eine Skaleneinteilung, die das Übersetzungsverhältnis berücksichtigt, sodass der Wert der veränderten Spannung ohne zusätzliche Berechnungen sofort auf der Skala sichtbar ist.

Um die Sicherheit beim Arbeiten mit dem Gerät zu erhöhen, wird im Falle einer Beschädigung der Isolierung des Messtransformators zunächst einer der Anschlüsse der Sekundärwicklung des Transformators und dessen Gehäuse geerdet.

Messstromwandler

Messstromwandler dienen zum Anschluss von Amperemetern an Wechselstromkreise. Dabei handelt es sich um Aufwärtstransformatoren mit zwei Wicklungen. Primärwicklung ist in Reihe mit dem Messkreis verbunden und die Sekundärseite ist mit dem Amperemeter verbunden. Der Widerstand im Stromkreis des Amperemeters ist gering und es stellt sich heraus, dass der Stromtransformator fast im Kurzschlussmodus arbeitet, während wir davon ausgehen können, dass die Ströme in der Primär- und Sekundärwicklung durch die Anzahl der Windungen in der Sekundärwicklung zueinander in Beziehung stehen und Primärwicklungen.

Durch die Wahl eines geeigneten Windungsverhältnisses ist es möglich, große Ströme zu messen, während immer ausreichend kleine Ströme durch das Gerät fließen. Es bleibt noch, den in der Sekundärwicklung gemessenen Strom mit dem Übersetzungsverhältnis zu multiplizieren. Amperemeter, die für den Dauerbetrieb in Verbindung mit Stromwandlern ausgelegt sind, verfügen über eine das Übersetzungsverhältnis berücksichtigende Skaleneinteilung und der Wert des gemessenen Stroms lässt sich auf der Skala des Gerätes ohne Berechnungen leicht ablesen. Um die Sicherheit des Personals zu erhöhen, werden zunächst einer der Anschlüsse der Sekundärwicklung des Messstromwandlers und sein Gehäuse geerdet.

In vielen Anwendungen sind Durchführungsmessstromwandler praktisch, bei denen der Magnetkreis und die Sekundärwicklung isoliert sind und sich innerhalb des Durchführungsgehäuses befinden, durch dessen Fenster ein Kupferbus mit dem gemessenen Strom verläuft.

Die Sekundärwicklung eines solchen Transformators darf niemals offen gelassen werden, da ein starker Anstieg des Magnetflusses im Magnetkreis nicht nur zu dessen Zerstörung führen, sondern auch eine für das Personal gefährliche EMF an der Sekundärwicklung induzieren kann. Um eine sichere Messung durchzuführen, wird die Sekundärwicklung mit einem Widerstand bekannten Werts überbrückt, dessen Spannung proportional zum gemessenen Strom ist.

Messtransformatoren zeichnen sich durch zwei Arten von Fehlern aus: Winkel- und Übersetzungsverhältnisfehler. Der erste hängt mit der Abweichung des Phasenverschiebungswinkels der Primär- und Primärwicklung zusammen Sekundärwicklungen ab 180°, was zu ungenauen Wattmeter-Messwerten führt. Was den mit dem Übersetzungsverhältnis verbundenen Fehler betrifft, zeigt diese Abweichung die Genauigkeitsklasse an: 0,2, 0,5, 1 usw. – als Prozentsatz des Nennwerts.

Amperemeter- Dies ist ein elektrisches Messgerät, das die Stärke des in einem Stromkreis fließenden Gleich- oder Wechselstroms aufzeichnen soll Strommessgerät . Das Amperemeter wird in Reihe mit dem Abschnitt des Stromkreises geschaltet, in dem der Strom gemessen werden soll. Da der Strom, den es misst, vom Widerstand der Schaltungselemente abhängt, sollte der Widerstand des Amperemeters so niedrig wie möglich (sehr klein) sein. Dadurch ist es möglich, den Einfluss des Strommessgeräts auf den Messkreis zu reduzieren und deren Genauigkeit zu verbessern.

Die Skala des Instruments ist in μA, mA, A und kA unterteilt. Abhängig von der erforderlichen Genauigkeit und den Messgrenzen wird ein geeignetes Instrument ausgewählt. Eine Erhöhung der gemessenen Stromstärke wird durch die Einbeziehung von Shunts, Stromwandlern und Magnetverstärkern in den Stromkreis erreicht. Dadurch können Sie den Grenzwert des gemessenen Stromwerts erhöhen.

Anschlusspläne für Amperemeter

Abbildung - Schema des direkten Anschlusses des Amperemeters

Abbildung – Schema der indirekten Verbindung des Amperemeter über einen Shunt und einen Stromwandler

Umfang der Amperemeter

Instrumente zur Strommessung finden in verschiedenen Bereichen Anwendung. Sie werden aktiv in großen Unternehmen eingesetzt, die sich mit der Erzeugung und Verteilung elektrischer und thermischer Energie befassen. Sie werden auch verwendet in:

Elektrolabore;

Automobil;

exakte Wissenschaften;

Konstruktion.

Aber nicht nur mittlere und große Unternehmen nutzen dieses Gerät, auch bei ihnen sind sie gefragt gewöhnliche Menschen. Fast jeder erfahrene Autoelektriker hat ein ähnliches Gerät in seinem Arsenal, mit dem Sie den Stromverbrauch von Geräten, Fahrzeugkomponenten usw. messen können.

Arten von Amperemetern

Basierend auf der Art des Ablesegeräts werden Amperemeter in Geräte unterteilt mit:

Mit Pfeilzeiger;

Mit Lichtzeiger;

Mit Schreibgerät;

Elektronische Geräte.

Nach dem Wirkprinzip Amperemeter sind unterteilt in:

1. elektromagnetisch- sind für den Einsatz in Gleich- und Wechselstromkreisen bestimmt. Typischer Einsatz in konventionellen Elektroinstallationen mit Wechselstrom mit einer Frequenz von 50 Hz.

2. Magnetoelektrisch- Entwickelt, um die Stromstärke kleiner Gleichstromwerte festzulegen. Sie verfügen über Magnetoelektrizität Messgerät und eine Skala mit abgestuften Unterteilungen.

3. Thermoelektrisch Geräte dienen zur Messung der Stromstärke in Hochfrequenzkreisen. Die Zusammensetzung solcher Geräte umfasst einen magnetoelektrischen Mechanismus in Form eines Leiters, an den ein Thermoelement geschweißt ist. Der durch die Verkabelung fließende Strom führt zu einer Erwärmung, die von einem Thermoelement erfasst wird. Die resultierende Strahlung bewirkt durch ihren Einfluss eine Abweichung des Rahmens um einen Winkel, der proportional zur Stromstärke ist.

4. Ferrodynamisch Geräte – bestehen aus einem geschlossenen Magnetkreis aus ferromagnetischem Material, einem Kern und einer festen Spule. Sie zeichnen sich durch hohe Messgenauigkeit, zuverlässiges Design und geringe Empfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Feldern aus.

5. Elektrodynamisch Geräte dienen zur Messung der Stromstärke in Hochfrequenz-Gleichstrom-/Wechselstromkreisen (bis zu 200 Hz). Sie reagieren empfindlich auf Überlastungen und äußere elektromagnetische Felder. Aufgrund der hohen Messgenauigkeit werden sie jedoch als verwendet Steuergeräte zur Überprüfung von Strommessgeräten.

6. Digital Amperemeter - modernes Modell Geräte, die die Vorteile analoger Geräte vereinen. Heute haben solche Geräte eine führende Position eingenommen. Dies liegt an der Benutzerfreundlichkeit, Benutzerfreundlichkeit, kleine Größe und hohe Genauigkeit der erhaltenen Messergebnisse. Darüber hinaus sind digitale Geräte unter vielfältigen Bedingungen einsetzbar: Sie haben keine Angst vor Erschütterungen, Vibrationen und anderen Einflüssen.

Betrachten Sie ein paar Amperemeter verschiedene Hersteller und verschiedene Arten:

1. Amperemeter Am-2 DigiTOP

Technische Eigenschaften:

Anzahl der Eingänge 1

Gemessener Wechselstrom 1 ... 50 A

Messfehler 1 %

Anzeigeauflösung 0,1 A

- Versorgungsspannung -100...-400 V, 50 (+1) Hz Maße 90x51x64mm

Die Leistung und Haltbarkeit elektrischer Haushaltsgeräte hängt von der Qualität des empfangenen Stroms ab. Normalerweise bis zum Scheitern elektronisches Ingenieurwesen Egal ob Kühlschränke, Fernseher o.ä Waschmaschinen, führt zu einem Spannungsanstieg über die zulässigen Grenzen hinaus. Am gefährlichsten ist ein längerer Spannungsanstieg über die zulässige Marke. Gleichzeitig fallen die Stromversorgungen elektronischer Geräte aus, die Wicklungen von Elektromotoren überhitzen und es kommt häufig zu Bränden.

2. Laboramperemeter E537

Dieses Gerät (Amperemeter E537) ist bestimmt für akkurate Messung Stromstärke in Wechsel- und Gleichstromkreisen.

Genauigkeitsklasse 0,5.

Messbereiche 0,5 / 1 A;

Gewicht 1,2 kg.

Technische Eigenschaften des Amperemeter E537:

Messbereichsendwert 0,5 A/1 A

Genauigkeitsklasse 0,5

Normaler Frequenzbereich (Hz) 45 - 100 Hz

Betriebsfrequenzbereich (Hz) 100 - 1500 Hz

Abmessungen 140 x 195 x 105 mm

Das digitale Amperemeter-Basismodell ist in mehreren Standardmodifikationen erhältlich, abhängig vom Basiswert der gemessenen Stromparameter. Bitte geben Sie bei der Bestellung dieses digitalen Amperemeter-Modells an, womit Basisparameter Strom, mit dem Sie arbeiten müssen: 1 A, 2 A oder 5 A.

Grundparameter des gemessenen Stroms, In-1 Ampere (CA3020-1), 2 Ampere (CA3020-2) oder 5 Ampere (CA3020-5);

Grenzen der gemessenen Ströme von 0,01 In bis 1,5 In;

Frequenzbereich für gemessene Ströme von 45 bis 850 Hertz;

Die Grenzen des grundsätzlich zulässigen bestehenden Fehlers liegen bei ± 0,2 % optimaler Wert Parameter der gemessenen Stromstärke;

Versorgungsspannung - Wechselspannung (85-260) Volt und Frequenz (47-65) Hertz oder Gleichspannung (120 - 300) Volt;

Die vom Gerät verbrauchte Leistung beträgt nicht mehr als 4 VA;

Abmessungen 144x72x190 mm;

Gewicht nicht mehr als 0,55 kg;

Die vom Messkreis der Amperemeter der Serie 3020 verbrauchte Leistung überschreitet nicht: für СА3020-1 - 0,12 VA; für SA3020-2 - 0,25 VA; für SA3020-5 - 0,6 VA.