Система прибора амперметр: характеристики, схемы подключения, принцип действия, параметры

Разное

Содержание

Амперметр. Назначение, виды и схема подключения

Многие знают, что в электрической розетке помимо напряжения есть еще и ток, который опасен для человеческой жизни. Но как его померять? Насколько сложно это сделать? Для измерения тока существует специальный прибор, который называется амперметр.

Итак, амперметр — это электроизмерительный прибор, предназначенный для измерения тока в электрической цепи. Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц (электронов), измеряется он в Амперах и, соответственно, прибор который его измеряет носит название амперметр.

У идеального амперметра внутренне сопротивление равно нулю. Ну, где вы видели в нашем мире что-то идеальное? Поэтому и у реального амперметра внутреннее сопротивление хоть и минимально, но все же не равно нулю. Как и вольтметр, амперметр также может иметь диапазон измерения (например, 1, 2, 3, 5, 10 А), который зависит от внутреннего сопротивления электроизмерительного прибора. Как правило, добавочное сопротивление уже установлено в корпусе устройства и переключается с помощью специального переключателя.

Обозначение амперметра в электрической цепи

На электрических схемах амперметр представляют в виде круга с клеммами и буквой А в центре:

Почему амперметр всегда подключается последовательно?

Амперметр ВСЕГДА подключается в измеряемую электрическую цепь последовательно. Все «направленно движущиеся» электроны проходят через измерительный прибор. А как же потери мощности, спросите вы? Да, в этом случае это неизбежно, но следует помнить, что амперметр имеет минимальное внутреннее сопротивление, соответственно потери мощности в нем будут незначительны.

Сопротивление амперметра должно быть минимальным по двум причинам:

  • Весь измеряемый ток проходит через амперметр.
  • Амперметр должен оказывать минимальное влияние на электрическую цепь в которую он подключен.

Типы амперметров

Классификация амперметра зависит от их конструкции и рода тока, протекающего через него. Ниже приведены типы электроизмерительных
приборов относительно конструкции.

  1. Амперметр магнитоэлектрической системы с постоянным магнитом.
  2. Электромагнитный амперметр.
  3. Электродинамический амперметр.
  4. Амперметр с выпрямительным мостом.

По роду тока амперметры делятся на:

  • Амперметры постоянного тока;
  • Амперметры переменного тока;

Магнитоэлектрический амперметр подвижной катушкой с постоянными магнитами (PMMC)

Магнитоэлектрический принцип лежит в основе работы такого устройства. Если совсем коротко — то суть его работы заключается в следующем: катушка измерительного прибора помещается в постоянное магнитное поле. При протекании через катушку тока будем создан вращающий момент, который и повернет стрелку прибора.

Электродинамический амперметр

Он используется для измерения как переменного, так и постоянного тока. Точность прибора достаточно высокая по сравнению с магнитоэлектрическим измерительным прибором. Калибровка прибора одинакова как для переменного, так и для постоянного тока, то есть если амперметр был откалиброван под постоянный ток, то его можно использовать для измерения переменного тока без повторной калибровки.

Амперметр детекторной системы (с выпрямительным мостом)

Используется для измерения переменного тока. Приборы используют выпрямительный мост, который преобразует переменный ток в постоянный, который измеряется с помощью магнитоэлектрического амперметра. Такой тип прибора используется для измерения тока в цепях управления и при использовании трансформаторов тока.

Измерительный шунт

Слишком большие токи, которые могут протекать в мощных силовых цепях, выведут измерительный прибой из строя при прямом подключении. Чтобы избежать этого используют измерительный шунт.

Шунт имеет очень малое активное сопротивление, что оказывает минимальное влияние на измеряемую цепь. Параллельно к нему подключается амперметр, который уже и проводит измерение тока.

Влияние температуры на измерение тока

Амперметр — чувствительное устройство, на которое существенно влияет температура окружающей среды. Изменение температуры вызывает ошибку в показаниях. Вы можете использовать добавочное сопротивление (балластное сопротивление). Сопротивление с нулевым температурным коэффициентом называют добавочным сопротивлением (swamping resistance). Оно подключается последовательно с катушкой электроизмерительного прибора. Балластное сопротивление уменьшает влияние температуры на показания прибора.

Амперметр имеет встроенный предохранитель, который защищает его от скачков тока (неправильное подключение). Если через амперметр протекает значительный ток, предохранитель перегорит, тем самым разорвав электрическую цепь и сохранив измерительную систему прибора. Соответственно прибор нельзя будет использовать, пока не будет заменена плавкая вставка.

Амперметр — электромагнитная система — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Амперметр — электромагнитная система

Cтраница 1

Амперметры электромагнитной системы, как правило, имеют только катушку измерительного механизма, которая лишь в отдельных редких случаях шунтируется сопротивлением. Изменение полного сопротивления амперметра за счет его реактивной составляющей тЬ не вносит погрешности в показания прибора, это мы выяснили выше. Следовательно, частотная погрешность у амперметров электромагнитной системы возникает главным образом за счет вихревых токов в металлических деталях измерительного механизма. Ток /, протекающий по катушке амперметра, создает магнитный поток Ф, совпадающий по фазе с этим током. Магнитный поток Ф индуктирует во всех металлических деталях измерительного механизма вихревые токи / вх, создающие дополнительный поток Ф, совпадающий по фазе с током / вх.
 [1]

Амперметры электромагнитной системы с вторичным током 5 а, а также амперметры непосредственного включения ( с катушкой, рассчитанной на номинальный ток) перед поверкой могут не прогреваться. При ловерке амлерметров непосредственного включения на большие пределы соединительные провода должны быть по возможности большего сечения и небольшой длины с плотно поджатыми под заж имы прибора наконечниками. Образцовый прибор размещается да необходимом расстоянии от токоподводящих проводов первичной цепи.
 [2]

Амперметр электромагнитной системы — прибор для измерения силы тока на основе измерительного механизма электромагнитной системы; применяется для измерения постоянного и эффективного значений силы переменного тока.
 [4]

Амперметр электромагнитной системы, переменного тока, астатический, переносный, двух-предельный.
 [5]

Амперметр электромагнитной системы, переменного тока, переносный.
 [6]

Гц выпускаются амперметры электромагнитной системы, в которых сердечник при протекании тока по катушке втягивается в нее и поворачивает указатель.
 [8]

Например, амперметр электромагнитной системы имеет оцифрованные деления: О, 1, 2, 3, 4, 5 А.
 [9]

Верхний предел измерения амперметров электромагнитной системы при непосредственном включении их в электрическую цепь составляет 200 — 300 А.
 [10]

Для расширения пределов измерения амперметров электромагнитной системы в цепях переменного тока используются измерительные трансформаторы тока — рис. 2.5. По первичной обмотке с зажимами Л1 и Л2 такого трансформатора протекает ток, вторичная обмотка с зажимами И1, И2 рассчитана на номинальный ток 1; 2; 2 5 и 5 А.
 [12]

Наименее всего подвержены внешним влияниям амперметры электромагнитной системы. Показания их практически не зависят от изменения температуры воздуха, так как изменение сопротивления О бмотки не влияет а вращающий момент, а изменением противодействующего момента пружинки можно пренебречь как очень малой величиной. Показания этих амперметров практически не зависят и от изменения промышленной частоты сети переменного тока. Нормальный монтаж амперметров и других щитовых приборов исключает на них влияние каких-нибудь внешних магнитных полей или влияние соседних приборов.
 [13]

Как расширяют предел измерения в амперметрах электромагнитной системы.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4




Что такое амперметр? Назначение прибора и как его подключить?

Измерительные приборы предназначены для проверки точности показателей оборудования, осуществления контроля и управления технологическими процессами. С их помощью можно подтвердить или опровергнуть научные доводы, оптимизировать работу электронных устройств и достигнуть максимальной эффективности их функционирования. Амперметр представляет собой прибор для определения силы электрического тока.

 

В данном материале, разберемся, что такое прибор амперметр, каких видов бывают данные устройства, в каких сферах они преимущественно применяются и как использовать полученные показатели. Амперметр относится к категории электроизмерительных приборов, используемых для определения силы постоянного или переменного тока в электроцепи. Его необходимо подсоединять в строгой последовательности, то есть на том участке электроцепи, где нужно взять непосредственные измерения.

Измеряемый ток определяется величиной сопротивления составляющих частей цепи, вследствие чего сопротивление самого амперметра должно иметь максимально низкие значения. Благодаря этому снижается воздействие измерительного прибора на объект измерения, что позволяет получить максимально точные результаты измерений амперметром с минимальной погрешностью.

Показатели амперметра отображаются в мкА, мА, А и кА, поэтому прибор нужно выбирать, исходя из необходимой точности и рамок измерений. Повысить измеряемую силу тока можно при помощи добавления в электроцепь шунтов, трансформаторов, усилителей магнитного типа.

Приборы для измерения силы тока

Амперметр – это устройство для определения силы как постоянного, так и переменного тока в электрической цепи. Исходя из предназначения приборов для определенных величин тока, различают амперметры, миллиамперметры и микроамперметры.

В зависимости от принципа действия и особенностей применения, различают следующие виды амперметров. Рассмотрим детально их специфику и основные параметры:

  • аналоговые амперметры, в которых предусмотрена магнитоэлектрическая система. Они производятся на базе катушки из тонкой проволоки, вращающейся между магнитными полюсами. В процессе прохода тока через катушку она фиксируется под воздействием вращающего момента, значение которого пропорционально величине тока. В устройстве предусмотрена специальная пружина, которая препятствует повороту катушки, а упругость пружины пропорциональна углу вращения. При установлении баланса данные моменты выравниваются, а стрелка устанавливается на значении, пропорциональном величине тока на данный момент.

Преимуществом аналоговых приборов является то, что нет необходимости в обеспечении независимого питания для определения результата, поскольку в процессе измерения используется питание непосредственно электроцепи, которая замеряется. Также плюсом выступает повышенная чувствительность. Среди минусов следует назвать длительное время для фиксации стрелки в устойчивом положении.

  • электромагнитные – разработаны в виде механизмов с зафиксированной катушкой, по которой проходит ток. Также предусмотрено несколько сердечников на оси. Приборы предназначены для фиксации измерительными щупами постоянного тока. Элементами устройств являются измеритель и шкала с промаркированными делениями.

Несомненными плюсами такого типа приборов является возможность измерения силы переменного и постоянного тока, а также удобство использования. Недостатками считаются низкая чувствительность, вследствие чего они используются в сферах, где нет необходимости в сверхточных показателях;

  • электродинамические приборы – их принцип действия базируется на взаимодействии магнитных полей напряжения, протекающего по зафиксированной и вращающейся катушками. В устройствах применяется одновременное и попеременное включение катушек, использоваться прибор может при повышенных частотах до 200 Гц. Приборы обладают чувствительностью к посторонним магнитным полям, поэтому измерения не отличаются высокой точностью, причем замеры рекомендуется проводить в отдалении от прочих источников магнитного поля;
  • ферродинамические – являются одними из наиболее современных и используемых типов амперметров, поскольку практически не реагируют на прочие магнитные поля и отличаются прочностью. Элементами устройства выступают замкнутый магнитопроводник из ферромагнитного материала, сердечник в основании и зафиксированная катушка. Основная сфера использования приборов такого вида – оборона и комплексы обеспечения безопасности, поскольку они обеспечивают высокую точность полученного результата измерений;
  • цифровые амперметры – современные модернизированные устройства, имеющие высокую популярность благодаря удобству использования и точности показателей. Благодаря устойчивости цифрового мультиметра к внешним условиям, температуре и изменениям давления, его можно использовать в условиях вибрации и тряски. Также они подлежат использованию в горизонтальном и вертикальном положениях, что не отражается на точности результата.

Полученные данные в цифровом виде позволяют отслеживать и контролировать показатели автоматически даже при отсутствии оператора.

Разбираясь в вопросе, для чего нужен прибор амперметр, следует отметить, что его ключевой и единственной функцией является измерение силы постоянного и переменного тока на конкретном участке электрической цепи. На основании полученных данных можно делать научные выводы, а на практике приборы применяются для повышения эффективности и производительности различных устройств на основании полученных данных.

Амперметры широко используются на промышленных предприятиях, осуществляющих выработку и распределение электро- и тепловой энергии. Также предназначение прибора немаловажно в сферах:

  • электролаборатории;
  • автомобилестроительная отрасль;
  • точные науки;
  • строительная сфера.

Также приборы широко используются в быту. К примеру, специалисты, занимающиеся ремонтом автомобилей, замеряют при помощи амперметра значения электропотребления различных устройств.

Принцип действия

Устройство современного амперметра предполагает наличие нескольких катушек, среди которых есть подвижная и зафиксированная в одном положении. Соединяются они последовательно или по параллельной схеме. При прохождении через катушки происходит взаимодействие токов, в итоге подвижная катушка отклоняется. Включая прибор амперметр в электроцепь, осуществляется последовательное соединение амперметра с током. В цепях с повышенной силой тока или высоким напряжением, подключается прибор через трансформатор для стабилизации напряжения.

Принцип действия классического аналогового амперметра заключается в том, что параллельно с постоянным магнитом на оси фиксируется стальной элемент со стрелкой. От магнита свойства передаются на данный якорь, причем местоположение и якоря, и магнита, находится на пути прохождения силовых линий. При данном расположении якоря на шкале отображается положение стрелки прибора на нулевом значении.

Когда ток батареи или генератора начинает проходить по шине, вокруг нее появляется магнитный поток. А силовые линии на месте крепления якоря на оси перпендикулярны направлению силовых линий в постоянном магните. От электротока и под воздействием магнитного потока якорь пытается выполнить разворот на 90 градусов, однако этому препятствует поток в магните. От значения и направления тока в шине зависит уровень взаимодействия двух разнонаправленных магнитных потоков. Непосредственно на эту величину стрелка отклоняется от нуля на шкале амперметра.

Принцип функционирования цифрового амперметра заключается в том, что аналого-цифровой элемент преобразует значение силы тока в цифровые показатели, которые отображаются на дисплее прибора.  Выдача результата определяется частотой процессора, передающего данные на экран.

Как подключить амперметр

Амперметр необходимо подключать в строгой последовательности – он располагается между источником электропитания и нагрузкой. Для проведения правильных измерений необходимо четко знать тип напряжения в источнике электропитания – постоянный или переменный ток. Использовать необходимо только соответствующий для конкретного типа тока прибор.

Разъясним детально, как необходимо подключить амперметр, чтобы получить точные и корректные показатели тока:

  • требуется выбрать необходимый шунт, максимальный ток которого ниже тока, который нужно замерять;
  • затем амперметр подключается к шунтам специальными гайками, расположенными на самом амперметре;
  • подключение амперметра осуществляется только после обесточивания измеряемого прибора посредством разрыва электрической цепи;
  • включите амперметр в цепь с шунтом;
  • соедините элементы правильно, чтобы обеспечить четкое соблюдение полярности для корректного отображения данных;
  • подключите электропитание, после чего можно считывать результаты на амперметре.

В качестве мер предосторожности отметим, что ни при каких обстоятельствах не следует подключать амперметр в розетку без какой-либо нагрузки. Поскольку устройство обладает небольшим входным сопротивлением, при подключении без нагрузки он просто сгорит.

Сферы применения амперметров включает как крупные промышленные предприятия по выработке и распределению электроэнергии, так и строительство, автомобилестроение, наука. Также они применяются в бытовой сфере среди владельцев автомобилей для проведения самостоятельных измерений автомобильных приборов.

Что такое амперметр, виды, устройство и принцип работы

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

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

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.

Амперметр

Токовые клещи — амперметр для бесконтактного измерения больших токов.
Схема включения амперметра

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.

В технике используются амперметры с разной ценой деления,в зависимости от назначения

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

Общая характеристика

Основная статья: Системы измерительных приборов

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

Дополнительные сведения: Цифровой мультиметр

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

Дополнительные сведения: Системы измерительных приборов

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

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.

См. также

  • Ампер-весы
  • Вольтметр
  • Гальванометр
  • Омметр
  • Мультиметр

Примечания

  1. Важно знать! Подключение амперметра напрямую к источнику напряжения приводит к протеканию токов короткого замыкания, и может вызвать возгорание токовых шунтов, измерительного трансформатора и всего прибора.

    Для предотвращения такой ситуации, амперметр может быть оснащён цепями защиты на основе плавких предохранителей и быстродействующих автоматических выключателей.

  2. ↑ Это особенно заметно в низковольтных схемах, в которых падение напряжения на элементах схемы сравнимо с напряжением на зажимах амперметра (типичное значение — десятки милливольт).

Ссылки

  • Амперметр. Измерение силы тока (учебный видеоролик)

Литература

  • Войнаровский П. Д.,. Электрические измерительные аппараты // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Л.И. Байда, Н.С. Добротворский, Е.М. Душин и др. «Электрические измерения», М, «Энергия», 1980г.
В Викисловаре есть статья «амперметр»
ГОСТISO Это заготовка статьи по стандартизации или метрологии. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Виды амперметров и вольтметров. Принцип работы

27.07.2016

Амперметр – это прибор, измеряющий и показывающий силу тока в цепи. В зависимости от предполагаемой нагрузки (А, мА, мкА) используются соответствующие приборы (РА1, РА2, РА3).

В зависимости от сферы применения амперметры могут работать с постоянным или с переменным током и делятся на два типа: аналоговые и цифровые.

Аналоговые

Работа данного типа амперметров основана на действии магнитных полей. Стрелка, отображающая значение силы тока на шкале, приводится в действие катушкой, через которую проходит ток. Сама катушка расположена между постоянными магнитами и при появлении электромагнитного поля меняет свое положение. При этом, чем выше сила тока, тем больше отклонение катушки и, соответственно, стрелки.

  • Для увеличения предела измерения в цепь параллельно амперметру подключается резистор.
  • Преимущества аналогового амперметра:
  • — Питается от измеряемой цепи,
  • — Легкая читаемость показаний.
  • Недостатки:
  • — Стрелке требуется время, чтобы успокоиться и показать правильное значение.
  • Цифровые

Цифровой амперметр вместо шкалы со стрелкой снабжен жидкокристаллическим дисплеем. Но это не единственное его отличие. Все измерения происходят с помощью аналого-цифрового преобразователя и обрабатываются процессором устройства.

  1. Преимущества
  2. — Ввиду отсутствия стрелки не нужно ждать, пока она успокоится,
  3. — Процессор мгновенно регистрирует изменения в силе тока,
  4. — Компактность и возможность модульной установки на din-рейку.
  5. Недостатки:
  6. — Требуют отдельного питания для работы,
  7. — Модели, питающиеся от измеряемой сети, достаточно дороги.

Вольтметр

Как можно понять из названия, данный измерительный прибор анализирует напряжение в сетях постоянного и переменного тока.

Как и амперметры, в зависимости от рабочих величин (В, мВ, мкВ) различают соответствующие вольтметры: PV1, PV2, PV3.

Для аналоговых моделей часто в схемах указывается максимальный уровень напряжения, чтобы можно было подобрать соответствующий измерительный прибор. Также при измерении постоянного тока иногда в схемах указывается полярность подключения устройства.

По принципу работы вольтметры также делятся на аналоговые и цифровые. Их конструкция схожа с конструкцией амперметров, поэтому мы не будем ее рассматривать.

Амперметр: виды, схемы подключения и принцип работы

Амперметр это измерительный прибор для определения силы тока, измеряемой в амперах. В соответствии с возможностями прибора, его шкала имеет градуировку, обозначающую микроамперы, миллиамперы, амперы или килоамперы.

Схемы подключения

Для проведения измерений, производится последовательное включение амперметра в электрическую цепь с тем участком, где необходимо измерить силу тока. Чтобы увеличить пределы измерений, производится включение амперметра через шунт или трансформатор.

Виды амперметров

По своему действию все амперметры разделяются на электромагнитные, магнитоэлектрические, тепловые, электродинамические, детекторные, индукционные, фото- и термоэлектрические. Все они предназначены для измерения силы постоянного или переменного тока. Среди них, наиболее чувствительными и точными, являются электродинамические и магнитоэлектрические амперметры.

Во время работы магнитоэлектрического амперметра, создается крутящий момент, через взаимодействие между полем в постоянном магните и током, проходящим через обмотку рамки. С этой рамкой и соединяется стрелка, движущаяся по шкале. Поворот стрелки осуществляется на величину угла, пропорциональную силе тока.

Устройство амперметра

В состав электродинамического амперметра входят подвижная и неподвижная катушки, соединенные последовательно или параллельно.

Токи, проходящие через катушки, взаимодействуют между собой, в результате чего происходит отклонение подвижной катушки, с которой соединяется стрелка.

При включении в электрический контур, осуществляется последовательное соединение амперметра с нагрузкой. В случае большой силы тока или высокого напряжения, соединение производится через трансформатор.

Принцип работы

Упрощенная классическая схема амперметра работает следующим образом. Параллельно с постоянным магнитом на оси кронштейна устанавливается стальной якорь со стрелкой.

Постоянный магнит, воздействуя на якорь, придает ему магнитные свойства. При этом, расположение якоря проходит вдоль силовых линий, которые также проходят вдоль магнита.

Такое положения якоря соответствует нулевому положению стрелки на шкале прибора.

Максимальная токовая защита

При прохождении тока батареи или генератора по шине, вокруг нее происходит возникновение магнитного потока. Его силовые линии в месте нахождения якоря, перпендикулярны с силовыми линиями в постоянном магните. Создаваемый электрическим током магнитный поток, воздействует на якорь, стремящийся к повороту на 90 градусов. Повернуться относительно исходного положения ему мешает поток, образующийся в постоянном магните.

От того, какой величины и направления электрический ток, проходящий по шине, зависит степень взаимодействия двух магнитных потоков. На такую же величину происходит и отклонение стрелки по шкале, от нулевого деления.

Амперметр: Как измерять ток

Амперметры. Виды и работа. Устройство и применение. Особенности

Чтобы измерить силу тока в некоторой электрической цепи, существуют приборы, называемые амперметры. Они включаются в цепь по последовательной схеме. Внутреннее сопротивление амперметров очень мало, поэтому такое измерительное устройство не влияет на параметры электрического тока измеряемой цепи. Единицей измерения силы тока является ампер.

Шкалы приборов могут градуироваться в различных долях ампера: микроамперах, миллиамперах и т.д. Соответственно такие приборы называют микроамперметрами, миллиамперметрами и т.д.

Чтобы расширить пределы измерений, амперметры включают в цепь с применением трансформатора, либо в параллели с шунтом.

В этом случае только небольшая часть тока будет протекать через амперметр, а основная часть тока пойдет через шунт.

Для крепления шунта к амперметру применяются специальные гайки. Запрещается подключать шунт к амперметру при включенном питании электрической сети. Полярность прибора при подключении также имеет большое значение. Если перепутать полярность, то стрелка прибора будет уходить в другую сторону, а цифровой амперметр, покажет отрицательную величину.

Виды амперметров

Точность показаний прибора зависит от принципа действия и вида устройства.

Существует два основных вида амперметров:

Первый вид в свою очередь делится на следующие устройства:

  • Магнитоэлектрические.
  • Электромагнитные.
  • Электродинамические.
  • Ферродинамические.

По виду измеряемого тока амперметры делятся:

  • Для переменного тока.
  • Для постоянного тока.

Существуют и другие специализированные приборы для измерения тока, которые применяются в узконаправленных областях, и не распространены так широко, как перечисленные выше.

Конструктивные особенности и работа

Магнитоэлектрические амперметры

Принцип действия такого вида прибора основывается на взаимодействии магнитного поля магнита и подвижной катушки, находящейся в корпусе прибора.

Достоинствами такого амперметра является низкое потребление электроэнергии при функционировании, высокая чувствительность и точность измерений. Все магнитоэлектрические амперметры оснащены равномерной градуировкой шкалы измерений. Это позволяет произвести измерения с высокой точностью.

К недостаткам магнитоэлектрического амперметра относится его сложность внутренней конструкции, наличие движущейся катушки. Такой прибор не является универсальным, так как он действует только для постоянного тока.

Несмотря на недостатки, магнитоэлектрический вид прибора широко применяется в различных областях промышленности, в лабораторных условиях.

Электромагнитные

Амперметры с электромагнитным принципом работы не имеют в своем устройстве движущейся катушки, в отличие от магнитоэлектрических моделей. Устройство их значительно проще. В корпусе находится специальное устройство и один или несколько сердечников, которые установлены на оси.

Электромагнитный амперметр имеет меньшую чувствительность, по сравнению с магнитоэлектрическим прибором. А значит, точность его измерений будет ниже. Преимуществами таких приборов является универсальность работы. Это означает, что они могут измерять силу тока как в цепи постоянного, так и переменного тока. Это значительно расширяет его сферу применения.

Электродинамические

Метод работы таких приборов заключается во взаимодействии электрических полей токов, которые проходят по электромагнитным катушкам. Конструкция прибора состоит из подвижной и неподвижной катушки. Универсальная работа на любом виде тока является основным достоинством электродинамических амперметров.

Из недостатков стоит выделить большую чувствительность, так как они реагируют даже на незначительные магнитные поля, расположенные в непосредственной близости к ним. Подобные поля способны создавать для электродинамических приборов большие помехи, поэтому такие амперметры применяют только в защищенном экраном месте.

Ферродинамические

Такие приборы, обладают наибольшей эффективностью и точностью измерений. Магнитные поля, расположенные рядом с прибором, не оказывают на него заметного влияния, поэтому нет необходимости в установке дополнительных защитных экранов.

Конструкция такого амперметра включает в себя замкнутый ферримагнитный провод, а также сердечник и неподвижную катушку. Такое устройство позволяет повысить надежность работы прибора.

Поэтому ферродинамические виды амперметров чаще всего используются в военной промышленности и оборонных учреждениях.

К его преимуществам также можно отнести удобство и простоту пользования, точность всех измерений, по сравнению с ранее рассмотренными видами приборов.

Цифровые

Кроме рассмотренных приборов, существует цифровой вид амперметров. В настоящее время они все шире используются в различных сферах производства, а также в бытовых условиях. Такая популярность цифровых приборов связана с удобством пользования, небольшими размерами и точными измерениями. Вес прибора также очень незначительный.

Цифровые модификации используют в различных условиях, он невосприимчив к вибрациям, в отличие от механических аналоговых приборов.

Цифровые приборы, не боятся незначительных механических ударов, которые возможны от работающего рядом оборудования. Расположение в вертикальной или горизонтальной плоскости прибора не имеет влияния на его работоспособность, так же как изменение температуры и давления. Поэтому такой прибор применяют в условиях внешней среды.

Измерение переменного и постоянного тока

Все рассмотренные приборы способны измерять постоянный ток. Однако иногда требуется измерить силу переменного тока. Если у вас для этого нет отдельного амперметра, то можно собрать элементарную схему.

Существуют и специальные приборы, измеряющие переменный ток. Оптимальным выбором прибора будет мультиметр, в котором имеется возможность измерения переменного тока.

Чтобы выполнить правильное измерение, необходимо определить вид тока, то есть, переменный ток в сети, или постоянный. В противном случае измерение будет ошибочным.

Общий принцип действия амперметра

Если рассматривать классический принцип работы амперметра, то его действие заключается в следующем.

На оси кронштейна вместе с постоянным магнитом расположен стальной якорь с закрепленной на нем стрелкой. Воздействуя на якорь, постоянный магнит передает ему магнитные свойства. В этом случае позиция якоря находится вдоль силовых линий, проходящих вдоль магнита.

Такая позиция якоря определяет нулевое расположение стрелки по градуированной шкале. При протекании тока от генератора или другого источника по шине, возле нее возникает магнитный поток. Силовые линии этого потока в точке расположения якоря направлены под прямым углом к силовым линиям магнита.

Магнитный поток, образованный электрическим током, действует на якорь, который стремится повернуться на 90 градусов. В этом ему мешает магнитный поток, образованный в постоянном магните. Сила взаимодействия двух потоков зависит от направления и величины электрического тока, протекающего по шине. На эту величину и происходит отклонение стрелки прибора от нуля.

Сфера применения

Цифровые и аналоговые амперметры, используются в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Особенно широко они применяются в энергетической отрасли промышленности, радиоэлектронике, электротехнике. Также их могут использовать в строительстве, в автомобильном и другом транспорте, в научных целях.

В бытовых условиях прибор также часто используется обычными людьми. Амперметр полезно иметь с собой в автомобиле, на случай выявления неисправностей электрооборудования в пути.

Аналоговые приборы до сих пор также применяются в различных областях жизни. Их преимуществом является то, что для работы не требуется подключение питания, так как они пользуются электричеством от измеряемой цепи. Также их удобство состоит в отображении данных.

Многим людям привычнее смотреть за стрелкой. Некоторые устройства оснащены регулировочным винтом, который позволяет точно настроить стрелку на нулевое значение.

Инертность работы прибора отрицательно влияет на его применяемость, так как для стрелки необходимо время для нахождения устойчивой позиции.

Как выбрать

Для более точных измерений следует выбирать прибор сопротивлением до 0,5 Ом. Лучше, если зажимы контактов будут покрыты специальным антикоррозийным слоем.

Корпус должен быть качественного изготовления, без повреждений, желательно герметичного исполнения, для предотвращения проникновения влаги. Это продлит его срок службы и повысит точность показаний.

Наиболее удобный вид амперметра – это цифровой. Хотя в настоящее время более популярными являются мультиметры, в состав которых также входит функция измерения тока.

Запрещается подключение амперметра в сеть напрямую без нагрузки, во избежание выхода его из строя. При измерениях нельзя прикасаться к неизолированным токоведущим элементам прибора, так как возможен удар электрическим током. При работе с амперметром следует соблюдать осторожность и внимательность.

Похожие темы:

Амперметр – устройство, принцип работы и область применения

Амперметр – это измерительный прибор, выполняющий функцию измерения силы тока в цепи в Амперах. При этом каждый прибор рассчитан на измерение конкретной величины. В данном материале я хочу вам рассказать об устройстве данных измерительных приборах и их разновидностях. Итак, начнем.

Амперметры цифровые и аналоговые

Амперметры делятся на два больших класса:

1. Аналоговые.

2. Цифровые.

Давайте поговорим об аналоговых измерителях, которые еще также именуются стрелочными:

Аналоговый Амперметр

Аналоговый амперметр

Работают такие приборы благодаря магнитоэлектрической системе, которая работает следующим образом:

В корпусе Амперметра располагается катушка из тончайшей проволоки, расположенной среди постоянных магнитов и связана со специальной пружиной.

Принципиальное устройство амперметра

Как только через катушку начинает протекать электрический ток, то вокруг нее формируется электромагнитное поле, которое вступает во взаимодействие с магнитным полем постоянных магнитов, и катушка меняет свое положение под действием вращающего момента, а прикрепленная пружина тормозит ее.

Как только моменты вращения и торможения уравновешиваются катушка замирает, а вместе с ней и стрелка, которая указывает пропорциональное значение тока, который сейчас проходит через измерительный прибор.

Показания амперметра зашкаливают

Иногда для повышения предела измерений в цепь с амперметром включается резистор, параметры которого просчитываются заранее. И такой резистор называется — шунтирующим.

  • Амперметр монтируется в цепь последовательно (в разрыв), поэтому для него крайне важно внутреннее сопротивление и чем меньше оно будет, тем лучше.
  • Ведь если внутреннее сопротивление амперметра будет велико, то он (амперметр) для существующей сети, является резистором, что приведет к снижению тока в цепи и его данные не будут соответствовать реальным параметрам.
  • Внутреннее сопротивление учитывается при производстве амперметра и с учетом его настраивается система магнитов и пружины.

Амперметр класс точности 2.0

К несомненным плюсам аналоговых измерителей относится то, что для их функционирования не требуется отдельное питание и они работают от непосредственно протекающего тока, но минусом является то, что такие измерители довольно инерционны.

То есть мы видим величину протекающего тока не сразу, а с задержкой, которая связанна с тем, что внутренней системе требуется некоторое время для принятия равновесия.

Цифровой амперметр

Такой тип амперметра представляет собой более сложную конструкцию, в состав которой входит аналого-цифровой преобразователь (АЦП), где происходит преобразование силы тока в цифровые данные, отражающиеся на ЖК-дисплее.

Цифровой амперметр

Такие измерители не имеют такого недостатка как инерционность, и скорость выдачи информации напрямую связана с частотными характеристиками установленного процессора. В достаточно дорогих экземплярах частота обновления может составлять 1000 и более обновлений в минуту.

К минусу таких амперметров относят то, что для их нормальной работы требуется отдельное питание. Конечно, есть амперметры, использующие цепи питания сети, но из-за своей дороговизны довольно редки.

  1. Кроме этого измерители подразделяются на амперметры:
  2. — для подсчета постоянного тока.
  3. — для подсчета переменного тока.

Многофункциональный промышленный амперметр

Конечно, в доме отдельно амперметр практически никому не нужен, но если вам нужно измерять силу тока, то лучше всего будет приобрести мультиметр с возможностью измерения постоянного и переменного тока и кучей других полезных функций. Лично я покупал вот здесь.

Это все, что я хотел вам рассказать про амперметры, их устройство и разновидности. Если вам понравилась статья, тогда оцените ее лайком и спасибо, что уделили свое внимание!

Амперметр. Виды. Работа. Применение. Особенности

Амперметр применяется для снятия показания силы тока. Данный прибор может работать с любым потребителем, по которому осуществляется передача электричества. Непосредственное подключение в электроцепь осуществляется последовательно с тем отрезком, с которого нужно снять показания.

Сила тока измеряется количеством электронов, способных пройти через проводник за определенное время. Устройство названо в честь единицы измерения принятой в физике – ампер.

Прибор способен измерять раздробленные частицы данного показателя, такие как мкА – микроампер, мА – миллиампер и кА – килоампер.

Применяемые типы амперметров

Существует около десятка устройств амперметра действующих по различному принципу. Большинство из них слишком затратные для производства или не точны, поэтому не нашли своего применения. Фактически все амперметры можно разделить на аналоговые (механические) и цифровые. Среди аналоговых устройств, которые нашли широкое применение можно отметить:

  • Магнитоэлектрический.
  • Электромагнитный.
  • Термоэлектрические.
  • Электродинамический.
  • Ферродинамический.

Механические устройства требовательны к условиям хранения. Они не переносят встряски. Для получения точных данных корпус аналогового амперметра должен быть размещен правильно. Любые отклонения от нормы утяжелят стрелку, и она будет немного сдвигаться, давая неверные показатели.

Магнитоэлектрический амперметр

Данный тип устройств является одним из самых первых, которые были изобретены. Принцип их действия заключается в измерении взаимодействия между катушкой закрепленной неподвижно и магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом, установленным в корпусе прибора.

Такие устройства отличаются минимальным потреблением мощности, что обеспечивает достаточный уровень чувствительности и минимальный коэффициент отклонения.

Подобные амперметры оснащены равномерной шкалой, между отметками, которой всегда одинаковое расстояние.

Длительное время такие приборы были самыми лучшими, но сейчас появились и более простые в изготовлении, поэтому магнитоэлектрические амперметры начали уступать.

Магнитоэлектрические амперметры могут работать только с постоянным током, поэтому их обычно применяют для измерения характеристик в электрооборудовании автомобилей и другой техники. Такие устройства нашли применение в лабораториях и на промышленных предприятиях, где применяется постоянный ток.

Электромагнитные амперметры

Данная категория приборов не имеет плавающей обмотки с сердечником как предыдущая. Электромагнитное устройство одно из самых простых. Внутри корпуса используется несложный механизм и сердечник, установленный на ось.

В зависимости от силы тока сердечник, который фиксируется к стрелке, отодвигается в сторону, указывая на шкалу с цифровым отображением измерений. Низкая себестоимость таких приборов сделала их часто используемыми, но они обладают низкой точностью.

Их обычно выбирают для сетей постоянного тока, а также переменного с частотой до 50 Гц.

Термоэлектрические амперметры

Применяются для цепей с высокой частотой тока. В корпусе приборов имеется магнитоэлектрический механизм, который состоит из проводки с припаянной термопарой. При прохождении тока происходит подогрев жил проводов. Чем сильнее сила, тем выше поднятие температуры. По данному показателю специальный механизм проводит перевод нагрева в показатель тока.

Электродинамические амперметры

Реагирует на взаимодействие полей тока, которые протекают по катушкам. Одна из них закреплена неподвижно, а вторая может двигаться. Устройство является универсальным, поэтому покупается довольно часто.

Его можно встретить в лабораториях, где требуется очень точное измерение. Недостаток электродинамических амперметров заключается в чрезмерной чувствительности. Прибор буквально реагирует на любые магнитные поля.

В результате помех точно определить силу тока без использования экранирования довольно сложно.

Электродинамические приборы используется для постоянных и переменных цепей, в которых частота доходит до 200 Гц. Обычно этот тип выбирают для проведения контрольной поверки других амперметров, в связи с высокой чувствительностью.

Ферродинамические амперметры

Амперметр данного типа является самым лучшим среди механических. Они обеспечивают максимальную точность и эффективность. Такие приборы не реагируют на сторонние источники магнитного поля.

Благодаря этому нет необходимости в постоянной установке дополнительного экрана. Прибор состоит из ферримагнитного замкнутого провода. В корпусе находится закрепленная катушка и сердечник.

Приборы данного типа самые дорогие, поэтому применяются не слишком часто.

Цифровые амперметры

Самыми современными и удобными являются цифровые амперметры. Они не имеют стрелок, которые постоянно колеблются. Такие устройства оснащаются дисплеем, на который выводятся цифры отображающие силу тока в амперах. При этом они дают вполне точные показания.

К немаловажным преимуществом цифровых моделей относятся их нечувствительность к вибрациям и встряске, как в механических. Благодаря этому можно проводить измерение силы тока в автомобильной проводке на ходу, не останавливая машину.

Многие цифровые модели оснащены влагозащитным и противоударным корпусом, что делает их более устойчивыми для эксплуатации в сложных условиях. Поскольку устройство не имеет стрелки, то его можно размещать горизонтально, вертикально или под углом.

Направление прибора при снятии замеров никак не влияет на получаемый результат.

Правильное подключение амперметра для измерения

Для того чтобы снять показания силы тока необходимо подключить амперметр в цепь. Для этого участок, который нуждается в проведении измерения, должен быть сначала обесточен. Амперметр подключается специальными зажимами к проводам цепи. При этом требуется строго соблюсти полярность, поскольку в противном случае показания будут неверными.

Для точного измерения нужно провести подключение в обход определенного участка цепи с нагрузкой, которую создает шунт. После того как амперметр будет подключен к цепи шунтом и полярность будет проверена, можно подключить ранее обесточенное питание. После получения измерительных данных питание отключается и проводится отсоединение проводов.

Следует всегда помнить, что запрещено подключение амперметра в сеть без создания нагрузки. Если просто включить устройство напрямую, как вольтметр, то его можно испортить и даже вызвать короткое замыкание.

Область использования

Область использования амперметров очень обширна. Данные приборы незаменимы во многих сферах. Их устанавливают на автомобилях с целью контроля эффективности работы генератора.

По показателям амперметра можно определить, что аккумуляторная батарея недополучает заряд или он проходит с избытком.

Также данное устройство устанавливается в самолетах и прочей технике, оснащенной электрическими элементами.

Следует учитывать, что каждый амперметр имеет сопротивление. Если требуется получение точных данных с минимальной погрешностью, то рекомендовано выбирать прибор с сопротивлением до 0,5 ом.

Также следует учитывать, что если прибор предназначен для измерения амперов в мкА, то его нельзя подсоединять к сетям с высокой силой тока, поскольку это приведет к перегоранию.

Диапазон работы устройства должен полностью соответствовать сети, в которой требуется проведения измерения.

Особенности эксплуатации

Кроме того, что прибор должен соответствовать сети, в которой работает, он весьма требователен к условиям хранения. Особенно если это механический амперметр. Для аналоговых приборов не допускается встряска удары или падения. После неблагоприятного воздействия вполне вероятным является появление погрешности.

Зачастую к механическим устройствам прилагается паспорт, в котором указываются оптимальные условия влажности и температуры для хранения. Электрические приборы существенно проще в эксплуатации. Их можно трясти и ронять, без риска получить погрешность, в пределах разумного.

При значительных повреждениях прибор несомненно будет сломан, как и любой другой механизм.

Имеющиеся на рынке модели амперметров отличаются между собой не только по принципу действия, но и по способу исполнения. В частности, предлагаются компактные переносные устройства, которые позволяют подключиться к различным источникам для проведения измерений.

Также существуют амперметры модульного исполнения, которые предназначены для закрепления в посадочные места в силовом щитке. Бывают и компактные устройства, которые фиксируются на панели автомобиля с помощью специального держателя.

Они применяются в тех случаях, когда требуется провести контроль заряда аккумулятора при отсутствии в комплектации автомобиля собственных приборов.

Похожие темы:

Амперметр, его устройство, принцип работы и область применения | Энергофиксик

Амперметр – это измерительный прибор, выполняющий функцию измерения силы тока в цепи в Амперах. При этом каждый прибор рассчитан на измерение конкретной величины. В данном материале я хочу вам рассказать об устройстве данных измерительных приборах и их разновидностях. Итак, начнем.

Амперметры цифровые и аналоговые

Амперметры цифровые и аналоговые

Амперметры делятся на два больших класса:

1. Аналоговые.

2. Цифровые.

Давайте поговорим об аналоговых измерителях, которые еще также именуются стрелочными:

Аналоговый Амперметр

Аналоговый Амперметр

Аналоговый амперметр

Работают такие приборы благодаря магнитоэлектрической системе, которая работает следующим образом:

В корпусе Амперметра располагается катушка из тончайшей проволоки, расположенной среди постоянных магнитов и связана со специальной пружиной.

Принципиальное устройство амперметра

Принципиальное устройство амперметра

Как только через катушку начинает протекать электрический ток, то вокруг нее формируется электромагнитное поле, которое вступает во взаимодействие с магнитным полем постоянных магнитов, и катушка меняет свое положение под действием вращающего момента, а прикрепленная пружина тормозит ее.

Как только моменты вращения и торможения уравновешиваются катушка замирает, а вместе с ней и стрелка, которая указывает пропорциональное значение тока, который сейчас проходит через измерительный прибор.

Показания амперметра зашкаливают

Показания амперметра зашкаливают

Иногда для повышения предела измерений в цепь с амперметром включается резистор, параметры которого просчитываются заранее. И такой резистор называется — шунтирующим.

Амперметр монтируется в цепь последовательно (в разрыв), поэтому для него крайне важно внутреннее сопротивление и чем меньше оно будет, тем лучше.

Ведь если внутреннее сопротивление амперметра будет велико, то он (амперметр) для существующей сети, является резистором, что приведет к снижению тока в цепи и его данные не будут соответствовать реальным параметрам.

Внутреннее сопротивление учитывается при производстве амперметра и с учетом его настраивается система магнитов и пружины.

Амперметр класс точности 2.0

Амперметр класс точности 2. 0

К несомненным плюсам аналоговых измерителей относится то, что для их функционирования не требуется отдельное питание и они работают от непосредственно протекающего тока, но минусом является то, что такие измерители довольно инерционны.

То есть мы видим величину протекающего тока не сразу, а с задержкой, которая связанна с тем, что внутренней системе требуется некоторое время для принятия равновесия.

Цифровой амперметр

Такой тип амперметра представляет собой более сложную конструкцию, в состав которой входит аналого-цифровой преобразователь (АЦП), где происходит преобразование силы тока в цифровые данные, отражающиеся на ЖК-дисплее.

Цифровой амперметр

Цифровой амперметр

Такие измерители не имеют такого недостатка как инерционность, и скорость выдачи информации напрямую связана с частотными характеристиками установленного процессора. В достаточно дорогих экземплярах частота обновления может составлять 1000 и более обновлений в минуту.

К минусу таких амперметров относят то, что для их нормальной работы требуется отдельное питание. Конечно, есть амперметры, использующие цепи питания сети, но из-за своей дороговизны довольно редки.

Кроме этого измерители подразделяются на амперметры:

— для подсчета постоянного тока.

— для подсчета переменного тока.

Многофункциональный промышленный амперметр

Многофункциональный промышленный амперметр

Конечно, в доме отдельно амперметр практически никому не нужен, но если вам нужно измерять силу тока, то лучше всего будет приобрести мультиметр с возможностью измерения постоянного и переменного тока и кучей других полезных функций. Лично я покупал вот здесь.

Это все, что я хотел вам рассказать про амперметры, их устройство и разновидности. Если вам понравилась статья, тогда оцените ее лайком и спасибо, что уделили свое внимание!

что измеряют и как ими пользоваться? Схемы подключения и принцип работы. Класс точности стрелочных, щитовых и других амперметров

Очень часто нам по различным причинам требуется осуществить измерить определенный параметр или характеристику в какой-то электрической цепи – дома, на работе или в автомобиле. Если речь идет о силе тока, то для вычисления данной характеристики требуется использовать специальное устройство, которое имеет название амперметр. Оно называет так, по причине того, что единицей измерения данной величины является ампер. Попробуем разобраться, что это за прибор, какими они бывают и как правильно их использовать, дабы измеряемый параметр был точным.

Что это и для чего нужен?

Амперметр – прибор, главным назначением которого является замер силы тока в электросетях. Причем речь идет о токе постоянного и переменного характера. Устройство подключается последовательно к части электроцепи, где осуществляется поверка. Учитывая, что замеряемый ток будет сильно зависеть от сопротивления частей электроцепи, внутреннее сопротивление самого прибора должно быть низким. Это дает возможность существенно уменьшить влияние самого прибора на цепь, что замеряется, и увеличить точность самих показаний.

Обычно шкала прибора содержит такие обозначения, как мкА, мА, а и кА. В зависимости от необходимой точности и измерительного предела и следует выбирать подходящее устройство.

Увеличения силы, которую требуется измерить, можно добиться благодаря включению в электроцепь усилителей магнитного типа, шунтов, а также токовых трансформаторов. Это позволит существенно повысить предел величины измерений.

Устройство и принцип работы

Устройство этого прибора разберем на примере электродинамического амперметра, ведь в разных моделях оно может существенно различаться. Одними из элементов, из которых состоит амперметр, являются катушки – движущаяся и неподвижная, что могут соединяться одна с другой как параллельно, так и последовательно. Токи, идущие по ним, осуществляют взаимодействие, следствием чего становится отклонение подвижной детали. Именно с ней и соединена стрелка прибора, которая и показывает значение токовой силы. При включении в электрические контуры происходит последовательное соединение рассматриваемого прибора с нагрузкой. Если известно, что сила тока очень велика либо напряжение крайне высокое, то соединение осуществляется при помощи трансформатора.

Если говорить о принципе функционирования, то работает устройство по следующей схеме. Параллельно с магнитом постоянного типа на кронштейновой оси монтируется якорь со стрелкой, выполненный из стали. Упомянутый магнит оказывает воздействие на якорь и тем самым придает ему определенные магнитные характеристики. Расположение самого якоря проходит вдоль силовых линий, что также идут вдоль магнита. Это положение якоря соответствует 0 на показательной шкале. Если ток батареи либо генератора проходит через шину, у нее формируется поток магнитного типа. Его силовые линии в зоне нахождения якоря будут перпендикулярны с такими линиями в магните постоянного типа.

Магнитный поток, что формируется током, осуществляет воздействие на якорь, что будет пытаться совершить 90-градусный поворот. Но относительно исходного положения он не сможет этого сделать по причине потока, что образовывается в магните постоянного типа. Именно от типа величины и направления тока, что проходит через шину, и будет зависеть степень взаимодействия 2 потоков магнитного типа. Естественно, что на такую величину будет осуществляться и крен стрелки от ноля по шкале.

А в случае с цифровым аналогом суть будет такова, что аналого-цифровой преобразователь будет трансформировать значение силы тока в замеры цифрового характера, что будут выводиться на экран прибора.

Вывод результатов будет зависеть от частоты процессора, что отвечает за передачу соответствующих данных на дисплей.

Класс точности

Чтобы пользование амперметром было действительно эффективным, следует знать погрешность, с которой он осуществляет измерения. В основные характеристики такого прибора входит понятие «класс точности». Данная величина определяется несколькими погрешностями. А если говорить точнее – их границами. Этот параметр еще часто называют приведенной погрешностью. Согласно этому критерию амперметры, да и другие измерительные устройства, могут быть следующих классов:

  • 0,05;
  • 0,1;
  • 0,2;
  • 0,5;
  • 1;
  • 1,5;
  • 2,5;
  • 4.

Устройства, что относятся к первым 4 классам называют прецизионными или точными. Их показания будут иметь максимальную точность. А вот приборы, что относятся к другим четырем группам, называют техническими. Если же случилось так, что пометки на устройстве нет, то оно считается внеклассным. Это значит, что его погрешность в измерениях будет даже больше 4%.

В случае с амперметрами классы точности предназначены для понимания границ абсолютной погрешности прибора. И это не будет гарантией, что в показания не будут внесены коррективы из-за других факторов, среди которых можно назвать частоту переменного тока, действие магнитных полей или температурных перепадов. Отдельно следует сказать, что маркировка амперметров в вопросе классов точности осуществляется согласно ГОСТ.

Обзор видов

Теперь немного расскажем о категориях амперметров, ведь от этого, а также принципа работы будет зависеть точность полученных результатов. Как уже говорилось, есть 2 основные группы устройств:

  • цифровые;
  • аналоговые.

Модели из последней категории могут быть:

  • электродинамические;
  • электромагнитные;
  • магнитоэлектрические;
  • ферродинамические.

Кроме того, рассматриваемые устройства подразделяются по типу замеряемого тока на:

  • предназначенные для постоянного;
  • для переменного тока.

Кроме того, есть и иные спецприборы для токозамеров, что применяются в определенных узких сферах и не столь часто, что упомянутые выше. Скажем об упомянутых устройствах чуть подробнее. Аналоговый чаще всего бывает стрелочный. О нем уже говорилось выше. Как говорилось выше и о цифровых аналогах, которые преобразуют входной сигнал в информацию на табло при помощи специального аналого-цифрового преобразователя.

Иногда такой прибор еще называют электронным.

Цифровые устройства все более активно используются в различных сферах жизни. Они довольно невелики, удобны в использовании и отличаются точными измерениями. Кроме того, они мобильны, по причине небольшой массы. Они невосприимчивы к механическим ударам и вибрациям. Они еще и невосприимчивы к расположению в различных плоскостях. Еще одна категория устройств, о которой нужно сказать – магнитоэлектрические. Принцип действия этой категории основан на взаимодействии поля магнита и движущейся катушки, что располагается в корпусе.

Преимуществами будет малое потребление электрической энергии при работе, высочайшая точность и чувствительность замеров. Такие устройства имеют специальную равномерную градуировку измерительной шкалы. Они предназначены для проведения замеров, где требуется максимально возможная точность. Минусами таких амперметров будет сложность конструкции и наличие катушки, что движется. Такой прибор также может использоваться лишь с током постоянного типа. Несмотря на эти минусы, магнитоэлектрические устройства применяются в разных промышленных сферах.

Второй тип – электромагнитный. Эти аналоги не оснащены перемещающейся катушкой, в отличие от вышеупомянутых устройств. Они сделаны намного проще. В корпусе обычно расположено специальное устройство, а также один либо пара сердечников, смонтированных на оси. Чувствительность таких амперметров будет несколько меньше, чем у вышеупомянутых приборов. Естественно, что и измерительная точность окажется ниже. Если говорить о сильных сторонах этой категории устройств, то следует назвать главной их универсальность. Они могут применяться, как в электрических цепях с различным типом тока. А это позволяет существенно увеличить сферу его использования.

Третья категория – электродинамические. Они работают благодаря взаимодействию токовых полей, проходящих по катушкам. В конструкции этих устройств присутствуют как неподвижные, так и подвижные части. Они универсальны, ведь могут применяться для замеров как постоянного, так и переменного тока. Минусом можно назвать очень высокую чувствительность, из-за чего на них воздействуют даже на слабые магнитные поля, если они располагаются рядом.

А они могут стать причиной помех. Потому электродинамические амперметры применяются лишь в экранированных местах.

Ферродинамические амперметры – следующая категория. Их эффективность и точность измерений является наиболее высокой среди всех существующих категорий. Магнитные поля, что располагаются неподалеку от прибора, какого-то особого влияния оказывать не будут, из-за чего нет смысла устанавливать какие-то защитные экраны. Такой амперметр будет состоять из трех элементов:

  • неподвижной катушки;
  • провода ферромагнитного типа;
  • сердечника.

Подобная конструкция дает возможность существенно увеличить надежность работы прибора. По этой причине ферродинамические амперметры обычно применяются в оборонной и военной сферах. Плюсами такого амперметра еще будут простота применения, а также удобство применения, высокая измерительная точность.

Еще одна категория рассматриваемых приборов – термоэлектрические. Их используют исключительно для электроцепей с высокой токовой частотой. В корпусе этой группы приборов имеется специальный механизм магнитоэлектрического типа, состоящий из проводки с припаянной термопарой. Когда ток проходит здесь, то осуществляется нагревание проводных жил. Чем больше будет сила тока, тем нагрев будет сильнее. Именно по этому моменту специальная система осуществляется перевод нагревания в токовый показатель.

Тут необходимо еще назвать, что по конструкции и методике транспортировки амперметр может быть:

  • щитовой, что может крепиться на DIN-рейку в специальном шкафу;
  • переносной;
  • стационарный.

Кроме того, они бывают разные и по фазам. Чаще всего на рынке можно встретить однофазный или трехфазный амперметр. Последний, кстати, используется довольно редко. Также в последнее время часто стали продаваться устройства, которые могут заряжаться через специальный порт USB, что позволяет при необходимости найти для них быстро зарядку. Ведь подойдет даже блок питания от мобильного телефона.

Советы по выбору

Немного следует сказать об особенностях, которые позволят выбрать максимально эффективное устройство для определенных нужд. Например, чтобы измерения были максимально точны, следует выбирать устройство с сопротивлением до полуома. Кроме того, будет отлично, если у прибора зажимы контактов будет иметь специальный антикоррозийный слой – так он прослужит дольше. Кроме того, корпус должен быть выполнен из максимально качественных материалов, не иметь повреждений и деформаций, по возможности быть герметичным, чтобы влага не попадала внутрь. Это продлит срок службы устройства и окажет существенное влияние на точность показаний.

Лучше всего приобретать цифровые устройства, которые не имеют таких недостатков, как стрелочные. Еще один совет состоит в том, что ни в коем случае нельзя подключать амперметр в сеть напрямую при отсутствии нагрузки. Иначе он просто сломается. Кроме того, во время проведения измерений нельзя прикасаться к токоведущим частям устройства, которые не имеют изоляции, из-за вероятности удара током. Если имеется механический амперметр, то он полностью должен соответствовать по характеристикам сети, для которой его будут использовать.

Подобные приборы ни в коем случае нельзя бросать или трясти. Это может негативно сказаться на точности данных.

Как пользоваться?

Теперь поговорим о том, какие нужно совершить действия, чтобы правильно воспользоваться амперметром и осуществить измерение показаний. Его следует подключать только между источником электричества и нагрузкой. Кроме того, следует точно знать, какой тип напряжения присутствует в источнике электропитания. Применять нужно только соответствующий амперметр под него, в противном случае он сломается. Если говорить именно об алгоритме действий, то он будет выглядеть так:

  • сначала выбираем нужный шунт, максимальный ток которого будет меньше, чем замеряемая величина;
  • амперметр следует подключить к шунтам при помощи специальных гаек, что располагаются на самом устройстве;
  • подключение прибора следует делать лишь после того, как прибор, что будет измеряться, обесточат;
  • теперь нужно включить амперметр в электроцепь с шунтом;
  • следует правильно соединить элементы, дабы была полностью соблюдена полярность, чтобы данные отображались правильно;
  • включаем электропитание, и проверяем результаты замеров на амперметре.

Следует добавить, что перед началом проведения всех измерений, необходимо проверить исправность амперметра по причине того, что его условия хранения могут быть неправильными. Вследствие это может повыситься погрешность измерений, либо устройство может просто поломаться. Кроме того, ни в коем разе не следует подключаться амперметр в розетку при отсутствии какой-либо нагрузки.

Из-за того, что у него имеется крайне маленькое входное сопротивление, в случае такого подключения он просто поломается.

Возможные неисправности

Главной и наиболее распространенной неполадкой любого рассматриваемого типа прибора являются неверные показатели полученный силы тока. Поэтому во время использования амперметр требуется иногда проверять на возникновение неполадок. Для этого просто необходимо сравнивать его данные с замерами контрольного устройства. Проверяемый прибор следует соединить последовательно с контрольным устройством, аккумулятором и реостатом. Если применяется такая схема, то можно применять устройства КИ 1093 либо ГАРО 531. Если используется последний вариант, то он будет работать в качестве эталонного устройства с шунтом наружного типа. Кнопку переключения типа проверок устанавливают в нужное положение. Если этот процесс осуществляется на автомобиле, то наружный шунт подключается последовательно с амперметром автомобиля.

Тогда следует отсоединить кабель от аккумулятора и в разрыв включить шунт. Как нагрузку можно использовать электрическое оборудование автомобиля. Если амперметр исправен, то расхождение его замеров с цифрами контрольного устройства должно оказаться в допустимых пределах. Если амперметр проверяется на ГАРО 531, то в электроцепь, что будет состоять из аккумулятора, проверяемого прибора и реостата нагрузки требуется последовательно включить наружный шунт. А выводы от него следует присоединить к разъемам 1 и 2. Вместо реостата нагрузки, можно применить нагревательное устройство. Замер величины тока осуществляется по микроамперметру прибора, после чего его результаты сравниваются с результатами проверяемого устройства.

В следующем видео вас ждет расчет шунта для амперметра.

Магнитоэлектрическая система — Энциклопедия по машиностроению XXL







Действие, магнитного поля на проводник с током используется в электроизмерительных приборах магнитоэлектрической системы. Измеряемый электрический ток пропускается через рамку 8, помещенную в магнитное поле постоянного магнита 5 (рис. 205). Рамка укреплена на оси 2.  [c.200]

Угол поворота стрелки в приборах магнитоэлектрической системы пропорционален силе тока.  [c.200]

В вибраторных осциллографах измерительным устройством является механизм магнитоэлектрической системы, который называется вибратором (шлейфом). Подвижная часть вибратора обладает некоторым моментом инерции, поэтому вибраторные осциллографы являются инерционными приборами и могут применяться для исследования периодических процессов, частота которых не превышает нескольких тысяч герц.  [c.176]












При измерениях напряжения прибор 1 вместо Uo измеряет Ui. Отклонение результата измерения (погрешность) уменьшается по мере уменьшения силы тока /] и соответствующего уменьшения угла наклона а. Вольтметры должны быть возможно более высокоомными. Обычные вольтметры магнитоэлектрической системы (с вращающейся рамкой) имеют внутренние сопротивления порядка нескольких десятков килоом на один вольт (/i=0,l мА) и для измерения потенциалов непригодны. Имеются приборы более высокого качества с соответствующим показателем около 1 МОм на I В (/> = 1 мкА). С их применением на практике можно измерять стационарные потенциалы однако время успокоения стрелки у них довольно велико (>1 с). Обычно для измерения потенциалов используют аналоговые показывающие вольтметры с электронным усилителем с входным сопротивлением порядка 10 —10 2 Ом. Время успокоения стрелки у них не превышает 1 с, а при электронном показании оно даже менее 1 мс.  [c.82]

При измерениях силы тока при Помощи прибора 2 вместо значения 1о Измеряется величина h- Здесь отклонение результата измерений (погрешность) уменьшается по мере уменьшения измеряемого напряжения Ui и соответственно увеличения угла наклона Р, т. е. с уменьшением внутреннего сопротивления. Это означает, что при измерениях силы тока прибор (амперметр) должен иметь возможно более Низкое внутреннее сопротивление, чтобы не повышалось суммарное сопротивление й цепи Тока и чтобы не изменялась измеряемая величина. Обычные приборы магнитоэлектрической системы имеют внутреннее сопротивление около 100 Ом на 1 мА (Уг=0,1 В) и вполне пригодны для измерений силы тока. Для меньших значений силы тока имеются и более высококачественные приборы с показателем 5 кОм на 1 мкА  [c.82]

Вольтметры с усилителями часто имеют выход для подключения самопишущих измерительных приборов. Благодаря этому могут быть использованы также и самопишущие приборы с низким входным сопротивлением для регистрации результатов измерения с высоким сопротивлением источника. Высокоомные универсальные приборы, применяемые в электротехнике для измерения напряжений, токов и сопротивлений, тоже могут применяться для измерения потенциала. Универсальные приборы обычно имеют измерительный механизм магнитоэлектрической системы с вращающейся рамкой, подвешенной на ленточных растяжках. Они прочны, нечувствительны к действию повышенной температуры и имеют линейную шкалу. При времени успокоения стрелки не более 1 с, как требуется для измерения потенциалов, максимальное внутреннее сопротивление таких приборов составляет 100 кОм на 1 В. Поскольку сопротивление электродов сравнения большой площади обычно не превышает 1 кОм, с применением таких приборов возможны достаточно точные измерения потенциалов. Однако при измерениях потенциала в высокоомных песчаных грунтах или на мощеных мостовых (малая диафрагма) сопротивление электрода сравнения может значительно превышать 1 кОм. Погрешности измерения, получаемые в таких случаях при применении универсальных приборов, могут быть устранены с применением схемы, принцип которой показан на рис. 3.6 [9]. Параллельно измерительному прибору при помощи кнопочного выключателя S подключается сопротивление Ri, одно и то же для соответствующего диапазона измерений. При допущении, что внешнее сопротивление меньше внутреннего Ra[c.92]












При одинаковом числе витков обеих обмоток в эквивалентном сопротивлении R течет такой же ток, что и в грунте. Падение напряжения между двумя измерительными зондами С и D сравнивается с напряжением, снятым с эквивалентного сопротивления R. Для индикации нуля используется гальванометр N магнитоэлектрической системы, для которого напряжение переменного тока выпрямляется при помощи контактного выпрямителя, работающего синхронно с генератором. Настройка эквивалентного сопротивления R изменяется до тех пор, пока гальванометр не покажет нуль. В этом случае падение на-  [c.113]

Поскольку гальванометр магнитоэлектрической системы реагирует на внешние, возможно имеющиеся в грунте напряжения постоянного тока, перед ним включается конденсатор. Посторонние напряжения переменного тока с частотой 16% или 50 Гц тоже не могут повлиять на результат измерения, поскольку рабочая частота измерительных мостов переменного тока при схеме с вибропреобразователями составляет 108 Гц, а по схеме с транзисторами — около 135 Гц. Первая высшая гармоника в мостовой схеме выпрямителя станции катодной зашиты (100 Гц) обычно вызывает заметные биения. Однако при не слишком больших амплитудах и в этом случае еще возможно выявление нуля путем настройки одинаковых отклонений по обе стороны от нулевой точки. Некоторые характеристики приборов для измерения сопротивления представлены в табл. 3.2. В принципе все четырехполюсные приборы для измерения сопротивления могут быть использованы при закорачивании обеих клемм Ei и также и для измерения сопротивлений растеканию тока в грунт.  [c.114]

Потенциометр ЭП-1м (ЭП-1) предназначен для измерения напряжения, силы тока и удельного сопротивления грунта. В потенциометре применен стрелочный гальванометр магнитоэлектрической системы.  [c.108]

Микроамперметр М-132 представляет собой щитовой малогабаритный однопредельный прибор магнитоэлектрической системы с непосредственным отсчетом, предназначенный для измерения малых величин постоянного тока. Он рассчитан для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от —10 до -Ь50° С и относительной влажности до 80% либо при температуре окружающего воздуха от -f-15 до +25° С и относительной влажности до 95%. Прибор применяется в качестве измерителя тока и индикатора наличия и отсутствия тока в различных стационарных и подвижных электротехнических установках. Рабочее положение прибора может быть вертикальное и горизонтальное.  [c.113]

Микроамперметр М-252 предназначен для измерения тока в цепях постоянного тока с непосредственным отсчетом по шкале и представляет собой лабораторный однопредельный прибор магнитоэлектрической системы. Он рассчитан для эксплуатации при температуре окружающего воздуха от — -10 до +35° G и относительной влажности до 80%.  [c.113]

Прибор состоит из измерительного блока и выносного датчика. В качестве датчика использован прибор магнитоэлектрической системы. Его подвижная часть с прямоугольной рамкой 1 помещена в зазоре постоянного магнита 2. На одном конце стрелки, имеющейся на рамке, укреплены два постоянных магнитика 3 цилиндрической формы, расположенные симметрично на одной оси, на другом конце стрелки — грузики 5, предназначенные для уравновешивания системы. Для устранения влияния поля тяготения одноименные полюсы магнитиков направлены в разные стороны. Если через рамку потечет постоянный ток определенного значения, то появится магнитный момент, который будет стремиться изменить положение рамки, а значит — отделить магнитик 3 от контролируемой детали 4 с покрытием h. Изменяя силу тока при помощи потенциометра R, протекающего через рамку, можно добиться равновесия между отрывной силой магнита (относительно оси вращения подвижной системы) и вращающим моментом рамки.  [c.21]

В качестве указывающих устройств в индуктивных приборах для линейных измерений в основном используются микроамперметры и милливольтметры магнитоэлектрической системы, которые через полупроводниковый выпрямитель связываются с измерительной диагональю моста.  [c.111]

Вибраторы магнитоэлектрической системы имеют постоянный магнит, в поле которого помещена натянутая петля (шлейф), выполненная из бронзовой ленточки. На середине шлейфа укреплено  [c.597]












Начальная настройка схемы производится прибором магнитоэлектрической системы, который включается на выход катодного повторителя. Для питания схемы используется задающий генератор с кварцевой стабилизацией и последующим удвоением частоты до 10 мгц. Принципиальная и эквивалентная схемы основного элемента — резонансного контура представлены на фиг. 2.  [c.541]

Милливольтметры магнитоэлектрической системы (ГОСТ 9736-68) предназначаются для измерения, записи и, реже, регулирования температуры в комплекте с термоэлектрическими термометрами и радиационными пирометрами. Шкала милливольтметров в градусах температуры может быть использована лишь для термометров или пирометров определенной градуировки. Использовать одну и ту же градусную шкалу милливольтметра для термометров различных градуировок нельзя.  [c.221]

Пример 4.1. Для электромеханических измерительных приборов магнитоэлектрической системы класса точности 0,5 глубина ремонта составляет с = 0,3… 0,4 частота метрологических отказов на момент изготовления сОд=0,11 год ускорение процесса старения а = 0,19 год . Определите срок службы таких приборов и общее число отказов.  [c.175]

Для измерения, записи и регулирования температуры применяют милливольтметры и потенциометры. Они относятся к вторичным приборам, так как одним из основных элементов их является термопара. Милливольтметр — прибор магнитоэлектрической системы, характеризующийся высокой точностью и чувствительностью. Принцип измерения температуры милливольтметром 3 (рис. 9.2) заключается в следуюш,ем. Под действием термоэлектродвижущей силы, развиваемой термопарой 1 в цепи возникает электрический ток, который, проходя через рамку 4, создает магнитное поле. В результате взаимодействия магнитного поля с полем постоянного магнита образуется вращающий момент рамки с указательной стрелкой, пропорциональный термоэлектродвижущей силе. Подгонка сопротивления линии осуществляется катушкой 2 в соответствии с внешним сопротивлением прибора.  [c.177]

Для изготовления амперметра на 1 А взяли прибор магнитоэлектрической системы, имеющий ток максимального отклонения 0,15 мА и напряжение максимального отклонения 0,225 В.  [c.140]

Нагрузкой идеального однополупериодного выпрямителя служит резистор с сопротивлением 100 Ом. Произведение показаний вольтметра и амперметра магнитоэлектрической системы равно 441 В А.  [c.140]

Измерение смещения электродного потенциала сооружения, вызванного переменным током, производят по схеме с компенсацией стационарного потенциала (рис. 8.3), При измерении используют приборы магнитоэлектрической системы, а контакт с землей осуществляют с помощью медносульфатных электродов сравнения. Стационарный потенциал сооружения относительно электрода сравнения компенсируется включением в измерительную цепь встречной ЭДС.  [c.212]

Схема прибора магнитоэлектрической системы показана на рис. 23.  [c.46]

Для измерения силы тока и напряжения на гальванических ваннах применяют технические приборы магнитоэлектрической системы постоянного тока не ниже 2-го класса точности.  [c.197]










В качестве баллистического гальванометра используют зеркальный гальванометр магнитоэлектрической системы, отличающийся от обычного только тем, что момент инерции его подвижной части (рамки) искусственно увеличен и соответственно повышен период свободных колебаний Гд. Если продолжительность т всего импульса тока, проходящего через гальванометр, значительно меньше периода свободных колебаний гальванометра Т п, то рамка начинает двигаться только после окончания импульса тока. В этом случае гальванометр будет работать в так называемом идеальном баллистическом режиме и первый наибольший отброс его подвижной части, называемый баллистическим, будет точно пропорционален количеству электричества, прошедшему через рамку.  [c.174]

Измерительный механизм тахометра (рис. 11.27) магнитоэлектрической системы прн взаимодействии магнитного потока обеспечивает поворот стрелки-указателя на угол, пропорциональный силе тока  [c.336]

Измерительный прибор Р—магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой, отклонение стрелки на угол 270° при силе тока 10 мА, сопротивление рамки прибора 160 Ом. Для стабилизации напряжения питания прибора установлен стабилитрон VD5, что исключает погрешность показаний при повышении напряжения в бортовой сети автомобиля.  [c.174]

Для измерений в цепи высокого напряжения используют киловольтметр типа С-101, шаровой разрядник ШР-125, вольтметр и амперметр электромагнитной системы класса 1,5, миллиамперметр магнитоэлектрической системы класса 1,5, автотрансформатор РНО-250-2, мегомметр типа М-1101 или др.  [c.111]

Элекприческое устройство универсального назначения дано на рис. 29.17,(9. Электрические или неэлектрические измеряемые величины Р при помощи преобразователя-датчика П-Д преобразуются в г остоянное напряжение и ток /, который по проводам 1 подводится к магнитоэлектрической системе, выполняющей функ-  [c.427]

Наиболее часто термометры сопротивления используют в комплекте с ло-гометрами — измерительными приборами магнитоэлектрической системы (ГОСТ 9736—80 ). Наиболее распространены логометры типа ЛПр-53, ЛПБ-46, ЛСШПр-00-18. Логометры бывают показывающие и самопишущие. Их точность в среднем составляет 1,5%.  [c.125]












Переносные многопредельные самопишущие микроампермилли-вольтметры магнитоэлектрической системы П-373 и П-39 предназначены для выполнения измерений при защите подземных металлических сооружений от коррозии. Скорость движения диаграммной бумаги 20,, 60, 180, 600, 1800, 5400 мм/ч. Полезная ширина диаграммной бумаги 100 мм.  [c.110]

Универсальный прибор М-762 применяется для измерения потенциалов и токов на оболочках кабелей, трубопроводах, рельсовых депях электротяги и на других заземленных металлических сооружениях и устройствах. Он представляет собой многопредельный электроизмерительный прибор постоянного тока магнитоэлектрической системы. Прибор можно применять при температуре окружающего воздуха от —20 до -f-50° С и относительной влажности до 80%.  [c.114]

В качестве приемных указывающих приборов и приборов местного отсчета в устройствах для измерения давления используются миллиамперметры магнитоэлектрической системы с током полного отклонения 1 ма типов ТМ-А2, ПМК-1, ПМДГ-1.  [c.19]

Датчик 1 перемещается вдоль поверхности от мотопривода или от руки. Напряжение, развиваемое датчиком, подается на первый усилительный каскад 2 с отрицательной обратной связью. Затем в зависимости от того, пропорционально ли напряжение, снимаемое с датчика, величине вертикального перемещения иглы или скорости вертикального перемещения, усиленное напряжение попадает или непосредственно на второй каскад усилителя 4 через фильтр, устанавливающий В. или через интеграционную ячейку 3. Затем усиленное напряжение подается на двухполупериодный выпрямитель 5 ( ). В зависимости от выбранного критерия вольтамперная характеристика выпрямительного устройства делается или прямой, или квадратичной. На выходе профилометра имеется микроамперметр магнитоэлектрической системы, шкала которого градуируется в единицах длины.  [c.66]

Гальванометр типа М195 (ОКП 42 2482 ООП) представляет собой переносный прибор магнитоэлектрической системы, предназначенный для измерения постоянного тока. Основные параметры различных модификаций гальванометра приведены ниже  [c.365]

Усиленный сигнал через конденсатор Сг подается на сетку лампы Л10. Нагрузкой второго каскада ламны Лlg служит выходной трансформатор 2Тр, со вторичной обмотки которого сигнал поступает на кольцевой фазочувствительный детектор. Нагрузкой фазочувствительного детектора является стрелочный прибор магнитоэлектрической системы. Конденсаторы Си С5 и Се служат для корректировки фазового сдвига, возникающего в цепях измерительного моста и в самом усилителе.  [c.184]

В электрическую цепь сурьмяного электрода и хлоросеребряного полуэлемента включен измеритель, представляющий собой прибор магнитоэлектрической системы. В измеритель вмонтировано секционное сопротивление, предназначенное для подстройки прибора по контрольному буферному раствору (pH = 6,8). Настройка производится с помощью двух переключателей, ручки которых находятся на крышке измерителя. Электрическая схема иономера изображена на фиг. 4.  [c.19]

При исправном регуляторе регулируемое нанряжение, замеренное вольтметром магнитоэлектрической системы между плюсовым выводом ВЗ и массой регулятора должно быть 13,6—14,3 в. В случае неисправностей регулятора, юложеи-ных выше, подлежат проверке соответствующие полупроводниковые -элементы. При обнаружении отказавшего в работе полупроводникового прибора последний подлежит замене. При отсутствии необходимых типов полупроводников может быть рекомендована их замена (табл. 22).  [c.59]


Вольтметры и амперметры постоянного тока | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Объясните, почему вольтметр нужно подключать параллельно цепи.
  • Нарисуйте схему, показывающую правильно подключенный амперметр в цепь.
  • Опишите, как гальванометр можно использовать как вольтметр или амперметр.
  • Найдите сопротивление, которое необходимо подключить последовательно с гальванометром, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с заданными показаниями.
  • Объясните, почему измерение напряжения или тока в цепи никогда не может быть точным.

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. 1.) Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, позволяют лучше понять применение последовательного и параллельного подключения.

Рис. 1. Датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый соответственно) в этом Volkswagen 1996 года представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств, которое, надеюсь, пропорционально количеству бензина в баке и двигателе. температура. (Источник: Кристиан Гирсинг)

Вольтметры подключаются параллельно к любому измеряемому напряжению устройства. Параллельное соединение используется потому, что объекты, находящиеся параллельно, испытывают одинаковую разность потенциалов.(См. Рис. 2, где вольтметр обозначен символом V.) Амперметры подключаются последовательно к любому измеряемому току устройства. Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них. (См. Рисунок 3, где амперметр обозначен символом A.)

Рис. 2. (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 его внутреннего сопротивления, r . (b) Используемый цифровой вольтметр. (Источник: Messtechniker, Wikimedia Commons)

Рисунок 3. Амперметр (A) включен последовательно для измерения тока. 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 r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Аналоговые измерители: гальванометры

Аналоговые счетчики имеют стрелку, которая поворачивается, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков , которые имеют числовые показания, подобные портативному калькулятору. Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром , обозначенное буквой G. Ток, протекающий через гальванометр I G , вызывает пропорциональное отклонение стрелки. (Это отклонение происходит из-за силы магнитного поля на провод с током.)

Двумя важнейшими характеристиками данного гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току. Чувствительность по току — это ток, который дает отклонение на полную шкалу стрелки гальванометра, максимальный ток, который может измерить прибор. Например, гальванометр с чувствительностью по току 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при протекании через него 50 мкА, считывает половину шкалы при протекании через него 25 мкА и т. Д. Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то только напряжение В = IR = (50 мкА) (25 Ом) = 1.25 мВ дает показания 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 4 показано, как гальванометр можно использовать в качестве вольтметра, подключив его последовательно с большим сопротивлением, R . Значение сопротивления R определяется максимальным измеряемым напряжением.Предположим, вам нужно 10 В для полного отклонения вольтметра, содержащего гальванометр с сопротивлением 25 Ом и чувствительностью 50 мкА. Тогда приложенное к измерителю напряжение 10 В должно давать ток 50 мкА. Общее сопротивление должно быть

[латекс] {R} _ {\ text {tot}} = R + r = \ frac {V} {I} = \ frac {10 \ text {V}} {50 \ text {} \ mu \ text { A}} = 200 \ text {k} \ Omega \\ [/ latex] или

[латекс] R = {R} _ {\ text {tot}} — r = 200 \ text {k} \ Omega-25 \ text {} \ Omega \ приблизительно 200 \ text {k} \ Omega \\ [/ латекс].

( R настолько велико, что сопротивление гальванометра, R , почти ничтожно.Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение на половину шкалы, создавая ток 25 мкА через измеритель, и поэтому показания вольтметра пропорциональны напряжению, как требуется. Этот вольтметр не будет полезен 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 4. Большое сопротивление R , включенное последовательно с гальванометром G, дает вольтметр, полное отклонение которого зависит от выбора R . Чем больше измеряемое напряжение, тем больше должен быть R . (Обратите внимание, что r представляет собой внутреннее сопротивление гальванометра.)

Тот же гальванометр можно превратить в амперметр, разместив его параллельно небольшому сопротивлению R , часто называемому шунтирующим сопротивлением , как показано на рисунке 5.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 на 1,0 А и содержит тот же гальванометр на 25 Ом с чувствительностью 50 мкА. Поскольку R и R подключены параллельно, напряжение на них одинаковое. Эти IR капли: IR = I G r , так что [latex] IR = \ frac {{I} _ {\ text {G}}} {I} = \ frac {R} {r }\\[/латекс].{-3} \ text {} \ Omega \\ [/ latex].

Рис. 5. Небольшой шунтирующий резистор R , помещенный параллельно гальванометру G, дает амперметр, полное отклонение которого зависит от выбора R . Чем больше измеряемый ток, тем меньше должно быть R. Большая часть тока ( I ), протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра. (Обратите внимание, что r 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.

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 полезно изучить обстоятельства, при которых они влияют или не влияют.Сначала рассмотрим вольтметр, который всегда ставят параллельно измеряемому устройству. 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 6 (a).) (Большое сопротивление, параллельное малому сопротивлению, имеет общее сопротивление, по существу равное малому.) Однако, если сопротивление вольтметра сопоставимо с сопротивлением измеряемого устройства, то сопротивление два соединенных параллельно имеют меньшее сопротивление, что заметно влияет на схему.(См. Рисунок 6 (b).) Напряжение на устройстве не такое, как при отключении вольтметра от цепи.

Рис. 6. (a) Вольтметр, имеющий сопротивление намного больше, чем устройство (RVoltmeter >> R), с которым он подключен параллельно, создает параллельное сопротивление, по существу такое же, как и устройство, и не оказывает заметного влияния на измеряемую цепь. (b) Здесь вольтметр имеет такое же сопротивление, что и устройство (RVoltmeter≅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 7 (a).) Однако, если задействованы очень маленькие 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 7 (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. 7. (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 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 счетчика.

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, использующие твердотельную электронику и нулевые измерения, могут достигать точности одной части 10 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?

Раствор

Поскольку цифровые счетчики требуют меньшего тока, чем аналоговые счетчики, 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. Обратитесь к рисункам 2 и 3 и их обсуждению в тексте.

Исследования PhET: комплект для конструирования цепей (только для постоянного тока), виртуальная лаборатория

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

Щелкните, чтобы загрузить симуляцию.Запускать на Java.

Сводка раздела

  • Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток.
  • Вольтметр устанавливается параллельно источнику напряжения для получения полного напряжения и должен иметь большое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
  • Амперметр подключается последовательно, чтобы получить полный ток, протекающий через ответвление, и должен иметь небольшое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
  • Оба могут быть основаны на комбинации резистора и гальванометра, устройства, которое дает аналоговые показания тока.
  • Стандартные вольтметры и амперметры изменяют измеряемую цепь и, таким образом, имеют ограниченную точность.

Концептуальные вопросы

1. Почему не следует подключать амперметр непосредственно к источнику напряжения, как показано на рисунке 9? (Обратите внимание, что скрипт E на рисунке означает ЭДС.)

Рисунок 9.

2. Предположим, вы используете мультиметр (предназначенный для измерения диапазона напряжений, токов и сопротивлений) для измерения тока в цепи и случайно оставите его в режиме вольтметра.Как измеритель повлияет на схему? Что бы произошло, если бы вы измеряли напряжение, но случайно перевели измеритель в режим амперметра?

3. Укажите точки, к которым вы можете подключить вольтметр для измерения следующих разностей потенциалов на Рисунке 10: (a) разность потенциалов источника напряжения; (b) разность потенциалов на R 1 ; (c) по R 2 ; (d) по R 3 ; (e) по R 2 и R 3 .Обратите внимание, что на каждую часть может быть несколько ответов.

Рисунок 10.

4. Чтобы измерить токи на Рисунке 10, вы замените провод между двумя точками на амперметр. Укажите точки, между которыми вы разместите амперметр, чтобы измерить следующее: (a) общий ток; (б) ток, протекающий через R 1 ; (c) через R 2 ; (d) через R 3 . Обратите внимание, что на каждую часть может быть несколько ответов.

Задачи и упражнения

1. Какова чувствительность гальванометра (то есть какой ток дает полное отклонение) внутри вольтметра с сопротивлением 1,00 МОм на шкале 30,0 В?

2. Какова чувствительность гальванометра (то есть какой ток дает полное отклонение) внутри вольтметра с сопротивлением 25,0 кОм на шкале 100 В?

3. Найдите сопротивление, которое необходимо подключить последовательно с гальванометром 25,0 Ом, имеющим 50.Чувствительность 0 мкА (такая же, как у обсуждаемой в тексте), что позволяет использовать его в качестве вольтметра с показаниями полной шкалы 0,100 В.

4. Найдите сопротивление, которое должно быть подключено последовательно с гальванометром 25,0 Ом с чувствительностью 50,0 мкА (такой же, как тот, который обсуждается в тексте), чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с полным напряжением 3000 В. шкала чтения. Включите принципиальную схему в свое решение.

5. Найдите сопротивление, которое нужно поставить параллельно 25.Гальванометр с сопротивлением 0 Ом, имеющий чувствительность 50,0 мкА (такую ​​же, как тот, который обсуждается в тексте), что позволяет использовать его в качестве амперметра с показаниями полной шкалы 10,0 А. Включите принципиальную схему в свое решение.

6. Найдите сопротивление, которое должно быть подключено параллельно гальванометру 25,0 Ом с чувствительностью 50,0 мкА (такой же, как тот, который обсуждается в тексте), чтобы его можно было использовать в качестве амперметра с полным током 300 мА. шкала чтения.

7. Найдите сопротивление, которое необходимо поставить последовательно с 10.Гальванометр с сопротивлением 0 Ом, имеющий чувствительность 100 мкА, что позволяет использовать его в качестве вольтметра с: (а) показаниями полной шкалы 300 В и (b) показаниями полной шкалы 0,300 В.

8. Найдите сопротивление, которое должно быть подключено параллельно гальванометру 10,0 Ом, имеющему чувствительность 100 мкА, чтобы его можно было использовать в качестве амперметра с: (a) показанием полной шкалы 20,0-A и (b ) показание полной шкалы 100 мА.

9. Предположим, вы измеряете напряжение на клеммах щелочного элемента 1,585 В с внутренним сопротивлением 0.100 Ом, поместив на его клеммы вольтметр 1,00 кОм. (См. Рис. 11.) (а) Какой ток течет? (b) Найдите напряжение на клеммах. (c) Чтобы увидеть, насколько близко измеренное напряжение на клеммах к ЭДС, рассчитайте их отношение.

Рисунок 11.

10. Предположим, вы измеряете напряжение на клеммах литиевого элемента на 3.200 В, имеющего внутреннее сопротивление 5,00 Ом, поместив вольтметр на 1,00 кОм на его клеммы. а) Какой ток течет? (b) Найдите напряжение на клеммах. (c) Чтобы увидеть, насколько близко измеренное напряжение на клеммах к ЭДС, рассчитайте их отношение.

11. Определенный амперметр имеет сопротивление 5,00 × 10 −5 Ом по шкале 3,00 А и содержит гальванометр 10,0 Ом. Какая чувствительность у гальванометра?

12. Вольтметр на 1,00 МОм включается в цепь параллельно резистору 75,0 кОм. (а) Нарисуйте принципиальную схему подключения. б) Каково сопротивление комбинации? (c) Если напряжение на комбинации остается таким же, как на резисторе 75,0 кОм, каков процент увеличения тока? (d) Если ток через комбинацию остается таким же, как через 75.Только резистор 0 кОм, каков процент снижения напряжения? (e) Являются ли изменения, обнаруженные в частях (c) и (d), значительными? Обсуждать.

13. Амперметр 0,0200 Ом включается последовательно с резистором 10,00 Ом в цепь. (а) Нарисуйте принципиальную схему подключения. (b) Рассчитайте сопротивление комбинации. (c) Если напряжение в комбинации остается таким же, как и только через резистор 10,00 Ом, каков процент уменьшения тока? (d) Если ток остается таким же, как и через 10.Только резистор 00 Ом, каков процент увеличения напряжения? (e) Являются ли изменения, обнаруженные в частях (c) и (d), значительными? Обсуждать.

14. Необоснованные результаты Предположим, у вас есть гальванометр с сопротивлением 40,0 Ом и чувствительностью 25,0 мкА. (a) Какое сопротивление вы бы включили последовательно, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с полным отклонением на 0,500 мВ? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие допущения ответственны?

15. Необоснованные результаты (a) Какое сопротивление вы бы поставили параллельно с 40.Гальванометр 0 Ом с чувствительностью 25,0 мкА, позволяющий использовать его в качестве амперметра с полным отклонением 10,0 мкА? б) Что неразумного в этом результате? (c) Какие допущения ответственны?

Глоссарий

вольтметр:
прибор для измерения напряжения
амперметр:
прибор для измерения силы тока
аналог счетчика:
Измерительный прибор, дающий показания в виде движения стрелки над отмеченным датчиком
цифровой счетчик:
Измерительный прибор, выдающий показания в цифровом виде
гальванометр:
аналоговое измерительное устройство, обозначенное буквой G, которое измеряет ток, используя отклонение стрелки, вызванное силой магнитного поля, действующей на токопроводящий провод
чувствительность по току:
максимальный ток, который может прочитать гальванометр
полное отклонение:
максимальное отклонение стрелки гальванометра, также известное как чувствительность по току; гальванометр с полным отклонением шкалы 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при протекании через него 50 мкА
шунтирующее сопротивление:
— небольшое сопротивление R , помещенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше должно быть R ; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра

Избранные решения проблем и упражнения

1.30 мкА

3. 1.98 кОм

5. 1,25 × 10 −4 Ом

7. (а) 3,00 МОм (б) 2,99 кОм

9. (a) 1,58 мА (b) 1,5848 В (необходимо четыре цифры, чтобы увидеть разницу) (c) 0,99990 (необходимо пять цифр, чтобы увидеть разницу от единицы)

11. 15,0 мкА

12.

Рисунок 12.

(а)

(б) 10,02 Ом

(c) 0,9980, или 2,0 × 10 –1 % уменьшения

(d) 1,002, или 2,0 × 10 –1 % прирост

(e) Не имеет значения.

15. (a) -66,7 Ω (b) У вас не может быть отрицательного сопротивления. (c) Неоправданно, что I G больше I до (см. рисунок 5). Вы не можете добиться полного отклонения, используя ток, меньший, чем чувствительность гальванометра.

Как работает амперметр?

Обновлено 22 декабря 2020 г.

Автором S. Hussain Ather

Чаще всего для измерения тока используется амперметр.Поскольку единицей измерения электрического тока в системе СИ является ампер, прибор, используемый для измерения тока, называется амперметром.

Существует два типа электрического тока: постоянный (DC) и переменный (AC). Постоянный ток посылает ток в одном направлении, в то время как переменный ток меняет направление тока через равные промежутки времени.

Амперметр Функция

Амперметры измеряют электрический ток путем измерения тока через набор катушек с очень низким сопротивлением и индуктивным сопротивлением.Это обеспечивает очень низкий импеданс, силу, противодействующую электрическому току, что позволяет амперметру точно измерять ток в цепи без помех или изменений из-за самого амперметра.

В амперметрах с подвижной катушкой движение происходит за счет фиксированных магнитов, которые настроены противодействовать току. Затем механизм вращает центрально расположенный якорь, прикрепленный к шкале индикатора. Эта шкала расположена над градуированной шкалой, которая позволяет оператору узнать, сколько тока проходит через замкнутую цепь.

При измерении тока цепи необходимо последовательно подключить амперметр. Низкое сопротивление амперметра означает, что он не потеряет много мощности. Если амперметр был подключен параллельно, путь может стать короткозамкнутым, и весь ток будет проходить через амперметр, а не через цепь.

Основным требованием к любому измерительному прибору является то, что он не должен изменять измеряемую физическую величину. Например, амперметр не должен изменять исходный ток.Но на практике это невозможно. В электрической цепи начальный ток перед подключением амперметра составляет I 1 = E / R . Предположим, что внутреннее сопротивление ячейки равно нулю.

Амперметр и гальванометры

Гальванометры определяют силу и направление незначительных токов в цепях. Указатель, прикрепленный к катушке, перемещается по шкале. Затем шкала калибруется для считывания силы тока в амперах.

Гальванометрам требуется магнитное поле, в то время как амперметрам может работать без него.Хотя гальванометр имеет гораздо большую точность, чем амперметр, он не такой точный. Это означает, что гальванометры могут быть очень чувствительны к небольшим изменениям тока, но этот ток все равно может быть далек от фактического значения.

Гальванометры могут измерять только постоянный ток, поскольку они требуют силы электрического тока в магнитном поле, в то время как амперметры могут измерять как постоянный, так и переменный ток. Амперметры постоянного тока используют принцип подвижной катушки, в то время как амперметры переменного тока измеряют изменения в том, как кусок железа движется в присутствии электромагнитной силы неподвижного провода катушки.

Сопротивление шунта

При подключении гальванометра параллельно очень маленькому шунтирующему резистору ток может быть перенаправлен через шунт, и через гальванометр будет проходить только очень небольшой ток. Таким образом, гальванометр может быть адаптирован для измерения более сильных токов, чем в противном случае. Шунт защищает гальванометр от повреждений, обеспечивая альтернативный путь прохождения тока.

Пусть G будет сопротивлением гальванометра, а I g будет максимальным током, который может пройти через него для полного отклонения шкалы.Если I — это ток, который необходимо измерить, то только часть I g должна проходить через G для полного отклонения, а оставшаяся часть (I — I g ) должна проходить через шунт. .

Правильное значение сопротивления шунта S вычисляется путем параллельного рассмотрения G и S . Следовательно,

S = \ frac {I_GG} {I-I_G}

Это уравнение дает значение сопротивления шунта.

Эффективное сопротивление амперметра определяется следующим образом:

R_ {eff} = \ frac {1} {1 / G + 1 / S} = \ frac {GS} {G + S}

Вольтметры постоянного тока и Амперметры — Колледж физики

Цели обучения

  • Объясните, почему вольтметр нужно подключать параллельно цепи.
  • Нарисуйте схему, показывающую правильно подключенный амперметр в цепь.
  • Опишите, как гальванометр можно использовать как вольтметр или амперметр.
  • Найдите сопротивление, которое необходимо подключить последовательно с гальванометром, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с заданными показаниями.
  • Объясните, почему измерение напряжения или тока в цепи никогда не может быть точным.

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. (Рисунок).) Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, дает более полное представление о применениях последовательного и параллельного подключения.

Датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый, соответственно) в этом Volkswagen 1996 года представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств, которое, как мы надеемся, пропорционально количеству бензина в баке и температуре двигателя. (Источник: Кристиан Гирсинг)

Вольтметры подключаются параллельно к любому измеряемому напряжению устройства.Параллельное соединение используется потому, что объекты, находящиеся параллельно, испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. (Рисунок), где вольтметр обозначен символом V.)

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

(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 непосредственно к ЭДС без учета ее внутреннего сопротивления,. (b) Используемый цифровой вольтметр. (Источник: Messtechniker, Wikimedia Commons)

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 и 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, обозначаемое буквой G. Ток, протекающий через гальванометр, вызывает пропорциональное отклонение стрелки.(Это отклонение происходит из-за силы магнитного поля на провод с током.)

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 имеет максимальное отклонение стрелки при прохождении через него, считывает половину шкалы при протекании через него и т. Д.

Если у такого гальванометра есть сопротивление, то при напряжении, равном только полномасштабное показание. 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 амперметр

Тот же гальванометр можно превратить в амперметр, разместив его параллельно небольшому сопротивлению, часто называемому шунтирующим сопротивлением, как показано на (Рисунок). 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 нужен амперметр, который дает полное отклонение на 1,0 А и содержит такой же гальванометр с его чувствительностью. Поскольку и параллельны, напряжение на них одинаковое.

Эти капли такие то. Решив и отметив, что это 0,999950 А, мы имеем

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 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) (a).) (Большое сопротивление, параллельное малому, имеет суммарное сопротивление, по существу равное малому.) Если, однако, сопротивление вольтметра сопоставимо с сопротивлением измеряемого устройства, то два параллельно подключенных устройства имеют меньшее сопротивление, что существенно влияет на цепь. (См. (Рисунок) (b).) Напряжение на устройстве не такое, как при отключении вольтметра от цепи.

(а) Вольтметр, имеющий сопротивление намного больше, чем сопротивление устройства (), с которым он подключен параллельно, создает параллельное сопротивление, по существу такое же, как и у устройства, и не оказывает заметного влияния на измеряемую цепь.(b) Здесь вольтметр имеет то же сопротивление, что и устройство (), 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) (a).) 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 ветви измеряется уменьшается. (См. (Рисунок) (b).)

Практическая проблема может возникнуть, 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.

(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 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 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 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 в одну часть.

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?

Поскольку цифровые счетчики требуют меньшего тока, чем аналоговые счетчики, 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. Обратитесь к (Рисунок) и (Рисунок) и их обсуждение в тексте.

Исследования PhET: комплект для конструирования цепей (только для постоянного тока), виртуальная лаборатория

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

Сводка раздела

  • Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток.
  • Вольтметр устанавливается параллельно источнику напряжения для получения полного напряжения и должен иметь большое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
  • Амперметр подключается последовательно, чтобы получить полный ток, протекающий через ответвление, и должен иметь небольшое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
  • Оба могут быть основаны на комбинации резистора и гальванометра, устройства, которое дает аналоговые показания тока.
  • Стандартные вольтметры и амперметры изменяют измеряемую цепь и, таким образом, имеют ограниченную точность.

Концептуальные вопросы

Почему не следует подключать амперметр непосредственно к источнику напряжения, как показано на (Рисунок)? (Обратите внимание, что скрипт E на рисунке означает ЭДС.)

Предположим, вы используете мультиметр (предназначенный для измерения диапазона напряжений, токов и сопротивлений) для измерения тока в цепи и случайно оставляете его в режиме вольтметра. Как измеритель повлияет на схему? Что бы произошло, если бы вы измеряли напряжение, но случайно перевели измеритель в режим амперметра?

Для измерения токов на (рис.) Замените провод между двумя точками амперметром.Укажите точки, между которыми вы разместите амперметр, чтобы измерить следующее: (a) общий ток; (б) текущий ток; (c) через; (d) через. Обратите внимание, что на каждую часть может быть несколько ответов.

Электроизмерительные приборы — Университетская физика, том 2

Цели обучения

К концу раздела вы сможете:

  • Опишите, как подключить вольтметр в цепь для измерения напряжения
  • Опишите, как подключить амперметр в цепь для измерения тока
  • Опишите использование омметра

Закон

Ома и метод Кирхгофа полезны для анализа и проектирования электрических цепей, предоставляя вам значения напряжения, проходящего тока и сопротивления компонентов, составляющих цепь.Для измерения этих параметров требуются инструменты, и эти инструменты описаны в этом разделе.

Вольтметры и амперметры постоянного тока

В то время как вольтметр с измеряет напряжение, амперметр с измеряет ток. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях на самом деле являются вольтметрами или амперметрами ((рисунок)). Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, позволяют лучше понять применение последовательного и параллельного подключения.

Датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый соответственно) в этом Volkswagen 1996 года выпуска представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств. Эти единицы пропорциональны количеству бензина в баке и температуре двигателя. (Источник: Кристиан Гирсинг)

Измерение тока с помощью амперметра

Для измерения тока через устройство или компонент амперметр подключается последовательно с устройством или компонентом. Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них.(См. (Рисунок), где амперметр обозначен символом A.)

(a) Когда амперметр используется для измерения тока через два резистора, подключенных последовательно к батарее, один амперметр помещается последовательно с двумя резисторами, потому что ток через два последовательно включенных резистора одинаков. (b) Когда два резистора соединены параллельно с батареей, три метра или три отдельных показания амперметра необходимы для измерения тока от батареи и через каждый резистор.Амперметр подключается последовательно к рассматриваемому компоненту.

Амперметры должны иметь очень низкое сопротивление, доли миллиома. Если сопротивлением нельзя пренебречь, установка амперметра в цепь изменит эквивалентное сопротивление цепи и изменит измеряемый ток. Поскольку ток в цепи проходит через измеритель, амперметры обычно содержат предохранитель для защиты измерителя от повреждения слишком высокими токами.

Измерение напряжения с помощью вольтметра

Вольтметр подключается параллельно к любому устройству, которое он измеряет.Параллельное соединение используется потому, что объекты, находящиеся параллельно, испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. (Рисунок), где вольтметр обозначен символом V.)

Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (V) размещается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между положительной клеммой и отрицательной клеммой аккумулятора или источника напряжения. Невозможно подключить вольтметр напрямую через ЭДС без учета внутреннего сопротивления r батареи.

Поскольку вольтметры подключаются параллельно, вольтметр должен иметь очень большое сопротивление. Цифровые вольтметры преобразуют аналоговое напряжение в цифровое значение для отображения на цифровом индикаторе ((рисунок)). Недорогие вольтметры имеют сопротивление порядка, тогда как у высокоточных вольтметров сопротивление порядка. Значение сопротивления может варьироваться в зависимости от того, какая шкала используется на измерителе.

(a) Аналоговый вольтметр использует гальванометр для измерения напряжения.(b) Цифровые счетчики используют аналого-цифровой преобразователь для измерения напряжения. (кредит: модификация работ Джозефа Дж. Траута)

Аналоговые и цифровые счетчики

В лаборатории физики вы можете встретить два типа измерителей: аналоговые и цифровые. Термин «аналоговый» относится к сигналам или информации, представленной непрерывно изменяющейся физической величиной, такой как напряжение или ток. Аналоговый измеритель использует гальванометр, который по сути представляет собой катушку провода с небольшим сопротивлением в магнитном поле, с прикрепленной стрелкой, указывающей на шкалу.Ток течет через катушку, заставляя катушку вращаться. Чтобы использовать гальванометр в качестве амперметра, параллельно катушке помещают небольшое сопротивление. У вольтметра большое сопротивление ставится последовательно с катушкой. Цифровой измеритель использует компонент, называемый аналого-цифровым (аналого-цифровым) преобразователем, и выражает ток или напряжение как серию цифр 0 и 1, которые используются для работы цифрового дисплея. Большинство аналоговых счетчиков заменено цифровыми.

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

Поскольку цифровые счетчики требуют меньшего тока, чем аналоговые счетчики, 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. Обратитесь к (Рисунок) и (Рисунок) и их обсуждение в тексте.

Омметры

Омметр — это прибор, используемый для измерения сопротивления компонента или устройства.Работа омметра основана на законе Ома. Традиционные омметры содержат внутренний источник напряжения (например, аккумулятор), который подключается к проверяемому компоненту, создавая ток через компонент. Затем для измерения силы тока использовался гальванометр, а сопротивление вычислялось по закону Ома. Современные цифровые измерители используют источник постоянного тока для пропускания тока через компонент, и измеряется разность напряжений на компоненте. В любом случае сопротивление измеряется по закону Ома, где известно напряжение и измеряется ток, либо известен ток и измеряется напряжение.

Интересующий компонент должен быть изолирован от цепи; в противном случае вы будете измерять эквивалентное сопротивление цепи. Омметр никогда не следует подключать к «активной» цепи, к которой подключен источник напряжения и через нее протекает ток. Это может повредить глюкометр.

Сводка

  • Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток. Аналоговые счетчики основаны на комбинации резистора и гальванометра, устройства, которое дает аналоговые показания тока или напряжения.Цифровые измерители основаны на аналого-цифровых преобразователях и обеспечивают дискретное или цифровое измерение тока или напряжения.
  • Вольтметр устанавливается параллельно источнику напряжения для получения полного напряжения и должен иметь большое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
  • Амперметр подключается последовательно, чтобы получить полный ток, протекающий через ответвление, и должен иметь небольшое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
  • Стандартные вольтметры и амперметры изменяют схему, к которой они подключены, и поэтому их точность ограничена.
  • Омметры используются для измерения сопротивления. Компонент, в котором должно быть измерено сопротивление, должен быть изолирован (удален) от цепи.

Концептуальные вопросы

Что произойдет, если вы включите вольтметр последовательно с проверяемым компонентом?

Вольтметр включит большое сопротивление последовательно с цепью, что значительно изменит схему. Это, вероятно, дало бы толкование, но это было бы бессмысленно.

Каковы основные действия омметра при измерении сопротивления резистора?

Почему не следует подключать амперметр непосредственно к источнику напряжения, как показано ниже?

Амперметр имеет малое сопротивление; следовательно, будет образовываться большой ток, который может повредить измеритель и / или перегреть аккумулятор.

Проблемы

Предположим, вы измеряете напряжение на клеммах щелочного элемента на 1,585 В, имеющего внутреннее сопротивление, путем подключения вольтметра к его клеммам (см. Ниже). а) Какой ток течет? (b) Найдите напряжение на клеммах. (c) Чтобы увидеть, насколько близко измеренное напряжение на клеммах к ЭДС, рассчитайте их отношение.

Глоссарий

амперметр
прибор для измерения силы тока
вольтметр
прибор для измерения напряжения

Принцип работы, принципиальная схема, типы и применение

Мы знаем, что счетчик — это электронное устройство, используемое для измерения определенной величины, и оно связано с системой измерения.Точно так же амперметр — это не что иное, как амперметр, используемый для измерения силы тока. Здесь ампер — это единица измерения силы тока, а амперметр используется для измерения силы тока. Существует два вида электрического тока: переменный и постоянный. Переменный ток изменяет направление тока через равные промежутки времени, тогда как постоянный ток подает ток в одном направлении. В этой статье обсуждается обзор амперметра, схемы, типов и приложений.

Что такое амперметр?

Определение: Устройство или инструмент, который используется для измерения силы тока, называется амперметром.Единица измерения тока — ампер. Таким образом, это устройство измеряет ток в амперах и называется амперметром или амперметром. Однако на практике внутреннее сопротивление этого устройства равно «0»; у него есть некоторое внутреннее сопротивление. Диапазон измерения этого устройства в основном зависит от величины сопротивления. Схема амперметра показана ниже.

Амперметр

Принцип работы амперметра в основном зависит от сопротивления, а также от индуктивного сопротивления. Это устройство имеет чрезвычайно низкий импеданс, потому что на нем должно быть меньше падения напряжения.Он включен последовательно, потому что ток в последовательной цепи одинаков.

Основная функция этого прибора — измерение силы тока с помощью набора катушек. Эти катушки имеют очень низкое сопротивление и индуктивное сопротивление. Символическое изображение амперметра показано ниже.

Схема амперметра

Конструкция амперметра может быть выполнена двумя способами: последовательным и шунтирующим. Следующая схема представляет собой основную принципиальную схему, а соединение амперметра последовательно и параллельно показано ниже.

последовательная цепь

После того, как это устройство будет последовательно подключено к цепи, через счетчик будет протекать общий ток измеряемой величины. Таким образом, потеря мощности происходит внутри амперметра из-за их внутреннего сопротивления и измеряемого тока. Эта схема имеет меньшее сопротивление, поэтому в ней будет меньше падения напряжения.

Здесь сопротивление этого устройства остается небольшим из-за таких причин, как общий ток измеряемой величины, протекающий через амперметр, и меньшее падение напряжения на устройстве.

параллельная цепь

Когда через это устройство протекает большой ток, внутренняя цепь устройства будет повреждена. Чтобы решить эту проблему в цепи, сопротивление шунта можно подключить параллельно амперметру. Если по всей цепи подается большой ток измеряемой величины, основной ток будет проходить через сопротивление шунта. Это сопротивление не повлияет на работу устройства.

Классификация / типы амперметров

Они классифицируются на различные типы в зависимости от их применения, в том числе следующие.

  • Подвижная катушка
  • Электродинамический
  • Механический утюг
  • Hotwire
  • Цифровой
  • Интеграция
Подвижная катушка

Этот тип амперметра используется для измерения переменного и постоянного тока. В этом устройстве используется магнитное отклонение, при котором ток через катушку перемещается в магнитном поле. Катушка в этом устройстве свободно перемещается между полюсами постоянного магнита.

Электродинамический

Этот тип амперметра включает подвижную катушку, которая вращается в генерируемом поле через неподвижную катушку.Основная функция этого устройства — измерение переменного и постоянного тока с точностью от 0,1 до 0,25%. Точность этого устройства высока по сравнению с подвижной катушкой и подвижной катушкой с постоянным магнитом. Калибровка устройства одинакова для переменного и постоянного тока.

Механический утюг

Этот тип амперметра используется для расчета переменного тока и напряжения. В этом устройстве подвижная система включает в себя специально созданные куски мягкого железа, которые перемещаются под действием электромагнитной силы неподвижной катушки с проволокой.Эти типы устройств подразделяются на два типа: отталкивание и притяжение. Это устройство включает в себя различные компоненты, такие как подвижный элемент, катушку, управление, демпфирование и отражающий момент.

Горячий провод

Используется для измерения переменного или постоянного тока, передавая его по проводу, чтобы он нагрелся и расширился. Это называется горячей проволокой. Принцип работы этого устройства заключается в увеличении проволоки за счет теплового эффекта от проходящего через нее тока. Это используется как для переменного, так и для постоянного тока.

Амперметр цифровой

Этот тип устройства используется для измерения силы тока в амперах и отображает значения на цифровом дисплее. Проектирование этого устройства может быть выполнено путем использования шунтирующего резистора для создания калиброванного напряжения, пропорционального протеканию тока. Эти инструменты предоставляют информацию о текущем потреблении и непрерывности, чтобы помочь потребителю в устранении неполадок переменных нагрузок и тенденций.

Интеграция

В этом устройстве протекание тока суммируется с течением времени и дает произведение времени и тока.Эти устройства рассчитывают всю энергию, подаваемую через цепь за определенный промежуток времени. Лучшим примером этого интегрирующего устройства является счетчик ватт-часов, поскольку он измеряет энергию непосредственно в ватт-часах.

Влияние температуры на амперметр

Амперметр легко подвержен влиянию внешней температуры. Таким образом, изменение температуры вызовет ошибку в считывании. Чтобы преодолеть это, используется сопротивление заболачиванию, потому что температурный коэффициент этого сопротивления равен нулю.В следующей схеме амперметр и сопротивление затухания подключены последовательно, так что влияние температуры на это может быть уменьшено.

эффект температуры

Это устройство включает предохранитель для защиты от внешнего сильного тока. Если ток через цепь велик, цепь выйдет из строя, и амперметр не будет измерять ток, пока он не будет заменен другим. Таким образом можно уменьшить температурное воздействие на это устройство.

Приложения

Применения амперметра включают следующее.

  • Применение этого устройства будет варьироваться от школ до промышленных предприятий.
  • Они используются для измерения тока в зданиях, чтобы убедиться, что он не слишком низкий или слишком высокий.
  • Используется на производственных предприятиях и предприятиях КИПиА для проверки работоспособности устройств
  • Используется с термопарой для проверки температуры.
  • Электрики часто используют эти устройства для проверки неисправностей электрических цепей в здании.

Часто задаваемые вопросы

1). Какова функция амперметра?

Измерительное устройство, используемое для измерения протекания тока в цепи.

2). Кто изобрел амперметр?

В 1884 году Фридрих Дрекслер изобрел первый амперметр, похожий на счетчик с подвижным железом.

3). Какая единица СИ для электрического тока?

Ампер

4). Что такое амперметр переменного тока?

Устройство, используемое для измерения переменного тока, подаваемого через электрическую цепь, известно как амперметр переменного тока.

5). Какая формула для тока?

По закону Ома ток (I) = напряжение (В) / сопротивление (R)

Таким образом, это обзор амперметра и сопротивление идеального амперметра равно нулю. Из приведенной выше информации, наконец, можно сделать вывод, что эти устройства очень важны для измерения тока в различных электрических и электронных схемах. Вот вам вопрос, какова функция амперметра типа MC?

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

Определение: Измеритель , используемый для измерения тока, известен как амперметр .Ток — это поток электронов в амперах. 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 со схемой , так что все электроны измеряемого 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 измеряемый ток.
  • 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. Амперметр электродинамометрический.
  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. Электродинамометр 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

Высококачественный 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 на амперметр

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.

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 посмотреть, 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, соединенную 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 — возникло короткое замыкание. Как и у провода, 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 так, 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 соединении серии 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 только одно измерение с помощью амперметра, чтобы получить токи на каждом отдельном элементе 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 установлен в отдельной ветви, где должен измеряться ток.

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

Ключевые термины

Амперметр

Амперметр — прибор для измерения электрических токов

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, при 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 параллельное и последовательное подключение

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.