rumah · Pengukuran · Diagram sambungan ammeter pada suatu rangkaian listrik. Apa itu ammeter: jenis dan aplikasi. Apa itu amperemeter, jenis-jenisnya

Diagram sambungan ammeter pada suatu rangkaian listrik. Apa itu ammeter: jenis dan aplikasi. Apa itu amperemeter, jenis-jenisnya

Pengukuran saat ini. Perangkat yang ditujukan untuk pengukuran saat ini, disebut amperemeter. Perangkat yang dibahas di Bab. 9 dapat digunakan untuk mengukur arus dan tegangan. Pada saat yang sama, cara untuk memasukkan mereka ke dalam rangkaian listrik dan nilai resistansi dari rangkaian pengukuran perangkat. Ammeter dihubungkan ke rangkaian sedemikian rupa sehingga seluruh arus yang diukur melewatinya, yaitu secara seri. Resistansi ammeter harus rendah sehingga tidak ada penurunan tegangan yang nyata di dalamnya.

Dalam bidang kerajinan dan teknologi, perlu dilakukan pengukuran berbagai macam arus, yang nilainya seringkali berjauhan. Arus searah atau arus bolak-balik. Catu daya TV sekitar 1A. Jadi, Anda memerlukan amperemeter lain, yang harganya mahal. Inilah sebabnya mengapa perangkat multi-pengukuran telah dikembangkan yang memiliki beberapa rentang pengukuran yang dapat dialihkan dalam satu perangkat.

Seperti alat pengukur ada juga baterai. Kami membedakan antara indikator dan tampilan digital. Keunggulan alat ukur digital : - Lebih murah dibandingkan alat ukur mekanis. - lebih mudah dibaca - arus yang sangat kecil pun dapat diukur. Kekurangan: - Baterai selalu dibutuhkan - variabel terukur tidak dapat diukur.

Untuk mengukur arus searah Mereka terutama menggunakan ammeter dari sistem magnetoelektrik dan lebih jarang perangkat dari sistem elektromagnetik, dan untuk pengukuran arus bolak-balik Dengan frekuensi 50 Hz, ammeter sistem elektromagnetik terutama digunakan.

Sambungan langsung ammeter ke rangkaian arus terukur tidak selalu memungkinkan, karena dalam beberapa kasus arus terukur berkali-kali lipat lebih besar daripada yang diperlukan untuk membelokkan sepenuhnya sistem pergerakan perangkat. Dalam kasus ini, saat mengukur arus searah, shunt dihubungkan sejajar dengan amperemeter yang dilaluinya kebanyakan arus yang diukur (Gbr. 10.1).

Sebagai seorang teknisi atau pengrajin, Anda selalu perlu memiliki alat ukur yang tepat pekerjaan yang efisien. Untuk melindungi peralatan sensitif selama pengangkutan, ada baiknya untuk berinvestasi dalam kantong peralatan khusus. Solusi siap pakai di pasar ritel biasanya tidak sesuai untuk kebutuhan perdagangan yang memerlukan peralatan mahal pada tas pengiriman. Mereka harus jelas sehingga setiap bagian mempunyai tempatnya dan dapat dengan cepat diambil.

Aturan untuk menghubungkan amperemeter

Ini menghemat waktu dan meningkatkan produktivitas. Tentu saja baterai juga harus disediakan, yang juga membutuhkan ruang. Baterai mendorong elektron melewatinya. Ukuran drive elektronik ditunjukkan dalam volt pada setiap baterai. Sayangnya belum ada informasi berapa lama daya tahan baterai perangkat tersebut.

Menurut hukum pertama Kirchhoff, nilai maksimum arus yang diukur dengan amperemeter dengan adanya shunt

Di mana SAYA maks- nilai arus maksimum di sirkuit; SAYA Sebuah- nilai pengenal (batas) arus ammeter tanpa adanya shunt; SAYA w- arus yang melewati shunt. Karena amperemeter dan shunt dihubungkan secara paralel, arus antara shunt dan amperemeter berdistribusi berbanding terbalik dengan hambatannya:

pengukur tegangan volt

Arus tinggi: Baterai cepat habis. Daya tahan baterai dapat dihitung berdasarkan kapasitas baterai.

Ohmmeter

Ukur tegangan atau arus dengan benar. Seringkali arus dan tegangan harus diukur secara bersamaan. Dalam hal ini, perlu memperhitungkan nilai resistansi yang dapat diterima beban. Satu voltmeter mempunyai hambatan dalam yang tinggi. Ammeter memiliki resistansi internal yang rendah.

