Ampermetrenin iç direnci. Ampermetre - ana özellikler, amaç. Bir ampermetre elektrik devresine nasıl bağlanır

DC zamanla yön değiştirmez. Bir el fenerinin veya radyonun pili, bir arabanın pili buna örnektir. Güç kaynağının olumlu damgasının nerede olduğunu ve nerede olumsuz olduğunu her zaman biliyoruz.

Alternatif akım belirli aralıklarla yön değiştiren bir akımdır. Bu akım, ona bir yük bağladığımızda çıkışımızdan akar. Pozitif ve negatif kutup yoktur, yalnızca faz ve sıfır vardır. Sıfırdaki voltaj potansiyel olarak toprak potansiyeline yakındır. Faz çıkışındaki potansiyel 50 Hz frekansla pozitiften negatife değişir, yani yük altındaki akım saniyede 50 kez yön değiştirecektir.

Bir salınım periyodu sırasında, akım sıfırdan maksimuma yükselir, sonra azalır ve sıfırdan geçer ve sonra ters işlem meydana gelir, ancak farklı bir işaretle.

Alma ve iletme alternatif akım DC'den çok daha kolay: Daha az enerji kaybı Transformatörler yardımıyla AC voltajını kolaylıkla değiştirebiliriz.

Yüksek gerilim iletimi aynı güç için daha az akım gerektirir. Bu daha incelikli argümanlara izin verir. İÇİNDE kaynak transformatörleri ters işlem kullanılır - kaynak akımını artırmak için voltajı düşürün.

Bir elektrik devresi için güç alıcısına seri bağlı bir ampermetre veya miliammetreyi açmak gerekir. Aynı zamanda, ölçüm cihazının tüketicinin çalışması üzerindeki etkisini dışlamak için, çok düşük bir iç dirence sahip olması gerekir, böylece pratikte sıfıra eşit alınabilir, böylece voltaj düşüşü cihaz ihmal edilebilir.

Bir ampermetrenin devreye dahil edilmesi her zaman yük ile seri halindedir. Bir ampermetreyi yüke paralel olarak, güç kaynağına paralel bağlarsanız, ampermetre basitçe yanacak veya kaynak yanacaktır, çünkü tüm akım ölçüm cihazının yetersiz direncinden akacaktır.

Devrelerdeki ölçümler için amaçlanan ampermetrelerin ölçüm sınırları doğru akım, ampermetreyi doğrudan yüke seri olarak ölçüm bobinine bağlayarak değil, ampermetrenin ölçüm bobinini şönt ile paralel bağlayarak genişletilebilir.

Bu nedenle, ölçülen akımın yalnızca küçük bir kısmı her zaman cihazın bobininden geçecek ve bunun ana kısmı devreye seri olarak bağlanan şöntten akacaktır. Yani cihaz aslında bilinen bir direncin şöntü boyunca voltaj düşüşünü ölçecek ve akım bu voltajla doğru orantılı olacaktır.

Pratikte ampermetre milivoltmetre gibi çalışacaktır. Ancak cihazın ölçeği amper cinsinden derecelendirildiğinden kullanıcı ölçülen akımın büyüklüğü hakkında bilgi alacaktır. Şönt katsayısı genellikle 10'un katı olarak seçilir.

50 ampere kadar olan akımlar için tasarlanan şöntler doğrudan cihaz kasalarına monte edilir, yüksek akımları ölçen şöntler ise uzaktan yapılır ve daha sonra cihaz problarla şönta bağlanır. Şönt ile kalıcı olarak çalıştırılması amaçlanan cihazlarda teraziler hemen derecelendirilir. belirli değerler akım, şönt katsayısı dikkate alınarak ve kullanıcının artık hiçbir şey hesaplamasına gerek kalmaz.

Şant harici ise, kalibre edilmiş bir şant durumunda, şunu gösterir: Anma akımı ve nominal voltaj: 45 mV, 75 mV, 100 mV, 150 mV. Akım ölçümleri için böyle bir şönt, okun maksimuma - tam ölçeğe - sapmasını sağlayacak şekilde seçilir. anma gerilimlerişant ve ölçüm cihazı aynı olmalıdır.

