Ev · ölçümler · Bir elektrik devresine bağlanmak için ampermetre devresi. Ampermetre nedir: türleri ve uygulamaları. Ampermetre nedir, çeşitleri

Bir elektrik devresine bağlanmak için ampermetre devresi. Ampermetre nedir: türleri ve uygulamaları. Ampermetre nedir, çeşitleri

Mevcut ölçüm. için tasarlanmış cihazlar mevcut ölçüm, ampermetre denir. Bölümde tartışılan cihazlar. 9 hem akım ölçümü hem de voltaj ölçümü için kullanılabilir. Ancak bunların dahil edilme yolları elektrik devresi ve cihazın ölçüm devresinin direnç değerleri. Ampermetre, ölçülen akımın tamamı içinden yani seri olarak geçecek şekilde devreye bağlanır. Ampermetrenin direnci küçük olmalıdır, böylece içinde gözle görülür bir voltaj düşüşü olmaz.

El sanatları ve teknolojide, değerleri genellikle birbirinden uzak olan çok çeşitli akımları ölçmek gerekir. Doğru akım veya alternatif akım. TV'nin güç kaynağı yaklaşık 1A'dır. Bu nedenle pahalı olan farklı bir ampermetreye ihtiyacınız vardır. Bu nedenle, tek bir cihazda birden fazla değiştirilebilir ölçüm aralığına sahip çoklu ölçüm cihazları geliştirilmiştir.

Çok ölçüm aletleri bir de pil var. Göstergeler ve dijital ekranlar arasında ayrım yapıyoruz. Dijital ölçüm cihazlarının avantajları: - Mekanik ölçüm cihazlarına göre daha ucuzdur. - okunması daha kolay - çok küçük akımlar bile ölçülebilir. Dezavantajları: - Her zaman bir bataryaya ihtiyaç vardır - Değişken ölçülen değişkenler ölçülemez.

Ölçmek için doğru akım esas olarak manyetoelektrik sistemin ampermetrelerini ve daha az sıklıkla elektromanyetik sistemin cihazlarını kullanır ve ölçüm için alternatif akım 50 Hz frekansında elektromanyetik sistemin ampermetreleri esas olarak kullanılır.

Ampermetrenin ölçülen akımın devresine doğrudan dahil edilmesi her zaman mümkün değildir, çünkü bazı durumlarda ölçülen akım, cihazın hareketli sisteminin tamamen sapması için gerekenden çok daha fazladır. Bu durumlarda, doğru akımı ölçerken ampermetreye paralel olarak bir şönt bağlanır. çoğuölçülen akım (Şekil 10.1).

Bir teknisyen veya tamirci olarak her zaman doğru ölçüm aletlerine sahip olmak gerekir. etkili çalışma. Taşıma sırasında hassas ekipmanları korumak için özel ekipman ceplerine yatırım yapmakta fayda var. Perakende pazarındaki standart çözümler genellikle taşıma çantalarında pahalı ekipmanlar gerektiren mesleklerin gereksinimlerine uygun değildir. Her parçanın kendine ait bir yeri olması ve hızlı bir şekilde ele geçirilebilmesi için bunların net olması gerekir.

Ampermetre bağlama kuralları

Bu, zamandan tasarruf sağlar ve üretkenliği artırır. Elbette pillerin de sağlanması gerekiyor, bu da onların yerini gerektiriyor. Piller elektronları yönlendirir. Elektronik aktüatörün boyutu her pilin üzerinde volt cinsinden gösterilir. Cihazdaki pilin ne kadar dayanacağı konusunda maalesef bir bilgi bulunmuyor.

Kirchhoff'un birinci yasasına göre, bir şönt varlığında ampermetre tarafından ölçülen akımın maksimum değeri

Nerede BEN maksimum- devredeki akımın maksimum değeri; BEN Bir- şönt olmadığında ampermetre akımının nominal (sınırlayıcı) değeri; BEN wşanttan geçen akımdır. Ampermetre ve şönt paralel bağlandığı için şönt ile ampermetre arasındaki akımlar dirençleriyle ters orantılı olarak dağılır:

Voltmetre

Büyük akım: pil hızla boşalır. Pil ömrü, pil kapasitesine göre hesaplanabilir.

Ohmmetre

Gerilimi veya akımı doğru ölçün. Çoğu zaman akım ve gerilim aynı anda ölçülmelidir. Bu durumda yükün alabileceği direnç değerinin dikkate alınması gerekir. Bir voltmetrenin yüksek bir iç direnci vardır. Ampermetrenin iç direnci düşüktür.