Jika kita mengukur tegangan dan arus secara bersamaan, kita membedakan rangkaian yang berdekatan. Ingat hukum dasar teknik elektro dan hitung pengaruh kesalahan sebagai contoh hambatan kecil atau besar untuk masing-masing dua rangkaian, pertimbangkan alat pengukur sebagai resistor.

di mana kita menemukan resistansi shunt:

Di mana R A- resistansi internal ammeter; n = saya maks /SAYA Sebuah- koefisien yang menunjukkan berapa kali batas pengukuran diperluas.

Karena maka arus dalam rangkaian pada beban tertentu

Tahukah Anda alasan pemberian nama tersebut?

  • Nilai yang diukur selalu mengalami kesalahan.
  • Alat pengukur bekerja pada rangkaian itu sendiri.
Bagaimana cara mengukur arus atau arus? Artikel ini masing-masing termasuk dalam bidang fisika. Baik pada perkuliahan fisika, teknik elektro maupun teknologi pengukuran. Orang sering bertanya-tanya berapa banyak arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Untuk mengukurnya, digunakan apa yang disebut pengukur arus. Dua gambar berikut menunjukkan rangkaian sebelum dinyalakan. Hal ini dijelaskan lebih rinci di bawah ini.

Untuk mengukur arus DC, Anda harus melakukan hal berikut. Kutub negatif sumber tegangan harus dihubungkan dengan kutub negatif alat ukur. Akibatnya terminal positif sumber tegangan juga dihubungkan dengan terminal positif alat ukur.

  • Tetapkan rentang pengukuran terbesar untuk pengukuran saat ini.
  • Tempatkan penghitung secara seri.
Untuk mengukur arus AC, lakukan sebagai berikut.

Di mana SAYA A- pembacaan amperemeter. Jika skala ammeter dikalibrasi dengan memperhatikan shunt, maka nilai arus terukur I dapat ditentukan langsung dari pembacaan alat.

Saat mengukur arus bolak-balik, shunt tidak digunakan. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa distribusi arus antara shunt dan amperemeter tidak hanya ditentukan olehnya resistensi aktif, tetapi juga reaktansi perangkat, yang bergantung pada frekuensi. Oleh karena itu, untuk memperluas batas pengukuran amperemeter pada rangkaian arus bolak-balik digunakan transformator arus ukur.

Kemudian turunkan rentang pengukuran sehingga penunjuk berada di tengah hingga area kanan tampilan.

  • Dalam hal ini, polaritas tidak menjadi masalah.
  • Baca yang sekarang.
Potensiostat sebagai ammeter nol ohm - apa keuntungannya? Misalnya, ammeter sederhana seperti multimeter digital mengukur arus secara tidak langsung dengan mengukur penurunan tegangan pada resistor indra yang sebanding dengan aliran arus. DMM 3-digit yang tersedia secara komersial memiliki rentang tegangan minimum 200 mV dan resistor indra dihubungkan secara internal.

Pengukuran tegangan. Alat ukur listrik yang dirancang untuk mengukur tegangan disebut voltmeter. Voltmeter dihubungkan secara paralel dengan bagian (elemen) rangkaian listrik tempat tegangan diukur. Dalam hal ini voltmeter harus mempunyai resistansi yang sangat tinggi dibandingkan dengan resistansi elemen rangkaian tempat tegangan diukur. Hal ini diperlukan untuk mengurangi kesalahan pengukuran dan untuk memastikan tidak adanya perubahan mode pengoperasian rangkaian. Faktanya, semakin besar resistansi voltmeter, semakin sedikit arus yang melewatinya dan semakin sedikit energi yang dikonsumsi di dalamnya, dan oleh karena itu, semakin kecil pengaruh pengaktifan perangkat terhadap mode pengoperasian rangkaian.

Dengan kata lain: Jika resolusi arus instrumen dipilih sepenuhnya dengan memilih rentang pengukuran yang sesuai, maka perbedaan tegangan selama pengukuran mencapai 200 mV. Contoh. Anda mengukur arus 100 µA pada rentang pengukuran 200 µA multimeter digital. Kisaran peralihan adalah 200 μA.

Aman untuk mengukur arus dalam rangkaian listrik selama penurunan tegangan ini tidak berdampak pada fungsi benda ukur lainnya. Namun, dalam sel elektrokimia, 100 mV sudah banyak: ingat bahwa, misalnya, perubahan potensial sebesar -114 mV menghasilkan peningkatan arus sepuluh kali lipat pada suhu kamar selama pengendapan hidrogen. Yang lebih dramatis lagi adalah dampak dari solusi aliran logam: di sini arus berubah dari 59 mV atau bahkan 40 mV untuk dekade ini.

Untuk memperluas batas pengukuran voltmeter pada rangkaian DC dengan tegangan hingga 1000-4500 V, digunakan resistor tambahan yang dihubungkan secara seri dengan perangkat (Gbr. 10.2). Pada rangkaian AC dengan tegangan lebih dari 1000 V, trafo pengukur tegangan digunakan untuk memperluas batas pengukuran.


Desain dan koneksi shunt

Dari sini jelas bahwa alat semacam itu tidak cocok untuk mengukur arus hubungan pendek antara dua elektroda kopling galvanik, kecuali elektroda tersebut beroperasi pada rentang pengukuran setinggi mungkin yang masih memungkinkan pembacaan yang aman. Dalam hal ini, untuk menjaga kesalahan pengukuran dalam batas yang dapat diterima, rentang pengukuran harus 2 mA. Kemudian polarisasi timbal balik dari elektroda pengukur hanya 10 mV pada 100 μA, yang karenanya mengurangi pemalsuan hasil pengukuran, tetapi keakuratan pengukuran arus pada perangkat itu sendiri juga menurun.

Ketika resistor tambahan dihubungkan secara seri dengan voltmeter, resistansi voltmeter ditentukan dari pertimbangan berikut: misalnya, menggunakan voltmeter dengan resistansi R V diberi nilai untuk tegangan pengenal kamu no, perlu untuk mengukur tegangan kamu xmax, yang n kali lebih besar kamu no. Dalam hal ini, perlu diperhatikan kondisi di mana arus yang melewati voltmeter akan sama pada kedua tegangan, yaitu.

Jika sekarang Anda beralih ke rentang pengukuran 20mA, kesalahan pengukuran tetap kurang dari 1%, tetapi hasil pengukuran hanya ±10%! Oleh karena itu, pengukuran elektrokimia memerlukan pengukuran arus yang tidak menimbulkan beda potensial antar titik pengukuran. Untuk tujuan ini, diusulkan “ammeter” khusus dengan nol ohm. Namun Anda juga dapat mengganti potensiostat sebagai ammeter nol ohm. Hubungkan sambungan elektroda kontak dan sambungan elektroda lawan.

Salah satu dari dua elektroda yang diukur dihubungkan ke terminal elektroda kerja, dan yang lainnya dihubungkan ke terminal elektroda referensi dan counter. Potensi yang dikendalikan disetel ke nol - itulah keseluruhan triknya! Sekarang Anda hanya perlu mengatur rentang arus yang sesuai. Hasil pengukuran dapat dibaca dari perangkat internal, atau alat pengukur tegangan yang cukup akurat dapat dihubungkan ke keluaran arus: kemudian menampilkan arus dengan akurasi milimeter.

(10.3)

dan tegangan sebenarnya yang diukur

Di mana kamu V- pembacaan voltmeter.

Skala voltmeter dalam banyak kasus dikalibrasi dengan mempertimbangkan resistansi tambahan R D. Dalam hal ini, voltmeter dapat dirancang untuk beberapa batas pengukuran, yang dilengkapi dengan beberapa resistansi tambahan dan sakelar skala yang sesuai. sisi depan perangkat.

Polaritas: Dalam potensiostat kami, arus anoda ditunjukkan oleh elektroda kerja sebagai arus positif pada meteran. Arus sekarang diukur melalui tegangan antara terminal counter elektroda pada potensiostat dan ground. Catatan. Semakin besar resistor indera, semakin besar pula noise yang dihasilkan oleh resistor tersebut. Kapasitor yang dipasang paralel dengan resistor pengukur ini mengurangi kebisingan, namun pada saat yang sama juga memotong pita frekuensi untuk mencatat nilai yang diukur.

Ini tidak menjadi masalah untuk pengukuran DC. Kalau begitu, kapasitas terbesar yang bisa Anda gunakan. Nilai yang dapat diakses secara praktis masing-masing adalah 6,8 pF dan 5,6 pF. Untuk pengukuran DC, secara teoritis dimungkinkan untuk memilih kapasitor besar secara sewenang-wenang, dalam praktiknya akan dibatasi pada nilainya, Misalnya, mengurangi kebisingan 50 Hz, tetapi tidak memerlukan waktu penyesuaian tak terbatas untuk perubahan arus. Dalam contoh ini, 68 nF akan menjadi kapasitansi yang dapat digunakan.

Untuk mengukur tegangan pada rangkaian arus searah digunakan voltmeter magnetoelektrik, dan pada rangkaian arus bolak-balik digunakan voltmeter elektromagnetik dan elektrodinamik. Saat mengukur kecil tegangan bolak-balik penyearah dan milivoltmeter elektronik digunakan, dan pada frekuensi yang lebih tinggi sebagian besar bersifat elektronik.

Untuk memahami konsep secara pasti, kita harus mengetahui apa itu amplifier dan apa itu arus listrik. Arus listrik diciptakan oleh gerakan muatan listrik dalam materi. Ini adalah besaran yang mencerminkan apa yang mengalir melalui bahan konduktif per satuan waktu. Ampere dalam kerangka ini adalah satuan yang mengukur intensitas arus.

Kembali ke konsep amperemeter, alat ini mengukur arus yang beredar pada suatu rangkaian listrik. Dengan menghubungkan amperemeter pada rangkaian listrik, maka jumlah ampere arus yang beredar dapat dideteksi. Pengukurannya terdiri dari passing arus listrik melalui perangkat. Resistensi internal ammeternya sangat kecil, sehingga tidak terjadi penurunan tegangan selama pengukuran. Jika perlu mengukur arus tanpa bukaan, maka perlu menggunakan kelas ammeter khusus yang disebut amperometri penjepit, yang secara tidak langsung menentukan intensitas medan magnet yang dihasilkan oleh arus tertentu.

Jika tegangan operasi diterapkan pada suatu rangkaian listrik, sejumlah arus tertentu akan mengalir melalui elemen-elemennya. Nilainya ditentukan oleh nilai resistansi masing-masing bagian rangkaian. Untuk mengukur nilai arus saat ini, pada suatu daerah tertentu, perangkat khusus yang disebut .

Mari kita ambil contoh. Sebelum memahami cara kerja perangkat ini, penting untuk mempertimbangkan klasifikasinya.

Ada beberapa jenis amperemeter yang dapat dibagi menjadi tiga kelompok: pinset analog, digital, dan amperometri. Uraian yang disajikan pada paragraf sebelumnya tidak lebih dari dasar amperemeter lama yang bersifat analog. Seperti di banyak daerah lain, meskipun sudah lama dikembangkan, namun masih digunakan sampai sekarang.

Ammeter analog menyajikan hasil pengukuran menggunakan jarum yang terletak pada titik yang sesuai antara minimum dan maksimum yang tersedia dalam pembacaan. Dalam kelompok perangkat ini kita menemukan dua subkelompok: ammeter elektromekanis dan termal.

Jenis amperemeter

  1. Magnetoelektrik. Perangkat tersebut hanya cocok untuk pengukuran arus DC. Mereka dicirikan oleh sensitivitas tinggi dan daya rendah.
  2. Elektromagnetik. Perangkat ini dapat digunakan untuk mengukur arus searah dan bolak-balik. Kerugiannya adalah sensitivitas rendah dan akurasi rendah.
  3. Elektrodinamik. Perangkat jenis ini sangat sensitif terhadap medan magnet eksternal, sehingga penggunaannya untuk pengukuran presisi tinggi tidak diinginkan.
  4. Ferrodinamik. Perangkat ini berbeda peningkatan stabilitas terhadap medan magnet luar dan memiliki indikator kekuatan tinggi. Mereka banyak digunakan di bidang keamanan, serta dalam kasus di mana pengukuran presisi tinggi diperlukan.
  5. Digital. Misalnya, mereka tidak memiliki bagian mekanis yang bergerak, tetapi bekerja berdasarkan platform dengan mikroprosesor, yang memungkinkan Anda mengubah jumlah arus yang lewat menjadi sinyal digital yang ditampilkan pada layar LCD.

Gambar 1 - Ammeter mekanis


Secara umum, dapat dikatakan bahwa amperemeter elektromekanis bergantung pada interaksi mekanis yang terjadi antara konduktor yang dialiri listrik, antara Medan gaya dan arus atau antara dua arus. Desainnya relatif sederhana: mereka memiliki dua organ, satu bergerak dan satu tetap, dan satu lagi untuk menunjukkan nilai total.

Ammeter jenis ini tidak diragukan lagi cukup besar, sehingga menyebabkan lebih banyak keausan pada bagian-bagiannya, serta kemungkinan pengukuran yang lebih tinggi. Di sisi lain, kinerjanya dengan cepat mengungguli model lain dan berguna untuk membaca dalam posisi tetap. Kelompok ini mencakup amperemeter magnetoelektrik, elektromagnetik, elektrodinamik, dan feromagnetik.

Gambar 2 - Ammeter digital

Desain ammeter

Untuk memahami cara kerja amperemeter, perhatikan desainnya (Gbr. 3). Perangkat jenis ini adalah perangkat magnetoelektrik di mana arus dialirkan ke belitan kumparan, yang menghasilkan fluks magnet yang berinteraksi dengan magnet permanen. Ada beberapa modifikasi sistem pengukuran - dalam satu kasus, penunjuk-penunjuk pengukur dipasang pada kumparan yang bergerak, dan dalam versi lain, magnet yang bergerak adalah magnet permanen, yang dihubungkan ke penunjuk. Kumparan pengukur dihubungkan ke shunt, yang terletak di dalam atau di luar perangkat, dari mana pembacaan arus diambil.

Berkat kemajuan teknologi, muncullah amperemeter jenis ini yang lebih serbaguna dan praktis dibandingkan amperemeter sejenis. Di antara keunggulan utamanya adalah pengurangan keausan dan pengurangan kemungkinan kesalahan secara signifikan. Alih-alih panel dengan jarum, mereka memiliki layar tempat Anda dapat melihat hasilnya.

Ammeter jenis ini juga dikenal sebagai ammeter penjepit atau kait dan sangat berguna karena memungkinkan Anda mengurangi intensitas secara instan tanpa mengganggu atau membuka rangkaian. Karena tidak gulungan listrik, tidak ada bahaya kebakaran. Itu diukur dalam volt, seperti tegangan.


Gambar 3 - Desain amperemeter

Prinsip kerja amperemeter

Segera setelah arus disuplai ke sistem pengukuran ammeter, yang besarnya ditentukan, medan magnet dihasilkan di kumparan perangkat. Ini berinteraksi dengan medan yang diciptakan oleh magnet permanen, yang menyebabkan bingkai berputar dengan indikator panah menyimpang (Gbr. 4). Sudut penyimpangan sebanding dengan arus yang lewat dan dengan kalibrasi tertentu, panah pada skala pengukuran perangkat akan menunjuk ke nilai arus saat ini.

Dalam ammeter digital, misalnya, nilai arus ditentukan melalui konverter analog-ke-digital khusus, yang mengubah sinyal arus menjadi rangkaian kode digital yang ditampilkan pada layar perangkat sebagai nilai numerik.

Ada kalanya perlu mengukur arus yang nilainya lebih besar dari nilai maksimum rentang pengukuran. Dalam hal ini, penting untuk mengetahui cara kerja shunt ammeter. Shunt adalah elemen resistif yang nilainya diketahui hambatan listrik, yang dihubungkan secara paralel dengan amperemeter. Shunt dirancang untuk besaran arus yang perlu diukur dengan amperemeter dengan rentang operasi yang lebih kecil.


Gambar 4 - Prinsip pengoperasian amperemeter

Cara menyambung amperemeter

Untuk menggunakan alat ukur dengan benar, penting tidak hanya mengetahui cara kerja amperemeter dan voltmeter, tetapi juga cara menyambungkannya. Untuk mengukur arus yang melewati suatu perangkat atau melalui bagian tertentu rangkaian listrik, amperemeter harus dihubungkan secara seri dengan bagian ini.


Gambar 5 - Diagram koneksi ammeter melalui shunt

Penggunaan praktis

Ammeter banyak digunakan dalam konstruksi, pemeliharaan dan perbaikan berbagai peralatan elektronik. Sebagai salah satu contoh aplikasi praktis Anda dapat mempertimbangkan ammeter pada pengisi daya - kami akan melihat cara kerja perangkat ini di bawah. Dari tipe seperti itu perangkat pengisi daya mengisi ulang baterai menggunakan arus nilai konstan, yang nilainya divisualisasikan menggunakan amperemeter. Selama proses pengisian, arus mungkin turun dan ammeter dapat digunakan untuk menentukan perlunya pengaturannya. Baterai dianggap terisi jika arus pada amperemeter tidak berubah selama 1-2 jam.

Ini hanyalah salah satu dari banyak contoh penggunaan praktis alat ukur seperti amperemeter.