Belirli bir cihaz için bireysel bir şanttan bahsediyorsak, o zaman her şey elbette daha basittir. Doğruluk sınıflarına göre şantlar şu şekilde ayrılır: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 ve 0,5 - bu, yüzde kesirlerde izin verilen hatadır.

Şöntler, düşük sıcaklık direnç katsayısına sahip metallerden yapılmıştır ve önemli bir etkiye sahiptir. direnç: konstantan, nikelin, manganin, - böylece şöntten geçen akım onu ​​ısıttığında, bu durum cihazın okumalarına yansımayacaktır. Ölçümler sırasında sıcaklık faktörünü azaltmak için ampermetre bobinine aynı türden malzemeden yapılmış ilave bir direnç seri bağlanır.

Böylece devrenin iki noktası arasına, devreye paralel olarak, bu iki nokta arasına bir voltmetre bağlayın. Voltmetre her zaman alıcıya veya kaynağa paralel olarak bağlanır. Ve bağlı voltmetrenin devrenin çalışmasını etkilememesi, voltajda düşüşe neden olmaması, kayıplara neden olmaması için, voltmetreden geçen akımın ihmal edilebilmesi için yeterince yüksek bir iç dirence sahip olması gerekir.

Voltmetrenin ölçüm sınırlarını genişletmek için, çalışma sargısına seri olarak ek bir direnç bağlanır, böylece ölçülen voltajın yalnızca bir kısmı, direnciyle orantılı olarak doğrudan cihazın ölçüm sargısına düşecektir. Ve ne zaman bilinen değer Ek direncin direnci, bu devrede ölçülen toplam voltajın, üzerine sabitlenen voltajla kolayca belirlenmesini sağlar. Tüm klasik voltmetreler bu şekilde çalışır.

İlave direnç eklenmesi sonucunda ortaya çıkan katsayı, ölçülen voltajın, cihazın ölçüm bobinine düşen voltajın kaç katı kadar büyük olduğunu gösterecektir. Yani cihazın ölçüm limitleri ek direncin değerine bağlıdır.

Cihaza ek bir direnç yerleştirilmiştir. Sıcaklığın etkisini azaltmak için çevreölçümler için ek direnç, düşük sıcaklık direnç katsayısına sahip bir malzemeden yapılır. Ek direncin direnci cihazın direncinden kat kat fazla olduğundan cihazın ölçüm mekanizmasının direnci sıcaklığa bağlı değildir. Ek dirençlerin doğruluk sınıfları, şöntlerin doğruluk sınıflarına benzer şekilde ifade edilir - yüzde kesirlerle hatanın büyüklüğünü gösterirler.

Voltmetrelerin ölçüm sınırlarını daha da genişletmek için voltaj bölücüler kullanılır. Bu, ölçüm sırasında cihazın nominal değerine karşılık gelen bir gerilime sahip olması, yani ölçeğindeki sınırı aşmaması için yapılır. Bir voltaj bölücünün bölme faktörü, bölücünün giriş voltajının ölçülen çıkış voltajına oranıdır. Bölme faktörü, kullanılan voltmetrenin özelliklerine bağlı olarak 10, 100, 500 veya daha fazla olarak alınır. Voltmetrenin direnci de yüksekse ve kaynağın iç direnci küçükse bölücü büyük bir hata yaratmaz.

AC akım ölçümü

Alternatif akımın parametrelerini doğru bir şekilde ölçmek için bir cihaz transformatörü gereklidir. Ölçüm amacıyla kullanılan ölçüm transformatörü, transformatörün yüksek gerilim devresinden galvanik izolasyon sağlaması nedeniyle personele güvenlik de sağlar. Genel olarak güvenlik önlemleri, elektrikli ölçüm cihazlarının bu tür transformatörler olmadan bağlanmasını yasaklar.

Ölçü transformatörlerinin kullanılması, cihazların ölçüm sınırlarının genişletilmesine olanak tanır, yani alçak gerilim ve düşük akımlı cihazlar kullanılarak yüksek gerilim ve akımların ölçülmesi mümkün hale gelir. Yani enstrüman transformatörleri iki tiptir: gerilim transformatörleri ve akım transformatörleri.

Ölçme gerilim trafosu

Ölçmek alternatif akım voltajı gerilim transformatörü kullanın. Bu, birincil sargısı aralarında voltajın ölçülmesi gereken devredeki iki noktaya bağlanan ve ikincil sargısı doğrudan voltmetreye bağlanan iki sargılı bir düşürücü transformatördür. Diyagramlardaki ölçü transformatörleri sıradan transformatörler olarak gösterilmektedir.

Yüklü sekonder sargısı olmayan bir transformatör boş modda çalışır ve direnci yüksek olan bir voltmetre bağlıyken transformatör pratik olarak bu modda kalır ve bu nedenle ölçülen voltajın birincil sargıya uygulanan voltajla orantılı olduğu düşünülebilir. ikincil ve birincil sargılardaki sarım sayısının oranına eşit dönüşüm oranı dikkate alınarak.

Bu sayede yüksek voltaj ölçülebilirken, cihaza küçük bir güvenli voltaj uygulanacaktır. Ölçülen voltajı, ölçüm voltajı transformatörünün dönüşüm oranıyla çarpmak kalır.

Orijinal olarak gerilim transformatörleriyle çalışmak üzere tasarlanan voltmetreler, dönüşüm oranını dikkate alan bir ölçek derecesine sahiptir, daha sonra değiştirilen voltajın değeri, ek hesaplamalara gerek kalmadan ölçekte hemen görünür.

Cihazla çalışırken güvenliği arttırmak için, ölçüm transformatörünün izolasyonunun hasar görmesi durumunda, öncelikle transformatörün sekonder sargısının terminallerinden biri ve çerçevesi topraklanır.

Akım transformatörlerinin ölçülmesi

Ampermetreleri AC devrelere bağlamak için ölçüm akım transformatörleri kullanılır. Bunlar iki sargılı yükseltici transformatörlerdir. Birincil sargıölçülen devreye seri olarak bağlanır ve ikincil ampermetreye bağlanır. Ampermetre devresindeki direnç küçüktür ve akım trafosunun neredeyse kısa devre modunda çalıştığı ortaya çıkarken, primer ve sekonder sargılardaki akımların sekonderdeki sarım sayısı olarak birbiriyle ilişkili olduğunu varsayabiliriz. ve birincil sargılar.

Uygun bir dönüş oranı seçilerek önemli akımları ölçmek mümkün olurken, cihazdan her zaman yeterince küçük akımlar akacaktır. İkincil sargıda ölçülen akımı dönüşüm oranıyla çarpmak kalır. Akım trafoları ile birlikte sürekli çalışacak şekilde tasarlanan bu ampermetreler, dönüşüm oranını dikkate alan skala derecelerine sahip olup, ölçülen akımın değeri cihaz skalasında hesaplamalara gerek kalmadan rahatlıkla okunabilmektedir. Personelin güvenliğini arttırmak için öncelikle ölçüm akım trafosunun sekonder sargısının terminallerinden biri ve çerçevesi topraklanır.

Birçok uygulamada, manyetik devrenin ve sekonder sargının yalıtıldığı ve ölçülen akımın bulunduğu bir bakır baranın geçtiği pencereden geçiş kasasının içine yerleştirildiği, geçiş ölçüm akımı transformatörleri uygundur.

Böyle bir transformatörün sekonder sargısı asla açık bırakılmaz, çünkü manyetik devredeki manyetik akıdaki güçlü bir artış yalnızca onun tahrip olmasına yol açmakla kalmaz, aynı zamanda sekonder sargıdaki personel için tehlikeli bir EMF'ye de neden olabilir. Güvenli bir ölçüm gerçekleştirmek için sekonder sargı, voltajı ölçülen akımla orantılı olacak değeri bilinen bir dirençle şöntlenir.

Ölçüm transformatörleri iki tip hatayla karakterize edilir: açısal ve dönüşüm oranı. Birincisi primerin faz kayma açısının sapması ile ilgilidir ve ikincil sargılar 180°'den itibaren, bu da yanlış wattmetre okumalarına yol açar. Dönüşüm oranıyla ilgili hataya gelince, bu sapma doğruluk sınıfını gösterir: 0,2, 0,5, 1, vb. - nominal değerin yüzdesi olarak.

Ampermetre- bir devrede akan doğru veya alternatif akımın gücünü kaydetmek için tasarlanmış bir elektrikli ölçüm cihazıdır; akım ölçüm cihazı . Ampermetre, elektrik devresinin akımın ölçülmesi gereken bölümüne seri olarak bağlanır. Ölçtüğü akım devre elemanlarının direncine bağlı olduğundan ampermetrenin direnci mümkün olduğu kadar düşük (çok küçük) olmalıdır. Bu, akım ölçüm cihazının ölçülen devre üzerindeki etkisini azaltmayı ve doğruluklarını iyileştirmeyi mümkün kılar.

Cihazın skalası μA, mA, A ve kA olarak derecelendirilmiş olup, gerekli doğruluk ve ölçüm limitlerine bağlı olarak uygun cihaz seçilir. Devreye şöntlerin, akım trafolarının, manyetik yükselteçlerin dahil edilmesiyle ölçülen akım gücünde artış sağlanır. Bu, ölçülen akım değerinin sınırını artırmanıza olanak tanır.

Ampermetre bağlantı şemaları

Şekil - Ampermetrenin doğrudan bağlantı şeması

Şekil - Ampermetrenin bir şönt ve bir akım trafosu aracılığıyla dolaylı bağlantı şeması

Ampermetrelerin kapsamı

Akım ölçmeye yönelik aletler çeşitli alanlarda uygulama alanı bulmuştur. Elektrik ve termal enerjinin üretimi ve dağıtımı ile ilgili büyük işletmelerde aktif olarak kullanılmaktadırlar. Ayrıca aşağıdakilerde de kullanılırlar:

Elektrolaboratuvarlar;

Otomotiv;

kesin bilimler;

Yapı.

Ancak bu cihazı yalnızca orta ve büyük ölçekli işletmeler kullanmıyor: aynı zamanda aralarında da talep var. sıradan insanlar. Hemen hemen her deneyimli oto elektrikçinin cephaneliğinde, cihazların, araç bileşenlerinin vb. güç tüketimini ölçmenize olanak tanıyan benzer bir cihaz vardır.

Ampermetre türleri

Okuma cihazının türüne bağlı olarak ampermetreler aşağıdakilere sahip cihazlara ayrılır:

Ok işaretçisi ile;

Işık işaretçisi ile;

Yazı cihazı ile;

Elektronik aletler.

Eylem ilkesine göre ampermetreler ikiye ayrılır:

1. elektromanyetik- doğru, alternatif akım devrelerinde kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Tipik olarak 50 Hz frekanslı alternatif akıma sahip geleneksel elektrik tesisatlarında kullanılır.

2. Manyetoelektrik- Küçük doğru akım değerlerinin mevcut gücünü sabitlemek için tasarlanmıştır. Manyetoelektrikleri var ölçü aleti ve kademeli bölümlere sahip bir ölçek.

3. Termoelektrik cihazlar yüksek frekanslı devrelerdeki akım gücünü ölçmek için tasarlanmıştır. Bu tür cihazların bileşimi, bir termokuplun kaynaklandığı bir iletken şeklinde yapılmış bir manyetoelektrik mekanizma içerir. Kablolardan akan akım, bir termokupl tarafından tespit edilen ısınmaya neden olur. Ortaya çıkan radyasyon, etkisiyle çerçevenin akım gücüyle orantılı bir açı kadar sapmasına neden olur.

4. Ferrodinamik cihazlar - ferromanyetik bir malzemeden, bir çekirdekten ve sabit bir bobinden yapılmış kapalı bir manyetik devreden oluşur. Yüksek ölçüm doğruluğu, güvenilir tasarım ve elektromanyetik alanlara karşı düşük hassasiyet ile karakterize edilirler.

5. Elektrodinamik cihazlar, yüksek frekanslı DC / AC devrelerdeki (200 Hz'e kadar) akımın büyüklüğünü ölçmek için tasarlanmıştır. Aşırı yüklere ve harici elektromanyetik alanlara karşı hassastırlar. Ancak yüksek ölçüm doğruluğundan dolayı olarak kullanılırlar. kontrol araçları Akım ampermetrelerinin doğrulanması için.

6. Dijital ampermetreler - modern model Analog cihazların avantajlarını birleştiren cihazlar. Bugün bu tür cihazlar lider konumdadır. Bunun nedeni kullanım kolaylığı, kullanım kolaylığı, küçük boy ve elde edilen ölçüm sonuçlarının yüksek doğruluğu. Ayrıca dijital cihazlar çeşitli koşullarda kullanılabilir: sarsıntıdan, titreşimden ve diğer etkilerden korkmaz.

Birkaç ampermetre düşünün farklı üreticiler ve farklı türleri:

1. Ampermetreler Am-2 DigiTOP

Özellikler:

Giriş sayısı 1

Ölçülen alternatif akım 1 ... 50 A

Ölçüm hatası %1

Ekran çözünürlüğü 0,1 A

- besleme gerilimi -100...-400 V, 50 (+1) Hz boyutlar 90x51x64mm

Elektrikli ev aletlerinin performansı ve dayanıklılığı, alınan elektriğin kalitesine bağlıdır. Genellikle başarısızlığa elektronik Mühendisliği buzdolapları, televizyonlar veya çamaşır makineleri, voltajın izin verilen sınırların üzerine çıkmasına neden olur. En tehlikeli olanı, voltajın izin verilen işaretin üzerinde uzun süreli bir artış olmasıdır. Aynı zamanda elektronik ekipmanın güç kaynakları arızalanır, elektrik motorlarının sargıları aşırı ısınır ve sıklıkla yangın meydana gelir.

2. laboratuvar ampermetresi E537

Bu cihaz (ampermetre E537) aşağıdakiler için tasarlanmıştır: doğru ölçüm AC ve DC devrelerindeki akım gücü.

Doğruluk sınıfı 0,5.

Ölçüm aralıkları 0,5 / 1 A;

Ağırlık 1,2 kg.

Ampermetre E537'nin teknik özellikleri:

Ölçüm aralığı bitiş değeri 0,5 A/1 A

Doğruluk sınıfı 0,5

Normal frekans aralığı (Hz) 45 - 100 Hz

Çalışma frekansı aralığı (Hz) 100 - 1500 Hz

Boyutlar 140 x 195 x 105 mm

Temel model ampermetre dijital cihazı, ölçülen akım parametrelerinin temel değerine bağlı olarak çeşitli standart modifikasyonlarda mevcuttur. Bu dijital ampermetre modelini sipariş ederken lütfen ne ile birlikte olduğunu belirtin. temel parametreçalışmanız gereken akım: 1 A, 2 A veya 5 A.

Ölçülen akımın temel parametreleri In-1 Amper (CA3020-1), 2 Amper (CA3020-2) veya 5 Amper (CA3020-5);

Ölçülen akımların sınırları 0,01 In'den 1,5 In'e kadardır;

45 ila 850 Hertz arasında ölçülen akımlar için frekans aralığı;

İzin verilen temel mevcut hatanın sınırları ± %0,2 ila optimum değerölçülen akım gücünün parametreleri;

besleme voltajı - AC voltajı (85-260) Volt ve frekans (47-65) Hertz veya doğrudan voltaj (120 - 300) Volt;

Cihazın tükettiği güç 4 VA'dan fazla değil;

Boyutsal boyutlar 144x72x190 mm;

Ağırlık 0,55 kg'dan fazla değil;

3020 serisi ampermetrelerin ölçüm devresi tarafından tüketilen güç aşağıdakileri aşmaz: СА3020-1 - 0,12 VA için; SA3020-2 - 0,25 VA için; SA3020-5 - 0,6 VA için.