Gerilimi ve akımı aynı anda ölçersek bitişik devreleri ayırt edebiliriz. Elektrik mühendisliğinin temel yasalarını hatırlayın ve iki devrenin her biri için küçük veya büyük direnç örneği olarak hatanın etkisini hesaplayın; ölçü aleti direnç olarak.

şantın direncini bulduğumuz yer:

Nerede R A- ampermetrenin iç direnci; n = ben maksimum /BEN Bir- Ölçüm sınırlarının kaç kez genişletildiğini gösteren katsayı.

Çünkü daha sonra belirli bir yükte devredeki akım

İsminin nedenini biliyor musunuz?

  • Ölçülen değer her zaman hatalara tabidir.
  • Ölçüm cihazı devrenin kendisine etki eder.
Akım veya akım nasıl ölçülür? Bu makale sırasıyla fizik alanına aittir. Fizik, elektrik mühendisliği veya ölçüm teknolojisi derslerinde olsun. Genellikle devrede kaç akımın aktığıyla ilgilenir. Bunu ölçmek için akım ölçer adı verilen cihazlar kullanılır. Aşağıdaki iki şekil devreyi açılmadan önce göstermektedir. Bu, aşağıda daha ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.

Doğru akımı ölçmek için aşağıdaki gibi ilerlemelisiniz. Gerilim kaynağının negatif kutbu ölçüm cihazının negatif kutbuna bağlanmalıdır. Sonuç olarak voltaj kaynağının pozitif kutbu da sayacın pozitif terminaline bağlanır.

  • Geçerli ölçüm için en büyük ölçüm aralığını ayarlayın.
  • Sayacı seri halinde yerleştirin.
AC akımını ölçmek için aşağıdaki şekilde ilerleyin.

Nerede BEN A- ampermetre okuması. Ampermetrenin ölçeği şönt dikkate alınarak kalibre edilirse, ölçülen akımın I değerini doğrudan cihazın okumalarından belirlemek mümkündür.

Alternatif akımları ölçerken şönt kullanılmaz. Bunun nedeni, şönt ile ampermetre arasındaki akımların dağılımının yalnızca bunların değerleri tarafından belirlenmemesidir. aktif direnç, ama aynı zamanda reaktans frekansa bağlı olan cihaz. Bu nedenle AC devrelerde ampermetrelerin ölçüm sınırlarını genişletmek için ölçüm akım transformatörleri kullanılır.

Daha sonra ölçüm aralığını, işaretçi sağ ekran alanının ortasında olacak şekilde değiştirin.

  • Bu durumda polarite önemli değildir.
  • Güncel olanı okuyun.
Sıfır ohm ampermetre olarak potansiyostat - avantajı nedir? Örneğin, dijital multimetre gibi basit bir ampermetre, akım akışıyla orantılı olan ölçüm direnci üzerindeki voltaj düşüşünü ölçerek akımı dolaylı olarak ölçer. Piyasada satılan 3 haneli bir dijital dijital multimetrenin minimum voltaj aralığı 200 mV'dir ve ölçüm dirençleri dahili olarak bağlanmıştır.

Gerilim ölçümü. Gerilimi ölçmek için tasarlanmış elektrikli ölçüm aletlerine voltmetre denir. Voltmetreler, elektrik devresinin voltajın ölçüldüğü bölümüne (elemanına) paralel olarak bağlanır. Bu durumda voltmetrenin, voltajın ölçüldüğü devre elemanının direncine kıyasla çok büyük bir dirence sahip olması gerekir. Bu, ölçüm hatasını azaltmak ve devrenin çalışma modunda herhangi bir değişiklik olmadığından emin olmak için gereklidir. Aslında, voltmetrenin direnci ne kadar büyük olursa, içinden o kadar az akım geçer ve içinde o kadar az enerji tüketilir ve bu nedenle, cihazın dahil edilmesinin devrenin çalışma modu üzerindeki etkisi o kadar az olur.

Başka bir deyişle: Cihazın akım çözünürlüğü tam olarak uygun ölçüm aralığı seçilerek seçilirse ölçüm sırasındaki voltaj farkı 200 mV'a kadar çıkar. Örnek. Bir DMM'nin 200 µA ölçüm aralığında 100 µA'lık bir akımı ölçüyorsunuz. Açma aralığı 200 µA'dır.

Bu voltaj düşüşünün ölçülen nesnenin geri kalan fonksiyonları üzerinde hiçbir etkisi olmadığı sürece bir elektrik devresindeki akımları ölçmek güvenlidir. Bununla birlikte, bir elektrokimyasal hücrede 100 mV zaten çok fazla bir değerdir: örneğin -114 mV'luk bir potansiyel değişikliğinin, akımda on kat artışa yol açtığını unutmayın. oda sıcaklığı Hidrojen çökelmesi sırasında. Metal akışı çözümünün etkisi daha da dramatiktir: burada akımlar, içinde bulunduğumuz on yıla kadar 59 mV ve hatta 40 mV'den değişmektedir.

1000-4500 V'a kadar gerilime sahip DC devrelerinde voltmetrelerin ölçüm sınırlarını genişletmek için cihaza seri bağlı ek dirençler kullanılır (Şekil 10.2). Gerilimi 1000 V'un üzerinde olan AC devrelerde ölçüm sınırlarını genişletmek için gerilim trafoları kullanılır.


Şantın cihazı ve bağlantısı

Buradan böyle bir cihazın akımları ölçmek için uygun olmadığı görülebilir. kısa devre Hala güvenli bir okumaya izin veren mümkün olan maksimum ölçüm aralığında çalışmadığı sürece, iki galvanik bağlantı elektrodu arasında. Bu durumda ölçüm hatasını kabul edilebilir sınırlar içinde tutmak için ölçüm aralığı 2 mA olmalıdır. Daha sonra ölçüm elektrotlarının karşılıklı polarizasyonu 100 μA'da yalnızca 10 mV'dir, bu da ölçüm sonucunun yanlışlığını azaltır, ancak cihazın kendisindeki akım ölçümünün doğruluğu da buna göre azalır.

Bir voltmetreye seri olarak ek bir direnç bağlandığında, ikincisinin direnci aşağıdaki hususlara göre belirlenir: örneğin dirençli bir voltmetre R V anma gerilimi için derecelendirilmiş sen isim voltajı ölçmek gerekiyor sen maksimum n kat daha büyük olan sen isim. Bu durumda voltmetreden geçen akımın her iki voltajda da aynı olacağı koşulu gözlemlemek gerekir;

Şimdi 20 mA'lik bir ölçüm aralığına geçerseniz, ölçüm sonuçlarındaki yanlışlık %1'den az kalacak, ancak ölçüm sonucu yalnızca ± %10 olacaktır! Bu nedenle elektrokimyasal ölçümler, ölçüm noktaları arasında herhangi bir potansiyel farklılığa neden olmayan bir akım ölçümü gerektirir. Bu amaçla sıfır ohm'lu özel bir "ampermetre" önerilmektedir. Ancak potansiyostatı sıfır ohm ampermetre gibi de değiştirebilirsiniz. Kontak elektrot bağlantısını ve karşı elektrot bağlantısını bağlayın.

Ölçülecek iki elektrottan biri çalışma elektrodu terminallerine, diğeri ise referans ve karşı elektrot terminallerine bağlanır. Kontrollü potansiyel sıfıra ayarlanmıştır - bütün mesele bu! Artık yalnızca uygun akım aralığını ayarlamanız yeterlidir. Ölçüm sonucu yerleşik cihazdan okunabilir veya akım çıkışına yeterince doğru bir voltaj ölçüm cihazı bağlanabilir: daha sonra akımı milimetrik doğrulukla görüntüler.

(10.3)

ve gerçekte ölçülen voltaj

Nerede sen V- voltmetre okuması.

Çoğu durumda voltmetrelerin ölçeği ek direnç dikkate alınarak kalibre edilir R D. Bu durumda voltmetre, birkaç ek dirençle donatıldığı ve karşılık gelen ölçek anahtarının açık olduğu çeşitli ölçüm sınırlarına göre yapılabilir. ön taraf cihaz.

Polarite: Potansiyostatlarımızda anot akımı, çalışma elektrodu tarafından sayaç üzerinde pozitif bir akım olarak gösterilir. Akım artık potansiyostattaki karşı elektrot kontağı ile toprak arasındaki voltaj aracılığıyla ölçülür. Not. Ölçme direnci ne kadar büyük olursa, bu direnç tarafından üretilen gürültü de o kadar fazla olur. Bu ölçüm direncine paralel bir kapasitör gürültüyü azaltır ancak aynı zamanda ölçülen değerlerin kaydedilmesi için frekans bandını da keser.

Bu DC ölçümleri için önemli değildir. O halde onunla kullanabileceğiniz en büyük kapasite. Pratik olarak mevcut değer sırasıyla 6,8 pF ve 5,6 pF olacaktır. DC ölçümleri için teorik olarak isteğe bağlı olarak büyük kapasitörler seçmek mümkündür, pratikte bu değerle sınırlı olacaktır, örneğin gürültüyü 50 Hz azaltır, ancak akım değişiklikleri için sonsuz ayar süresi gerektirmez. Bu örnekte kullanılabilir kapasitans 68 nF olacaktır.

Doğru akım devrelerinde voltajı ölçmek için manyetoelektrik voltmetreler, alternatif akım devrelerinde ise elektromanyetik ve elektrodinamik voltmetreler kullanılır. Küçük ölçerken değişken gerilimler doğrultucu ve elektronik milivoltmetreler kullanılır ve yüksek frekanslarda çoğunlukla elektronik olanlar kullanılır.

Kavramın anlamını doğru bir şekilde anlayabilmek için amplifikatörlerin ne olduğunu ve elektrik akımının ne olduğunu bilmeliyiz. Elektrik akımı hareketle oluşur elektrik ücretleri malzemede. Bu, iletken bir malzemeden birim zamanda geçen akışı yansıtan bir değerdir. Bu çerçevedeki amper, akımın yoğunluğunu ölçen birimdir.

Ampermetre kavramına dönersek, bu cihaz bir elektrik devresinde dolaşan akımı ölçer. Bir ampermetreyi bir elektrik devresine bağladığınızda dolaşımdaki akımın amper sayısını tespit edebilirsiniz. Ölçüm geçmeyi içerir elektrik akımı cihaz aracılığıyla. İç direnç ampermetre çok küçüktür, bu nedenle ölçüm sırasında voltaj düşüşü olmaz. Akımın bir açıklık olmadan ölçülmesi gerekiyorsa, belirli bir akımın ürettiği manyetik alanın yoğunluğunu dolaylı olarak belirleyen, kelepçe amperometrik metre olarak bilinen özel bir ampermetre sınıfı kullanılmalıdır.

Bir elektrik devresine çalışma voltajı uygulanırsa, elemanlarından belirli bir değerde bir akım akacaktır. Değeri, devrenin ayrı bölümlerinin direnç değeri ile belirlenir. Akımın mevcut değerini ölçmek için belirli bir alanda kullanılır özel cihazlar, denir.

Örneğin ele alalım. Bu cihazın nasıl çalıştığı sorusunu anlamadan önce sınıflandırmaları dikkate almak önemlidir.

Kabaca üç gruba ayrılabilecek çeşitli ampermetre türleri vardır: analog, dijital ve amperometrik cımbızlar. Önceki paragraflarda sunulan açıklama, analog olan eski ampermetrelerin temelinden başka bir şey değildir. Pek çok alanda olduğu gibi çok uzun zaman önce geliştirilmiş olmasına rağmen günümüzde hala kullanılmaktadır.

Analog ampermetreler, ölçüm sonucunu, okumada mevcut olan minimum ve maksimum arasında uygun noktaya yerleştirilen bir iğne ile sunar. Bu cihaz grubunda iki alt grup buluyoruz: elektromekanik ve termal ampermetreler.

Ampermetre türleri

  1. Manyetoelektrik. Bu tür cihazlar yalnızca doğru akım ölçümleri için uygundur. Yüksek hassasiyet ve düşük güç ile karakterize edilirler.
  2. Elektromanyetik. Cihazlar doğru ve alternatif akımları ölçmek için kullanılabilir. Dezavantajları ise düşük hassasiyet ve düşük doğruluktur.
  3. Elektrodinamik. Bu tip cihazlar dış manyetik alanlara karşı oldukça hassastır, dolayısıyla yüksek hassasiyetli ölçümler için kullanılmaları istenmez.
  4. Ferrodinamik. Bu cihazlar farklı artan stabilite dış manyetik alanlara karşı dayanıklıdır ve yüksek mukavemete sahiptir. Güvenlik alanında ve yüksek hassasiyetli ölçümlerin gerekli olduğu durumlarda yaygın olarak kullanılırlar.
  5. Dijital. Örneğin, hareketli mekanik parçaları yoktur, ancak mikroişlemcili bir platform temelinde çalışırlar; bu, geçen akım miktarını LCD'de görüntülenen dijital sinyallere dönüştürmenize olanak tanır.

Şekil 1 - Mekanik ampermetreler


Genel olarak konuşursak, elektromekanik ampermetrelerin elektrikli iletkenler arasında meydana gelen mekanik etkileşime dayandığı söylenebilir. manyetik alan ve akım veya iki akım arasında. Tasarımları nispeten basittir: biri hareketli, diğeri sabit, diğeri ise nihai değeri gösteren iki organa sahiptirler.

Bu tip ampermetre şüphesiz oldukça hantaldır, bu da parçalarında daha fazla aşınma ve yıpranmanın yanı sıra daha yüksek ölçüm olasılığına neden olur. Öte yandan hızlı bir şekilde diğer modellerden daha iyi performans gösterir ve sabit konumlarda okumak için kullanışlıdır. Bu grup manyetoelektrik, elektromanyetik, elektrodinamik ve ferromanyetik ampermetreleri içerir.

Şekil 2 - Dijital ampermetreler

Ampermetre tasarımı

Ampermetrenin nasıl çalıştığını anlamak için tasarımını düşünün (Şekil 3). Bu tip cihazlar, bobinin sarımına bir akımın uygulandığı, bu da etkileşime giren bir manyetik akının oluşmasına yol açan manyetoelektrik cihazlardır. kalıcı mıknatıs. Ölçüm sistemlerinde birkaç değişiklik vardır - bir durumda, ölçüm işaretçisi hareketli bir bobine bağlanır ve diğer durumda, işaretçiye bağlanan kalıcı bir mıknatıs hareketlidir. Ölçüm bobini, cihazın içinde veya dışında bulunan ve mevcut güç göstergelerinin alındığı bir şönte bağlanır.

Teknolojideki ilerlemeler sayesinde, benzerlerinden daha çok yönlü ve pratik olan bu tip ampermetre ortaya çıktı. Başlıca faydaları arasında aşınmanın azalması ve hata olasılığının önemli ölçüde azalması yer alır. İğneli bir panel yerine sonuçları görebileceğiniz bir ekran var.

Bu tip ampermetre aynı zamanda kelepçe veya kanca olarak da bilinir ve devreyi kesmeden veya açmadan yoğunluğun anında azaltılmasına olanak tanıdığı için çok kullanışlıdır. Çünkü hayır elektrik sargıları, yangın tehlikesi yoktur. Voltaj gibi volt cinsinden ölçülür.


Şekil 3 - Ampermetre tasarımı

Ampermetrenin çalışma prensibi

Değeri belirlenen ampermetrenin ölçüm sistemine akım uygulandığı anda cihazın bobininde bir manyetik alan oluşur. Kalıcı mıknatısın oluşturduğu alanla etkileşime girer ve bu da işaretçiyle birlikte dönen çerçevenin sapmasına neden olur (Şek. 4). Sapma açısı geçen akımla orantılıdır ve belirli bir kalibrasyonla cihazın ölçüm skalasındaki ok akımın mevcut değerini gösterecektir.

Dijital ampermetrelerde, akım değeri, akım sinyalini cihazın ekranında sayısal bir değer olarak görüntülenen bir dizi dijital koda dönüştüren özel analog-dijital dönüştürücüler aracılığıyla belirlenir.

Değeri ölçüm aralığının maksimum değerinden daha büyük olan akımı ölçmenin gerekli olduğu durumlar vardır. Bu durumda ampermetre şantının nasıl çalıştığını bilmek önemlidir. Şönt, değeri bilinen dirençli bir elemandır elektrik direnci ampermetreye paralel olarak bağlanır. Şönt, daha küçük çalışma aralığına sahip bir ampermetre ile ölçülmesi gereken akım miktarı için tasarlanmıştır.


Şekil 4 - Ampermetrenin çalışma prensibi

Bir ampermetre nasıl bağlanır

Ölçü aletlerini doğru kullanmak için ampermetre ve voltmetrenin nasıl çalıştığını bilmek kadar bunların nasıl bağlanacağını da bilmek önemlidir. Cihazdan veya içinden geçen akımı ölçmek için belirli kısım Elektrik devresinde ampermetrenin bu bölüme seri bağlanması gerekmektedir.


Şekil 5 - Bir ampermetreyi şönt yoluyla bağlama şeması

Pratik kullanım

Ampermetreler, çeşitli elektronik ekipmanların inşası, bakımı ve onarımı sürecinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir örnek olarak pratik uygulamaşarj cihazındaki ampermetreyi düşünebilirsiniz - aşağıda bu cihazın nasıl çalıştığını ele alacağız. Böyle bir türden şarj cihazı pilleri akımla şarj edin sabit değer değeri bir ampermetre kullanılarak görselleştirilir. Şarj işlemi sırasında akım gücü düşebilir ve ampermetre ile düzenleme ihtiyacını belirlemek mümkün olacaktır. Ampermetredeki akım 1-2 saat boyunca değişmiyorsa akü şarj edilmiş sayılır.

Bu, ampermetre gibi ölçüm cihazlarının pratik kullanımına ilişkin birçok örnekten sadece bir tanesidir.