Описание амперметра: устройство и виды приборов, принцип действия, проведение измерения

Содержание

устройство и виды приборов, принцип действия, проведение измерения

Амперметр — прибор, предназначенный для измерения силы тока в электрической цепи. Подключение измерительного устройства в схему проводится последовательно с участком, который необходимо замерить. Чем ниже внутреннее сопротивление прибора, тем меньше погрешность измерения. Амперметр нельзя подключать как вольтметр, то есть непосредственно к источнику питания, так как произойдет короткое замыкание.

Конструктивные особенности

Существует несколько видов приборов, которые конструктивно отличаются друг от друга. Служат они для измерения переменного и постоянного тока. По своему принципу действия амперметры бывают:

  • электромагнитными;
  • магнитоэлектрическими;
  • тепловыми;
  • электродинамическими;
  • детекторными;
  • индукционными;
  • фото- и термоэлектрическими.

Из всех видов наиболее точными считаются электромагнитные и магнитоэлектрические приборы. Основу магнитоэлектрических устройств составляет постоянный магнит. При прохождении тока через обмотку рамки, между ним и магнитом создается крутящий момент.

С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале амперметра и показывает значение силы тока. В электродинамическом приборе основными деталями считаются подвижная и неподвижная катушки. Они могут быть соединены между собой как последовательно, так и параллельно.

Проходящие через них токи взаимодействуют между собой, и подвижная катушка, соединенная со стрелкой, отклоняется. Если с помощью амперметра измеряется большая сила тока, то его соединяют через трансформатор.

Принцип работы

Первый прибор в начале XIX века изобрел Швейгер, но он тогда назывался гальванометром. Рисунок простейшего амперметра выглядит так. На оси кронштейна расположен якорь из стали со стрелкой. Эта конструкция расположена параллельно постоянному магниту, который воздействует на якорь и придает ему магнитные свойства.

Вдоль магнита и стрелки проходят силовые линии, что соответствует нулевому положению на шкале. Как только начнет проходить электрический ток по шине, то произойдет образование магнитного потока. Его силовые линии будут расположены перпендикулярно линиям постоянного магнита.

Под таким воздействием якорь будет стараться повернуться на 90°, а магнитный поток воспрепятствует его возвращению в исходное положение. От величины и направления тока, который проходит по шине, зависит взаимодействие магнитных потоков. Соответственно этой величине стрелка отклонится от нуля по шкале.

Применение приборов

Электромагнитные типы устройств обычно применяются в электрическом оборудовании, работающего в сетях переменного тока с частотой 50 Гц. Магнитоэлектрические приборы фиксируют малые значения силы постоянного тока. Все амперметры по отсчетным устройствам бывают:

  • со стрелочным указателем;
  • с записывающим механизмом;
  • электронные;
  • с цифровым показанием.

Для измерения силы тока в электрических сетях высоких частот применяются термоэлектрические устройства, в которых роль датчика играет термопара. Она фиксирует степень нагрева проводника, при протекании по нему тока. Рамка реагирует на температуру, которая пропорциональна силе тока.

Электродинамические приборы используются для замера силы тока в цепях частотой до 200 Гц. Отличаются чувствительностью к перегрузкам и посторонним электромагнитным волнам. Благодаря точности замеров, применяются в качестве контрольных приборов для проверки остальных устройств для измерения силы тока.

Более современными моделями считаются цифровые амперметры, которые по физическим показаниям сочетают преимущества аналоговых приборов. Пользователи могут делать замеры с их помощью в любых условиях, так как они не боятся тряски, вибрации и т. д.

К бесконтактным устройствам относятся клещи для измерения тока. Устроены они из головки трансформатора. С их помощью могут определяться значения в любых участках электрической цепи. Для этого следует клещами охватить замеряемый кабель или провод.

Популярные модели

Как отечественными, так и зарубежными производителями выпускается довольно большое количество приборов, разнообразной классификации. Особенно ценятся цифровые устройства, которые нужны для измерения показаний.

К ним относятся:

  1. А-05 (DC-2) — прибор устроен с внешним шунтом 75 мВ для измерения показаний в цепях постоянного напряжения. В зависимости от используемого трансформатора, амперметр используется в сетях с током от 100 до 1 тыс. А. Единицей измерения является ампер, замеры которого получают с погрешностью 1%, если класс точности шунта не менее 0,5. Потребляемая мощность не более 5 Вт.
  2. ВАР-М01−083 AC 20−450 В УХЛ4 — универсальный прибор, применяемый как вольтметр, так и амперметр. Устройство может использоваться в качестве основного и дополнительного оборудования. Питается за счет проверяемой электрической цепи. Прибор обладает функцией сохранения в памяти минимального и максимального значения. Управление осуществляется одной кнопкой, переключением которой можно вызвать все функции.
  3. ТДМ SQ 1102−0060 400А/5А — недорогой стрелочный прибор, применяемый в однофазных сетях. Корпус выполнен из негорючего пластика и имеет полную совместимость со многими маркировками трансформаторов. Средний срок службы составляет около 12 лет.
  4. АМ-1 — стационарный измерительный прибор, устанавливаемый на DIN-рейку. В комплект входит дополнительный трансформатор. Погрешность измерения составляет не более 0,5 А.

Стоит отметить еще модели амперметров АМ-3, IEK Э 47−1500/5 А, ACS 712 30 А RD и др. Чтобы избежать больших погрешностей, следует выбирать устройства с сопротивлением до 0,5 Ом. Корпус устройств должен быть герметичным и состоять из негорючего материала.

Клеммы обычно покрывают антикоррозийным слоем, назначение которых считается обеспечение более прочного контакта.

Процесс измерения

На практике амперметр используется гораздо реже, но иногда все-таки существует необходимость сделать замеры тока. Обычно такая процедура применяется для определения мощности электрического прибора, если нет соответствующих обозначений. Очень важно, что при измерении тока величина напряжения, приложенного к электрической цепи, не имеет значения. Замер прибором можно проводить, разорвав цепь в любом месте.

Источником может быть простая батарейка на 1,5 В, аккумулятор на 12 В или однофазная сеть 220 В. Перед началом измерений пользователи подготавливают оборудование, переводя ручки настройки в соответствующее начальное положение. Если примерное значение тока неизвестно, то переключатели устанавливаются на максимальное значение.

Когда все будет подготовлено, в одну из розеток подключается электрический прибор, а в другую провода амперметра. Если это бытовая сеть, то на измерительном устройстве следует выставить переменный ток и максимальное его значение. При измерении стрелочными приборами часто допускаются ошибки, так как сам процесс с ними проводить не очень удобно.

В этом случае гораздо удобнее использовать цифровые измерительные устройства. Очень популярны мультиметры M890G, в которых есть два диапазона для измерений как переменного, так и постоянного тока. Опытные электрики обычно примерно знают параметры электрической сети, поэтому они сразу устанавливают переключатели в нужное положение.

Если они не знают значения измеряемого тока, то устанавливают на мультиметре предельное значение равное 10 А. Далее, прибор перенастраивается на меньшее значение, соответствующее току сети.

Следует помнить, что переключение осуществляется при обесточивании проверяемой электрической цепи. Используя универсальный прибор, который выполняет задание вольтметра и амперметра, косвенно измеряют сопротивление подключенного прибора. Для этого дополнительно проводят расчеты, связанные с законом Ома.

Принцип работы и виды амперметров

22.05.2014

Принцип работы и виды амперметров

Амперметр — 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 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.

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). Комплектное устройство из токоизмерительной головки и трансформатора тока специальной конструкции называется «токоизмерительные клещи».

Очень опасно пытаться использовать амперметр в качестве вольтметра (подключать его непосредственно к источнику питания), что может привести к коротким замыканиям!

Общая характеристика

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

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

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

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 устанавливается при равенстве вращающего момента и момента пружины.
  • 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

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.


ПрофКиП Э538М амперметр — Полная Информация на Официальном Сайте: Цена, Описание, Инструкции.

Назначение амперметра ПрофКиП Э538М

Амперметр лабораторный ПрофКиП Э538М – электромагнитный измерительный прибор, предназначенный для измерения силы переменного и постоянного электрического тока.

Особенности и преимущества амперметра ПрофКиП Э538М

▪ Диапазон измерения: 0 А … 2.5 А /0 А … 5 А

▪ Класс точности: 0.5%

▪ Шкала: 100

▪ Длина шкалы: 120 мм

▪ Сопротивление изоляции: не менее 5 МОм

Основные технические характеристики амперметра ПрофКиП Э538М

Параметры

Значения

Диапазон измерений силы переменного тока (50 Гц … 60 Гц) и силы постоянного тока

0 А … 2.5 А

0 А … 5 А

Предел допускаемой основной относительной погрешности на всех отметках рабочей части шкалы

±0.5%

Предел допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением рабочего положения, наклона к плоскости под углом 5°

менее ±0.25% от величины верхнего предела диапазона измерений

Предел допускаемой дополнительной погрешности при измерении силы переменного тока при отклонении частоты от нормальной области частот до любой частоты в рабочей области частот

равен пределу допускаемой основной погрешности

Максимальное напряжение между измерительными клеммами и корпусом

0.5 кВ (50 Гц) в течении 1 мин

Шкала

100

Длина шкалы

120 мм

Сопротивление изоляции

не менее 5 МОм

Время отклика

менее 4 с

Рабочее расположение

горизонтально

Общие данные амперметра ПрофКиП Э538М

▪ Рабочая температура: 23°С ±10°С

▪ Рабочая влажность: 40% … 60%

▪ Габаритные размеры: 220х170х95 мм

▪ Вес: 2 кг

Комплект поставки амперметра ПрофКиП Э538М

Наименование

Количество

Амперметр ПрофКиП Э538М

1 шт.

Руководство по эксплуатации

1 шт.

 

SAH0012 Амперметр

Модуль предназначен для измерения постоянного тока в одной полярности. Для корректной работы амперметра необходимо использовать любой шунт соответствующего номинала номинальным напряжением 75 мВ. Шунт в комплект не входит. Измерение тока и питание модуля возможно от одного источника. При питании модуля напряжением более 20 В, рекомендуется установить радиатор, прикрепив его к крепежным отверстиям модуля или наклеив герметиком на интегральный стабилизатор 78M05. При превышении измеряемого тока максимального значения, на дисплее высвечивается 0.0 А (0 А), при протекании тока в обратной полярности на дисплее отображается 0.0 А (0 А) Для правильных показаний тока, 3 и 4 контакты модуля должны быть соединены вместе только в одной точке — на клемме шунта. При использовании в схемах где присутствует ВЧ составляющая или сильные помехи — показания модуля могут быть не верны.

Технические характеристики

Напряжение питания (фильтрованное)

Потребляемый ток

Диапазон измеряемых токов

Дискретность измерения

Погрешность измерения

Температура эксплуатации

Высота символов индикатора

Размер модуля

Вес модуля

Используемый шунт, номинальным напряжением 75 мВ

+6..+20 В (с радиатором до +35 В)

+6..+20 В (с радиатором до +35 В)

+6..+20 В (с радиатором до +35 В)

0,07..0,09 А

0,04..0,06 А

0,04..0,06 А

0..+50,0 А

0..+50,0 А

0..+200,0 А

-40..+60°C

-40..+60°C

-40..+60°C

45х19х14 мм

45х19х14 мм

45х19х14 мм

Внимание! Модуль необходимо использовать только с шунтом соответствующего номинала, 75 мВ.
Переполюсовка питания выведет модуль из строя.
Использование модуля без шунта выведет его из строя.
Подключение шунта к модулю, должно происходить до подачи измеряемого тока и подачи питания на модуль.
Измерение тока возможно только в разрыве минусового провода.

Габаритный чертеж модуля


Модуль предназначен для использования вне сферы действия государственного регулирования обеспечения единства измерений.

Что такое амперметр? — Определение, типы, шунтирующий амперметр и сопротивление заболачиванию

Определение: Измеритель , который используется для измерения тока, известен как амперметр . Ток — это поток электронов, единицей измерения которого является ампер. Следовательно, прибор, который измеряет токи в амперах, известен как амперметр или амперметр.

Идеальный амперметр имеет нулевое внутреннее сопротивление . Но практически амперметр имеет небольшое внутреннее сопротивление.Диапазон измерения амперметра зависит от величины сопротивления.

Символическое представление

Заглавная буква A обозначает амперметр в цепи.

Подключение амперметра в цепи

Амперметр соединен последовательно с цепью , так что все электроны измеряемой величины тока проходят через амперметр. Потери мощности возникают в амперметре из-за измеряемого тока и их внутреннего сопротивления.Цепь амперметра имеет низкое сопротивление , поэтому в цепи возникает небольшое падение напряжения.

Сопротивление амперметра остается низким по двум причинам.

  • Через амперметр проходит весь ток измеряемой величины.
  • Низкое падение напряжения на амперметре.

Типы амперметров

Классификация амперметров зависит от их конструкции и типа тока, протекающего через амперметр.Ниже приведены типы амперметров в зависимости от конструкции.

  1. Амперметр с постоянной подвижной катушкой.
  2. Амперметр с подвижным железом.
  3. Электродинамический амперметр.
  4. Амперметр выпрямительного типа.

По току амперметры делятся на два типа.

1. Амперметр PMMC — В приборе PMMC проводник помещается между полюсами постоянного магнита. Когда ток течет через катушку, она начинает отклоняться.Прогиб катушки зависит от силы тока, протекающего через нее. Амперметр PMMC используется только для измерения постоянного тока.

2. Амперметр с подвижной катушкой (MI) — Амперметр MI измеряет как переменный, так и постоянный ток. В этом типе амперметра катушка свободно перемещается между полюсами постоянного магнита. Когда ток проходит через катушку, она начинает отклоняться под определенным углом. Прогиб катушки пропорционален току, протекающему через катушку.

3. Электродинамический амперметр — Он используется для измерения переменного и постоянного тока. Точность прибора выше, чем у приборов PMMC и MI. Калибровка прибора одинакова как для переменного, так и для постоянного тока, т.е. если постоянный ток калибрует прибор, то без повторной калибровки он используется для измерения переменного тока.

4. Выпрямительный амперметр — используется для измерения переменного тока. Приборы, использующие выпрямительный прибор, который преобразует направление тока и передает его на прибор PMMC.Такой тип прибора используется для измерения тока в цепи связи.

Прибор, который измеряет постоянный ток, известен как амперметр постоянного тока, а амперметр, который измеряет переменный ток, известен как амперметр переменного тока,

.

Шунт амперметра

Высокий ток напрямую проходит через амперметр, что приводит к повреждению его внутренней цепи. Для устранения этой проблемы параллельно с амперметром подключают шунтирующее сопротивление.

Если через цепь проходит большой ток измеряемой величины, большая часть тока проходит через шунтирующее сопротивление .Сопротивление шунта не повлияет на работу амперметра, т.е. движение катушки останется прежним.

Влияние температуры в амперметре

Амперметр — это чувствительное устройство, на которое легко влияет окружающая температура. Изменение температуры вызывает ошибку в считывании. Это можно уменьшить за счет сопротивления заболачиванию. Сопротивление, имеющее нулевой температурный коэффициент, известно как сопротивление заболачиванию. Он подключается последовательно с амперметром. Сопротивление заболачиванию снижает влияние температуры на счетчик.

Амперметр имеет встроенный предохранитель, который защищает амперметр от сильного тока. Если через амперметр будет протекать значительный ток, предохранитель сломается. Амперметр не сможет измерить ток, пока новый не заменит предохранитель.

Функциональный символ и определение амперметра — Электротехника 123

Что такое амперметр? Амперметр или амперметр — это электрическое измерительное устройство, которое, как видно из его номенклатуры, полезно для измерения силы тока i.е. для измерения электрического тока в цепи.

Обычное обозначение амперметра — заглавная буква А, указанная внутри круга. Так символизируют амперметр в электрических цепях.

История амперметра:

Ганс Кристиан Орстед в 1820 году открыл связь между электрическим током, магнитными полями и физическими силами. Его наблюдения показали, что стрелка компаса отклоняется от направления на север, когда в соседнем проводе течет ток. Ниже приведено изображение первого амперметра:

Амперметр Функция и использование

Амперметр используется для измерения протекания электрического тока в цепи.Как правило, любые измерительные устройства не должны влиять на исследуемую цепь, поэтому для амперметра важно, чтобы внутреннее сопротивление было очень маленьким (в идеале близким к нулю), чтобы измерительное устройство не мешало реальной цепи, то есть потоку. тока не беспокоит.

Это очень важно, как подключить амперметр к цепи, потому что, если амперметр подключен через разность напряжений, он будет проводить большой ток, и амперметры выйдут из строя.Поэтому всякий раз, когда вы хотите понять, как подключить амперметр, помните, что он должен быть включен последовательно в цепь, а не параллельно источнику напряжения.

Помимо внутреннего повреждения, высокие токи могут также повредить стрелку аналогового амперметра. Сильный ток заставляет иглу двигаться слишком быстро, ударяя по булавке в конце шкалы. Всегда устанавливайте амперметр на максимально возможную шкалу, а затем уменьшайте ее до соответствующего уровня.

Типы амперметров / амперметров

Существуют различные типы амперметров, как указано ниже:

  • Амперметры с подвижной катушкой
  • Электродинамические амперметры
  • Амперметры с подвижным железом
  • Амперметры с горячей проволокой
  • Цифровые амперметры
  • Интегрирующие амперметры

Подвижная катушка Амперметр использует магнитное отклонение, когда ток, проходящий через катушку, заставляет катушку перемещаться в магнитном поле.

В электродинамическом амперметре вместо постоянного магнита механизма d’Arsonval используется электромагнит.

Амперметр с подвижным железом использует кусок железа, который перемещается под действием электромагнитной силы неподвижной катушки с проволокой. В термоэлектрическом амперметре ток проходит через провод, который расширяется при нагревании.

Цифровой амперметр

использует шунтирующий резистор для создания калиброванного напряжения, пропорционального протекающему току.

Для интегрирующего амперметра ток суммируется во времени, давая в результате произведение тока и времени; который пропорционален энергии, передаваемой с этим током.

Амперметр и вольтметр

Если мы сравним амперметр и вольтметр, разница очень очевидна: амперметр измеряет протекание тока в виде ампер, а вольтметр измеряет разность потенциалов в вольтах.

Вольтметры используются для измерения разности потенциалов между двумя точками. Поскольку вольтметр не должен влиять на схему, вольтметры имеют очень высокий (в идеале бесконечный) импеданс. Таким образом, вольтметр не должен потреблять ток и не влиять на схему.В общем, все устройства имеют физические ограничения. Эти ограничения указываются производителем устройства и называются номинальными характеристиками устройства. Номинальные значения обычно выражаются в виде пределов напряжения , пределов тока или пределов мощности. Инженер-эксплуатант должен убедиться, что во время работы устройства эти номинальные (предельные значения) не превышаются.

Амперметр: определение и принцип работы

Определение: Амперметр измеряет электрический ток в цепи.Амперметр обычно измеряет в амперах, миллиамперах или микроамперах, в зависимости от шкалы или конструкции прибора.

Амперметр рабочий

Катушка в механизме измерителя амперметра намотана множеством витков тонкой проволоки. Если через эту катушку пропустить большой ток , амперметр быстро перегорит.

Для измерения больших токов предусмотрен шунт или альтернативный путь. Большая часть тока проходит через шунт, оставляя только ток, достаточный для безопасной работы катушки движения счетчика.

Шунт представляет собой прецизионный резистор, подключенный параллельно катушке счетчика. Использование шунтов показано на рисунке 1.

Рисунок 1 .

Шаг 1 — Вычисляется напряжение, вызывающее ток полного отклонения.

Шаг 2 — Шунт пропускает 9/10 тока.

Шаг 3 —Шунт пропускает 49/50 тока.

Шаг 4 — Шунт пропускает 99/100 часть тока.

Нижняя часть — Базовая установка амперметра с тремя шунтирующими резисторами. Переключатель выбирает диапазон.

На Рисунке 2 вы видите правильный способ подключения амперметра к электрической цепи. Когда в цепь подключается амперметр, он становится частью цепи, позволяя току течь через катушку измерителя.

Чтобы подключить амперметр в цепь, обычно нужно сделать разрыв, отключив какое-либо устройство в цепи.Это позволяет вставить счетчик в схему.

Обратите внимание, что вы подключаете измеритель последовательно к цепи или устройству, которое вы пытаетесь измерить.

Рисунок 2. Амперметр всегда подключается последовательно с измеряемой схемой. Измеритель должен быть подключен с соблюдением полярности.

Пример амперметра

Спецификация определенного механизма метров требует 0.001 А или один миллиампер тока для полного отклонения стрелки. Омическое сопротивление катушки движения измерителя составляет 100 Ом.

Вычислите значений шунтирующего резистора для измерителя, который будет измерять четыре различных диапазона ампер. Доступны следующие диапазоны: 0–1 мА, 0–10 мА, 0–50 мА и 0–100 мА.

Шаг 1.

Сначала рассчитайте напряжение, необходимое для полного отклонения при минимальном значении 0–1 мА.

$ \ begin {align} & E = I \ left (полный \ text {} масштаб \ text {} текущий \ right) \ times R \ left (сопротивление \ text {} катушки \ text {} \ right) \\ & E = 0.001A \ times 100 \\ & E ​​= 0.1V \\\ end {align}

$

Измеритель будет показывать 0–1 мА без шунта. Для отклонения на полную шкалу требуется 0,1 вольт.

Шаг 2.

Чтобы преобразовать этот же измеритель в показания 0–10 мА, необходимо подключить шунт, который будет пропускать 9/10 тока. Таким образом, через шунт пройдет ток 9 мА, а для работы измерителя останется один миллиампер.

На первом этапе расчета было определено, что для отклонения на полную шкалу требуется 0,1 В.{s}} = \ frac {E} {I} = \ frac {0.1V} {0.009A} = 11.1 \ Omega \]

Для измерителя потребуется шунт с сопротивлением 11,1 Ом для шкалы 0–10 мА.

Шаг 3.

Чтобы преобразовать этот измеритель для шкалы 0–50 мА, необходимо использовать шунт, который будет пропускать 49/50 тока, или 49 мА. Вычисление такое же, как на шаге 2.

\ [{{R} _ {S}} = \ frac {0,1V} {0,049A} = 2,04 \ Omega \]

Шаг 4.

Чтобы преобразовать измеритель для шкалы 0–100 мА, необходимо использовать шунт, который будет пропускать 99/100 тока или 99 мА.

\ [{{R} _ {S}} = \ frac {0,1V} {0,099A} = 1,01 \ Omega \]

Для безопасного использования измерителем диапазона 0–100 мА требуется шунт с омическим значением 1,01. Посмотрите еще раз на рисунок 1. Обратите внимание на коммутационное устройство, используемое для изменения диапазонов измерителя. Для соответствия выбранному диапазону необходимо использовать правильную шкалу на шкале диапазонов.

Осторожно

Есть две важные вещи, которые следует помнить для безопасности вашего амперметра.

Во-первых, амперметр всегда должен быть подключен последовательно с устройством цепи или источником питания.Никогда не подключайте амперметр параллельно источнику питания или устройствам цепи, рис. 3.

Как вы можете видеть из расчетов шунта измерителя, приложенное напряжение к катушке перемещения измерителя требовало всего 0,1 В для полного отклонения. Если используется напряжение более 0,1, это вызовет чрезмерный ток, протекающий через катушку. Это приведет к повреждению катушки.

Для последовательного подключения обычно требуется разомкнуть цепь или отключить устройство, чтобы вставить счетчик.Это позволяет току течь через счетчик.

Второе, что следует помнить , — когда текущее значение, которое вы тестируете, неизвестно, начните с самого высокого диапазона измерителя. Таким образом, вы не превысите наивысшее значение на шкале счетчика во время считывания схемы.

Рисунок 3 . Подключение амперметра. Сверху — неверный путь. Дно — правильный путь.

21.4 Вольтметры и амперметры постоянного тока — College Physics

Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток.Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами. (См. Рис. 21.26.) Внутренняя конструкция простейших из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, позволяют лучше понять применение последовательного и параллельного подключения.

Рисунок 21.26. Датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый, соответственно) в этом Volkswagen 1996 года являются вольтметрами, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств, которое, как мы надеемся, пропорционально количеству бензина в баке и температуре двигателя. .(кредит: Christian Giersing)

Вольтметры подключаются параллельно к любому устройству, которое необходимо измерить. Параллельное соединение используется потому, что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. Рисунок 21.27, где вольтметр обозначен символом V.)

Амперметры подключаются последовательно к любому измеряемому устройству. Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них.(См. Рисунок 21.28, где амперметр обозначен символом A.)

Рисунок 21.27 (a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (V) помещают параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр напрямую к ЭДС без учета ее внутреннего сопротивления rr. (b) Используемый цифровой вольтметр. (Источник: Messtechniker, Wikimedia Commons) Рисунок 21.28 Для измерения тока последовательно подключают амперметр (А). Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такие же показания, если он расположен между точками d и e или между точками f и a, как и в показанном положении. (Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС, а rr обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Измерители аналоговые: гальванометры

У аналоговых счетчиков есть стрелка, которая поворачивается, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков, которые имеют числовые показания, аналогичные ручному калькулятору.Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, обозначенное буквой G. Ток, протекающий через гальванометр IGIG размера 12 {I rSub {размер 8 {G}}} {}, обеспечивает пропорциональное отклонение стрелки. (Это отклонение происходит из-за силы магнитного поля на токоведущий провод.)

Двумя важнейшими характеристиками данного гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току. Чувствительность по току — это ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, максимальный ток, который может измерить прибор.Например, гальванометр с чувствительностью по току 50 мкА, 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при прохождении через него 50 мкА, 50 мкА показывает половину шкалы, когда через него протекает 25 мкА 25 мкА размером 12 {2 «5» мкА} {}. , и так далее.

Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом и 25 Ом размером 12 {2 «5-«% OMEGA} {}, тогда напряжение будет только V = IR = 50 мкА 25 Ом = 1,25 мВВ = IR = 50 мкА 25 Ом = 1,25 мВ, размер 12 {V = курсив «IR» = слева («50 мкА справа) слева (« 25 »% OMEGA справа) = 1». «25» «мВ»} {} дает показание полной шкалы.Подключив резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр, который может измерять широкий диапазон напряжений или токов.

Гальванометр как вольтметр

На рисунке 21.29 показано, как гальванометр можно использовать в качестве вольтметра, подключив его последовательно с большим сопротивлением RR. Значение сопротивления RR размером 12 {R} {} определяется максимальным измеряемым напряжением. Предположим, вам нужно 10 В для создания полного отклонения вольтметра, содержащего гальванометр 25 Ом 25 Ом размером 12 {2 «5-«% OMEGA} {} с чувствительностью 50 мкА, 50 мкА.Затем 10 В, приложенное к измерителю, должно давать ток 50 мкА 50 мкА размером 12 {«50» мкА} {}. Общее сопротивление должно составлять

Rtot = R + r = VI = 10 В, 50 мкА = 200 кОм, или Rtot = R + r = VI = 10 В, 50 мкА = 200 кОм, или размер 12 {R rSub {размер 8 {«tot»} } = R + r = {{V} больше {I}} = {{«10» «V»} больше {«50» мкА}} = «200» «k»% OMEGA} {}

21,68

R = Rtot − r = 200 кОм − 25Ω ≈ 200 кОм. R = Rtot − r = 200 кОм − 25Ω≈200 кОм. размер 12 {R = R rSub {size 8 {«tot»}} -r = «200» k% OMEGA — «25»% OMEGA »» 200 «» k «% OMEGA} {}

21,69

(размер RR 12 {R} {} настолько велико, что сопротивлением гальванометра, rr, можно пренебречь.Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение на половину шкалы, создавая ток 25 мкА 25 мкА размером 12 {2 «5-» мкА} {} через измеритель, и поэтому показания вольтметра пропорциональны напряжению, как желанный.

Этот вольтметр не годится для напряжений менее примерно половины вольта, потому что отклонение измерителя будет небольшим и его трудно будет точно прочитать. Для других диапазонов напряжения другие сопротивления устанавливаются последовательно с гальванометром. У многих метров есть выбор шкалы.Этот выбор включает последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Рисунок 21.29. Из большого сопротивления RR, включенного последовательно с гальванометром G, получается вольтметр, полное отклонение которого зависит от выбора размера RR 12 {R} {}. Чем больше измеряемое напряжение, тем больше должен быть размер RR 12 {R} {}. (Обратите внимание, что rr представляет собой внутреннее сопротивление гальванометра.)
Гальванометр как амперметр

Тот же гальванометр можно превратить в амперметр, разместив его параллельно с небольшим сопротивлением RR размером 12 {R} {}, часто называемым шунтирующим сопротивлением, как показано на рисунке 21.30. Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного превышающие токи, вызывающие полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что необходим амперметр, который дает полное отклонение для 1,0 A и содержит тот же гальванометр 25 Ом 25 Ом размером 12 {2 «5-«% OMEGA} {} с его 50 мкА 50- мкА размер 12 {«50» -мкА} {} чувствительность. Поскольку RR размером 12 {R} {} и RR размером 12 {r} {} параллельны, напряжение на них одинаковое.

Эти капли IRIR размера 12 {ital «IR»} {} имеют вид IR = IGrIR = IGr size 12 {ital «IR» = I rSub {size 8 {G}} r} {}, так что IR = IGI = RrIR = IGI = Rr размер 12 {ital «IR» = {{I rSub {size 8 {G}}} больше {I}} = {{R} больше {r}}} {}. Решив для размера RR 12 {R} {} и отметив, что размер IGIG 12 {I rSub {size 8 {G}}} {} равен 50 мкА, 50 мкА, размер 12 {«50» мкА} {} и размер II 12 {I } {} составляет 0,999950 А, имеем

R = rIGI = (25 Ом) 50 мкА 0,999950 А = 1,25 × 10–3 Ом. R = rIGI = (25 Ом) 50 мкА0,999950 А = 1,25 × 10–3 Ом. размер 12 {R = r {{I rSub {size 8 {G}}} больше {I}} = \ («25″% OMEGA \) {{«50» мА} больше {0 «.»» 999950 A «}} = 1». «» 25 «´» 10 «rSup {размер 8 {-3}}% OMEGA} {}

21,70

Рисунок 21.30. Небольшое шунтирующее сопротивление RR размером 12 {R} {}, помещенное параллельно гальванометру G, дает амперметр, полное отклонение которого зависит от выбора размера RR 12 {R} {}. Чем больше измеряемый ток, тем меньше должен быть размер RR 12 {R} {}. Большая часть тока (II), протекающего через счетчик, шунтируется через RR размером 12 {R} {} для защиты гальванометра. (Обратите внимание, что rr представляет собой внутреннее сопротивление гальванометра.) Амперметры также могут иметь несколько шкал для большей гибкости применения. Различные масштабы достигаются путем переключения различных шунтирующих сопротивлений параллельно гальванометру — чем больше максимальный измеряемый ток, тем меньше должно быть шунтирующее сопротивление.

Измерения изменяют 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 полезно 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, и поэтому на цепь это не оказывает заметного влияния. (См. Рисунок 21.31 (a).) (Большое сопротивление, параллельное малому сопротивлению, имеет общее сопротивление, по существу равное малому.) Однако, если сопротивление вольтметра сравнимо с сопротивлением измеряемого устройства, тогда сопротивление два соединенных параллельно имеют меньшее сопротивление, что заметно влияет на схему.(См. Рисунок 21.31 (b).) Напряжение на устройстве не такое, как при отключении вольтметра от цепи.

Рисунок 21.31 (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 прибора и не оказывает заметного влияния на измеряемую цепь. (b) Здесь вольтметр имеет такое 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 21.32 (a).) Однако, если задействованы очень малые сопротивления нагрузки или если сопротивление амперметра не такое низкое, как должно быть, то общее последовательное сопротивление значительно больше, а ток в ветви измеряется уменьшается.(См. Рисунок 21.32 (b).)

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

Рис. 21.32 (a) Амперметр обычно имеет такое маленькое сопротивление, что общее последовательное сопротивление в измеряемой ветви не увеличивается заметно.Схема практически не изменилась по сравнению с отсутствием амперметра. (b) Здесь сопротивление амперметра такое же, как сопротивление ветви, так что общее сопротивление удваивается, а ток 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 измерителя.

Подключения: 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 знания о системе — 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 детали в 106106 размер 12 {«10» rSup {size 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 21.27 и 21.28 и их обсуждение в тексте.

PhET Explorations

Комплект для конструирования цепей (только для постоянного тока), виртуальная лаборатория

Стимулируйте нейрон и отслеживайте, что происходит. Сделайте паузу, перемотайте назад и двигайтесь вперед во времени, чтобы наблюдать за перемещением ионов через мембрану нейрона.

Deltec Company Шунты амперметра постоянного тока

Амперметр шунт — очень низкоомный связь между двумя точками в электрической цепи, которая образует альтернативный путь для порции тока.Падение напряжения на шунте составляет используется в в сочетании с амперметром для измерения силы тока в цепи. Коммерчески производимые шунты обычно доступны в 50 или 100 милливольт.

Определение шунта

An шунт амперметра — очень низкоомный связь между двумя точками в электрической цепи, которая образует альтернативный путь для порции тока. Падение напряжения на шунте составляет используется в в сочетании с амперметром для измерения силы тока в цепи. Коммерчески производимые шунты обычно доступны в 50 или 100 милливольт.

Шунтирующий режим

Для непрерывной работы, не рекомендуется использовать шунты более чем на 2/3 номинальный ток при нормальных условиях эксплуатации. Шунты должны быть расположен в зоне свободной циркуляции воздуха. Если это невозможно обеспечить адекватную принудительную вентиляцию, чтобы сохранить рабочая температура шунта 40 ° — 60 ° C. Шунт температура должна поддерживаться ниже 145 ° C или постоянный произойдет изменение сопротивления.

Отношение усилителя к напряжению

Шунты амперметра постоянного тока Deltec перечислены по типу серии, силе тока и падению напряжения. Для Например, МКА-100-100 — это легкий шунт, который упадет на 100 милливольт при 100 ампер со стандартной точностью Deltec плюс или минус 1/4%. 66 ампер непрерывной работы приемлемо для этот шунт.
100 милливольт = (1/1000) * (100) Вольт = 0,1 Вольт
50 милливольт = (1/1000) * (50) Вольт = 0,05 Вольт

Оценка сопротивления

Для оценки сопротивления шунта амперметра Deltec необходимо применить Закон Ома.2 x R
Ом Калькулятор закона

Объяснитель урока: Амперметры | Nagwa

В этом пояснителе мы узнаем, как использовать амперметры в электрических цепях для измерения ток через компонент в цепи.

Напомним, что электрический ток — это поток электрического заряда.

С помощью прибора можно измерить электрический ток в точке электрической цепи. назвал амперметр .

Обозначение схемы амперметра — круг с буквой A посередине. его, как показано ниже.

Пример 1: Определение количества амперметров в цепи

На схеме показана электрическая цепь. Сколько амперметров в цепи?

Ответ

Обозначение схемы амперметра — кружок с буквой A посередине, как показано ниже.

На данной принципиальной схеме есть 2 таких символа; поэтому там 2 амперметра в цепи.

На принципиальной схеме есть еще несколько символов.Что каждый из этих символов представляет показано ниже.

Пример 2: Описание функции амперметра

Какую величину измеряет амперметр?

Ответ

В этом вопросе мы должны написать краткое описание того, что измеряет амперметр. Мы должны написать ясное и простое описание; мы не хотим использовать больше слов чем нам действительно нужно.

Можно написать, что амперметр измеряет электрический ток.

Чтобы использовать амперметр для измерения тока в точке цепи, мы должны подключить его к цепи определенным образом.

Рассмотрим схему, показанную на схеме ниже.

Эта схема состоит из лампы, соединенной с элементом с помощью проводов.

Заряд течет от одного вывода ячейки по куску провода через лампочку, вдоль другого куска провода, наконец, заканчивая другим выводом ячейки. Это единственный путь, по которому заряд может двигаться по цепи. Этот путь показан ниже синим цветом.

Чтобы измерить ток через компонент в цепи, амперметр должен быть разместил по тому же пути, что и текущий .Итак, для этой схемы, чтобы измерить ток через лампочку, мы должны поместить амперметр где-нибудь вдоль синего дорожка. У нас есть два варианта, как показано ниже.

Любой из этих вариантов даст нам одинаковое значение тока через лампочку.

Когда компоненты схемы соединяются по одному и тому же пути, один за другим, например при этом мы говорим, что они соединены последовательно . Чтобы измерить ток через компонент, амперметр должен быть подключен последовательно с этот компонент.

Правило: использование амперметров в цепях

Для измерения тока через компонент в цепи необходимо наличие амперметра. соединены последовательно с этим компонентом.

Теперь рассмотрим схему, показанную ниже.

Заряд течет от одного вывода ячейки по куску провода, но затем путь разделяется. Заряд может идти в одну сторону, проходя через лампочку, или другой, проходящий через амперметр. Это показано ниже.Синий путь разделяется в красный и зеленый пути. Затем красный и зеленый пути снова соединяются в синий путь.

Амперметр теперь находится на пути, отличном от от лампы, поэтому он не может измерить ток через лампочку.

Когда компоненты схемы находятся на разных участках схемы, как это, мы говорим, что они подключены параллельно .

Пример 3: Определение правильного подключения амперметра

На каждой из следующих схем показана электрическая цепь.Какой из них показывает, как Амперметр должен быть подключен к цепи, чтобы измерить ток через лампочка?

Ответ

Помните, что для того, чтобы амперметр измерял ток через компонент, он должен быть соединен с ним последовательно . Это означает, что он должен быть включен тот же путь цепи .

Давайте сначала рассмотрим вариант А. Различные пути цепи показаны на разные цвета ниже.

Синий путь от ячейки разделяется на зеленый путь и красный путь. В амперметр находится на зеленой дорожке, а лампочка — на красной дорожке. Поэтому, когда Амперметр подключен таким образом, он не может измерить ток в лампочке.

Теперь рассмотрим вариант Б. В цепи только один путь, показанный на синий внизу.

И амперметр, и лампочка находятся на синем пути, поэтому амперметр может измерять ток в лампочке.

Рассмотрим также вариант C. Различные пути цепи показаны на разные цвета ниже.

И снова синий путь от ячейки разделяется на зеленый путь и красный путь. дорожка. Амперметр находится на зеленой дорожке, а лампочка — на красной дорожке. Следовательно, когда амперметр подключен таким образом, он не может измерять ток в лампочке.

Итак, правильный ответ — B.

Пример 4: Описание того, как подключить амперметр к цепи

На схеме показана электрическая цепь, состоящая из элемента и лампы.

Заполните бланк: Чтобы измерить ток через лампочку, амперметр должен быть соединенным с лампочкой.

  1. последовательно
  2. параллельно

Ответ

Помните, что для того, чтобы амперметр измерял ток через компонент, он должен быть на том же пути цепи , что и этот компонент. Другой путь Сказать, что это должно быть в серии с этим компонентом.Так что Ответ — A.

Ключевые моменты

  • Амперметр — это устройство, которое можно использовать для измерения электрического тока в точка в цепи.
  • Обозначение схемы амперметра — кружок с буквой A посередине, как показано ниже.
  • Амперметры должны подключаться последовательно.

Амперметр


Амперметр

Следующий текст используется только в образовательных и информационных целях в соответствии с принципами добросовестного использования.

Мы благодарим авторов текстов и исходный веб-сайт, который дает нам возможность поделиться своими знаниями

Наука

Амперметр: прибор, используемый для измерения силы электрического тока в цепи в амперах.

Источник: http://www.athensasd.k12.pa.us/uploads/76/8c/768c78

c0391a622bb32b2a081a7/Glossary.doc

Веб-сайт http: // www.athensasd.k12.pa.us

Автор: не указан в исходном документе текста выше

Научный глоссарий

Индекс научного глоссария

Определение и значение амперметра

На главную

Это правильное место, где вы найдете ответы на свои вопросы, например:

Кто? Какие ? Когда ? Где ? Почему ? Который ? Как ? Что значит амперметр? В чем смысл амперметра?


Что означает амперметр?


Аланпедия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.