Электрические цепи присутствуют во всех сферах и отраслях жизни современного человека. Стоит прекратить подачу тока и ее качество значительно ухудшится, с разных сторон возникнет масса серьезных опасностей. Чтобы постоянно регулировать исправную работу электросети, необходимо знать, как подключается амперметр. Этим прибором измеряется сила тока.
Общие сведения о приборе
Законы электрической цепи преподаются в учебных заведениях. Каждому подростку известны нюансы про направленное движение заряженных частиц. Оно представлено перемещением электронов по проводнику и называется электричеством. Если рассматривать практическую сторону, любое перемещение чего-либо в природе (воздушные массы, заряды, вода в реке) может приносить пользу человечеству.
Нужно только определиться с продолжительностью действия силы, ее направлением, мощностью.
На основании этого создаются различные устройства, просчитывающие и измеряющие всевозможные величины. Например, чтобы иметь подробное представление про ток, стоит воспользоваться амперметром. Прибор без труда определяет численность заряженных частиц, которые пересекают установленное в проводнике сечение за определенный период (единицу) времени, что и является силой тока.
Понятие и виды амперметра
Приспособление подходит для определения силы тока в любой действующей электросети. Предмет легко узнаваем по имеющейся латинской литере «А». Схема подключения амперметра предельно проста. Нужно только определиться с величиной тока, начинающейся миллиамперами.
Также приборы подразделены на те, что рассчитаны на определенную мощность, и универсальные с изменяющимся пределом измерения. Стоит отметить, что для работы с переменным и постоянным током задействуются разные виды амперметров. Они также различны по принципу устройства:
Схема включения амперметра магнитоэлектрического типа предельно проста. Она дает возможность узнать силу тока в сети, запитанной постоянным напряжением. С переменными показателями уместнее работать при помощи индукционных, детекторных устройств.
Иные приспособления обычно являются универсальными в применении. Особенность агрегатов в магнитоэлектрическом и электродинамическом исполнении заключается в максимальной их точности и высокой чувствительности.
Подключение к цепи
Чтобы понять, как подключить амперметр любой сложности, нужно знать, что он включается последовательно нагрузке. В таком случае через прибор пройдет ток, аналогичный электричеству в измеряемой сети.
Устройства специально изготавливаются с незначительным входным сопротивлением. Так предотвращается сильное влияние на ток, ему оказывается минимальное препятствие. Следует помнить, что при неверном подключении, когда амперметр соединяется параллельно нагрузке, ток будет направлен через описываемый агрегат, а именно сработает правило наименьшего сопротивления. В таких ситуациях на практике измерители тока попросту выходят из строя.
Перед покупкой амперметра нужно знать, с какой силой он будет работать, - постоянной или переменной. Определившись по маркировке на шкале с выбором прибора, на нем рекомендуется выставить максимальную мощность , продумать правильное подсоединение к сети.
Далее с измерителя снимаются показатели. Когда они являются меньшими в сравнении с выставленным пределом, а стрелка располагается в первой части градиента, ее следует переместить в другую сторону шкалы с обозначением максимально точных значений.
Определение постоянного тока
Подобный вид электричества проходит через различные электронные схемы. Ярким примером станут всевозможные зарядные устройства, блоки питания. Для ремонта таких приспособлений мастер должен знать и понимать, как подключается амперметр в цепь.
В бытовых условиях подобные знания не будут лишними. Они помогут человеку, не сильно увлекающемуся радиоэлектроникой, самостоятельно определить, к примеру, время, на которое хватит зарядки аккумулятора от фотоаппарата.
Для проведения эксперимента понадобится полностью заряженная батарея с номинальным напряжением, например, в 3,5 вольта. Также стоит запастись лампочкой аналогичного номинала для создания последовательной схемы:
- батарея;
- амперметр;
- лампа.
Запись, обозначенная на измерительном приборе, фиксируется. Например, осветительное изделие потребляет электричество мощностью в 150 миллиампер, а аккумулятор имеет емкость в 1500 миллиампер-часов. Значит, последний должен функционировать на протяжении 10 часов , выдавая ток в 150 mA.
Измерение переменного электричества
Любые бытовые приборы, питающиеся от сети, показывают нагрузку, с которой они потребляют ток переменного типа. При рассмотрении вопросов использования энергии стоит помнить про понятие мощности, за которую и производится окончательная оплата в киловаттах. В таком случае амперметр выступает устройством для выполнения косвенных замеров. Таким способом определяется сила тока через стандартную формулу по закону Ома:
P=I*U, где:
Бывают случаи, когда утрачивается информация, фиксируемая электрощитком. Для восстановления необходимых параметров и понадобится амперметр. Иногда при обслуживании масштабного здания отсутствует возможность контроля всех приборов, фиксирующих электричество. Проблема решается путем подсоединения усиленного амперметра на выход от щитка, снятия интересуемых замеров. Такие задачи разрешено выполнять только специально обученным людям.
Бесконтактный вариант замеров
Бывает так, что разрыв электроцепи без включения измерительного агрегата невозможен по техническим причинам. Узнать же значения тока необходимо, это касается работы с высоковольтными и обычными сетями. Схема подключения вольтметра, амперметра в таких случаях предполагает использование специальных токовых клещей, которые позволяют бесконтактно произвести интересуемые замеры.
Принцип действия такого приспособления базируется на том, что ток поступает на проводник, создавая тем самым определенное магнитное поле. Величины этих значений взаимозависимы. Замеряется напряженность в имеющемся поле, преобразуется по формуле, а на выходе получается реальный показатель силы, выражающейся в амперах.
Такой способ часто используется на практике из-за простоты, удобства и безопасности, отсутствия необходимости применять амперметр, думая, как ввести его в цепь. Например, клещи фиксируются на изолированном проводе любой цепи и зарядного устройства, после чего просто снимаются нужные показатели. Существенный недостаток - их высокая стоимость.
Амперметр является востребованным прибором при работе с электросетями. В домашних условиях он приносит не меньше пользы. Применение же такого агрегата предельно просто и незамысловато.
С измерительной системой связано слово «метр». Ток измеряется в амперах. Следовательно, амперметр – это инструмент, измеряющий силу тока. Чтобы получить корректные результаты и не повредить прибор, надо знать, как подключить амперметр к электроцепи.
Разновидности амперметров
Все устройства делятся на две разновидности: аналоговые и цифровые.
Аналоговые приборы:
- Магнитоэлектрические. Постоянный магнит, расположенный в приборном корпусе, создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем свободно движущейся катушки во время протекания по ней электрического тока, создавая крутящий момент. Отклонение стрелки, связанной с катушкой, соответствует количественному показателю тока. Прибор отличается высокой чувствительностью и точностью, однако рассчитан на контроль постоянного тока невысоких величин. Для расширения измерительного диапазона устанавливается шунт;
- Электромагнитные. Состоят из стрелки, прикрепленной к магниту, размещенному внутри катушки. Когда ток течет через катушку, создается магнитное поле, вызывающее притяжение или отталкивание магнита, пропорциональное величине тока. Универсальные амперметры, которыми замеряют переменный ток промышленной частоты и постоянный ток;
- Электродинамические. Имеют две катушки: фиксированную и мобильную, создающие магнитные поля. Реакция между этими полями обеспечивает отклоняющий момент подвижной системы, компенсирующийся спиральными пружинами. Используют в электроцепях переменного тока, работающих на частоте 50-200 Гц, и постоянного тока;
- Термоэлектрические. Основаны на принципе, что все проводники расширяются при нагревании. Это расширение соответствует выделившейся энергии, которая, в свою очередь, пропорциональна квадрату тока, независимо от его направления и природы. Ток проходит через резистор, находящийся в контакте с термопарой, соединенной со стрелкой амперметра. Этот косвенный метод в основном применяется с целью замеров высокочастотного тока;
- Ферродинамические. Принципом действия похожи на электродинамические системы, но подвижная катушка размещается внутри магнитопровода из ферромагнитных материалов, на котором находятся стационарные катушки. Благодаря этому создается сильное магнитное поле, повышающее чувствительность прибора и его невосприимчивость к сторонним полям.
Технологические достижения обеспечили создание цифровых амперметров с большой универсальностью и производительностью. С цифровыми приборами устраняются ошибки считывания, так как показания визуализируются цифрами. Поскольку механические части заменены электронными схемами, минимизируется износ.
Важно! Качество цифрового прибора зависит от качества используемых схем.
Два из наиболее широко используемых портативных приборов: мультиметр и токоизмерительные клещи. Они доступны в аналоговых и цифровых версиях, но последние сейчас более распространены. Токоизмерительные клещи очень полезны, так как мгновенно измеряют ток без разрывания цепи. Эти приборы управляются магнитным полем, возникающим вокруг провода с протекающим током, в них нет катушек, которые могли бы сгореть.
Способы подключения амперметра
Основная особенность прибора заключается в том, что он должен обладать маленьким сопротивлением. Это нужно для обеспечения незначительного падения напряжения на нем. Для идеального замера прибор должен иметь нулевое внутреннее сопротивление, но это недостижимо. Подключение амперметра в цепь производится последовательно, в отличие от вольтметра. Если подключить его параллельно источнику питания, ток пойдет фактически короткозамкнутым путем и может повредить прибор.
Схема подключения амперметра может быть прямой и косвенной. При прямой схеме прибор непосредственно подключается в цепь между источником питания и нагрузкой.
Косвенная схема реализуется двумя способами:
- Установка шунта параллельно амперметру, когда почти весь ток пропускается через шунт, обладающий небольшим сопротивлением, а на катушку прибора попадает незначительная его часть. Соотношение между токами и сопротивлениями шунта и прибора:
Iш/Iпр = Rпр/Rш.
Таким образом, применяя откалиброванные шунты можно расширить диапазон измеряемых токов;
- Использование измерительных трансформаторов. Применяется для фиксации токов больших величин на электрооборудовании высокого напряжения. Ток в силовых электроцепях преобразуется посредством трансформаторов в маленькие величины (обычно это 5 А). К выводам вторичной обмотки подключаются измерительные приборы.
Важно! Выводы вторичной обмотки всегда замыкаются на резистор, а работа в разомкнутой цепи запрещается из-за того, что она может оказаться под фазным напряжением силовой цепи.
Последовательность подключения амперметра с шунтом
Схемы с трансформаторами тока применяются на энергопредприятиях. Для подключения амперметров в низковольтных цепях электрики-любители, как правило, используют схему с шунтами.
Последовательность шагов по сборке схемы:
- Многие амперметры комплектуются откалиброванными шунтами. Необходимо знать приблизительный диапазон токов измерения. Зная ток, выбирается соответствующий шунт;
- Закрепить шунт на контактных выводах амперметра;
- Обесточить устройство, предназначенное для контроля тока;
- Разомкнуть питающую электроцепь и включить в нее последовательно с нагрузкой (лампой, резистором и т. д.) амперметр с закрепленным на нем шунтирующим элементом, учитывая полярность прибора (для аналоговых устройств) и источника;
- Подать напряжение и снять данные;
- Вновь отключить питающий источник, отсоединить амперметр и восстановить нормальную схему;
- Цена одного деления прибора определяется, исходя из значения тока, указанного на шунте.
В мультиметре шунты уже встроены в прибор. Нужно только поставить переключатель в нужный диапазон измерений. Делается это при снятом питании.
Важно! Если амперметр включается в цепь для определения зарядного тока между ЗУ и аккумулятором, то «плюс» ЗУ соединяется с «плюсом» амперметра, а «минус» амперметра с «плюсом» аккумулятора.
Подсоединение цифрового вольтамперметра
Существует интересный цифровой модуль для постоянного тока, совмещающий функции вольтметра и амперметра в одном устройстве. Вольтамперметрам под силу одновременно показывать и ток, и напряжение при правильном подсоединении.
Пример такого прибора – модель DSN – VS 288, состоит из:
- самого измерительного устройства;
- 2-проводного кабеля (вход и выход амперметра);
- 3-проводного кабеля (питание прибора и измерение напряжения).
Измеряемый диапазон ампервольтметра:
- от 0 до 100 В по напряжению,
- от 0 до 10 А по току.
Так как питающее напряжение прибора – 3,5-30 В, схема его включения различается:
- При необходимости подсоединить прибор в цепь, напряжение которой лежит в пределах между 3,5 и 30 В, общее питание одновременно используется и для прибора. Черный провод 2-проводного кабеля идет к «минусу», красный – к нагрузке и от другого вывода нагрузки к «плюсу». На 3-проводном кабеле: желтый и красный – соединяются вместе на «плюсе» источника, а черный – остается свободным;
- Если напряжение ИП больше или меньше диапазона питания прибора, то вольтамперметр надо подсоединить к индивидуальному ИП. Двухпроводный кабель подключается аналогично, у трехпроводного –красный и черный – идут на «плюс» и «минус» своего ИП, а желтый – на «плюс» основного ИП.
Каждый тип амперметра подключается по одному принципу, но с обязательным учетом количественного значения измеряемого тока и выбором для этого соответствующих приборов и приспособлений.
Видео
Схема простого зарядного для аккумулятора авто
В старых телевизорах, которые работали еще на лампах а не микрочипах, есть силовые трансформаторы ТС-180-2
В статье приводится как сделать из такого трансформатора простое зарядное устройство для аккумулятора своими руками
Читаем
Схема устройства:
У ТС-180-2 есть две вторичные обмотки, рассчитанные на напряжение 6.4 В и ток 4.7 А, если их соединить последовательно, то получим выходное напряжение 12.8 В. Этого напряжения достаточно, чтобы зарядить аккумулятор. На трансформаторе нужно соединить толстым проводом выводы 9 и 9 штрих, а к выводам 10 и 10 штрих, тоже толстыми проводами припаять диодный мост, состоящий из четырех диодов Д242А или других рассчитанных на ток не менее 10 А.
Диоды нужно установить на большие радиаторы. Конструкцию диодного моста можно собрать на стеклотекстолитовой пластине подходящего размера. Первичные обмотки трансформатора тоже необходимо соединить последовательно, перемычку нужно поставить между выводами 1 и 1 штрих, а к выводам 2 и 2 штрих припаять шнур с вилкой для сети 220 В. Желательно в первичную и вторичную цепи установить предохранители, в первичную – 0.5 А, во вторичную 10 А.
Провода, которые вы используете при изготовлении зарядного устройства, должны быть сечением не менее 2.5 мм2. Площадь радиатора для диода, не менее 32 см2 (для каждого). В нашем случае вторичные обмотки рассчитаны на ток 4.7 А, поэтому нельзя чтобы зарядный ток продолжительное время превышал это значение. Напряжение на клеммах аккумулятора во время заряда не должно превышать 14.5 В, особенно если заряжается необслуживаемая батарея.
В нашем устройстве зарядный ток ограничен за счет небольшого выходного напряжения трансформатора (12.8 В), но величина выходного напряжения зависит от величины входного. Если у вас в сети напряжение больше 220 В, то соответственно и на выходе трансформатора будет больше 12.8 В.
Ограничить зарядный ток можно включив последовательно с аккумулятором в разрыв минусового провода 12 вольтовою лампу мощностью от 21 до 60 Вт. Чем меньше мощность лампы, тем меньше будет зарядный ток. Чтобы контролировать ток и напряжение необходимо подключить к зарядному устройству амперметр с пределом измерения не менее 10 А, и вольтметр с пределом измерения не менее 15 В. Или можно пробрести мультиметр с пределом измерения тока не менее 10 А и периодически контролировать параметры с его помощью.
Внимательно подсоединяйте аккумулятор. Не допускается даже кратковременно перепутать при подключении аккумулятора плюс с минусом. Также нельзя проверять работоспособность устройства кратковременным замыканием выводов («проверка на искру»). Зарядное устройство во время подсоединения, отсоединения аккумулятора должно быть обесточено. При изготовлении и использовании зарядного устройства будьте осторожны, соблюдайте правила пожарной и электро безопасности. Не оставляйте работающее устройство без присмотра.
Смотрите схему еще одного зярядного устройства для
Амперметр – это электроизмерительный прибор, предназначенный для фиксации силы постоянного либо переменного тока, протекающего в цепи — то есть устройство для измерения тока . подключается последовательно, с тем участком электроцепи, где предполагается измерять ток. Так как ток, который он измеряет зависит от сопротивления элементов цепи, то сопротивление амперметра должно быть максимально низким (очень маленьким). Это позволяет уменьшить влияние устройства для измерения тока на измеряемую цепь и повысить их точность.
Шкалу прибора градуируют в мкА, мА, А и кА, и в зависимости от требуемой точности и пределов измерения выбирают подходящий прибор. Увеличение измеряемой силы тока добиваются путем включения в цепь шунтов, магнитных усилителей. Это позволяет увеличить предел измеряемой величины тока.
Схемы подключения амперметра
Рисунок — Схема прямого включения амперметра
Рисунок — Схема косвенного включения амперметра через шунт и трансформатор тока
Сфера применения амперметров
Приборы для измерения тока нашли применение в различных сферах. Их активно используют на крупных предприятиях, связанных с генерацией и распределением электрической, тепловой энергии. Также их используют в:
— электролабораториях;
— автомобилестроении;
— точных науках;
— строительстве.
Но не только средние и крупные предприятия используют этот прибор: они востребованы и среди обычных людей. Практически любой опытный автоэлектрик имеет в арсенале подобное устройство, позволяющее проводить замеры показателей электропотребления приборов, узлов автомобилей и пр.
Типы амперметров
Исходя из вида отсчетного устройства делятся на приборы с:
— со стрелочным указателем;
— со световым указателем;
— с пишущим устройством;
5. Электродинамические устройства предназначены для замеров величины силы тока в цепях / переменного токов повышенных частот (до 200 Гц). Они чувствительны к перегрузкам и внешним электромагнитным полям. Но из-за высокой точности замеров их используют в роли контрольных приборов для поверки действующих амперметров.
— Погрешность измерения 1%
— Дискретность индикации 0,1 А
— питания -100…-400 В, 50 (+1) Гц Габаритные размеры 90x51x64 мм
Работоспособность и долговечность бытовой электротехники зависят от качества получаемой электроэнергии. Как правило, к выходу из строя электронной техники, будь то холодильники, телевизоры или стиральные машины, приводит повышение выше допустимых пределов. Наиболее опасно длительное повышение выше допустимой отметки. При этом выходят из строя блоки питания электронной техники, перегреваются обмотки электродвигателей, нередко происходит возгорание.
2. Амперметр лабораторный Э537
Данный прибор (амперметр Э537) предназначается для точного измерения силы тока в цепях переменного и постоянного тока.
Класс точности 0,5.
Диапазоны измерения 0,5 / 1 A;
Масса 1,2 кг.
Технические характеристики амперметра Э537:
Конечное значение диапазона измерений 0,5 А/1 А
Класс точности 0,5
Область нормальных частот (Гц) 45 — 100 Гц
Область рабочих частот (Гц) 100 — 1500 Гц
Габаритные размеры 140 х 195 х 105 мм
3. Амперметр СА3020
Цифровое устройство базовой модели выпускается в нескольких типовых модификациях в зависимости от базового значения параметров замеряемого тока. При заказе данной модели цифрового амперметра, требуется заявить, с каким базовым параметром силы тока Вам придётся работать: 1 А, 2 А или 5 А.
Базовые параметры замеряемого тока, Iн-1 Ампер (СА3020-1), 2 Ампер (СА3020-2) или 5 Ампер (СА3020-5);
Границы замеряемых токов от 0,01 Iн до 1,5 Iн;
Диапазон частот по замеряемым токам от 45 до 850 Герц;
Границы базовой допускаемой существующей погрешности ±0,2% к оптимальному значению параметров замеряемой силы тока;
По питанию — сеть переменного тока напряжением (85-260) Вольт и частотой (47-65) Герц или постоянное (120 — 300) Вольт;
Потребляемая устройством мощность не больше чем 4 ВА;
Размерные габариты 144x72x190 мм;
Масса не больше чем 0,55 кг;
Мощность, потребляемая измерительной цепью серии 3020, не превышает: для СА3020-1 – 0,12 ВA; для СА3020-2 – 0,25 ВA; для СА3020-5 – 0,6 ВA.
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 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 R и – сопротивление измерительной обмотки прибора, — коэффициент шунтирования, I – измеряемый, а I и – 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).