Схема включения амперметра и вольтметра
В амперметрах ток, проходящий по прибору, создает вращающий момент, вызывающий отклонение его подвижной части на угол, зависящий от этого тока. По этому углу отклонения определяют величину тока амперметра.
Для того, чтобы амперметром измерить ток в каком-то приемнике энергии, необходимо амперметр соединить последовательно с приемником с тем, чтобы ток приемника и амперметра был один и тот же. Сопротивление амперметра должно быть мало по сравнению с сопротивлением приемника энергии, последовательно с которым он включен, с тем, чтобы его включение практически не влияло на величину тока приемника (на режим работы цепи). Таким образом, сопротивление амперметра должно быть малым и тем меньшим, чем больше его номинальный ток. Например, при номинальном токе 5 А сопротивление амперметра составляет r а= (0,008 — 0,4) ом. При малом сопротивлении амперметра мала и мощность потерь в нем.
Рис. 1. Схема включения амперметра и вольтметра
При номинальном токе амперметра 5 А мощность потерь P а = I а 2 r = (0,2 — 10) Ва . Напряжение, приложенное к зажимам вольтметра вызывает в его цепи ток. При постоянном ток зависит только от напряжения, т.е. I v = F(U v ). Этот ток, проходя но вольтметру, так же как и в амперметре, вызывает отклонение его подвижной части на угол, зависящий от тока. Та к им образом, каждому значению напряжения на зажимах вольтметр бу дут соответствовать вполне определенные значения тока и угла поворота подвижной части .
Для того чтобы по показанию вольтметра определить напряжение на зажимах приемника энергии или генератора, необходимо его зажимы соединить с зажимами вольтметра так, чтобы напряжение на приемнике (генераторе) было равно напряжению на вольтметре (рис. 1).
Сопротивление вольтметра должно быть большим по сравнению с сопротивлением приемника энергии (или генератора) с тем, чтобы его включение не влияло на измеряемое напряжение (на режим работы цепи).
Пример. К зажимам цепи с двумя последовательно соединительными приемниками (рис. 2), имеющими сопротивления r1 = 2000 ом и r2 = 1000 ом , приложено напряжение U =120 В.
Рис. 2. Схема включения вольтметра
При этом на первом приемнике напряжение U1 =80 В, а на втором U 2=40 В.
Если параллельно первому приемнику включить вольтметр с сопротивлением rv= 2000 ом для измерения напряжения на его зажимах, то напряжение как на первом, так и на втором приемниках будет иметь значение U ‘ 1 = U ‘ 2 =60 В.
Таким образом, включение вольтметра вызвало изменение напряжения на первом приемнике с U1= 80 В до U ‘ 1 = 60 В , т. е. погрешность в измерении напряжения, обусловленная включением вольтметра равна ((60 В — 80 В)/80 В) х 100% = -25%
Таким образом, сопротивление вольтметра должно быть большим и тем большим, чем больше его номинальное напряжение. При номинальном напряжении 100 В сопротивление вольтметра rv = (2000 — 50000) ом. Вследствие большого сопротивления вольтметра мала мощность потерь в нем .
При номинальном напряжении вольтметра 100 В мощность потерь Р v = ( Uv 2 /rv ) Ва.
Из изложенного следует, что амперметр и вольтметр могут иметь измерительные механизмы одинакового устройства, отличающиеся только своими параметрами. Но амперметр и вольтметр различным образом включаются в измеряемую цепь и имеют разные внутренние (измерительные) схемы.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
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.
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.
- Регулирование напряжения в цепях постоянного тока
- Способы соединения приемников электрической энергии
- От чего зависит длительно допустимый ток кабеля
Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам
Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика
Как собрать амперметр и вольтметр
Да. Огромное спасибо.
Единственный вопросик остался. На сколько мощный должен быть резистор?
Заголовок сообщения:
Добавлено: Чт фев 15, 2007 16:30:56
| Ум, честь и совесть. И скромность. |
Минимальная мощность резистора рассчитывается по формуле:
P = I*I*R, где
I — максимальный ток через резистор в А
R — сопротивление резистора в Ом
Для надежности надо брать мощность в 1,5 или более раз больше расчетной
_________________
если рассматривать человека снизу, покажется, что мозг у него глубоко в жопе
при взгляде на многих сверху ничего не меняется.
скушно, бабоньки!
Заголовок сообщения:
Добавлено: Чт фев 15, 2007 16:57:55
| Первый раз сказал Мяу! |
ARV писал(а):
Минимальная мощность резистора рассчитывается по формуле:
P = I*I*R, где
I — максимальный ток через резистор в А
R — сопротивление резистора в Ом
Для надежности надо брать мощность в 1,5 или более раз больше расчетной
Заголовок сообщения:
Добавлено: Чт фев 15, 2007 19:23:00
| Ум, честь и совесть. И скромность. |
Ну да, квадрат тока. В школе закон Ома учили? Я просто поражаюсь: как можно такие вопросы задавать.
_________________
если рассматривать человека снизу, покажется, что мозг у него глубоко в жопе
при взгляде на многих сверху ничего не меняется.
скушно, бабоньки!
Как своими руками переделать амперметр в вольтметр?
Вольтметр, амперметр, омметр и токоизмерительные клещи являются приборами, которые наиболее широко применяются для отслеживания основных параметров электрического тока как в быту, так и на производстве. С этой целью в нашем магазине Radio-Shop можно приобрести мультиметры, выполняющие несколько функций одновременно. Однако в случае необходимости даже неквалифицированному специалисту стоит знать, как из амперметра сделать вольтметр.
Предназначение и устройство приборов
Перед тем, как сделать вольтметр из амперметра, стоит разобраться в предназначении и принципе работы данных приборов.
Амперметр представляет собой устройство, при помощи которого можно зафиксировать показатели силы тока, в то время как вольтметр позволяет отследить показатели напряжения. Оба эти прибора предназначены для диагностики проблем в электрической сети и нахождения скрытой поломки, которая еще не проявляет себя без максимальной нагрузки. Для более детального изучения электрических сигналов специалисты советуют дополнительно купить осциллограф. А если необходимо отследить изменения тока без разъединения электросети – пригодятся токовые клещи.
Решив сделать вольтметр, необходимо понимать, что в его работе, как и в работе амперметра, используется принцип взаимодействия электрического поля с созданным магнитным полем. Однако основные отличия этих двух приборов связаны с внутренним сопротивлением. У амперметра оно имеет предельно низкие значения за счет наличия встроенного резистора (шунта), который забирает нагрузку на себя. Это дает возможность отслеживать точные показатели силы тока.
Но тот, кто решил сделать вольтметр из амперметра своими руками, знает, что в данном приборе внутреннее сопротивление находится на максимальном уровне. Это позволяет замерять параметры напряжения с минимальным искажением.
Отличием двух описываемых приборов является способ их подключения к электрической цепи. Функционирование амперметра возможно только при последовательном соединении при отсутствии прямого контакта с выводами или источниками тока, который может спровоцировать короткое замыкание и выход прибора из строя.
Работа вольтметра, наоборот, происходит при параллельном подключении к исследуемому участку электрической цепи. Контакт данного измерительного устройства с источником тока допустим.
Как из амперметра сделать вольтметр самостоятельно
Решая, как сделать вольтметр из амперметра, следует правильно рассчитать сопротивление. Для этого необходимы такие исходные данные, как максимальный ток отклонения стрелки, а также показатель максимального напряжения, которое способен будет измерять вольтметр.
Далее, используя закон Ома, следует найти сопротивление по формуле R=U/I.
Взяв резистор, имеющий сопротивление с необходимым значением, и подключив его последовательно с амперметром, можно сделать вольтметр.
Можно рассмотреть предложенную схему на конкретном примере. Например, необходимо получить максимальное напряжение, измеряемое вольтметром, с показателем в 30 В при максимальном ток отклонении стрелки у амперметра в 30 мА.
После внесения данных значений в формулу, получается значение R, равное 1 кОм. Следовательно, нужно взять резистор с номинальным сопротивлением в 1 кОм и создать последовательную цепь подключения, через которую (в нашем конкретном случае) буде проходить ток в 30 мА, компенсируемый падением напряжения в 30 В.
Дополнительно следует рассчитать необходимую мощность резистора согласно формуле:
P = I х I х R, что на конкретном примере составляет P = 30мА х 30мА х 1кОм = 0,9Вт
С учетом запаса стоит выбрать шунт с мощностью не ниже 1 Вт.
Где купить амперметр, чтобы сделать вольтметр
Решая вопрос о том, как сделать из амперметра вольтметр, следует позаботиться о приобретении качественного измерительного оборудования. Для этого мы предлагаем воспользоваться услугами нашего магазина Radio-Shop в Киеве или оформить доставку товара в любой населенный пункт Украины.
Преимуществами сотрудничества с нами являются:
- Оригинальность продукции. Мы гарантируем отсутствие подделок, так сотрудничаем непосредственно с производителями или с проверенными надежными поставщиками.
- Достойное качество товаров. Мы постоянно изучаем рынок, заключаем договора на поставки только с мировыми лидерами по производству электронного измерительного оборудования, садовых инструментов, оптики, акустики, расходных материалов, оборудования для СТО, а также техники для сада и дома.
- Корректные цены. Благодаря прямым поставкам мы удерживаем цены, избегая резких скачков и необоснованных завышений.
- Постоянное наличие на складе больших объемов товаров. Это дает нам возможность быстро формировать и отправлять заказы, даже в случае крупных партий.
- Удобный сайт. Помимо обширного каталога с фильтрами и актуальными ценами, мы предлагаем блог с интересными статьями, где можно узнать, как сделать из амперметра вольтметр, правильно выбрать USB-осциллограф, акустические или осветительные приборы, опрыскиватели и другие инструменты, ознакомиться с особенностями представленных у нас приборов и оборудования. Также в этом разделе можно найти советы, касающиеся ремонта, восстановления старой мебели, создания интерьера, и много другой полезной информации.
- Различные способы оплаты. Мы предоставляем клиентам возможность рассчитаться удобным способом, включая безналичный расчет, оформление кредита и беспроцентной рассрочки.
- Наличие бесплатных номеров телефонов. Позвонив к нам по указанным на сайте телефонам, можно получить полную информацию о товаре и особенностях его выбора. Наши опытные менеджеры помогут с оформлением заказа, составлением договора (при необходимости), уточнением сроков доставки.
- Постоянное проведение акций, программы лояльности для постоянных клиентов, бонусы и накопительные карты.
- Гарантийное и постгарантийное обслуживание. На весь товар нашего магазина дается гарантия.
- Возможность возврата и обмена. Данный пункт сохраняет свою силу в течение 14 дней после получения товара и при условии соблюдения клиентом всех условий договора.
Зарегистрировавшись на сайте нашего магазина, клиент автоматически получает доступ к накопительной скидке, которая постоянно увеличивается в зависимости от суммы заказа.
При работе с крупными компаниями или государственными предприятиями мы оказываем услуги по оформлению всех необходимых документов, заключаем договора на поставки продукции, оговариваем систему скидок, обеспечиваем своевременную доставку товаров в указанном объеме.