Jak připojit ampérmetr: schémata pro různé typy sítí

Než zjistíte, jak připojit ampérmetr, musíte vědět, že zařízení musí mít malý odpor. To je nutné pro snížení napětí pro tento měřicí přístroj. V ideálním případě by samotné zařízení mělo mít nulu, ale v praxi je to nemožné.

Ampérmetr je zapojen do obvodu pouze sériově v závislosti na voltmetru, který má paralelní zapojení. Pokud to uděláte paralelně, proud bude procházet zkratovanou cestou, což poškodí samotné zařízení. V článku bude pojednáno o tom, jak správně zapojit toto měřící zařízení, a to ukáží i dvě videa a jedna laboratorní práce z elektrotechniky.

Rozdíly mezi zařízeními na stejnosměrný a střídavý proud

Ampérmetry jsou zařízení pro měření síly proudu a velikosti proudu. Tato zařízení jsou vždy zapojena sériově do obvodu, ve kterém se má měřit proud. Ampérmetry, na rozdíl od voltmetrů, mají po zapojení do obvodu extrémně nízký odpor, takže proces měření má minimální vliv na odečty. K měření proudových hodnot se tedy používají ampérmetry.

Instalace bočníku

Při měření významných proudů by pracovní cívkou přístroje protékal nepřijatelně velký proud, což by vyžadovalo zkomplikovat konstrukci, z tohoto důvodu, aby bylo možné bezpečně měřit velké proudy, se uchylují k posunu pracovní cívky; zařízení, takže samotnou cívkou teče nejen měřený proud, ale jen jeho malá část. Tzn., že měřený stejnosměrný proud se rozdělí na bočníkový proud a proud pracovní cívky měřicího zařízení, přičemž bočníkem prochází téměř celý proud měřeného obvodu.

Bočník se volí tak, aby poměr proudů v něm a v pracovní cívce byl 10 ku 1, 100 ku 1 nebo 1000 ku 1, to znamená, že poměr odporů bočníku a měřicího obvodu dosahuje přijatelného provozního režimu pro měřicí zařízení.

[stextbox pro měření malých proudů jsou odstupňovány v miliampérech a nazývají se miliampérmetry, existují i ​​mikroampérmetry.[/stextbox]

Pokud potřebujete měřit střídavý proud, a to i značný, jak se to dělá pomocí proudových kleští, pak se do obvodu přidá měřicí transformátor proudu. Proudový transformátor má sekundární vinutí o mnoha závitech, zatížené odporem, a primární vinutí je jeden závit drátu jednoduše protažený okénkem jádra proudového transformátoru. V podstatě se ukazuje, že ampérmetr je připojen k sekundárnímu vinutí proudového transformátoru.

Požadavky na parametry zařízení

Při výrobě proudového transformátoru pro střídavý ampérmetr se závity a rezistor sekundárního vinutí počítají tak, že pokud je naměřený proud 1000 ampér, pak by proud sekundárního vinutí nepřesáhl 0,5 ampéru. Stupnice přístroje je kalibrována na nejvyšší naměřený proud protékající měřeným vodičem, tedy na maximální proud primárního vinutí proudového transformátoru přístroje.

Střídavý ampérmetr není nikdy uveden do provozu s otevřeným sekundárním vinutím proudového transformátoru, protože v tomto případě indukované EMF jednoduše spálí zařízení a ampérmetr se stane nebezpečným pro personál.

Bude to zajímavé➡ Zařízení ampérmetru a jeho princip činnosti

Použití proudových transformátorů v ampérmetrech umožňuje bezpečné měření ve vysokonapěťových obvodech, protože sekundární vinutí, připojené přímo k měřicímu přístroji, je vždy spolehlivě izolováno. Často je pro větší bezpečnost tělo přístroje uzemněno, stejně jako sekundární vinutí měřicího transformátoru proudu, takže i v případě porušení izolace mezi vinutími zůstává personál v bezpečí.

Instalace spotřebiče

U většiny vozidel slouží ke sledování provozu elektrického napájení pouze kontrolka nabíjení, která nehlídá stav baterie, nabíjecí proud, napětí v palubní síti a navíc neumožňuje detekovat řadu závad v obvodech. Kompletní informace o provozu generátoru a baterie lze získat vybavením vozu ampérmetrem a voltmetrem.

Ampérmetr je obvykle připojen k přerušení vodiče vedoucího od generátoru k baterii. Například na vozech VAZ mezi svorkami „B+“ generátoru a „+“ baterie. Ampérmetr musí být připojen pomocí vodiče vhodného průřezu.

Například ampérmetr AP-111 musí být připojen vodičem o průřezu alespoň 20 kV, jinak se vodič zahřeje. Samotný ampérmetr se může během provozu také trochu zahřát, protože Uvnitř je nainstalovaný bočník, který při vysokém proudu také generuje teplo, ale nejedná se o závadu.

Voltmetr se připojuje mnohem snadněji, všude tam, kde je „+“. V souladu s tím je jeden kontakt připojen k tělu, druhý je pohodlněji připojen ke svorce spínače zapalování, kde se při zapnutí zapalování objeví „+“. Obrázek ukazuje typické schéma zapojení pro připojení ampérmetru a voltmetru.

Každý by měl znát pravidla, jak zapojit ampérmetr. Takových znalostí se často využívá například při sestavování zadání pro experimentální kola školních olympiád nebo laboratorních prací.

Začněme principem činnosti ampérmetru. Že měří proud, je zřejmé z jeho názvu. To se děje následujícím způsobem: elektrický proud pohybující se obvodem prochází také zařízením. Tím vzniká krouticí moment, který způsobí, že se dynamická (pohyblivá) část vychýlí pod určitým úhlem. Tato odchylka je přímo úměrná síle proudu. To se pak zobrazí vizuálně, například pohybem šipky nebo zobrazením čísla.

Připomeňme si pojmy paralelní a sériové připojení. Pokud potřebujete změřit sílu proudu na nějakém přijímači, tak se jeho hodnota musí shodovat s tím, co prochází ampérmetrem. To je specifické pro sériová připojení.

Způsob připojení však není jedinou důležitou podmínkou pro připojení ampérmetru. Neméně důležitý je odpor ampérmetru. Pokud se náhle ukáže, že je vyšší než odpor přijímače, při připojení zařízení se naruší systém provozu obvodu a změní se hodnota proudu působícího na přijímač. Při zapojování do mezery nezáleží na tom, zda připojíte „plus“ ke zdroji napájení nebo k zařízení. Hlavní věc je dělat to postupně, ne paralelně.

Existuje několik typů ampérmetrů. Mezi nimi jsou analogové a digitální. S jejich pomocí můžete měřit stejnosměrný i střídavý proud. Pro kterýkoli z nich však zůstávají pravidla pro připojení ampérmetru nezměněna.

Bude to zajímavé➡ Jak zapojit voltmetr do obvodu?

Jen je potřeba zkontrolovat, jaký proud konkrétní zařízení měří. To je indikováno na samotném zařízení. Pokud je proud stejnosměrný, je označen „=“, pokud je střídavý, je označen „~“. To musí být provedeno bez problémů, jinak ampérmetr nebude fungovat.

Navíc při práci s elektřinou musíte dodržovat bezpečnostní pravidla. Při kontaktu s holými dráty a neopatrné manipulaci hrozí ne elektrické popálení, ale spíše velmi nepříjemné pocity.

To platí zejména pro skutečné instalace, protože ve školní laboratoři je obvod zpravidla napájen baterií a proud není příliš vysoký. Charakteristickým znakem ampérmetru je tedy jeho sériové zapojení. To omezuje počet způsobů připojení ampérmetru.

Způsoby připojení ampérmetru

Hlavním rysem zařízení je, že musí mít nízký odpor. To je nezbytné pro zajištění mírného poklesu napětí na něm. Pro ideální měření musí mít zařízení nulový vnitřní odpor, ale to je nedosažitelné. Ampérmetr je na rozdíl od voltmetru zapojen do obvodu sériově.

Pokud jej připojíte paralelně ke zdroji energie, proud skutečně poteče zkratem a může poškodit zařízení. Schéma zapojení ampérmetru Schéma zapojení ampérmetru může být přímé nebo nepřímé. V přímém obvodu je zařízení přímo připojeno k obvodu mezi zdrojem energie a zátěží. Nepřímé schéma je implementováno dvěma způsoby:

Instalace bočníku paralelně s ampérmetrem, kdy téměř veškerý proud prochází bočníkem, který má nízký odpor, a jeho malá část dosáhne cívky zařízení. Vztah mezi proudy a odpory bočníku a zařízení: Ish/Ipr = Rpr/Rsh.

Pomocí kalibrovaných bočníků tak můžete rozšířit rozsah měřených proudů; Použití přístrojových transformátorů. Používá se k záznamu vysokých proudů na vysokonapěťových elektrických zařízeních. Proud ve silových obvodech je transformován transformátory na malé množství (obvykle 5 A).

Měřicí přístroje se připojují na svorky sekundárního vinutí. Důležité! Svorky sekundárního vinutí jsou vždy připojeny k rezistoru a provoz v otevřeném obvodu je zakázán, protože může být pod fázovým napětím silového obvodu.

Pořadí zapojení ampérmetru s bočníkem V elektrárnách se používají obvody s proudovými transformátory. Pro připojení ampérmetrů v nízkonapěťových obvodech amatérští elektrikáři zpravidla používají obvod s bočníky. Schéma zapojení pro ampérmetr s bočníkem Pořadí kroků pro sestavení obvodu:

• Mnoho ampérmetrů je vybaveno kalibrovanými bočníky. Je nutné znát přibližný rozsah měřicích proudů.
• Při znalosti proudu je vybrán vhodný bočník;
• Připojte bočník ke kontaktním svorkám ampérmetru;
• Vypněte napájení zařízení určeného k řízení proudu;
• Otevřete napájecí obvod a zapojte jej do série se zátěží (lampa, odpor atd.) k ampérmetru s připojeným bočníkem, přičemž je třeba vzít v úvahu polaritu zařízení (u analogových zařízení) a zdroje;
• Připojit napětí a číst data;
• Znovu vypněte zdroj napájení, odpojte ampérmetr a obnovte normální obvod;

Cena jedné divize zařízení je stanovena na základě aktuální hodnoty uvedené na bočníku. V multimetru jsou bočníky již zabudovány v zařízení. Stačí nastavit přepínač na požadovaný rozsah měření. To se provádí s odpojeným napájením.

Bude zajímavé➡ Co je to voltmetr

[textové pole ampérmetr je součástí obvodu pro určení nabíjecího proudu mezi nabíječkou a baterií, poté je „plus“ nabíječky připojen ke „plus“ ampérmetru a „mínus“ ampérmetru k „plus“ baterie. Připojení digitálního voltampérmetru[/stextbox]

Magnetoelektrické ampérmetry se používají pouze ve stejnosměrných obvodech. Cívka měřicího zařízení, spojená s ukazovátkem, se pohybuje v poli permanentního magnetu. Magnetické pole cívky, kterou prochází proud, interaguje s magnetickým polem permanentního magnetu a šipka se odchyluje v odpovídajícím úhlu v jednom nebo druhém směru.

Pokud takové zařízení připojíte k obvodu střídavého proudu a pokusíte se provést měření, nic z toho nebude, protože jehla bude jednoduše oscilovat s frekvencí proudu blízko nulové polohy a zařízení může shořet. Problém je vyřešen použitím usměrňovacího obvodu. Usměrňovací systém vám umožní měřit střídavý proud o frekvenci až 10 kHz za předpokladu, že tvar proudu je sinusový.

Analogové ampérmetry neztratily na popularitě dodnes. Nepotřebují bateriové napájení, napájení jim zajišťuje měřený obvod. Šipka jasně zobrazuje hodnoty. Ale ukazovací nástroje mají nevýhodu – jsou docela inertní.

Digitální ampérmetry obsahují analogově-digitální převodník a LCD displej jednoduše zobrazuje hotová čísla ukazující výsledek měření. Digitální přístroje postrádají setrvačnost, mají vysokou frekvenci vzorkování obvodu a nejmodernější drahé ampérmetry dokážou vyprodukovat až 1000 výsledků měření za jednu sekundu. Jedinou nevýhodou je, že takové zařízení potřebuje další zdroj energie.

Závěr

Na závěr poznamenáváme, že pokud nemáte po ruce ampérmetr pro měření střídavého proudu, ale máte stejnosměrný ampérmetr a potřebujete měřit střídavý proud tady a teď, pak usměrňovací obvod, který se jednoduše přidá do obvodu, pomoci vám a pomocí běžného proudu stejnosměrného ampérmetru bude možné měřit střídavý proud bez nutnosti použití proudového transformátoru.

Doufáme, že vám tento krátký článek pomohl pochopit rozdíl mezi stejnosměrným ampérmetrem a střídavým ampérmetrem a nyní můžete měřit i střídavý proud pomocí stejnosměrného ampérmetru, aniž byste museli kupovat klešťový metr. Pro měření velkých proudů jsou samozřejmě proudové kleště nepostradatelné, ale v amatérské praxi jsou někdy potřeba jednoduchá a praktická řešení.

Více podrobností o struktuře ampérmetru a způsobu použití je popsáno v materiálu Laboratorní práce elektrických měření. Pokud máte nějaké dotazy, můžete se jich zeptat v komentářích na webu. Můžete také klást otázky v naší skupině VK a dostávat podrobné odpovědi od profesionálů. Za tímto účelem vyzýváme čtenáře, aby se přihlásili k odběru a připojili se ke skupině.

Závěrem článku bych rád poděkoval zdrojům, ze kterých jsme při přípravě materiálu čerpali informace: