Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Как подключить вольтметр в электрическую цепь

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

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.

Для измерения различных электрических величин служат электрические измерительные приборы:

силы тока – амперметр;

напряжения и ЭДС – вольтметр;

электрической энергии – счетчики электрической энергии.

Для включения амперметра цепь тока разрывают и в месте разрыва концы проводов присоединяют к зажимам амперметра (рис. 5). Таким образом, через амперметр проходит весь измеряемый ток; такое включение называется последовательным.

Вольтметр подключают к началу и концу участка цепи; такое подключение называется

параллельным (см. рис. 5). Вольтметр показывает падение напряжения на данном участке.

Рис. 5. Включение амперметра (А) и вольтметра (В) в электрическую цепь

При различных электрических измерениях весьма важно, чтобы измерительный прибор как можно меньше изменял электрический режим цепи, в которую его включают.

Как вы считаете, каким сопротивлением должен обладать амперметр и вольтметр?

В связи с вышеизложенным схемы подключения амперметра и вольтметра определяют их сопротивления: амперметр должен обладать незначительным сопротивлением по сравнению с сопротивлением цепи; вольтметр, наоборот, − значительным.

Для измерения мощности в электрических цепях используют ваттметр. На лицевую панель ваттметра выведены четыре зажима, два из которых обозначены символом I (токовые зажимы включаются в цепь последовательно), а два других – U (зажимы напряжения включаются в цепь параллельно). Два зажима (один токовый и один напряжения) помечены точками и называются генераторными.

Как вы считаете, для чего помечены эти зажимы?

Условные обозначения и схема подключения амперметра, вольтметра и ваттметра приведена на рис. 6.

Рис. 6. Схема включения (а) и внешний вид (б) ваттметра

Вывод по четвертому вопросу: для измерения различных электрических величин служат электрические измерительные приборы: силы тока – амперметр; напряжения и ЭДС – вольтметр; мощности – ваттметр; сопротивления – омметры; электрической энергии – счетчики электрической энергии. Амперметр включается в цепь последовательно, вольтметр – параллельно.

5. Заключение (10 мин.)

Мы рассмотрели основные законы электротехники: закон Ома и закон Джоуля-Ленца.

Физическая сущность закона Ома заключается в том, что чем больше ЭДС источника, тем больше энергия носителей зарядов, больше скорость их упорядоченного движения и тем больше величина тока в цепи. Если увеличить сопротивление электрической цепи, то увеличится противодействие движению носителей зарядов и уменьшится величина тока.

Способность тела производить работу называется энергией тела. Таким образом, мерой количества энергии является работа.

При столкновении движущихся частиц с молекулами и ионами вещества кинетическая энергия движущихся частиц передается ионам и молекулам, вследствие чего происходит нагревание проводника. Это явление описывается законом Джоуля-Ленца. Закон Джоуля-Ленца используют при расчетах тепловых режимов источников электроэнергии, линий электропередачи, потребителей и других элементов электрической цепи. Преобразование электроэнергии в тепловую имеет очень большое практическое значение. Но при этом существуют и отрицательные проявления электрического тока. Статистика свидетельствует, что чаще всего причиной пожаров в жилых и общественных зданиях становится нагрев кабелей и электрических проводов.

Знание видов соединения элементов в электрических цепях, способов эквивалентного преобразования видов соединения электрических цепей необходимо для успешного усвоения методик расчета как электрических цепей постоянного, так и переменного тока. Различают последовательное, параллельное, смешанное соединение приемников электроэнергии, а также звезда и треугольник.

При различных электрических измерениях весьма важно, чтобы измерительный прибор как можно меньше изменял электрический режим цепи, в которую его включают, поэтому амперметр включают последовательно, а вольтметр – параллельно.

Как и любую физическую величину, напряжение можно измерить, для этого используется вольтметр. Но чтобы получить достоверные данные, его необходимо правильно подключить.

Принцип действия

Все устройства, которыми производятся измерения в электрических сетях, делятся на две группы: электромеханические и электронные.

Электромеханические аппараты

Это стрелочные приборы. Стрелка в них закреплена на рамке, на которую намотан провод. Эта катушка находится на одной оси с постоянным магнитом в приборах, используемых в сети постоянного тока, или с другой катушкой – в устройствах переменного напряжения.

Справка. Аппарат переменного тока в сети постоянного работать не будет, но устройство для измерения постоянного напряжения, если включить его через диодный мост, можно подключить в сеть переменного тока с потерей точности.

При прохождении тока по обмотке в ней наводится электромагнитное поле, взаимодействующее с магнитом или другой обмоткой, и рамка поворачивается. Вращению катушки со стрелкой препятствует пружина, поэтому угол поворота рамки соответствует току через неё и потенциалу на клеммах.

Для уменьшения колебаний стрелки устанавливается демпфер электромагнитный из алюминиевой пластины или пневматический, из поршня и цилиндра.

Для повышения точности стрелка снабжена противовесами, исключающими влияние силы тяжести, а сам механизм выполняется из легированной стали для уменьшения износа.

Электронные приборы

В электронных аппаратах чувствительным элементом является электронная плата, преобразующая входной сигнал в показания прибора. Питание такое устройство может получать от измеряемого напряжения или другого источника – внутренних батарей или внешнего питания.

Электронные вольтметры есть двух типов:

  • Аналоговые. В них находится преобразователь входного сигнала в угол поворота стрелки, показывающий на шкале величину измеряемого напряжения. Недостаток аналоговых схем – в необходимости пересчитывать показания шкалы при изменении предела измерения;
  • Цифровые. В таких приборах есть цифровой дисплей и преобразователь, отображающий входной сигнал в цифровом виде. При подключении устройства в сеть постоянного тока на табло показывается полярность подключения. Эти конструкции отличаются компактностью, а точность такого аппарата зависит от качества встроенного контроллера.

Подключение вольтметра

Напряжение на источнике питания или элементе цепи измеряется аппаратом, который подключается параллельно устройству.

Катушка прибора имеет низкое сопротивление, и при непосредственном включении в сеть ток будет большим. Для уменьшения потребляемого тока и влияния на электрическую сеть в цепь последовательно с аппаратом включаются добавочные сопротивления.

Важно! При включении вольтметра последовательно с нагрузкой он покажет напряжение источника питания с погрешностью из-за сопротивления нагрузки. Последовательно подсоединяют амперметр.

Постоянное напряжение

Способы измерения постоянного напряжения зависят от его величины:

  • до 1 милливольта – цифровыми и аналоговыми аппаратами со встроенным усилителем;
  • до 1000 вольт используют обычные аппараты различных систем;
  • свыше 1 кВ измерения производятся электростатическими приборами, предназначенными для работы в высоковольтных сетях или обычными, включёнными через делитель.

Увеличение предела измерения производится включёнием последовательно с прибором добавочного сопротивления Rдоб. Для увеличения предела в n раз общее сопротивление также необходимо увеличить в n раз и, учитывая сопротивление прибора Rпр, Rдоб=Rпр*(n-1). Показания шкалы также умножаются на n.

Переменное напряжение

Методы и типы устройств для измерения в сетях переменного тока зависят от величины напряжения и частоты сети:

  • до 1 вольта – цифровые и аналоговые устройства с усилителями;
  • до 1кВ и частотой до десятков кГц – выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы;
  • при частоте до десятков мегагерц – термоэлектрические и электростатические аппараты.

Важно! Вольтметр переменного тока показывает действующее значение напряжения. При синусоидальной форме его величина в √3 (1,7) меньше амплитудного.

Расширение пределов измерения производится включением через разделительный или автотрансформатор, а также использованием добавочного сопротивления. Его величина рассчитывается аналогично измерениям в сети постоянного тока.

При использовании разделительного трансформатора показания прибора умножаются на коэффициент трансформации n=U1/U2.

Подключение вольтметра необходимо производить по определённым схемам. Это делается для того, чтобы показания прибора соответствовали параметрам сети.

Видео

Амперметр подключается последовательно или параллельно

Электрические цепи стали неотъемлемым атрибутом современной жизни. Они пронизывают практически все, и люди даже не задумываются, что стоит исчезнуть электрическому току, и наш мир будет подвержен серьезной опасности. Что же такое ток, можно ли его измерить и что дадут эти показания для обычного человека?

Законы поведения тока изучают в школе, и, в принципе, каждый старшеклассник знает о направленном движении заряженных частиц. Это перемещение электронов внутри проводника и получило название электричества. Но любое движение в природе – пусть то движение воды в реке, перемещение воздушных масс или зарядов, может совершать определенную полезную работу. А это уже интересно с практической точки зрения. Зная мощность, продолжительность воздействия, направление приложения любой силы, можно использовать ее в решении определенных жизненных вопросов.

Поэтому ученые так заняты изучением окружающего и созданием приборов, позволяющих все измерить и просчитать. Для получения представлений о токе был изобретен прибор амперметр. Он позволяет определить количество заряженных частиц, которые за единицу времени проходят сквозь известное сечение проводника, то есть силу тока.

Что такое амперметр, его виды

Амперметром можно измерить ток в любой электрической цепи. Этот прибор несложно узнать, он обозначается латинской буквой А. Так как ток бывает разной величины, начиная от миллиампер и выше, существуют разные по мощности приборы или универсальные, в которых изменяется предел измерения. Причем для постоянного и переменного тока нужны разные типы амперметров.

  • Электромагнитного исполнения.
  • Магнитоэлектрические.
  • Тепловые.
  • Детекторного типа.
  • Индукционные.
  • Электродинамической системы.
  • Фотоэлектрические.
  • Термоэлектрические.

Магнитоэлектрическим устройством можно определить силу тока в цепях, подключенных к постоянному напряжению. Детекторного и индукционного типа – измерять переменные токи. Все остальные виды могут быть универсальными.

Высокой чувствительностью и точностью показаний обладают амперметры электродинамического и магнитоэлектрического исполнения.

Как подключают амперметр в электрическую цепь

Амперметр любого типа включают последовательно нагрузке в электрическую цепь. Тогда через него проходит тот же ток, что и через схему. Чтобы не влиять на ток, не оказывать ему препятствие, прибор выполнен с малым входным сопротивлением. Надо запомнить, что соединив амперметр параллельно с нагрузкой (неправильное подключение), весь ток пойдет через него по принципу наименьшего сопротивления. Забыв о том, как подключить амперметр, можно попросту спалить прибор!

Прежде чем выбрать устройство необходимо узнать вид тока – переменный или постоянный. После этого взяв соответствующий амперметр (в маркировке шкалы обычно указывают знак волны для переменного напряжения и прямой линии для постоянного) выставить на нем максимальный предел измерения и только тогда подумать, как подключить амперметр в цепь. После этого необходимо снять показания прибора. Если они значительно меньше выставленного предела измерения, например, стрелка находится в первой половине шкалы считая от ноля, тогда необходимо переставить предел на один вниз. Более точными считаются показания, когда стрелка расположена во второй половине шкалы.

Измерение значений постоянного тока

Постоянные токи присутствуют во многих электронных схемах, особенно это касается блоков питания, различных зарядных устройств. Чтобы починить такие приборы, мастерам просто необходимо знать как подключить амперметр. На практике же обычный человек, не связанный с радиоэлектроникой, может тоже применить эти знания, например, чтобы определить, насколько держит заряд аккумуляторная батарея из фотоаппарата.

Берут полностью заряженную батарею. Предположим ее номинальное напряжение 3,5 вольта (В). Подбирают лампочку на такой номинал и собирают схему: батарея – измерительный прибор – лампочка. Записывают, что показывает амперметр. Например, лампочка потребляет ток 150 миллиампер (mA), а на аккумуляторе написана емкость 1500 миллиампер-часов (mAh), это означает, что хороший аккумулятор должен выдавать ток в 150 mA около 10 часов!

Измерение значений переменного тока

Любой бытовой электрический прибор является нагрузкой, которая потребляет переменный ток. Но, рассматривая вопросы бытового использования электроэнергии, важным понятием остается мощность, ведь платят именно за киловатты (кВт). Что такое амперметр в этом случае? Прибор косвенного измерения. С помощью него узнают ток и применяя формулу:

P=IU (закон Ома), где I – сила тока (А), U – напряжение (В),

рассчитывают мощность (P) (Вт).

Например, на приборе утеряна информация о его параметрах, в этом случае без замеров не обойтись. Или нужно вычислить мощность потребления электроэнергии какого-либо здания, где учесть все приборы просто невозможно. Тогда на входе от щитка питания подключают мощный амперметр и производят замеры. Но в последнем случае нужен допуск, который есть только у профессиональных электриков!

Бесконтактный способ измерения тока

Иногда разорвать электрическую цепь для включения измерительного устройства технически невозможно, а замерить ток нужно (касаемо обычных и высоковольтных электрических цепей). Как подключить амперметр в этом случае? Для этого был разработан прибор бесконтактного измерения тока – токовые клещи. Принцип его действия основан на том, что любой ток, проходя через проводник, создает некоторое электромагнитное поле. Величина этого поля тем больше, чем больше сила тока. Измеряя показатель напряженности поля и преобразуя эти данные, получают реальное значение силы, выраженное в амперах.

Это очень удобный способ проведения замеров, ведь не нужно долго думать, как подключить амперметр. К зарядному устройству и любой электрической цепи можно подсоединить клещи прямо на изолированный провод и снять показания.

Для чего нужно контролировать ток заряда в аккумуляторе

Кажется, чего проще: подсоединил автомобильный аккумулятор к зарядному, подождал часов десять и дело сделано – он заряжен. На самом деле очень важно контролировать ток заряда, перезаряд также вреден, как и не полностью заряженная батарея. Это может привести к сокращению срока ее эксплуатации. Поэтому желательно подумать, как подключить амперметр к зарядному устройству.

Когда цепь собрана и включена, амперметр показывает величину тока заряда. Если батарея исправна, но разряжена, она будет постепенно брать заряд. То есть ток заряда начнет медленно уменьшаться (в течение нескольких часов) до тех пор, пока не остановится на определенном значении. Когда это произошло, желательно отключить батарею от зарядного устройства. Если же наблюдается резкое уменьшение тока от начальной величины (в течение получаса), значит аккумулятор может быть неисправным.

В очень хороших зарядных есть функция регулировки зарядного тока. Тогда в начале процесса следует выставить ток заряда в десять раз меньший чем номинальная емкость батареи, которая указана в ее технических параметрах.

С измерением силы тока мы сталкиваемся очень часто. Для того чтобы узнать мощность устройства, сечения кабеля для его питания, нагрев проводов и прочих элементов – это все зависит от силы тока. Для того чтобы непосредственно измерять эту силу, придумали устройство именуемое амперметром. Амперметр подключается в измеряемую цепь только последовательно. Почему? Разберем чуть ниже.

Как известно сила тока это отношение количества зарядов ∆Q, которые прошли через некоторую поверхность за время ∆t. В системе СИ измеряется в амперах А (1 А = 1 Кл/с). Для того чтобы измерять количество прошедших зарядов, амперметр нужно включить в цепь последовательно.

Чтобы минимизировать влияние измерительного сопротивления амперметра и соответственно уменьшить мощность потерь при измерении его делают как можно меньше . Если амперметр с таким внутренним сопротивлением подключить параллельно, то в цепи произойдет короткое замыкание. Пример схемы включения:

Постоянный ток измеряют приборами непосредственной оценки в диапазоне 10 -3 – 10 2 А, электронными аналоговыми, цифровыми, магнито-электрическими, электромагнитными, электродинамическими приборами — миллиамперметрами и амперметрами. Если ток свыше 100 А применяют шунт:

Шунты как правило, изготавливают на разные токи. Шунт – это медная пластина, имеющая определенное сопротивление. При протекании тока через пластину, на ней, согласно закону Ома U=I*R падает какое-то напряжение, то есть между точками 1 и 2 возникает напряжение, которое будет воздействовать на катушку прибора.

Сопротивление шунта, как правило, подбирают из соотношений:

Где Rи – сопротивление измерительной обмотки прибора, — коэффициент шунтирования, I – измеряемый, а Iи – максимально допустимый ток измерительного механизма.

Если измеряют переменный ток, то важно знать какое его значение измеряется (амплитудное, среднее, действующее). Это важно, так как все шкалы градуируются обычно в значениях действующих.

Переменные значения выше 100 мкА измеряют обычно выпрямительными микроамперметрами, а ниже 100 мкА – цифровыми микроамперметрами. Для измерений в диапазоне от 10 мА до 100 А используют выпрямительные, электродинамические, электромагнитные приборы, которые работают в диапазоне частот до нескольких десятков килогерц, а также термоэлектрические, частотный диапазон которых — до сотен мегагерц.

Для измерения переменных величин от 100 А и выше используют приборы, но с использованием трансформаторов тока:

Трансформатор тока – это устройство, в котором первичная обмотка подключена к источнику тока (или как видно с рисунка ниже, первичная обмотка «одевается» на шину или кабель), а вторичная на измерительную обмотку какого-либо измерительного устройства (обмотка измерительного устройства или датчика должна иметь малое сопротивление).

Для измерения различного рода токов используют различные методы и средства. Чтобы правильно измерять необходимую величину и не нанести при этом никакого вреда, нужно правильно применять каждый метод измерения.

Измерение силы тока при помощи амперметра

Прибор амперметр служит для измерения силы пока в цепях с переменным и постоянным напряжением. Подключение происходит последовательно. Идеальный амперметр не оказывает влияния на цепь, но создать его в реальной жизни невозможно, так как любой проводник имеет внутреннее сопротивление. Такой прибор существует лишь в теории, где влияние устройства не учитывается в связи с допустимой погрешностью расчетов. Для повышения точности производимых измерений сопротивление амперметра стремятся сделать минимальным.

Внешний вид амперметра

Отличия амперметров различных конструкций

Амперметр постоянного тока, предназначенный для измерения малых значений, может иметь в основании магнитоэлектрическую систему. Его принцип действия основан на взаимодействии катушки, через которую протекает ток и постоянного магнита. Преимуществом такой конструкции является высокая чувствительность и равномерная шкала.  Недостатками магнитоэлектрической системы является невозможность работы с переменным током и сложность конструкции. Высокая цена на магниты также снижает конкурентную способность приборов такого типа. Наиболее точная фиксация показаний начинается после 2/3 шкалы. Данная система применяется и на вольтметрах.

Магнитоэлектрическая система

В отличие от предыдущего прибора амперметр переменного тока в своей основе имеет электромагнитную систему. Наиболее часто такие устройства используются в сетях на 50-60 Герц. Устройство амперметра  предполагает наличие одного либо двух сердечников, соединенных с стрелочным механизмом. Преимуществом конструкции является универсальность, позволяющая помимо переменного измерять и постоянный ток. Сопротивление амперметра электромагнитного типа выше, чем у других моделей, что отражается в худшую сторону на точность результата. Шкала нелинейная, поэтому  показания амперметра считать затруднительно. В некоторых случаях в первой половине шкалы ставится точка, говорящая о невозможности измерить ток в данном диапазоне, сохраняя в норме погрешность.

Электромагнитный измеритель

Для уменьшения воздействия влияния внешних магнитных полей используются амперметры ферродинамического типа. Устройство характеризуется высокой точностью измерений. Это позволяет отказаться от установки в приборе дополнительных защитных экранов. В основе конструкции лежит замкнутый ферримагнитный провод. Стрелки амперметра показывает измеряемую величину на нелинейной шкале. Показания амперметра можно снять с требуемой погрешностью не во всем диапазоне измерений, а лишь начиная со значения, обозначенного точкой.

Ферродинамический высокоточный прибор

Среди стрелочных амперметров существует электродинамический тип. Особую популярность он не получил из-за высокой чувствительности к окружающим магнитным полям. Перед тем как подключить амперметр важно обеспечить защиту от внешнего воздействия. Преимуществом прибора является его универсальность. Также при хорошем магнитном экранировании прибор покажет высокую точность, поэтому электродинамические устройства используются для поверки других амперметров.

Цифровой амперметр

Цифровой измеритель силы тока наиболее удобен в пользовании, так как сразу показывает требуемое значение без необходимости получения данных с помощью стрелок амперметра.   Часто он входит в состав мультиметра или электронного вольтамперметра. Наиболее современные приборы имеют возможность автоматически выбирать предел измерений. Прибор не чувствителен к горизонтальному либо вертикальному положению. Точность измерений зависит от дискретизации и алгоритма, заложенного для  осуществления снятия показаний.

Мультиметр с функцией цифрового амперметра

Схемы подключения

Независимо от конструкции подсоединение прибора в сеть производится исключительно последовательно, что показывает схема подключения амперметра изображенная ниже. Подключение параллельно равносильно короткому замыканию, так как внутреннее сопротивление прибора очень мало. Правильность подключения прибора обеспечивает его сохранность и отсутствие повреждений в электросхеме.

Прибор для лабораторных измерений Э537

Перед тем как подключить амперметр важно учесть:

  • постоянный или переменный ток в сети;
  • соблюдается ли полярность прибора;
  • стрелка амперметра должна находиться за серединой шкалы;
  • предел измерения больше максимально возможного скачка тока в электросхеме;
  • окружающая среда соответствует рекомендуемым параметрам;
  • измерительное место находится без воздействия вибрации.

Стандартное подключение амперметра для измерения силы тока в цепи

Для измерения больших токов используются шунты. Амперметр подключается к выводам резистора параллельно. Результаты измерений подлежат дальнейшей обработке для вычисления силы тока протекающей в цепи.

Измерение силы тока в цепи с помощью шунта

Для гальванического разделения силовой и контрольной цепи используют измерительные трансформаторы тока. Амперметр подключается к специальным выводам. Используется такая схема для измерения токов, превышающих предел измерений прибора.

Создание гальванической развязки с помощью измерительного трансформатора

Производить измерения на цифровом амперметре гораздо проще. на него не воздействуют вибрация, правильное положение и магнитные поля. Не столь критично отреагирует прибор и на неправильно выбранную полярность. Превышать предел измерений не рекомендуется, так  как можно повредить устройство. Большинство высокотоковых выходов мультиметров не имеют защиты плавким предохранителем.

Выбор положения, требуемого для измерения тока с помощью цифрового мультиметра

Бесконтактное измерение тока

Для осуществления измерения силы тока без разрыва схемы существует специальный вид электрических амперметров под названием токовые клещи. Принцип действия основан на измерении магнитного поля, образующегося вокруг проводника с током. Данный эффект проявляется на переменном напряжении.

Измерение тока без разрыва цепи

Показания амперметра имеют меньшую точность по сравнению с приборами, подключаемыми последовательно.  При лабораторных измерения данный способ не используется, но в бытовых целях такой вид измерений достаточно удобен. Безопасность и простота работы с токовыми клещами намного выше, чем при использовании аналоговых приборов.

Контроль тока заряда аккумуляторной батареи автомобиля

При использовании зарядного устройства существует необходимость замерять силу тока амперметром. Это позволяет контролировать процесс накопления энергии аккумулятором и избегать перезаряда с недозарядом.   В результате срок службы АКБ значительно увеличивается.

После включения цепи амперметр покажет ток заряда. Точность измерений и прочие характеристики амперметра не столь важны для контроля передачи энергии. Погрешность измерения тоже не столь важна, так как следить необходимо за уменьшением показаний стрелки амперметра. Прибор, показывающий через несколько часов одно и тоже значение, говорит об полном заряде аккумулятора.

При работе множества аппаратуры возникает необходимость контроля силы тока. Стрелки амперметров или цифры на экране дискретного прибора показывают пользователю эту физическую величину. Производимые измерения необходимы как для поддержания рабочего состояния так и для сигнализации об возникновении аварийной ситуации.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Как подключается в цепь амперметр. Как подключить амперметр и вольтметр в машине? Это действительно интересно

Номер по каталогу: 3811010-АП111Б




Технические характеристики

Амперметра Ап-111

Применяемость

Тракторы Т-150 К, 158, ДТ-175С, 75 У, Т-130 МГ, ПАЗ-672, ГАЗ-71, 66-01, УАЗ-469РХ, УРАЛ-479

Установка Амперметра

На большинстве автомобилей для контроля за работой системы электроснабжения используется только контрольная лампа заряда, которая не контролирует состояние аккумуляторной батареи, зарядный ток, величину напряжения в бортовой сети и, кроме того, не позволяет определять ряд неисправностей в цепях. Полную информацию о работе генератора и аккумуляторной батареи можно получить, если оснастить автомобиль амперметром и вольтметром.

Амперметр обычно подключается в разрыв провода идущего от генератора к аккумулятору. Например на Вазовских машинах между выводам "В+" генератора и "+" аккумуляторной батареи. Подключение Амперметра должно производиться проводом подходящего сечения. Так например амперметр АП-111 необходимо подсоединять проводом сечением не менее 20кв, в противном случае провод будет греться. Сам Амперметр в процессе работы тоже может немного нагреваться, т.к. внутри него установлен шунт, на котором, при большом токе тоже выделяется тепло, это не является неисправностью.

Вольтметр подключется гораздо проще, в любом месте где есть "+". Соответственно один контакт подключается к корпусу другой удобнее подключить к клемме замка зажигания где появляется "+" при включении зажигания. На рисунке показана типичная принципиальная схема подключения Амперметра и вольтметра

Схема подключения амперметpa и вольтметpa:

1 - аккумуляторная батарея

2 - генератор

3 - монтажный блок

4 - выключатель зажигания

5 - контрольная лампа заряда аккумуляторной батареи, расположенная в комбинации приборов

6 - амперметр

Водители легковых и грузовых автомобилей интересуются, как подключить амперметр и вольтметр в машине. Необходимость установки этих индикаторов объясняется желанием иметь полный контроль над состоянием аккумуляторной батареи и генераторной установки. Большинство современных машин и ранее выпущенных не имеют таких индикаторов установленных заводом изготовителем. Правда, в автомобилях с бортовыми компьютерами, имеется возможность контроля напряжения в цепях машины, в остальных моделях установкой приборов занимаются владельцы.

Как подключить амперметр и вольтметр в машине особенно интересен для владельцев авто с пробегом, так как многие узлы и агрегаты, в том числе и генераторная установка, уже порядком поизносились, поэтому могут работать с нарушениями. Контрольная лампа сигнализирует только об отсутствии бортового напряжения, а этого явно недостаточно. Так, например, если вовремя не заметить повышенное напряжение зарядки аккумулятора, это может привести к выходу его из строя.



О выполняемых функциях этих указателей


Каждый контрольный или измерительный прибор, установленный в панели приборов машины, информирует водителя о работоспособности определённой системы автомобиля. Это позволяет эксплуатировать машину без ущерба для её технического состояния. Однако система электроснабжения многих автомобилей лишена возможности для такого контроля. Владельцы машин пытаются самостоятельно решить такие проблемы установкой амперметра или вольтметра, а некоторые владельцы устанавливают оба этих указателя.

Амперметр, установленный в электрическую цепь, будет показывать потребляемый системой электрический ток. По этим данным можно судить о процессе зарядки аккумулятора и своевременно выявить и устранить возникшие проблемы. Вольтметр также позволяет держать этот процесс под контролем водителя, чем повышается срок службы электрооборудования. Вот основные причины установки этих приборов на автомобиль.



Какие изделия используют?


Некоторое время назад найти и установить такой прибор, было большой проблемой. Автолюбители устанавливали на свои машины амперметры от грузовых автомобилей, а те водители, которые были на «вы» с радиоэлектроникой, сами подбирали измерительные приборы. Первыми отечественными машинами, у которых вольтметр занял своё постоянное место на приборном щитке, была ВАЗ 2105, а несколько позже они появились и на других моделях.

Сегодня такой проблемы не существует, так как имеется большой выбор таких изделий в торговых сетях. Можно установить в панель электронные часы, которые одновременно с текущим временем показывают напряжение бортовой сети. Встречаются электронные тахометры, которые после нажатия нужной кнопки выполняют функции вольтметра. Такие устройства особых проблем не вызывают у владельцев.

Также сегодня в продаже имеются автомобильные амперметры и вольтметры, а отдельные водители самостоятельно подгоняют приборы, которые применяют в радиоэлектронных устройствах. Установка таких указателей сопряжена с некоторыми трудностями, так как нужно подбирать шунты к ним, производить калибровку или изготовление новых шкал. Поэтому на этом останавливаться не будем.

Как установить такие индикаторы? Будем считать, что вам удалось приобрести амперметр или вольтметр предназначенные для применения в автомобилях, теперь рассмотрим процесс их установки. Следует напомнить особенности подключения их в электрические цепи.

Амперметр подключается только последовательно между источником тока и потребителями, при этом обязательно соблюдается полярность подключения, плюс от источника к плюсу прибора и так далее. Вольтметр подключается только параллельно к источнику питания, также при соблюдении полярности.



Подключаем амперметр


Начнём с того, что работу можно начинать только после отключения аккумулятора. Через это устройство протекает значительный ток, поэтому нужно подобрать провода соответствующего сечения. Его следует подключить в разрыв провода, который подаёт питание на замок зажигания. На концы проводов следует установить и обжать клещами наконечники, в противном случае из-за плохого контакта будет происходить нагрев места соединения.

После установки проводов следует проверить правильность подключения. Для этого следует включить нагрузку, например ближний или дальний свет. Амперметр должен показать разряд, если он покажет противоположное значение, тогда следует поменять провода подключения местами. Далее следует запустить двигатель и убедиться в том, что происходит зарядка аккумуляторной батареи.

Правила того, как подключить амперметр, следует знать каждому. Так, например, подобные знания нередко используются при составлении заданий экспериментальных туров олимпиад школьников или же лабораторных работ.

Начнем с принципа работы амперметра. То, что он измеряет силу тока, очевидно просто из названия. Это происходит следующим образом: электрический ток, двигающийся по цепи, проходит и по прибору. При этом создается вращающий момент, который становится причиной отклонения динамической (подвижной) части на некоторый угол. Подобное отклонение прямо пропорционально силе тока. Далее это отображается визуально, например, движением стрелки или выводом числа.

Вспомним понятия параллельного и последовательного подключения. Если нужно измерить силу тока на каком-нибудь приемнике, то значение ее должно совпадать с тем, что проходит через амперметр. Это характерно конкретно для последовательного соединения.

Однако способ присоединения – не единственное важное условие того, как подключить амперметр. Не меньшее значение имеет сопротивление амперметра. Если оно вдруг окажется выше, чем сопротивление приемника, при подключении прибора система работы цепи нарушится, и значение тока, действующего на приемник, изменится.

При подключении в разрыв не имеет значения, подключать «плюсом» к источнику питания или прибору. Главное, чтобы последовательно, а не параллельно.

Видов амперметров существует несколько. Среди них аналоговый и цифровой. С из помощью можно измерять и постоянный, и переменный ток. Однако для любого их них правила подключения амперметра сохраняются без изменений. Стоит только проверить, какой ток измеряет конкретный прибор. Это указано на самом устройстве. Если ток постоянный, указано «=», если переменный – «~». Это необходимо сделать обязательно, в противном случае амперметр работать не будет.

Кроме того, при работе с электричеством надо следовать правилам безопасности. При контакте с оголенными проводами и небрежном отношении есть вероятность если получить не электрический ожог, то весьма неприятные ощущения. Особенно это касается реальных установок, потому что в школьной лаборатории, как правило, цепь работает от батарейки, и сила тока не слишком высокая.

Таким образом, характерной особенностью амперметра является его последовательное подключение. Это ограничивает количество способов, как подключить амперметр.

Амперметр. Измерение силы тока — видео

Как измерить ток (практика на словах)

Теоретически с косвенным методом измерения электрического тока мы уже ознакомились. Теперь немного скажем о том, как измерить ток с помощью амперметра практически.

 Чаще на практике для измерений используются комбинированные приборы, которые народ окрестил тестерами. Наиболее распространённые модели в ходу среди начинающих радиолюбителей и молодых электриков мы как раз и рассмотрим. Все они похожи друг на друга, как близнецы, даже отечественные и китайские образцы. Один из представителей изображён на рисунке 1.

Рисунок 1. Цифровой тестер и его основные элементы.

Если Вам необходимо измерить ток в цепи и Вы решили воспользоваться прибором, подобным изображённому на рисунке 1, необходимо следующее:

1. Определить, в каких пределах будете измерять ток. Если не знаете, то нужно начинать с максимального предела. Данный прибор позволяет измерять постоянный ток  от 0 в пределах от 2000 мкА до 10 А.Переключатель пределов измерения (круглый в центре прибора) устанавливаете указателем на 10 в секторе пределов измерения постоянного тока.

2. Подключить щупы прибора. Что бы не путаться, старайтесь всегда пользоваться стандартными щупами маркированными цветом (обычно чёрный - общий, красный - измерительный), или какими то отличительными обозначениями. Тут нужно проявить особое внимание! Дело в том, что в таких типах приборов для измерения тока на пределе 10 А измерительный щуп прибора подключается к отдельной токоизмерительной клемме до 10А. При всех остальных режимах работы используется универсальная клемма. Общий щуп всегда подключается к общей клемме.

Если неверно оценить пределы величины измеряемого тока, например попытаться измерить ток 8А на пределе измерения 20m, то можно просто спалить прибор, и он либо перестанет работать, либо будет показывать “погоду”.

3. Определить схему включения прибора в цепь. Вам необходимо определиться, ток какого элемента цепи Вам нужно измерить. Определились. Далее, если не можете мысленно, то схематично на бумаге разорвите цепь этого элемента и в рассечку включите измерительный прибор. Примеры включения амперметра в цепь для измерения тока различных элементов цепи показаны на рисунке 2. Для того, что бы было легче сориентироваться, каким образом токи текут в схемах, на исходных схемах я обозначил их цветными направляющими. Различный цвет направляющих говорит о том, что эти токи могут отличаться по величине.

Рисунок 2. 

4. Соберите схему измерения.
5. Теперь можно включить питание схемы и снять показание прибора.

Если прибор показал очень маленькую величину, и она вполне должна вписаться в предел измерения следующей низшей ступени пределов, то можно измерить ток при более низком пределе, но при этом, не забывайте, что если вы измеряли на пределе 10А, то для предела 200m необходимо переключить измерительный щуп с токоизмерительной клеммы на универсальную. Например, если при измерении на пределе 10А прибор показал Вам значение 0.18, имеет смысл произвести измерение на пределе 200m.

При каждом переключении режимов измерения прибора не забывайте обесточивать (выключать) схему.

Примечание к схемам рис.2.
а). Простая цепь, содержащая всего один контур. Здесь может течь только один ток - через выключатель и лампу La1. Что бы измерить этот ток, достаточно включить в цепь амперметр последовательно лампе, как показано на рисунке 2. а-1).
б). Схема с параллельным включением 3-х потребителей. Для измерения тока любого элемента, например La2, амперметр включается в рассечку цепи последовательно этому элементу, как на схеме б-1). Аналогично и для элементов La1 и La3. По схеме б-2) амперметр покажет сумму токов, текущих через элементы La2 и La3. По схеме б-3) амперметр включен для измерения полного тока цепи, т.е. суммы токов всех трёх элементов La1, La2 и La3.
в). Схема последовательного соединения элементов La1 и La2. Имеет всего 1 контур, как в случае схемы а). Через оба элемента будет течь один и тот же ток. Для измерения тока амперметр включается в рассечку цепи рис. в-1).
г). Более сложная схема, но и в ней можно измерить ток любого элемента в отдельности, не зависимо от сложности схемы: г-1) ток La4; г-2) ток La3; г-3) ток La2, который по сути равен сумме токов La3 и La4; г-4) ток La1; г-5) полный ток всей цепи.
В качестве потребителей энергии может могут быть не только лампы, но и любые другие электротехнические устройства, на принцип измерений это не влияет.

Почему сгорают приборы?
Самая распространённая ошибка при измерении тока в цепи, это когда амперметр для измерения тока элемента по невнимательности или по незнанию горе-мастера подключают параллельно этому элементу. Рассмотрим рисунок 3.

Рисунок 3.
Амперметр подключен параллельно нагрузке La1. Мы знаем, что амперметр имеет очень низкое сопротивление, т.е. практически является эквивалентом проводника электрического тока. Поэтому, при таком подключении прибора мы фактически шунтируем потребитель La1, и устраиваем устойчивое короткое замыкание. При этом тут возможно несколько исходов:
- если схема обеспечена предохранителем или автоматическим выключателем, то в лучшем случае сгораем предохранитель или автоматический выключатель просто обесточивает схему;
- если в цепи элементы защиты от коротких замыканий (КЗ) отсутствуют, а) при недостаточной мощности и слабой нагрузочной характеристики источника питания выходит из строя источник питания, б) при достаточной мощности источника питания может сгореть обмотка измерительной головки амперметра, в виду слишком большого напряжения на шунте амперметра, либо сгорает сам шунт вместе с измерительной обмоткой.
Так что, основная причина порчи измерительных приборов, это невнимательность или неопытность их пользователей. Так что, прежде чем измерить что либо не совсем понятное, рекомендую хотя бы в теории разобраться в вопросе, и при первых попытках измерений не торопиться, продумывая и мысленно обосновывая каждый свой шаг. Когда всё начинает получаться, понимание приходит быстро, и в дальнейшем вопрос измерения тока любого элемента цепи больше не будет заставать Вас врасплох.
Хочу отметить, что данной моделью тестера можно измерить только величину постоянного тока. При измерении переменного тока прибор покажет Вам значение около 0.
Стрелочными приборами пользоваться аналогично, но нужно учесть, что при измерении постоянного тока необходимо учитывать полярность клемм. Принято минусовой зажим прибора помечать знаком *, обозначать как COM или по русски писать - общий. Если перепутать полярность, страшного ни чего не произойдёт, просто стрелка прибора отклонится в обратную сторону от нуля. Поменяв клеммы местами, стрелка прибора отклонится в нужном направлении.
При измерениях переменного тока методика остаётся той же. При этом стоит не забывать о включении прибора в нужный режим работы.

 

Удачных измерений.

Как подключать амперметр и вольтметр в цепь

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 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).

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.

Если у вас есть обычный аналоговый амперметр и вы не знаете как его подключить то это сделать очень просто. Кроме амперметра вам нужен ШУНТ, так-как амперметр измеряет падение напряжения именно на шунте. Схема подключения амперметра с шунтом выглядит вот так (рисунок ниже). Если нет шунта то его можно сделать самому и об этом далее в статье.

Если есть амперметр а шунта к нему нет то его можно сделать самостоятельно. В качестве шунта можно взять отрезок медного провода, толщина этого провода зависит от силы тока которая будет измеряться. К примеру для токов до 10А можно взять провод сечением 1.5 кв, если ток будет до 30А то лучше взять провод 2,5кв.

Нужен отрезок примерно 30 см, его нужно зачистить полностью от изоляции. Далее подсоединяем этот провод вместо шунта, на картинке ниже думаю всё понятно.

Такой шунт ничем не хуже чем заводской, кроме конечно внешнего вида. А откалибровать амперметр достаточно просто. Нужен второй амперметр, который подключается последовательно с нашим шунтом. Можно до нашего самодельного шунта, а можно после. Подключаем к источнику питания потребитель энергии и смотрим сколько показывает второй амперметр. Далее смотрим на наш амперметр и на самодельном шунте передвигаем контакты амперметра, приближаем или удаляем их друг от друга так чтобы показания на обоих амперметрах были одинаковые. Вот и всё, когда показания амперметров будут одинаковые то остаётся только припаять контакты от амперметра к шунту чтобы они не сдвинулись и амперметр не сбился.

После этого амперметр готов к работе, а самодельный шунт можно уложить в какой нибудь корпус или спрятать от глаз если он вам не нравится. Кроме того шунт можно сделать не только из медного провода. Подойдёт металлическая пластинка, даже простой болт где гайками можно зажимать провода от амперметра и регулировать расстояние между проводами для калибровки прибора.

Ниже на фото мой амперметр с самодельным шунтом.

Длину активной зоны шунта я не замерял, по-этому сказать не могу на каком расстоянии припаивать провода от амперметра. Ну и сечение медного провода может быть разное и сам амперметр тоже, по,этому откалибровать всё-таки придётся. Я это делал с помощью мультиметра. Ещё несколько фото амперметра с самодельным шунтом.

Вот так всё выглядит с обратной стороны, видно как выходят провода из амперметра и как соединяются с этим медным шунтом

Я думаю понятно как работает амперметр и как подсоединять шунт. Шунт соединяется последовательно, то-есть в разрыв одного из проводов идущих к потребителю энергии. Можно как по плюсу ставить шунт так и по минусу. Если стрелка амперметра отклоняется не в ту сторону, то нужно просто перевернуть шунт. А так амперметр измеряет падение напряжения на шунте, падение напряжения там в милливольтах.

Заводские шунты по моему почти все с падением напряжения до 75 mV, и шунт нужно подбирать по характеристикам амперметра. Если амперметр на 50А и 75mV то и шунт надо покупать такой-же, иначе амперметр будет показывать неправильно.’ Надеюсь вам помогла эта информация, спасибо за прочтение и оставляйте комментарии.

Амперме́тр (от ампер + μετρέω «измеряю») — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора.

В электрическую цепь амперметр включается последовательно [1] с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют. Поэтому, чем ниже внутреннее сопротивление амперметра (в идеале — 0), тем меньше будет влияние прибора на исследуемый объект, и тем выше будет точность измерения [2] . Для увеличения предела измерений амперметр снабжается шунтом (для цепей постоянного и переменного тока), трансформатором тока (только для цепей переменного тока) или магнитным усилителем (для цепей постоянного тока). Очень опасно пытаться использовать амперметр в качестве вольтметра (подключать его непосредственно к источнику питания): это приведёт к короткому замыканию!

Бесконтактное устройство из токоизмерительной головки и трансформатора тока специальной конструкции называется токоизмерительные клещи (на фото).

Содержание

Общая характеристика [ править | править код ]

По конструкции амперметры делятся:

  • со стрелочной измерительной головкой без электронных схем;
  • со стрелочной измерительной головкой с использованием электронных схем;
  • с цифровым индикатором.

Приборы со стрелочной головкой [ править | править код ]

Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол крена, пропорциональный величине измеряемого тока.

Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими.

Магнитоэлектрическими амперметрами измеряют силу постоянного тока; индукционными и детекторными — силу переменного тока; амперметры других систем измеряют силу любого тока. Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры.

Приборы со стрелочной головкой могут снабжаться дополнительными электронными схемами для усиления сигнала, подаваемого на головку (для измерения токов, существенно меньших чем ток полного отклонения головки, который для большинства магнитоэлектрических приборов составляет 50 мкА и более), защиты головки от перегруза и прочее.

Приборы с цифровым индикатором [ править | править код ]

В последнее время приборы со стрелочной измерительной головкой стали вытесняться приборами с цифровым индикатором на основе жидких кристаллов и светодиодов.

Принцип действия стрелочной измерительной головки [ править | править код ]

Принцип действия самых распространённых в амперметрах систем измерения:

  • В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момент стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки прямо пропорционален силе тока, поэтому шкала магнитоэлектрического прибора линейна. Направление поворота стрелки зависит от направления протекающего через рамку тока, поэтому магнитоэлектрические амперметры непригодны для непосредственного измерения силы переменного тока (стрелка будет дрожать возле нулевого значения), и требуют правильной полярности подключения в цепи постоянного тока (иначе стрелка будет отклоняться левее нуля).
  • В электромагнитной системе прибора вращающий момент стрелки создаётся между катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником, к которому прикрепляется указательная стрелка.
  • В электродинамической системе измерительная головка состоит из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействие между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки.

Во всех вышеуказанных системах угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента сопротивления пружины.

Включение амперметра в электрическую цепь [ править | править код ]

В электрической цепи амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при больших токах — через трансформатор тока, магнитный усилитель или шунт. Для измерения токов может также применяться милливольтметр и калиброванный шунт (первичные токи шунтов могут быть выбраны из стандартного ряда, вторичное напряжение стандартизировано – чаще всего 75 мВ). При высоких напряжениях (выше 1000В) – в цепях переменного тока для гальванической развязки амперметров также применяют трансформаторы тока, а цепях постоянного тока – магнитные усилители.

Два - амперметр - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Два - амперметр

Cтраница 1


Два амперметра Аа и Ас служат в качестве контрольных приборов для установления необходимого коэффициента трансформации к многопредельных измерительных трансформаторов тока ТТ, а вольтметр V - контролирует величину напряжения в питающей сети.  [2]

Если два амперметра соединить последовательно и включить в цепь, то через оба прибора потечет одинаковый ток. Снимая показания с проградуированного амперметра, можно соответственно наносить метки на шкалу второго прибора.  [3]

Задача 9.21. Два амперметра одинаковой системы ( магнитоэлектрические), но у одного сопротивление rAl - 0 015 ом, а у другого гА2 0 08 аи, включены последовательно в общую цепь. Одинаковы ли будут их показания.  [4]

Сравним между собой два амперметра с одинаковой шкалой, имеющей 100 делений.  [5]

В электрическую цепь поочередно включают два амперметра, причем первый амперметр показывает больший ток.  [6]

В цепь ( рис. 309) включены два амперметра. Амперметр А1 показывает силу тока 0 5 А.  [7]

На стенде имеются вольтметр на 250 В и два амперметра на 20 и 1 5 А.  [8]

Если в схему рис. 42, б включить еще два амперметра - один последовательно с реле, второй - с вторичной обмоткой трансформатора тока, так чтобы они измеряли токи / и / 2, то можно с достаточной для практики точностью определить погрешности трансформаторов тока. Необходимо учитывать, что токи / и / 2 не совпадают по фазе из-за разных углов сопротивлений реле и трансформатора тока, и полный ток будет их геометрической суммой, а не арифметической.  [9]

Если распределительное устройство размещается вне машинного зала, то предусматриваются два амперметра в статорной цепи: одни амперметр устанавливается на подстанции, а другой - на пост управления двигателем.  [10]

Если распределительное устройство размещается вне машинного зала, то предусматриваются два амперметра в статорной цепи: един амперметр устанавливается на подстанции, а другой - на посту управления двигателем.  [11]

На схеме рис. 19 - 6 в цепи аккумуляторной батареи установлены два амперметра: амперметр A t для измерения токов разряда и заряда и амперметр А 2 на небольшой ток для измерения малого тока подзаряда.  [12]

Для контроля за током нагрузки и величиной подаваемого напряжения на панели установлены два амперметра 1А и 2А ( по одному на каждый трансформатор) и вольтметр с переключателем ПВ-1. Сигнализация работы дегидратора осуществляется сигнальной лампой ЛВ с красным стеклом, остановки - сигнальной лампой ЛО с зеленым стеклом.  [14]

Страницы:      1    2    3

Цепи серии

- Электрический ток и разность потенциалов - KS3 Physics Revision

В телесериале вы получаете несколько эпизодов, один за другим. Последовательная схема аналогична. Вы получаете несколько компонентов один за другим.

Если вы проследите принципиальную схему от одной стороны ячейки до другой, вы должны пройти через все различные компоненты, один за другим, без каких-либо ответвлений.

Две лампы последовательно

В последовательной цепи, если лампа выходит из строя или какой-либо компонент отсоединяется, цепь разрывается, и все компоненты перестают работать.

В последовательной цепи, если одна лампа удалена или сломана, другая погаснет. Цепи серии

полезны, если вы хотите получить предупреждение о том, что один из компонентов в цепи вышел из строя. Они также используют меньше проводов, чем параллельные цепи.

Ток в последовательной цепи

Ток везде одинаковый в последовательной цепи. Неважно, куда вы положите амперметр, он покажет вам то же самое.

Все три амперметра показывают 0,5 А в этой последовательной цепи.

Добавление ячеек.

Ток в последовательной цепи зависит от количества ячеек.Если вы заставите ячейки смотреть в одном направлении, чем больше ячеек вы добавите, тем больше будет сила тока.

Ток в этой последовательной цепи увеличивается по мере добавления большего количества ячеек.

Ток не используется вверх.

Если вы включите больше ламп в последовательную цепь, лампы будут тусклее, чем раньше, потому что через них будет проходить меньший ток.

Вы можете подумать, что ток становится меньше по мере прохождения одного компонента за другим, но это не так. Ток не расходуется компонентами в цепи.Это означает, что ток везде одинаковый в последовательной цепи, даже если в ней много ламп или других компонентов.

Ток, протекающий через каждую лампу, тем меньше, чем больше ламп, но он остается одинаковым везде в этой последовательной цепи.

Что такое амперметр? - Определение и функции - Видео и стенограмма урока

Зависимость тока от напряжения

Важно отметить, что амперметр измеряет только ток, а не напряжение. Ток и напряжение - две отдельные величины. Напряжение можно определить как разность электрических потенциалов на единицу заряда. Его можно рассматривать как энергию, содержащуюся в электрической цепи или поле в одной точке. Ток , с другой стороны, представляет собой скорость, с которой электрический заряд проходит через любую заданную точку в цепи.

Один из распространенных способов попытаться понять разницу между ними - это увидеть, как электричество движется по проводу, как вода, движущаяся по шлангу. В этой аналогии напряжение похоже на давление воды, а ток - на скорость потока воды.Изменения одного могут повлиять на другой, но это не одно и то же.

Использование амперметра

При использовании амперметра очень важно, чтобы прибор был правильно подключен к цепи. Чтобы понять, как нужно настроить амперметр, воспользуемся простой схемой с источником напряжения и тремя резисторами.

Простая схема с источником напряжения и тремя резисторами

Эта схема имеет комбинацию последовательных и параллельных элементов. Резистор 1 и резистор 2 образуют параллельную цепь, которая соединена последовательно с резистором 3. Амперметр должен быть подключен последовательно с той частью цепи, где мы хотим измерить ток. Давайте начнем с того, что посмотрим, как измерить общий ток, протекающий по всей цепи.

Справа неправильно подключен амперметр; амперметр подключен правильно слева

Справа на изображении выше амперметр неправильно подключен к цепи параллельно, что создает две проблемы.Первая проблема заключается в том, что есть альтернативные пути, по которым может течь ток, а это означает, что он не будет измеряться амперметром. Вторая проблема в том, что произошло короткое замыкание. Как и провод, амперметры имеют очень низкое сопротивление, поэтому они не будут влиять на ток при правильной установке в цепи. Однако при неправильном параллельном подключении такое низкое сопротивление позволит протекать через прибор очень сильному току, что приведет к перегоранию предохранителя.

Слева амперметр подключен таким образом, что весь ток, протекающий по цепи, должен проходить через него; альтернативных путей нет.Это правильный способ подключения амперметра для измерения полного тока цепи, но не единственный. На самом деле в цепи есть несколько точек, куда можно подключить амперметр для измерения. На этом изображении каждый амперметр также измеряет общий ток цепи.

Теперь, когда мы знаем, как измерить полный ток в цепи, давайте посмотрим на измерение тока, проходящего через отдельные элементы.Ток по-разному проходит через последовательные и параллельные элементы. В параллельном соединении ток разделяется между ветвями в цепи. Например, чтобы измерить только ток, проходящий через резистор 1, мы должны подключить амперметр последовательно с верхней ветвью параллельной цепи. Это показано в левой части следующего изображения.

Параллельное соединение

Аналогичным образом, размещение амперметра в нижней ветви будет измерять только ток, проходящий через резистор 2. В правой части изображения мы видим, что параллельное подключение амперметра позволит току обойти резисторы, создавая еще одно короткое замыкание!

В последовательном соединении через каждый элемент проходит одинаковое количество тока. Чтобы убедиться в этом, давайте посмотрим на новую схему, показанную здесь.

Последовательное соединение

Амперметр расположен так, чтобы он измерял ток, проходящий через резистор A, и ток, проходящий через резистор B.Таким образом, вам нужно выполнить только одно измерение с помощью амперметра, чтобы получить токи через каждый отдельный элемент при последовательном соединении.

Итоги урока

Давайте рассмотрим. Амперметр - прибор для измерения электрического тока в амперах. Амперметр должен быть подключен последовательно к пути измерения тока. Параллельная установка амперметра приведет к короткому замыканию и неправильному измерению тока.

В параллельных цепях ток разделяется между различными параллельными ветвями, поэтому амперметр должен быть настроен внутри отдельной ветви, где должен измеряться ток.

В цепях серии через каждый элемент проходит одинаковое количество тока, поэтому амперметр можно установить в любом месте на пути, если он тоже включен последовательно.

Ключевые термины

Амперметр

Амперметр - прибор для измерения электрического тока

Мультиметр - универсальный прибор, который, помимо прочего, измеряет электрические токи

Напряжение - разность электрических потенциалов на единицу заряда

Ток - скорость, с которой электрический заряд проходит через любую заданную точку в цепи

Параллельное соединение - электрическое соединение, в котором ток разделяется между ветвями в цепи

Последовательное соединение - электрическое соединение, в котором то же самое количество проходов тока через каждый элемент

Результаты обучения

После этого урока проверьте, можете ли вы:

  • Определить амперметр
  • Разница между током и напряжением
  • Опишите процесс использования амперметра
  • Различают параллельные и последовательные соединения

Как пользоваться амперметром

Амперметр - это устройство, которое используется для измерения количества электрического тока, проходящего через цепь. Стандартная единица измерения электрического тока называется ампер (ампер), отсюда и название амперметр или амперметр. Ампер показывает, насколько быстро электрические заряды проходят через точку цепи. Когда ток проходит через электрическую цепь, создается электромагнитное поле. Это созданное поле позволяет стрелке амперметра измерять электрический ток в цепи. В случае цифровой модели электрическое поле позволяет экрану отображать правильные показания. Ниже приводится простое руководство по использованию амперметра.

Шаг 1. Определите, какой тип амперметра использовать.

Есть 2 различных типа амперметров: аналоговые и цифровые. В аналоговом амперметре используется игла, аналогичная той, что используется в стрелке компаса. Стрелка указывает на конкретное количество тока, проходящего через амперметр. Цифровой амперметр отображает измеренный ток на жидкокристаллическом дисплее.

Шаг 2 - Подготовка к безопасности

Работа с амперметром означает работу с электрическим током. Соблюдайте осторожность при работе с любым электрическим оборудованием, которое включает провода под напряжением или провода, подключенные к источнику энергии.В этой настройке лучше всего надеть перчатки и проверить, что электрическая цепь, аккумулятор и другие материалы не повреждены.

Шаг 3 - Разрыв цепи

Простой пример схемы можно продемонстрировать, используя батарею, подключенную к лампе. Аккумулятор имеет как положительную, так и отрицательную клеммы. Каждая клемма последовательно подключена к лампе. Разомкните цепь в том месте, где вы хотите измерить силу тока. Отсоедините часть цепи, чтобы освободить место для амперметра.Устройство всегда следует подключать к цепи последовательно.

Шаг 4 - Подключите провода

Есть 2 провода разного цвета: красный и черный. Подключите провода к устройству. Красный провод должен быть подключен к положительной клемме, а черный провод должен быть подключен к отрицательной клемме на устройстве. Используя зажим «крокодил», подсоедините красный провод к проводу, ближайшему к положительной клемме аккумулятора или источника питания. Сделайте то же самое с черным проводом, но подключите его к проводу, ближайшему к отрицательной клемме источника питания.Подключение неправильного провода к неправильному разъему приведет к неисправности устройства.

Шаг 5 - Определение показаний амперметра

Показания тока, измеряемого устройством, будут зависеть от типа используемого устройства. Для аналоговых амперметров считайте наименьшее деление шкалы и округлите следующую цифру. Стрелка укажет на приблизительное значение силы тока. Для цифровых амперметров нет необходимости округлять или считывать наименьшее деление шкалы, потому что показания автоматически отображаются на ЖК-экране устройства.

Амперметр может пригодиться даже для простого ремонта или проекта. Вы можете использовать амперметр для простого ремонта розеток или электрических розеток или при замене перегоревшего предохранителя.

Автомобильный амперметр

MGA With An Attitude
Автомобильный амперметр - ET-221

Мы надеемся, что вы сначала прочтете информацию о вольтметре, поскольку вольтметр может быть более полезным инструментом для повседневной езды на автомобиле. Но если вы настаиваете на использовании амперметра, вот информация.

Самая важная особенность амперметра заключается в том, что это устройство с низким сопротивлением и высоким током. Он должен быть установлен последовательно с электрической нагрузкой, чтобы ограничить ток. Если бы вы подключили амперметр непосредственно к батарее (как если бы вы использовали вольтметр), амперметр немедленно пропустил бы такой большой ток, что почти мгновенно поджарил бы измеритель. Некоторые амперметры могут иметь предохранители для внутренней защиты. При правильном подключении последовательно с электрической нагрузкой амперметр будет контролировать ток, протекающий в цепи.


Этот конкретный амперметр был произведен в 1963 году, так что это не совсем правильный период для MGA. Хромированное декоративное кольцо имеет фаску на внешнем диаметре, что не соответствует внешнему диаметру цилиндра на других инструментах MGA. Однако, поскольку амперметр никогда не входил в стандартную комплектацию MGA, аксессуар для вторичного рынка мог быть практически любого дизайна (надеюсь, не уродливым).
Самый распространенный диапазон шкалы для амперметра, который будет использоваться в MG с генератором, будет от -30 до +30 ампер (с 0 в центре).Если вы хотите использовать амперметр с генератором переменного тока, ему может потребоваться показать от -60 до +60 ампер или, возможно, даже выше, достаточно, чтобы справиться с ожидаемой выходной мощностью генератора. Если у вас есть генератор на 100 ампер, вам понадобится 100 амперметр.

Винтажный аналоговый амперметр с прямым считыванием требует подключения достаточно больших проводов, чтобы пропускать полный ток в контролируемой цепи. Для 30-амперного метра потребуется пара проводов калибра 10. Для счетчика на 60 ампер потребуется провод 8 калибра.Для 100-амперметра потребуется провода 6 калибра. Эти провода должны пройти через салон за приборной панелью, чтобы добраться до счетчика. Один из этих проводов будет прямым подключением к аккумуляторной батарее автомобиля с почти неограниченной выходной мощностью, а провод не будет предохраняться. Если этот провод по какой-либо причине должен в любой момент вызвать короткое замыкание на массу шасси, результатом будет что-то вроде сгорания сварочного прутка с единственным ограничением тока, являющимся сопротивлением провода (которое практически равно нулю Ом) и внутреннее сопротивление батареи (которое может составлять всего несколько миллиомов).Таким образом, этот большой незакрепленный соединительный провод представляет собой риск для личной безопасности (опасность возгорания или ожога), поэтому вам нужно быть очень осторожным, чтобы защитить провод от повреждений, и правильные прокладки перегородки являются первым делом дня.

Современный альтернативный амперметр может использовать меньшую проводку и может быть намного безопаснее. Это амперметр шунтового типа. Шунт представляет собой слаботочный резистор с низким сопротивлением, возможно, короткий металлический стержень из меди, железа или какого-либо резисторного сплава, подключенный последовательно с электрической нагрузкой системы, которую вы хотите контролировать. На этом шунте будет наблюдаться небольшое падение напряжения от конца до конца, пропорциональное току, проходящему через него. Если сопротивление очень мало, оно не будет заметно препятствовать протеканию тока и не повлияет на электрическую систему в автомобиле. Но с очень малым сопротивлением он также будет генерировать очень небольшой перепад напряжения на шунте. Чтобы контролировать это, измеритель должен быть гальванометром с очень низким сопротивлением (вольтметр для очень низкого напряжения).

Шунт с 0.Сопротивление 001 Ом вызовет падение 0,03 В при 30 А. Будучи резистором, он также будет выделять 0,9 Вт тепла. Затем шунт должен быть спроектирован и установлен с учетом рассеивания 0,9 Вт тепла. Манометр, установленный на приборной панели, должен обеспечивать полный поворот стрелки с напряжением от +0,03 до -0,03 вольт для его управления. Это был бы чувствительный инструмент (возможно, деликатный). Измеритель с более высоким диапазоном напряжения можно было бы использовать, если бы на шунтирующем резисторе использовался усилитель напряжения, что обычно используется для современного амперметра. Затем требуется, чтобы «передающий блок» был подключен последовательно к контролируемой цепи, а также отдельный датчик для считывания показаний тире. Таким образом, датчик на самом деле представляет собой вольтметр с циферблатом, отмеченным амперой.

Есть несколько различных способов использования амперметра. Сначала я кратко опишу менее распространенные установки.

Если вы хотите контролировать только исправность и работу генератора, амперметр можно подключить последовательно с выходным проводом динамо. Это даст вам регулярное считывание выходных данных динамо-машины, но больше ничего вам не скажет.Если электрическая нагрузка автомобиля высока (все фары и аксессуары включены) или аккумуляторная батарея сильно разряжена, выходная мощность динамо-машины будет высокой (возможно, 20 ампер). Если аккумулятор полностью заряжен, а потребность автомобиля в токе низка (как только зажигание), то мощность динамо-машины будет такой же низкой. Ток динамо никогда не должен быть отрицательным при такой настройке, поэтому датчик в этом случае может быть настроен на показание от 0 до 30 ампер. Но эта установка никогда ничего не скажет вам о состоянии или состоянии заряда аккумулятора.

Если вы хотите контролировать только общую электрическую нагрузку автомобиля (а не функцию зарядки), вы подключаете амперметр последовательно с проводом, идущим от блока управления к выключателю зажигания. Это будет контролировать всю потребляемую мощность, кроме рупора, и исключить выход генератора. Хотя он может сказать вам, сколько электроэнергии потребляет автомобиль, он ничего не скажет вам о состоянии аккумулятора или генератора.

Разумнее переходим к обычной установке.Амперметр должен быть подключен последовательно с жирным коричневым проводом, идущим от переключателя стартера к блоку управления (подойдет любой конец). Это будет контролировать чистый ток, протекающий в батарею и выходящий из нее, включая общую потребляемую мощность (включая гудок) и выходную мощность динамо, но исключит цепь сверхвысокого тока, которая приводит в действие пусковой двигатель. Прокрутка двигателя (возможно, 200 ампер) никак не повлияет на амперметр. Звуковой сигнал может на мгновение заблокировать амперметр на отрицательной стороне, но кратковременный скачок в 30–50 ампер не повредит измерителю.Если вы включите все фары и аксессуары при выключенном двигателе, вы увидите большой разряд, возможно, -20 ампер. Если вы выключите фары и аксессуары и запустите двигатель, вы должны увидеть положительный заряд аккумулятора. Если аккумулятор может быть сильно разряжен, а двигатель работает только при включенном зажигании, то при повышении частоты вращения до 2500 об / мин может быть обеспечена полная мощность динамо-машины, давая 4 ампера на катушку зажигания и остальные 18 ампер на батарею для зарядки. (что будет отображаться как +18 на амперметре).

Таким образом, с этой настройкой измеритель может иногда показывать от +18 до -20, и он может на мгновение превышать -30, если вы дунете в рог. Но имейте в виду, что амперметр отслеживает чистый ток в батарее или на выходе из нее. В большинстве нормальных условий эксплуатации, когда аккумулятор почти полностью заряжен при работающем двигателе, блок управления будет регулировать мощность динамо-машины, чтобы удовлетворить потребность в нагрузке транспортного средства, и чистый ток, протекающий к аккумулятору, будет довольно небольшим. Большую часть времени амперметр будет показывать в диапазоне от 0 до +3 ампер на скорости движения или, возможно, в диапазоне от 0 до -5 ампер на холостом ходу.Если у вас есть зоркий глаз, вы сможете определить, немного ли он заряжается или разряжается, но это все. Это ничего не скажет вам о работоспособности или состоянии заряда аккумулятора. Если система полностью перестанет заряжаться, амперметр может показать значительный разряд, но также загорится лампа зажигания, чтобы сообщить вам, что динамо-машина перестала работать, поэтому амперметр добавляет очень мало, чтобы помочь ситуации.

Он также очень мало скажет вам о исправности или состоянии регулировки блока управления.Одна потенциальная проблема заключается в том, что произойдет, если блок управления может немного не отрегулировать, а мощность динамо-машины немного низкая (довольно распространенная проблема). Тут может немного подзаряжается, но не сильно. Амперметр может показывать от +1 до +3 ампер днем, когда фары выключены, и, возможно, все в порядке. Но если вы выключите двигатель и перезапустите его несколько раз (сильное кратковременное потребление тока), или если у вас есть длительные периоды работы двигателя на холостом ходу (небольшой отрицательный ток в течение продолжительных периодов времени), аккумулятор может неожиданно разрядиться, не заметив этого.Это более серьезно, когда вы включаете фары ночью, и вы можете не заметить, что амперметр становится отрицательным. При некотором значительном разряде аккумулятор быстро разряжается, огни гаснут, а двигатель может не запускаться повторно после пит-стопа. Чтобы амперметр принес вам хоть какую-то пользу в этих обстоятельствах, вы должны смотреть на него как ястреб, особенно когда свет и аксессуары включены, и вы должны понимать, что измеритель пытается вам сказать.

Итог: в случае неисправной системы зарядки или разряженной батареи вольтметр будет гораздо полезнее, чем амперметр.Вольтметр может сказать вам гораздо больше, чем просто факт разряда батареи. Возможно, наиболее важным является то, что вольтметр может дать вам представление о том, сколько еще вы сможете проехать, прежде чем напряжение аккумулятора станет настолько низким, что зажигание погаснет.

Если вы хотите установить амперметр, подключите его, как показано на одной из схем. Легко сказать, правильно ли подключены провода на амперметре. Подуйте в рог и наблюдайте, как прыгает игла. Если он переходит в отрицательную сторону, значит, вы правы.Если он прыгает в плюс, вам нужно переключить провода на амперметре, чтобы он стал минусом при ударе рожка.

Это не обязательно указывает на направление тока в проводе, поскольку положительное или отрицательное заземление заставляет ток течь в противоположных направлениях. Амперметр покажет чистый заряд или разряд батареи.

Последовательные и параллельные резисторы

Введение

Цепи постоянного тока (DC) характеризуются величинами тока, напряжения и сопротивления.Ток - это скорость потока заряда. Единица СИ - ампер (А). По соглашению направление тока - это направление потока заряда, даже если в металлических проводниках ток возникает из-за потока отрицательного заряда (электронов) в противоположном направлении. Из-за сохранения заряда ток одинаков во всех точках однопетлевой цепи. В точке ветвления в цепи, где проводящий путь разделяется на два или более, общий ток в точке ветвления равен полному току из этой точки.Традиционно ток течет от положительной клеммы батареи или источника питания к отрицательной клемме. Для поддержания тока в цепи должен быть полностью проводящий путь. Напряжение - это мера разности электрических потенциалов между двумя точками в цепи. Единица СИ - вольт (В). Поскольку электрическая сила является консервативной, сумма напряжений увеличивается и уменьшается вокруг любого замкнутого контура, равная нулю. Сопротивление - это свойство элемента схемы (проводника) препятствовать прохождению тока.Сопротивление определяется где В, - напряжение на элементе схемы, а I, - ток, протекающий через него. Если R постоянно, то же самое для всех V , то элемент схемы подчиняется закону Ома. Единицей измерения сопротивления в системе СИ является ом (Ом). Сопротивление резистивного элемента цепи изменяется в зависимости от температуры. Два резистора R 1 и R 2 соединены последовательно, если весь ток, который проходит через R 1 , также проходит через R 2 .Следовательно, для двух последовательно соединенных резисторов ток от I 1 до R 1 совпадает с током от I 2 до R 2 , и этот ток такой же, как и ток ток, I , который входит в последовательную сеть:

I = I 1 = I 2 .

Общее напряжение В в последовательной сети представляет собой сумму напряжений В 1 и В 2 на каждом резисторе.То есть

V = V 1 + V 2 .

Эквивалентное сопротивление, R с , R 1 и R 2 последовательно определяется выражением Два резистора R 1 и R 2 подключены параллельно, если напряжения В 1 и В 2 на каждом из них одинаковы и равны напряжению В , через параллельную сеть. То есть

V = V 1 = V 2 .

Токи I 1 и I 2 через каждый из резисторов складываются, чтобы получить общий ток, I , текущий в сеть и из нее:

I = I 1 + I 2 .

Эквивалентное сопротивление R p из R 1 и R 2 параллельно определяется выражением Это также можно записать как Амперметры используются для измерения тока.Амперметр подключается последовательно к цепи, так что весь измеряемый ток протекает через амперметр. Следовательно, амперметры должны иметь очень маленькое сопротивление, чтобы не изменять ток в цепи. Вольтметры используются для измерения напряжений. Вольтметр подключается параллельно в двух точках, между которыми должна быть измерена разность потенциалов. Следовательно, вольтметр должен иметь большое сопротивление, чтобы через него проходил очень небольшой ток.

Объектив

В этой лаборатории мы будем измерять и анализировать токи и напряжения для цепей, содержащих один резистор, а также для двух последовательно включенных резисторов и двух параллельно.

Аппарат

  • Источник питания постоянного тока 0-40 вольт
  • Лампочка на 12 В и розетка
  • Резисторы 150 и 700 Ом
  • Цифровой мультиметр

Процедура

Распечатайте лист для этой лабораторной работы. Этот лист понадобится вам для записи ваших данных.

Измерение напряжения

1

Блок питания является источником разности потенциалов (напряжения).Найдите источник питания постоянного тока за столом. Нажмите кнопку POWER ON / OFF в положение ON. Затем нажмите кнопку RANGE в положение IN (0,85 A). Это устанавливает источник питания в диапазоне 0-35 В / 0-0,85 А. Поверните ручку регулировки напряжения и тока ADJUST против часовой стрелки. Затем установите максимальный выходной ток для этого эксперимента, нажав кнопку CC Set , и, удерживая ее, поверните текущую ручку ADJUST по часовой стрелке, пока на дисплее AMPS не появится 0. 30 A. Отпустите кнопку CC Set . Не перемещайте ручку текущей настройки ( CC Set ) в любой момент во время эксперимента.

2

Мультиметр - это измерительное устройство, которое используется для измерения разности напряжений, электрических токов и электрических сопротивлений. Он также может измерять другие электрические свойства. См. Рис. 1. Вверху измерителя находится ЖК-дисплей (жидкокристаллический дисплей), в середине - переключатель функций / диапазона , (диск), а внизу - четыре входных разъема.

Примечание. Измеритель особенно чувствителен (и склонен к перегоранию предохранителя) при использовании входного разъема 200 мА (см. I в обозначении на Рисунке 1).

Ключ для рисунка 1:
  • А

    3-1 / 2-разрядный ЖК-дисплей с сигнализаторами.
  • В

    Кнопка ВКЛ / ВЫКЛ: включает и выключает питание измерителя.
  • С

    Кнопка HI / LO: выбирает высокий или низкий уровень запуска для измерения частоты.
  • D

    Кнопка MAX: выбирает функцию удержания максимального показания.
  • E

    Кнопка DC / AC: выбирает напряжение постоянного или переменного тока.
  • F

    Переключатель функции / диапазона: выбирает желаемую функцию и диапазон.
  • G

    Входной разъем V Ω: входной разъем для напряжения, сопротивления, проверки диодов, целостности цепи, частоты и логики.
  • H

    Входной разъем COM: входной разъем заземления.
  • I

    Входной разъем 200 мА: входной разъем для тока до 200 мА, L x (индуктивность), C x (емкость).
  • Дж

    Входной разъем на 10 А: входной разъем для тока до 10 А.
Чтобы измерить заданное количество, шкала должна находиться в соответствующем положении, и должны использоваться соответствующие два входных разъема. Таким образом, при повороте шкалы для перехода от одного типа измерения к другому (например, от разности напряжений к электрическому току) вам, возможно, также придется изменить входные разъемы. При перегрузке предохранитель может перегореть.

Внимание:
Для защиты счетчик гудит при перегрузке; если гудит, немедленно отключите провода счетчика!

Чтобы защитить измеритель от перегрузки при измерении неизвестного напряжения или тока, сначала следует установить измеритель на высшую шкалу для этой функции.Если показание недостаточно велико, чтобы дать по крайней мере три значащих цифры, шкалу следует переключить (если возможно) на такую, которая позволяет проводить точное измерение.

3

Чтобы включить мультиметр, нажимайте верхнюю левую кнопку на измерителе, пока на его циферблате не появится дисплей. Чтобы настроить мультиметр на измерение постоянного напряжения, В, , переключите верхнюю правую кнопку на постоянный ток. Убедитесь, что на дисплее счетчика отображается постоянный ток. Поверните переключатель функций / диапазонов в положение диапазона напряжения (В) и установите значение 20.Теперь измеритель настроен на считывание напряжений до 20 вольт постоянного тока. Подключите банан к банановым выводам к общему разъему (COM) и к разъему напряжения (V).

4

Подключите выводы мультиметра к клеммам + и - источника питания. См. Рисунок 2. На источнике питания поверните ручку регулировки напряжения ADJUST по часовой стрелке, пока на дисплее вольт не отобразится 5,0 вольт. Сравните показания напряжения на мультиметре и на измерителе блока питания. Эти два показания могут не совпадать.Ожидается, что мультиметр будет точнее.

Ток и напряжение для одного резистора

1

Уменьшите напряжение блока питания (против часовой стрелки) до нуля вольт. Подключите блок питания к резистору на печатной плате с маркировкой 700 Ом. (Не регулируйте и не изменяйте настройку тока на источнике питания. ) Мы будем использовать мультиметр для измерения постоянного тока через резистор 700 Ом в зависимости от приложенного напряжения. Для этого мы должны соединить мультиметр серии с резистором, чтобы одинаковый ток проходил через оба. Так как предохранитель легко перегорит, когда мультиметр настроен на текущее значение, внимательно следуйте инструкциям. Установите шкалу мультиметра на шкалу тока 20 мА и подключите банановые штекеры к гнездам COM и мА на измерителе.

Осторожно:
Не повышайте напряжение на блоке питания, пока ваш ТА не проверит вашу цепь.

2

После получения разрешения от вашего ТА, установите источник питания на 1 В и запишите в Таблице 1 ток через резистор, как показано на мультиметре.Повторите то же самое с источником питания, установленным на 2, 3, 4 и 5 вольт.

3

Используйте Excel для построения графика данных с током по вертикальной оси и напряжением по горизонтальной оси. Инструкции по построению графиков в Excel см. В приложении к интерактивному руководству лаборатории. Если вы получите ожидаемые результаты, данные будут располагаться близко к прямой линии, проходящей через начало координат. Используйте Excel, чтобы найти наклон прямой линии, который лучше всего соответствует вашим данным, и запишите результат, включая единицы измерения.

4

Используйте закон Ома и наклон графика, чтобы вычислить сопротивление резистора R в единицах Ом (Ом). Запишите свой результат.

Ток и напряжение для лампочки

1

УСТАНОВИТЕ НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ НА НУЛЬ, но не выключайте питание. Не изменяйте текущую настройку источника питания ( CC Set ). Мы будем использовать мультиметр для измерения постоянного тока через лампочку в зависимости от приложенного напряжения.Для этого мы должны соединить мультиметр серии с лампочкой, чтобы одинаковый ток проходил через оба. Так как предохранитель легко перегорит, когда мультиметр настроен на текущее значение, внимательно следуйте инструкциям.

2

Установите шкалу мультиметра на шкалу постоянного тока 10 А. Используйте входные гнезда COM и 10 A. Подключите схему, как показано на рисунке 3.

Осторожно:
Не повышайте напряжение на блоке питания, пока ваш ТА не проверит вашу цепь.

3

После того, как ваш ТА даст добро, установите напряжение источника питания на 2 вольта. В Таблице 2 запишите текущее показание мультиметра. Повторите эти действия для напряжений источника питания 4, 6, 8, 10 и 12 вольт.

4

Используйте Excel для построения графика данных с током по вертикальной оси и напряжением по горизонтальной оси. Ожидается, что ваши данные не будут приближаться к прямой. Определите и вычислите R для каждого набора значений V и I в таблице 2 и запишите в третий столбец таблицы 2. R увеличивается, уменьшается или остается таким же, как ток I , через лампочку увеличивается?

Два резистора в серии

1

Подключите на печатной плате два резистора с маркировкой 150 Ом и 700 Ом, как показано на рисунке 4. Говорят, что они включены последовательно, потому что весь ток, проходящий через один, также проходит через другой. Убедитесь, что напряжение источника питания установлено на ноль. Подключите источник питания к комбинации последовательных резисторов, как показано на рисунке 4.Установите блок питания на 5 вольт. Установите шкалу мультиметра на диапазон 20 В и используйте гнезда COM и V. С помощью мультиметра измерьте и запишите разности потенциалов (напряжение) В 150 и В 700 на каждом резисторе и напряжение В на комбинации из двух резисторов.

2

Когда вы закончите эти измерения, установите напряжение источника питания на ноль и отключите мультиметр от цепи.Что из следующего лучше отражает ваши результаты?
  • В = В 150 + В 700

  • V = V 150 = V 700

3

Когда напряжение источника питания установлено на ноль, подключите мультиметр последовательно с резисторами, как показано на рисунке 5. Установите мультиметр на диапазон постоянного тока 200 мА и подключите выводы мультиметра к правильным гнездам.

Осторожно:
Перед тем, как продолжить, попросите инструктора лаборатории проверить правильность настройки: предохранитель может перегореть, если измеритель не подключен к нужным точкам в цепи.

Получив добро от ТА, включите источник питания и установите его на 5 вольт. Измерьте ток в проводе между двумя резисторами, проводе между резистором 700 Ом и источником питания и проводе между резистором 150 Ом и источником питания.Убедитесь, что эти три тока равны.

4

Продолжая схему, показанную на рисунке 5, установите напряжение источника питания на 2 вольта. В таблице 3 запишите текущее показание мультиметра. Повторите эти действия для напряжений источника питания 4, 6, 8, 10 и 12 вольт.

5

Используйте Excel для построения графика данных с током по вертикальной оси и напряжением по горизонтальной оси. Используйте Excel, чтобы найти наклон прямой линии, который лучше всего соответствует вашим данным, и запишите результат, включая единицы измерения.

6

Используйте закон Ома и наклон графика, чтобы вычислить эквивалентное сопротивление R s двух последовательно соединенных резисторов в единицах Ом (Ом). Запишите свой результат.

Два параллельных резистора

1

Подключите на печатной плате два резистора с маркировкой 150 Ом и 700 Ом, как показано на Рисунке 6a. Они считаются параллельными, поскольку напряжение на каждом резисторе равно напряжению источника питания, а резисторы обеспечивают параллельные пути для прохождения тока.

2

Убедитесь, что напряжение источника питания установлено на ноль. Подключите источник питания к комбинации параллельных резисторов, как показано на рисунке 6b. Установите блок питания на 5 вольт. С помощью мультиметра измерьте и запишите токи I 150 и I 700 , протекающие через каждый резистор, и общий ток, I , протекающий через источник питания.

3

Когда вы закончите эти измерения, установите напряжение источника питания на ноль и отключите мультиметр от цепи.

4

Что из следующего лучше отражает ваши результаты?
  • Я = Я 150 + Я 700

  • Я = Я 150 = Я 700

5

Продолжите параллельную сеть резисторов. Установив напряжение источника питания на ноль, подключите мультиметр для измерения полного тока, I , протекающего через источник питания.Установите мультиметр на диапазон постоянного тока 200 мА.

Осторожно:
Перед тем, как продолжить, попросите инструктора лаборатории проверить правильность настройки: предохранитель может перегореть, если измеритель не подключен к нужным точкам в цепи.

Получив добро от ТА, включите источник питания и установите его на 2 вольта.

6

В Таблице 4 запишите текущее показание мультиметра.Повторите эти действия для напряжений источника питания 4, 6, 8, 10 и 12 вольт.

7

Используйте Excel для построения графика данных с током по вертикальной оси и напряжением по горизонтальной оси. Используйте Excel, чтобы найти наклон прямой линии, который лучше всего соответствует вашим данным, и запишите результат, включая единицы измерения.

8

Используйте закон Ома и наклон графика, чтобы рассчитать эквивалентное сопротивление R p двух параллельно включенных резисторов в единицах Ом (Ом). Запишите свой результат.

Copyright © 2012-2013 Advanced Instructional Systems Inc. и | Кредиты

Несколько слов об амперметрах | American Autowire

Амперметры использовались многими производителями на протяжении многих лет для измерения скорости заряда на заданном пути и длине провода в их электрических системах. Это почти всегда выполнялось параллельно цепи зарядки. Другими словами, это цепь с питанием от батареи, которая постоянно находится под напряжением, а во многих случаях полностью отключена.
В середине 1970-х годов спрос на электроэнергию увеличился из-за множества электрических аксессуаров, установленных на этих автомобилях. Наряду с повышенными требованиями к мощности этих новых транспортных средств, для зарядки этих систем также использовался более мощный (70 А и выше) генератор переменного тока. По мере увеличения выходной мощности генератора вероятность катастрофического отказа из-за цепи мощной незагруженной батареи внутри автомобиля также увеличивалась. По этой причине почти все производители оригинального оборудования перешли с амперметра на вольтметр для измерения состояния своих электрических систем.Вольтметр просто измеряет источник напряжения с замком и предохранителем в цепи зажигания, и он намного безопаснее, чем цепь горячего амперметра батареи. Худшее обстоятельство, которое когда-либо может произойти в случае короткого замыкания вольтметра, - это перегоревший предохранитель, что исключает возможность ранее упомянутого катастрофического отказа. (Для всех вас, владельцев Camaro 1968-9 годов и 1968-74 Nova, которые используют заводские консольные манометры в своем автомобиле типа ресто-мод, AAW снова лидирует в отрасли и разрабатывает вольтметр для установки на складе амперметра. эти пакеты датчиков.Свяжитесь с нашей группой продаж, чтобы узнать о наличии).
Сегодняшние генераторы OEM и вторичного рынка почти все способны заряжаться со скоростью 100 ампер или выше, и производители OEM до сих пор продолжают полагаться на вольтметр для измерения работы своих систем. Многие из современных автомобилей Street Rods, Customs и Pro-Touring также модернизируются теми же генераторами переменного тока новой конструкции с более высокой мощностью. Как и в случае с решением производителя более 30 лет назад, продолжать использовать установленный на заводе амперметр в любом модифицированном автомобиле - крайне опасная ситуация.Это одна из веских причин, по которой AAW НЕ ПОДДЕРЖИВАЕТ использование любого установленного на заводе амперметра при использовании модернизированной системы. Вы обнаружите, что все наши обновленные комплекты, включая, помимо прочего, Classic Update Series, Power Plus Series, Builder Series и Highway Series, НЕ включают проводку для амперметра. Это было сделано с учетом безопасности автомобилей наших клиентов. Еще одна причина, по которой мы не поддерживаем использование заводских амперметров, заключается в том, что все наши комплекты представляют собой высокопроизводительные устройства, и поэтому при проектировании этих систем было уделено особое внимание тому, чтобы они работали с минимальным падением напряжения.Самый эффективный способ зарядить аккумулятор - это подключить зарядный провод непосредственно к основному источнику питания, а не обратно в сращивание, как это сделали производители оригинального оборудования. Когда мы это делаем, он меняет путь заряда. Если вы помните, мы заявляли, что OEM-амперметр был изготовлен для считывания потока электричества по заданному пути. Если изменить этот путь на более эффективный, датчик больше не будет правильно регистрироваться.
С учетом всего вышесказанного, любые привязные ремни в стиле Factory Fit Brand OEM, требующие заводской установки амперметра, будут подключены в соответствии с оригинальными инженерными чертежами GM.Ни на один из этих жгутов не повлияет положение AAW на их модифицированных наборах, и все установленные на заводе амперметры, используемые в сочетании с любой системой жгута Factory Fit, будут работать правильно и будут правильно показывать.
Автор: Дон Бок.
Менеджер по исследованиям и разработкам, American Autowire, Inc.

4.4 Вольтметры и амперметры постоянного тока

Проведение измерений изменяет схему

Когда вы используете вольтметр или амперметр, вы подключаете другой резистор к существующей цепи и, таким образом, изменяете схему.В идеале вольтметры и амперметры не оказывают заметного влияния на схему, но поучительно изучить обстоятельства, при которых они влияют или не влияют.

Сначала рассмотрим вольтметр, который всегда размещается параллельно с измеряемым устройством. Через вольтметр протекает очень небольшой ток, если его сопротивление на несколько порядков больше, чем сопротивление устройства, поэтому это не оказывает заметного влияния на цепь (см. Рисунок 4.34 (a)). Большое сопротивление, параллельное малому, имеет суммарное сопротивление, практически равное малому.Если, однако, сопротивление вольтметра сопоставимо с сопротивлением измеряемого устройства, то два параллельно включенных устройства имеют меньшее сопротивление, что существенно влияет на схему (см. Рисунок 4.34 (b)). Напряжение на приборе не такое, как при отключенном вольтметре от цепи.

Рисунок 4.34 (a) Вольтметр, имеющий сопротивление намного больше, чем устройство (RVoltmeter >> RRVoltmeter >> R, размер 12 {V ">>" R} {}), с которым он подключен параллельно, создает параллельное сопротивление, по существу такое же, как устройство и не оказывает заметного влияния на измеряемую цепь.(b) Здесь вольтметр имеет то же сопротивление, что и устройство (RVoltmeter≅RRVoltmeter≅R size 12 {V simeq R} {}), так что параллельное сопротивление составляет половину от того, которое есть, когда вольтметр не подключен. Это пример значительного изменения схемы, которого следует избегать.

Амперметр подключается последовательно к ветви измеряемой цепи, так что его сопротивление добавляется к этой ветви. Обычно сопротивление амперметра очень мало по сравнению с сопротивлениями устройств в цепи, поэтому дополнительное сопротивление незначительно (см. Рисунок 4.35 (а)). Однако, если задействованы очень малые сопротивления нагрузки или если сопротивление амперметра не такое низкое, как должно быть, то общее последовательное сопротивление значительно больше, и ток в измеряемой ветви уменьшается (см. Рисунок 4.35 (b). ).

Практическая проблема может возникнуть, если амперметр подключен неправильно. Если его подключить параллельно с резистором для измерения тока в нем, вы можете повредить измеритель; низкое сопротивление амперметра позволит большей части тока в цепи проходить через гальванометр, и этот ток будет больше, поскольку эффективное сопротивление меньше.

Рис. 4.35 (a) Амперметр обычно имеет такое маленькое сопротивление, что общее последовательное сопротивление в измеряемой ветви существенно не увеличивается. Схема практически не изменилась по сравнению с отсутствием амперметра. (b) Здесь сопротивление амперметра такое же, как сопротивление ветви, так что общее сопротивление удваивается, а сила тока вдвое меньше, чем без амперметра. Этого существенного изменения схемы следует избегать.

Одним из решений проблемы вольтметров и амперметров, мешающих измерению цепей, является использование гальванометров с большей чувствительностью.Это позволяет создавать вольтметры с большим сопротивлением и амперметры с меньшим сопротивлением, чем при использовании менее чувствительных гальванометров.

Существуют практические пределы чувствительности гальванометра, но можно получить аналоговые измерители, которые делают измерения с точностью до нескольких процентов. Обратите внимание, что неточность возникает из-за изменения схемы, а не из-за неисправности счетчика.

Связи: границы знаний

Выполнение измерения изменяет измеряемую систему таким образом, что приводит к погрешности измерения. Для макроскопических систем, таких как схемы, обсуждаемые в этом модуле, изменение обычно можно сделать пренебрежимо малым, но полностью исключить его нельзя. Для субмикроскопических систем, таких как атомы, ядра и более мелкие частицы, измерение изменяет систему таким образом, что невозможно сделать сколь угодно малым. Это фактически ограничивает знание системы - даже ограничивает то, что природа может знать о самой себе. Мы увидим глубокие последствия этого, когда принцип неопределенности Гейзенберга будет обсуждаться в модулях по квантовой механике.

Существует еще один метод измерения, основанный на полном отсутствии тока и, следовательно, без изменения схемы. Они называются нулевыми измерениями и являются темой нулевых измерений. Цифровые измерители, которые используют твердотельную электронику и нулевые измерения, могут достигать точности одной доли 106.106. размер 12 {"10" rSup {размер 8 {6}}} {}

Проверьте свое понимание

Цифровые счетчики способны обнаруживать меньшие токи, чем аналоговые счетчики, использующие гальванометры. Как это объясняет их способность измерять напряжение и ток более точно, чем аналоговые измерители?

Решение

Поскольку цифровые счетчики требуют меньшего тока, чем аналоговые, они изменяют схему меньше, чем аналоговые счетчики. Их сопротивление в качестве вольтметра может быть намного больше, чем у аналогового измерителя, а их сопротивление в качестве амперметра может быть намного меньше, чем у аналогового измерителя. См. Рисунки 4.30 и 4.31 и их обсуждение в тексте.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *