Setzenergo.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Цепь подключения амперметра для измерения тока в лампе

Измерение силы тока амперметром и его схема включения

Единицей измерения силы тока считается «Ампер», он получил такое название в честь известного физика Андре Ампера. Сила тока в проводнике равная один ампер эквивалентна проходящему заряд в один кулон за единицу времени. Или все свободные электроны прошедшие за одну секунду через поперечное сечение проводника в сумме эквивалентны заряду в один Кулон . Так как заряд одного электрона равен 1.6×10 -19 , то можно легко вычислить, сколько свободных электронов в одном Кулоне.

Амперметр – это измерительное устройство предназначенное для измерения силы тока в цепи с протекающим током . Любой из них предназначен для измерения токов фиксированной величины.

Кроме амперметра, бывают измерительные приборы заточенные под измерение токовой силы меньших номиналов, их называю миллиамперметрами и микроамперметрами. Так же, как и вольтметры, современные амперметры бывают цифровыми и стрелочными.

На принципиальных схемах амперметры обозначаются кружком и буквой внутри: А, мА (миллиамперметр) и мкА (микроамперметр). Рядом с условным обозначением прибора указывается его порядковый номер в схеме и буквенное обозначение «PА». Например. Если таких приборов в схеме будет два или более, то около первого пишут «PА1», а у второго «PА2» и т.п.

Схема включения амперметра

Для измерения силы тока амперметр включается непосредственно в схему последовательно с нагрузкой, то есть в разрыв цепи. Таким образом, на весь период времени измерения амперметр является еще одним элементом схемы, через который следует ток, но при этом, в работе схемы это измерительное устройство никакого влияния не оказывает. На рисунке ниже показана схема включения миллиамперметра в питающую цепь лампы накаливания.

Не забывайте, что амперметры бывают на разные диапазоны измерений, и если при измерении выбрать меньший диапазон по отношению к измеряемой величине, то амперметр может и перегореть. Допустим, у миллиамперметра диапазон измерений 0-300 мА, значит, это электрическую величину следует измерять только в этих пределах, так как при измерении значений свыше 300 мА прибор выйдет из строя.

Главное всегда помнить, что Амперметр включается в схему последовательно и всегда в разрыв цепи. Если требуется измерить силу больше максимального измеряемого уровня, то необходимо использовать схему включения амперметра через шунт или токовый трансформатор.

Измерение силы тока с помощью амперметра

Измерение силы тока мультиметром видео руководство

Упрощенная схема для измерения силы тока выглядит вот так:

Из схемы хорошо видно, что это измерительное устройство мы должны подсоединять последовательно нагрузке, в разрыв цепи. Итак перейдем к практике, в первом примере нам требуется измерить силу постоянного тока до 200 мА, поэтому нужно поставить щупы такого мультиметра в определенные клеммы и переключить его в нужный диапазон

Для измерения силу тока (постоянного или переменного) в диапазоне до 20 Ампер, необходимо не только переставить щуп в другую клемму мультиметра, но и переключатель переводится на диапазон «10А»

И еще совет. Возьмите за правило при измерение силы тока: когда закончите работать на пределе «10А» сразу же переставляйте плюсовой (красного цвета) щуп на свое основное место. Этим вы сбережете нервы себе и сохраните в рабочем состоянии щупы или мультиметр.

Ну вот, в принципе и все, что хотел сказать об теории и практики измерения тока мультиметром. Главное всегда помните, что при измерении напряжения вольтметр следует подключать параллельно нагрузке или источнику питания, а при измерении силы тока прибор включается в разрыв электрической цепи и через него идет ток.

Аналоговые или стрелочные амперметры (смотри рисунок ниже). Они обладают магнитоэлектрической системой, состоящей из катушки с тонкой проволокой, которая перемещается между полюсами постоянного магнита. Как только через катушку потечет ток, она переместиться под действием вращающего момента, величина которого пропорциональна протекающему току. Повороту катушки оказывает сопротивление специальная пружина с упругим моментом пропорциональным углу закручивания. При равновесии эти моменты равны, а стрелка покажет значение, пропорциональное идущему через нее току. Для увеличения пределов измерения, параллельно амперметру подключают шунтирующий резистор заданной величины, рассчитанной заранее по определенным формулам.

Любой амперметр при измерениях должен быть включен в разрыв цепи, поэтому его внутреннее сопротивление протекающему току минимально. Поэтому, сопротивление между его измерительными щупами должно быть очень низким. Иначе, для схемы амперметр будет аналогичен сопротивлению. А чем оно выше, тем меньший ток через него следует. Но не стоит заморачиваться, ведь любая измерительная техника разрабатывается с учетом этих и некоторых других особенностей.

Плюсами аналоговых амперметров: им не требуется отдельное питание для выдачи показаний, так как они используют ток замеряемой цепи, они достаточно удобны при выводе информации. На многих моделях присутствует подстроечный винт корректировки для повышения точности измерения. Но без недостатков тоже не обходится, во первых большая инертность, то есть для отклонения стрелки требуется какое-то время. Хоть он почти и незаметен, но он все-таки имеет место быть.

Цифровые амперметры состоят из аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и преобразует протекающий ток в цифровые коды, который потом выводяться на ЖК-экране.

Цифровые амперметры лишены инертности свойственной аналоговым приборам, и выдача результатов зависит только от частоты процессора. В дорогих цифровых приборах он может выдать до 1000 и выше результатов измерений в секунду. Кроме того цифровые приборы изготавливаются меньших размеров, что очень критично в современной технике. Минусы тоже конечно присутствуют – им необходим автономный источник питания, обычно это батарейка.

Амперметры различают для измерения постоянного и переменного тока. Если у вас вдруг нет прибора, для фиксации результатов переменного тока можно использовать схему стандартного выпрямителя и типовой измеритель постоянного тока, а еще лучше приобрести мультиметр.

Как и любой измерительный прибор, амперметр можно сделать свои руками, не веришь смотри это прикольное видео, которое поможет вам измерить силу тока, если вы окажитесь попаданцем в глубоком прошлом или отсталом параллельном мире.

Радиолюбители Ардуинщики могут собрать более точную в измерительном плане схему и на типовой плате Arduino:

Предлагаю для повторения простенький проект амперметра, который способен измерять неизвестное текущее значение постоянного тока. При этом его величина отображается на LCD-дисплее 16×2.

Для самоделки была использована плата Arduino pro mini. Концепция работы схемы, состоит в применении АЦП для считывания напряжение, которое в последствии делится на значение сопротивления резистора, через который протекает ток, чтобы получить искомую величину. Резистор в данном случае представляет собой обычный шунт, т.к включен в схему так, чтобы через него протекал ток в схеме, а измерительными выводами он подключается параллельно плате Ардуино для считывания напряжения. На каждом терминале, подсоединенном к определенной линии АЦП,имеется напряжение в интервале от 0 до 5 В, и разность напряжений этих двух терминалов и будет пропорциональна токовому значению, идущему через шунт. Схема подключения шунта показана на рисунке ниже.

Читать еще:  Какие нужны выключатели с подсветкой для светодиодных ламп

В соответствии с законом Ома ток вычислить очень просто:

В данном самодельном амперметре надо правильно выбрать сопротивления шунта Амперметра. Оно должно быть таким, чтобы не оказывать сильного влияния на работу нагрузки. Использование высокого номинала сопротивления приведет к тому, что падение напряжения на резисторе будет слишком высоким, что не обеспечит нагрузку достаточным токовым уровнем. Использование же слишком малого значения сопротивления не позволит АЦП правильно считать. Для выбора шунта можно использовать упрощенное правило: R > Vр / I. Где Vр пнапряжение разрешения АЦП, то есть минимальное напряжение, которое способен различить аналогово-цифровой преобразователь. В нашем случае оно составляет 4.88 мВ. Тогда, например, если минимальное значение для измерения составляет 0.5 мА, то получим: R > 4.88 мВ / 0.5 мА > 9.76. Поэтому шунт амперметра на ардуино будет сопротивлением 10 Ом.

Схема такого измерительного устройства на Arduino показана ниже.

Код программы (скетч) можно посмотреть тут:

Измерение тока без разрыва проверяемой цепи

Умение измерять ток в контролируемой цепи без ее разрыва приобретает особое значение при пусконаладочных работах, сопряженных с большим количеством различных измерений. При этом исключается ряд нежелательных явлений, связанных с разрывом контролируемой цепи под нагрузкой, и ошибки при восстановлении контролируемой цепи после выполнения соответствующих измерений. Для измерения тока без разрыва контролируемой цепи применяют косвенные методы и специальные устройства.

При определении тока в контролируемой цепи без ее разрыва широко используют метод измерения напряжения на известном резисторе R1, включенном в эту цепь. Например, ток в анодной цепи электронной лампы YL определяют по падению напряжения Uк на резисторе R1 в цепи катода этой лампы (сопротивление смещения): Iа=Uк/R1.

Если R1=800 Ом, а вольтметр показал напряжение Uк=2 В, то анодный ток Iа =2:800=0,0025 А. Измерение напряжения на таком резисторе (800 Ом) не составляет каких-либо трудностей.

Схема измерения тока анодной цепи электронной лампы

Таким же методом определить ток, проходящий по шине из алюми-ния, сечение которой q = 100х10 = 1000 мм2 или 1х10 -3 м2. Сопротивление участка шины длиной l можно определить по формуле r = rl / q. Удельное сопротивление алюминия r = 0,03х10 -6 Омхм.

Измерив падение напряжения на указанном участке шины, нетрудно определить ток, проходящий по ней. Если, например, напряжение на участке шины длиной 1 м равно 0,003 В, сопротивление 1 м шины указанного сечения — 0,00003 Ом, а ток, проходящий по этой шине, — 100 А.

Принято замерять падение напряжения на выходах трансформаторов тока при проверке вторичных цепей под нагрузкой. Обычно известно сопротивление (полное) токовых цепей, поэтому, замерив падение напряжений, можно определить ток в этих цепях, а, кроме того, убедиться в исправности их.

Электропромышленностью выпускается ряд устройств, позволяющих вводить в контролируемые цепи измерительные приборы, не нарушая их целости. К ним относят испытательные зажимы и блоки, токоизмерительные клещи и др.

Использование испытательных зажимов

Испытательный зажим состоит из двух металлических пластин 2 и 6, контактных винтов (1 и 7 — для подключения проверяемых цепей, 3 и 5 — для подключения измерительных приборов и 4 — замыкания между собой пластин 2 и 6). Если требуется включить в контролируемую цепь амперметр РА4, его сначала подсоединяют к пластинам 2 и 6 винтами 3 и 5, а затем вывертывают винт 4.

Цепь при подключении амперметра разрываться не будет (до подключения она замкнута контактным винтом 4, после подключения обмотка амперметра образует дополнительную цепь, параллельную контактному винту 4, и когда его вывертывают, ток не прерывается, а проходит через обмотку амперметра).

После измерения тока в указанной цепи ввертывают контактный винт 4, шунтируя тем самым обмотку амперметра. Если затем отключают амперметр, ток не прерывается, поскольку может проходить через контактный винт 4.

Испытательный зажим (а) и подключение к нему амперметра (б)

Испытательные блоки обычно монтируют на панелях релейной защиты и автоматики для подведения к соответствующим приборам цепей от измерительных трансформаторов тока.

Каждый испытательный блок состоит из основания 4 с главными контактами 2 и 7, предварительными контактами 3 и короткозамыкателем 1, крышки 6 с контактной пластиной 5 и контрольного штепселя 12 с контактами 8 и 9 и зажимами 10 и 11 для подключения измерительных приборов.

Нетрудно убедиться, что контролируемая цепь на участке между контактными винтами испытательного блока остается замкнутой как при вставленной крышке и контрольном штепселе, так и при замене одного другим. При вставленной крышке 6 ток может проходить от контактного винта через главный контакт 2 основания 4, контактную пластину 5 крышки 6, главный контакт 7 основания 4 к контактному винту. При вынутой крышке 6 ток может проходить от контактного винта через главный контакт 2 основания 4, короткозамыкатель 1, главный контакт 7 к контактному винту.

Испытательный блок: а — с крышкой, б — с контрольным штепселем

Если на какой-то момент при вытаскивании крышки нарушится цепь тока через контактную пластину 5 крышки и еще не успеет образоваться цепь тока через короткозамыкатель 1 основания, ток может проходить по цепи от контактного винта через предварительные контакты 3 основания и контактную пластину 5 крышки к контактному винту. При вставленном контрольном штепселе с подключенным к нему амперметром ток будет проходить от контрольного винта через главный контакт 2 основания 4, контакт 9 контрольного штепселя 12, амперметр РА, контакт 8 контрольного штепселя, главный контакт 7 основания 4 к контрольному винту.

Использование электроизмерительных клещей

Электроизмерительные клещи состоят из трансформатора тока с разъемным магнитопроводом, снабженным рукоятками и амперметром. Для измерения тока, проходящего по проводнику, магнитопровод разводят, охватывают им проводник и затем сводят до смыкания обеих частей магнитопровода. Проводник с током в этом случае является и первичной обмоткой трансформатора тока.

Промышленностью выпускается несколько разновидностей электроэлектроизмерительных клещей для измерений в цепях напряжением до 10 кВ и до 600 В. Для измерения тока в цепях напряжением до 10 кВ служат клещи КЭ-44 с пределами измерений 25, 50, 100, 250 и 500 А, а также Ц90 с пределами измерений 15, 30, 75, 300 и 600 А. В этих клещах рукоятки надежно изолированы от магнитопровода.

Для измерения тока в цепи напряжением до 600 В применяют клещи Ц30 с пределами измерений 10, 25, 100, 250, 500 А, которыми можно измерять и напряжение на двух пределах — до 300 и 600 В. Кроме того, выпускают электроизмерительные клещи, входящие в комплект к другим измерительным устройствам и аппаратам, например к вольтамперфазометру ВАФ-85, позволяющие измерять ток в электрических цепях без и х разрыва на пределах измерений 1-5 и 10 А.

Читать еще:  Светодиодная лампа с usb проводом

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Цепь подключения амперметра для измерения тока в лампе

Вследствие центробежного эффекта концентрация электронов на периферии будет больше нормальной, поэтому края диска зарядятся отрицательно, а центр — положительно. Отметим, что эти заряды ничтожно малы и практической роли не играют.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

В системе отсчета «шар» расположенные на его поверхности отрицательные заряды создадут в обоих случаях при вращении шара поверхностный ток. Во втором случае ток будет большим.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Стекло не всегда изолятор. В накаленном состоянии (300° С) оно становится проводником электричества.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

. возрастание тока. Чем объясняется это явление?
Уменьшением сопротивления электрическому току в местах контакта звеньев цепи.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Для улучшения электрической проводимости стыков.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

У лампы с металлической нитью ток уменьшается по мере накаливания нити, так как сопротивление металлов увеличивается с увеличением температуры. У угольной лампы происходит обратное.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

. больше первоначального. Почему же не учитывается и это увеличение сопротивления?
Термический коэффициент сопротивления – величина порядка 10 -3 , а коэффициент линейного расширения — величина порядка 10 -5 . Ясно, что практически второй величиной можно пренебречь по сравнению с первой.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Сопротивление лампочки от карманного фонаря мало — несколько Ом. Сопротивление всей гирлянды — несколько сотен Ом. Сопротивление пальца — несколько тысяч Ом. При последовательном соединении падения напряжений на участках цепи пропорциональны сопротивлениям участков; поэтому на палец, если его сунуть в патрон, придется практически все напряжение цепи.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Включить два вольтметра последовательно и суммировать показания обоих приборов.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

. Как изменяется по длине поперечное сечение каждого проводника?
Проводник А имеет одинаковое поперечное сечение по всей длине. Поперечное сечение проводника С изменяется скачком в точках М и Р, а проводника В — плавно от точки к точке.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

При включении амперметра сопротивление цепи возрастает на величину сопротивления амперметра, а ток соответственно уменьшается. Так как второй амперметр показал больший ток, то его сопротивление меньше, чем первого амперметра.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

а) Уменьшаться; б) увеличиваться.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Лампа не загорится, поскольку при таком включении почти все напряжение падает на вольтметре, у которого сопротивление, как правило, большее, чем у лампы.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

В цепи возник очень большой ток (практически — короткое замыкание, так как сопротивление амперметра очень мало), ведущий к порче амперметра (его зашкаливании или перегорании катушки) и аккумулятора.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

127 В.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Нет, так как линия может быть замкнута, но сопротивление ее может быть настолько велико, что амперметр не даст заметных отклонений. С другой стороны, в линии может быть короткое замыкание; тогда амперметр будет испорчен.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Больше будет показывать вольтметр V2, так как он присоединен к участку с большим сопротивлением.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

а) При увеличении сопротивления реостата показания гальванометра увеличатся;
б) включить реостат полностью.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Когда R велико, следует применять первую схему.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Уменьшится.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Нуль.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Влево.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Показания А2 все время меньше показаний А1.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Увеличится.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

. Будет ли при этом возникать ток в проволочках АВ и CD? Что произойдет с потенциалами точек А, В, С, D? Каковы будут потенциалы точек Е и К?
Ток будет возникать, так как потенциалы проводников AB и CD будут различны. Направления всех возникающих токов указаны на рисунке 338. Потенциалы точек А, В, С и D изменятся. Разность потенциалов между точками А и С, а также между В и D уменьшится. Потенциал точки Е будет ниже потенциала точек А и В, потенциал точки К – выше потенциалов точек С и D.

Подключение амперметра и вольтметра в сети постоянного и переменного тока

Постоянный ток не меняет направления во времени. Примером может служить батарейка в фонарике или радиоприемнике, аккумулятор в автомобиле. Мы всегда знаем, где положительная клейма источника питания, а где отрицательная.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения. Такой ток протекает в нашей розетке, когда мы к ней подключаем нагрузку. Тут нет положительного и отрицательного полюса, а есть только фаза и ноль. Напряжение на нуле близко по потенциалу с потенциалом земли. Потенциал же на фазовом выводе меняется с положительного до отрицательного с частотой 50 Гц, го есть ток под нагрузкой будет менять свое направление 50 раз в секунду.

В течение одного периода колебания величина тока повышается от нуля до максимума, затем уменьшается и проходит через ноль, а потом совершается обратный процесс, но уже с другим знаком.

Получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного: меньше потерь энергии, С помощью трансформаторов мы можем легко менять напряжение переменного тока.

При передаче большого напряжения требуется меньший ток для той же мощности. Это позволяет использовать более тонкие довода. В сварочных трансформаторах используется обратный процесс — понижают напряжение для повышения сварочного тока.

Измерение постоянного тока

Чтобы в электрической цепи измерить ток, необходимо последовательно с приемником электроэнергии включить амперметр или миллиамперметр. При этом, чтобы исключить влияние измерительного прибора на работу потребителя, амперметр должен обладать очень малым внутренним сопротивлением, чтобы практически его можно было бы принять равным нулю, чтобы падением напряжения на приборе можно было бы просто пренебречь.

Включение амперметра в цепь — всегда последовательно с нагрузкой. Если подключить амперметр параллельно нагрузке, параллельно источнику питания, то амперметр просто сгорит или сгорит источник, поскольку весь ток потечет через мизерное сопротивление измерительного прибора.

Шунт

Шунт — цепь, включаемая параллельно данной цепи или прибору. Шунты применяются для расширения пределов измерений амперметров, т. к. в шунте ответвляется часть тока, текущего в цепи, тем большая, чем меньше сопротивление шунта.

Пределы измерения амперметров, предназначенных для проведения измерений в цепях постоянного тока, расширяемы, путем подключения амперметра не напрямую измерительной катушкой последовательно нагрузке, а путем подключения измерительной катушки амперметра параллельно шунту.

Так через катушку прибора пройдет всегда лишь малая часть измеряемого тока, основная часть которого потечет через шунт, включенный в цепь последовательно. То есть прибор фактически измерит падение напряжения на шунте известного сопротивления, и ток будет прямо пропорционален этому напряжению.

Практически амперметр сработает в роли милливольтметра. Тем не менее, поскольку шкала прибора градуирована в амперах, пользователь получит информацию о величине измеряемого тока. Коэффициент шунтирования выбирают обычно кратным 10.

Шунты, рассчитанные на токи до 50 ампер монтируют непосредственно в корпуса приборов, а шунты для измерения больших токов делают выносными, и тогда прибор соединяют с шунтом щупами. У приборов, предназначенных для постоянной работы с шунтом, шкалы сразу градуированы в конкретных значениях тока с учетом коэффициента шунтирования, и пользователю уже не нужно ничего вычислять.

Читать еще:  Может ли ударить током при замене лампочки

Если шунт наружный, то в случае с калиброванным шунтом — на нем указывается номинальный ток и номинальное напряжение: 45 мВ, 75 мВ, 100 мВ, 150 мВ. Для текущих измерений выбирают такой шунт, чтобы стрелка отклонялась бы максимум — на всю шкалу, то есть номинальные напряжения шунта и измерительного прибора должны быть одинаковыми.

Если речь идет об индивидуальном шунте для конкретного прибора, то все, конечно, проще. По классам точности шунты делятся на: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5 — это допустимая погрешность в долях процента.

Шунты изготавливают из металлов с малым температурным коэффициентом сопротивления, и обладающих значительным удельным сопротивлением: константан, никелин, манганин, — чтобы когда протекающий через шунт ток нагревает его, это не отражалось бы на показаниях прибора. Еще для снижения температурного фактора при измерениях, последовательно с катушкой амперметра включают добавочный резистор из материла такого же рода.

Измерение постоянного напряжения

Чтобы измерить постоянное напряжение между двумя точками цепи, параллельно цепи, между этими двумя точками, подключают вольтметр. Вольтметр включается всегда параллельно приемнику или источнику. А чтобы подключенный вольтметр не оказывал влияния на работу цепи, не вызывал бы снижения напряжения, не вызывал потерь, — он должен обладать достаточно высоким внутренним сопротивлением, чтобы током через вольтметр можно было бы пренебречь.

Добавочный резистор

И чтобы расширить пределы измерения вольтметра, последовательно с его рабочей обмоткой включается добавочный резистор, чтобы только часть измеряемого напряжения приходилась бы непосредственно на измерительную обмотку прибора, пропорционально ее сопротивлению. А при известном значении сопротивления добавочного резистора, по зафиксированному на нем напряжению легко определяется полное измеряемое напряжение, действующее в данной цепи. Так работают все классические вольтметры.

Коэффициент, появляющийся в результате добавления добавочного резистора, покажет, во сколько раз измеряемое напряжение больше напряжения, приходящегося на измерительную катушку прибора. То есть пределы измерения прибора зависят от величины добавочного резистора.

Добавочный резистор встраивается в прибор. Для снижения влияния температуры окружающей среды на измерения, добавочный резистор изготавливают из материала обладающего малым температурным коэффициентом сопротивления. Поскольку сопротивление добавочного резистора во много раз больше сопротивления прибора, то и сопротивление измерительного механизма прибора в итоге не зависит от температуры. Классы точности добавочных резисторов выражаются аналогично классам точности шунтов — в долях процентов обозначают величину погрешности.

Чтобы еще больше расширить пределы измерения вольтметров, применяют делители напряжения. Это делается для того, чтобы при измерении на прибор приходилось напряжение, соответствующее номиналу прибора, то есть не превышало бы предел на его шкале. Коэффициентом деления делителя напряжения называется отношение входного напряжения делителя к выходному, измеряемому напряжению. Коэффициент деления берут равным 10, 100, 500 и более, в зависимости от возможностей применяемого вольтметра. Делитель не вносит большой погрешности, если сопротивление вольтметра также высоко, а внутреннее сопротивление источника мало.

Измерение переменного тока

Чтобы точно измерить прибором параметры переменного тока, необходим измерительный трансформатор. Измерительный трансформатор, применяемый в целях измерений, к тому же дает персоналу безопасность, поскольку благодаря трансформатору достигается гальваническая развязка от цепи высокого напряжения. Вообще, техника безопасности запрещает подключать электроизмерительные приборы без таких трансформаторов.

Применение измерительных трансформаторов позволяет расширить пределы измерения приборов, то есть появляется возможность измерять большие напряжения и токи при помощи низковольтных и слаботочных приборов. Так, измерительные трансформаторы бывают двух типов: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Измерительный трансформатор напряжения

Чтобы измерить переменное напряжение применяют трансформатор напряжения. Это понижающий трансформатор с двумя обмотками, первичная обмотка которого присоединяется к двум точкам цепи, между которыми нужно измерить напряжение, а вторичная — непосредственно к вольтметру. Измерительные трансформаторы на схемах изображают как обычные трансформаторы.

Трансформатор без нагруженной вторичной обмотки работает в режиме холостого хода, и при подключенном вольтметре, сопротивление которого велико, трансформатор остается практически в этом режиме, и поэтому можно считать измеренное напряжение пропорциональным напряжению, приложенному к первичной обмотке, с учетом коэффициента трансформации, равного соотношению количеств витков во вторичной и первичной его обмотках.

Таким образом можно измерять высокое напряжение, при этом на прибор будет подаваться небольшое безопасное напряжение. Останется умножить измеренное напряжение на коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения.

Те вольтметры, которые изначально предназначены для работы с трансформаторами напряжения, имеют градуировку шкалы с учетом коэффициента трансформации, тогда по шкале без дополнительных вычислений сразу видно значение измененного напряжения.

В целях повышения безопасности при работе с прибором, на случай повреждения изоляции измерительного трансформатора, один из выводов вторичной обмотки трансформатора и его каркас сначала заземляются.

Измерительные трансформаторы тока

Для подключения амперметров к цепям переменного тока служат измерительные трансформаторы тока. Это двухобмоточные повышающие трансформаторы. Первичная обмотка включается последовательно в измеряемую цепь, а вторичная — к амперметру. Сопротивление в цепи амперметра мало, и получается, что трансформатор тока работает практически в режиме короткого замыкания, при этом можно считать, что токи в первичной и вторичной обмотках относятся друг к другу как количества витков во вторичной и первичной обмотках.

Подобрав подходящее соотношение витков, можно измерять значительные токи, при этом через прибор всегда будут протекать токи достаточно малые. Останется умножить измеренный во вторичной обмотке ток на коэффициент трансформации. Те амперметры, которые предназначены для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, имеют градуировку шкал с учетом коэффициента трансформации, и по шкале прибора без вычислений можно легко считать значение измеряемого тока. С целью повышения безопасности персонала, один из выводов вторичной обмотки измерительного трансформатора тока и его каркас сначала заземляются.

Во многих применениях удобны проходные измерительные трансформаторы тока, у которых магнитопровод и вторичная обмотка изолированы и расположены внутри проходного корпуса, через окно которого проходит медная шина с измеряемым током.

Вторичная обмотка такого трансформатора никогда не оставляется разомкнутой, ибо сильное увеличение магнитного потока в магнитопроводе может не только привести к его разрушению, но и навести на вторичной обмотке опасную для персонала ЭДС. Чтобы провести безопасное измерение, вторичную обмотку шунтируют резистором известного номинала, напряжение на котором будет пропорционально измеряемому току.

Для измерительных трансформаторов характерны погрешности двух видов: угловая и коэффициента трансформации. Первая связана с отклонением угла сдвига фаз первичной и вторичной обмоток от 180°, что приводит к неточным показаниям ваттметров. Что касается погрешности связанной с коэффициентом трансформации, то это отклонение показывает класс точности: 0,2, 0,5, 1 и т. д. — в процентах от номинального значения.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector