Kako spojiti ampermetar? Dijagrami povezivanja. Kako je uključen u istosmjerni krug i kroz strujni transformator?

Ampermetar je uređaj koji nadopunjuje voltmetar. Koristi se tamo gdje nije moguće instalirati punopravni vatmetar ili koristiti multimetar. Njegova je svrha olakšati održavanje i popravak električnih instalacija pod stalnim opterećenjem, na vrijeme prepoznati nadolazeće kvarove i poduzeti brze mjere za njihovo uklanjanje. Na primjer, ampermetar vam omogućuje da procijenite stanje baterije u automobilu i predvidite kada će istrošenu bateriju trebati zamijeniti novom.

Uređaj

Za biranje ampermetara osnova uređaja je jednostavan elektromagnetski (ili drugi tip) galvanometar ili električna mjerna glava.

Elektromagnetski ampermetar

Sam galvanometar djeluje poput križanja između milivoltmetra i mikroampermetra. Nemoguće ga je uključiti u krug bez otpora opterećenja i prigušnice - namot svitka nije predviđen za značajnu jačinu struje, koja je potrebna električnim instalacijama i potrošačima povezanim s njima: s velikim stupnjem vjerojatnosti, njegov namot će izgorjeti. Analogni galvanometar konstruiran je kako slijedi. Zavojnica se okreće u polju trajnih magneta, kroz koji počinje teći struja u trenutku kada je uređaj spojen. Stvarajući vlastito magnetsko polje, zavojnica se okreće pod određenim kutom - proporcionalno struji koja je kroz nju prošla. A prisilno se okreće zakretnim momentom generiranim interakcijom polja trajnog magneta i polja zavojnice.

Zajedno s zavojnicom, strelica, kruto pričvršćena na nju, također se okreće. Cijela je ova struktura učvršćena na fiksnoj osi smještenoj u središtu magnetskog raspora. Ravna opruga, pričvršćena na jednom kraju na krutu podlogu (okvir) uređaja, a drugi na os strelice, kada se galvanometar isključi iz električnog kruga, vraća strelicu u prvobitni položaj.

Osim povratne opruge, na protuuteži strelice nalazi se i vaga - metalna nit izrađena od mekanog i dovoljno elastičnog metala (na primjer, platine), koja uravnotežuje strelicu i sprječava njezin dodir da dodiruje vagu - aluminijska ploča s graduiranim pregradama, pričvršćena kao ravni okvir na prednjoj strani unutrašnjosti galvanometar. U nekim slučajevima, kako se ne bi potrošila skupa platina, kap neke legure koja se malo topi (točno u miligramima ili u stotinama mikrograma) zalemljena je na protuuteg strelice . Ako se poluga ravnoteže pokvari, rezultati mjerenja bit će netočni i isprekidani ili ih uopće neće biti. Pravila za rukovanje galvanometrijskim ampermetrom strogo zabranjuju bacanje, izlažući ga jakim vibracijama i jakim udarcima - mjerne se glave vrlo lako lome.

Napokon, brojčanik ima ravni vijak koji malo pomiče oprugu strelice u oba smjera . Okretanjem ovog vijka strelica ne mora biti strogo na nuli skale, već na točki blizu nule. Za koliko će se podjela prekršiti nula - za isti iznos ampermetar će "ležati" uzimajući očitanje izmjerene struje. Proizvođač, nakon ispitivanja galvanometra, neovisno kalibrira nulu - na skali. Korisnik će sam podesiti točnost nule okom pomoću ravnog odvijača - kad utvrdi da je nula pokazivača izgubljena i da se ne podudara s ljestvicom jedan.

Nosači izrađeni od žice s gumenim brtvama, smješteni na krajevima vage , drže strelicu blizu nule i maksimalnog položaja kada se galvanometar "prevrne" ili je spojen "unatrag". Sprječavaju uvijanje opruge, a kraj strelice da ne udari u rubove vidnog mjernog polja, ako se pokaže da je izmjereni parametar, zbog nepažnje korisnika, nekoliko puta veći od stvarnog koji je sam uređaj sposoban prikazati.

Magnetoelektrična

Drži konstantnu struju malih vrijednosti. Mjerna glava je magnetoelektrični sustav sa skalom koja sadrži određenu gradaciju.

Termoelektrični

Dizajniran za krugove brze izmjenične struje s frekvencijom od stotina i tisuća herca. Osnova takvog ampermetra je magnetoelektrična glava. Sastoji se od dijela vodiča na koji je spojen termoelement. Struja koja zagrijava vodič stvara toplinu koju zahvata termoelement. Toplinsko zračenje odbija okvir strelicom za izračunati kut koji linearno ovisi o vrijednosti propusne struje.

Elektrodinamički

Njegova je svrha mjerenje struje u električnim instalacijama koje se brzo mijenjaju i rade na povećanoj frekvenciji (do 200 Hz). Za elektrodinamičke ampermetre prikladna je prostorija ili odjeljak u kojem nepotrebna elektromagnetska polja u potpunosti nedostaju. Međutim, oni su vrlo precizni i koriste se za redovitu provjeru svih ostalih vrsta brojila.

Ferrodinamički

Okvir ferrodinamičkog brojila izrađen je od feromagneta, željezne jezgre i statičke zavojnice. Ima inherentnu klasu točnosti za elektrodinamički ampermetar, ali je neosjetljiv na elektromagnetske smetnje (parazitska polja).

Digitalni

Digitalni ampermetar (idealno multimetar) nema galvanometrijsku mjernu glavu. Umjesto galvanometra koristi se čitav sustav: senzori za struju koja se dovodi na mjerenje, ADC, procesor s ROM-om i memorijom slučajnog pristupa, zaslon s kontrolerom za izlaz vrijednosti očitanja. Za snimanje očitanja na vanjski medij može se priključiti microUSB priključak ili Wi-Fi / Bluetooth radio modul - to vam omogućuje povezivanje ampermetra ili multimetra s računalom, pametnim telefonom ili tabletom i korištenje posebne aplikacije za rad s njim.

Shematski dijagram ampermetra

U najjednostavnijem ampermetru, dizajniranom za jedan mjerni opseg - na primjer, 0 ... 10 A - paralelno s galvanometrom spojen je šant. Ovo je otpor niskog otpora otpora od 0,01 ... 1 Ohm. Grubi se izračun vrši prema Ohmovu zakonu - struja je jednaka količniku podjele EMF (napona) mreže napajanja (kruga) vrijednošću otpora.

Dijagrami povezivanja

Imajući predodžbu o otporu šanta ampermetra, već znate kako ga pravilno spojiti.

Uključivanje u lanac

Uređaj je uvijek povezan u seriju, a ne paralelno s opterećenjem. Ako se usudite paralelno spojiti uređaj, pregorit će osigurač i uređaj će se isključiti. Pri struji od nekoliko ampera izgaraju zavojnica i šantov galvanometra. Izgorjeli vrh strelice nije moguće obnoviti. Prvo isključite energiju iz linije. Uz niski EMF - do 12 V - napajanje se može osloboditi bez isključivanja. Spojite ampermetar na prekidni krug. Pazite da trenutni kapacitet ampermetra (na primjer, uređaj je dizajniran za 10 A), ukupno strujno opterećenje ne prelazi granicu mjerenja za koju je ampermetar dizajniran. Ako uređaj nije "dvostrani" (na primjer, -10 i +10 A s nulom u sredini), promatrajte polaritet. Nakon uključivanja pokazat će koliko ampera na sat troši vaš električni uređaj ili električni krug.

Nijanse kod spajanja ampermetra na automobil

Za automobil se koristi "dvostrani" ampermetar, u kojem nula nije na početku, već na sredini ljestvice. "Minusna" struja (negativno očitanje uređaja) je struja koju troši elektronika automobila. "Pozitivno" - kada struja teče u suprotnom smjeru - struja punjenja koja dolazi iz oscilatora. Na isti način, ampermetri su povezani i rade u posebnoj opremi (autodizalica, traktor, bager itd.).

Tvornička oprema za većinu stranih automobila već osigurava shunt i ampermetar kalibrirane u istoj tvornici automobila, koji su serijski povezani s baterijom pozitivnom žicom. Ako se strelica nakon uspješnog starta automobila smanji s ljestvice i ne vrati u nulti položaj - baterija je oštećena i mora se zamijeniti novom.

Instalacija šanta

Otpor ranžiranja jednak je vanjskom otporu priključenog opterećenja (na primjer, snažna svjetiljka ili prednje svjetlo), pomnoženo s omjerom struje koja prolazi kroz sam ampermetar i razlikom između ukupne struje u krugu i struje samog ampermetra. Struja koja prolazi kroz ranžirni otpor mnogo je puta veća od struje koja prolazi kroz namot galvanometra. Suprotno vrijedi za otpor galvanometra i šanta.

U najjednostavnijem slučaju, šant je kratka zavojnica ili traka od debele bakrene, čelične ili aluminijske žice. Na njegove zaključke povezan je galvanometar. To je poput "gromobrana" za velike struje, koji omogućuje da zavojnica uređaja ostane netaknuta i sigurna - možda deset tisućinki struje koju će sam prolaz proći kroz nju. U praksi će se galvanometar pretvoriti u milivoltmetar - on osjeti samo onaj mali pad napona na traci ili ranžirnom otporu. Vrijednost ranžiranja višestruka je od 10 jedinica.

Korištenje transformatora

Za mjerenje jednosmjernih struja ili niskih izmjeničnih napona može se koristiti jedan shunt. Ako govorimo o mjerenju izmjenične struje s velikim potencijalom, tada, uz ispravljački diodni most, uređaj zahtijeva i strujne mjerne transformatore. Znajući koliki je napon u električnom krugu (na primjer, 1 kV), možete koristiti transformator za povišenje napona. Njegov primarni namot, koji ima mali otpor, namotan debelom žicom, povezan je u seriju s mrežom za napajanje (u svom prekidu). Sekundar, koji generira visoki EMF, spojen je na ampermetar. Zbog malog otpora samog uređaja, transformator prelazi u način kratkog spoja, odnosno maksimalno je opterećen.

Ako ste pravilno odabrali omjer zavoja oba namota, imat ćete priliku, uz malu struju koja prolazi kroz sam uređaj, izmjeriti struju velikih vrijednosti u vanjskom krugu. Da biste dobili vrijednost struje koja teče kroz primarni namot, pomnožite izmjerenu vrijednost s faktorom transformacije. U ampermetrima, gdje je strujni transformator trajno ugrađen i nije odvojen nakon završetka mjerenja, već ostaje u uređaju, skala je već optimalno kalibrirana. Tako da nitko od osoblja slučajno ne strada pod naponom struje, jedan od priključaka sekundarnog namota i magnetski krug (ploče) transformatora je uzemljen.

Sekundarni namot i magnetski krug izolirani su odvojeno. Postavljaju se unutar čahure, kroz čiji kanal prolazi prolaz sa strujom izmjerenom u krugu. Takvi se strujni transformatori nazivaju čahura.

Nemoguće je otvoriti sekundarni namot strujnog transformatora odvajajući ampermetar od njega. Ako se to dogodi, nagli porast magnetskog toka u magnetskom krugu automatski postaje izvor vrlo opasnog za život napona "mjerača" od stotina ili čak tisuća volti. Povezivanje niskog omskog otpora paralelno s ampermetrom (ili šantom) smanjit će ovaj napon, što će omogućiti mjerenje njegovog ostatka ampermetrom - procjenjuje se kao struja koja prolazi kroz krug uređaja.

Mjerni strujni transformatori imaju vlastitu pogrešku - u smislu faznog kuta struja i omjera transformacije. U prvom se slučaju razmatra fazni pomak (rotacija) iz položaja od 180 stupnjeva, što uzrokuje značajnu pogrešku u očitanjima vatmetra uključenog u isti krug. Klasa točnosti transformirajućim faktorom procjenjuje se gubicima od nominalnih - 0,02 ... 1 i više.

Trenutna primjena stezaljke

Manevri od 50 ampera ne strše izvan kućišta instrumenta. Ali ako govorimo o struji većoj od 50 A, koriste se takozvani krokodili koji nose struju ili strujne stezaljke. U drugoj varijanti nije kalibriran sam galvanometar, već šant. Paralelno se uključuje milivoltmetar s naponom od 45-150 milivolta. Cilj je osigurati odstupanje igle instrumenta na udaljenosti ne većoj od cijele skale.

Određivanje istosmjerne i izmjenične struje

Za istosmjernu struju nisu potrebni posebni krugovi - postoji miliampermetar, snažni ranžir s otporom u stoti i tisućinki Ohma. Povezani su paralelno jedni s drugima - a cijela instalacija smještena je u otvoreni krug. Za izmjeničnu struju potrebna je metoda s strujnim transformatorom povezanim prema gornjoj shemi. Kako strelica ne bi fluktuirala oko nule skale s frekvencijom od 50 ili više herca, koristi se diodni ispravljač. Ovo je jedna dioda ili diodni most. Napon diode mora biti dovoljno visok. Tako ćete izbjeći električni kvar i naknadni kvar uređaja.

Razmjera gradacije

Gradacija skale galvanometra (a ne gotovog ampermetra) je uvjetna - ovisi o sljedećim parametrima:

  • težina strelice i zavojnice s caklinskom žicom koja je nosi duž sebe;
  • jačina magneta (ili zavojnice statora za magnetiziranje, ako nije ugrađen trajni feritni magnet);
  • krutost povratne opruge;
  • jasnoća strelice balansera.

Ovisno o tome koji je uređaj sastavljen na osnovi galvanometra - ampermetar, voltmetar ili ohmmetar - kalibracija se izvodi prema skretnicama i shematskom dijagramu uređaja.

Na primjer, za kalibriranje uređaja na 15 volti (napon generatora automobila) do 15 ampera, šant mora imati otpor od 1 ohma. Ako je struja punjenja velika - za 75 A, tada je instaliran snažni ranžirni element od 0,2 Ohma. Korekcija otpora namota galvanometra u ovom će slučaju biti vrlo mala - sama je najmanje stotine puta veća od one na manuelnom spoju, a pogreška takvog ampermetra bit će 0,2% ili manje. Točan izračun može se izvršiti prema gornjoj formuli, uzimajući u obzir otpor namota galvanometra. Ako govorimo o velikim strujama, nije ništa manje logično uključiti osigurač ili automatski osigurač u prekid strujnog kruga u seriju s ampermetrom - u slučaju da se uređaj isključi.

Za informacije o tome kako pravilno spojiti ampermetar, pogledajte sljedeći videozapis.