Bir ampermetre, bir voltmetreyi tamamlayan bir cihazdır. Tam teşekküllü bir wattmetre takmanın veya bir multimetre kullanmanın mümkün olmadığı yerlerde kullanılır. Amacı, elektrik tesisatlarının sabit yük altında bakım ve onarımını kolaylaştırmak, olası arızaları zamanında tespit etmek ve bunları ortadan kaldırmak için hızlı önlemler almaktır. Örneğin, bir ampermetre, bir arabadaki pilin durumunu değerlendirmenize ve eskimiş bir pilin ne zaman yenisiyle değiştirilmesi gerekeceğini tahmin etmenize olanak tanır.
cihaz
Kadranlı ampermetreler için, cihazın temeli basit bir elektromanyetik (veya başka tip) galvanometre veya bir elektrikli ölçüm kafasıdır.
Elektromanyetik ampermetre
Galvanometrenin kendisi, bir milivoltmetre ile bir mikroampermetre arasında bir çaprazlama gibi çalışır. Yük ve balast dirençleri olmadan devreye dahil etmek imkansızdır - bobinlerin sarımı, elektrik elektrik tesisatları ve bunlara bağlı tüketiciler tarafından ihtiyaç duyulan önemli bir akım gücü için tasarlanmamıştır: yüksek derecede olasılıkla sargısı yanacaktır. Aşağıdaki gibi bir analog galvanometre yapılır. Cihazın bağlandığı anda içinden bir akımın akmaya başladığı kalıcı mıknatıslar alanında bir bobin döner. Bobin, kendi manyetik alanını oluşturarak, içinden geçen akımla orantılı olarak belirli bir açıda döner. Ve kalıcı bir mıknatıs alanı ile bobinin alanı arasındaki etkileşimin ürettiği tork tarafından döndürülmeye zorlanır.
Bobinle birlikte, ona sıkıca sabitlenmiş olan ok da döner. Tüm bu yapı, manyetik boşluğun ortasında bulunan sabit bir eksene sabitlenmiştir. Galvanometre elektrik devresinden kapatıldığında, bir ucundan cihazın rijit tabanına (çerçevesine) ve diğer ucuna ok ile eksene takılan yassı bir yay, oku orijinal konumuna geri döndürür.
Geri dönüş yayına ek olarak, okun karşı ağırlığında bir denge çubuğu vardır - oku dengeleyen ve ucunun ölçeğe temas etmesine izin vermeyen yumuşak ve yeterince elastik metalden (örneğin platin) yapılmış bir metal iplik - iç kısımların ön tarafına düz bir çerçeve olarak sabitlenmiş dereceli bölmelere sahip bir alüminyum plaka galvanometre. Bazı durumlarda, pahalı platini israf etmemek için, düşük erime noktalı bir alaşımdan bir damla (tam olarak miligram veya yüzlerce mikrogram cinsinden) okun karşı ağırlığına lehimlenir . Denge çubuğu kırılırsa, ölçüm sonuçları hatalı ve aralıklı olacak veya hiç olmayacaktır. Galvanometrik ampermetreyi kullanma kuralları kesinlikle onu fırlatmayı, şiddetli titreşime ve güçlü darbelere maruz bırakmayı kesinlikle yasaklar - ölçüm kafaları çok kolay kırılır.
Son olarak, kadranlı ampermetre, ok yayını her iki yönde hafifçe kaydıran düz bir vidaya sahiptir . Bu vidayı çevirdiğinizde, ok kesinlikle ölçeğin sıfır noktasında değil, sıfıra yakın bir noktada olabilir. Sıfırın kaç bölme ile ihlal edileceği - aynı miktarda ampermetre ölçülen akımın okunmasını alarak "yalan söyleyecektir". Üretici, galvanometreyi test ettikten sonra, bir ölçekte bağımsız olarak sıfırı kalibre eder. Kullanıcı, sıfır doğruluğunu düz bir tornavida kullanarak gözle ayarlayacaktır - gösterge sıfırın bozuk olduğunu ve ölçek bir ile çakışmadığını fark ettiğinde.
Kantarın uçlarında bulunan lastik contalı telden yapılmış destekler , galvanometre "döndüğünde" veya "geriye" bağlandığında oku sıfıra yakın ve maksimum konumunda tutar. Kullanıcının dikkatsizliği nedeniyle ölçülen parametrenin, cihazın kendi görüntüleyebildiğinden birkaç kat daha büyük olduğu ortaya çıkarsa, yayın bükülmesini ve okun ucunun görsel ölçüm alanının kenarlarına çarpmasını önlerler.
Manyetoelektrik
Küçük değerlerin sabit akımını tutar. Ölçüm kafası, belirli bir derecelendirmeyi içeren bir ölçeğe sahip manyetoelektrik bir sistemdir.
Termoelektrik
Yüzlerce ve binlerce hertz frekanslı hızlı alternatif akım devreleri için tasarlanmıştır. Böyle bir ampermetrenin temeli, manyetoelektrik bir kafadır. Termokuplun bağlı olduğu bir iletken parçasından oluşur. İletkeni ısıtan akım, ısıl çift tarafından yakalanan ısı üretir. Isı radyasyonu, çerçeveyi bir okla, çıkış akımının değerine doğrusal olarak bağlı olan hesaplanmış bir açıyla saptırır.
Elektrodinamik
Amacı, artan (200 Hz'e kadar) frekansta çalışan, hızla değişen elektrik tesisatlarındaki akımı ölçmektir. Elektrodinamik ampermetreler için, gereksiz elektromanyetik alanların tamamen bulunmadığı bir oda veya bölme uygundur. Ancak, son derece doğrudurlar ve diğer tüm sayaç türlerinin düzenli olarak doğrulanması için kullanılırlar.
Ferrodinamik
Ferrodinamik ölçerin çerçevesi bir ferromıknatıs, bir demir çekirdek ve bir statik bobinden yapılmıştır. Bir elektrodinamik ampermetre için doğal bir doğruluk sınıfına sahiptir, ancak elektromanyetik girişime (parazitik alanlar) karşı duyarsızdır.
Dijital
Bir dijital ampermetre (ideal olarak bir multimetre) galvanometrik bir ölçüm başlığına sahip değildir. Bir galvanometre yerine, bütün bir sistem kullanılır: ölçüme sağlanan akım için sensörler, bir ADC, ROM ve rasgele erişimli belleğe sahip bir işlemci, okuma çıkışları için bir denetleyiciye sahip bir ekran. Okumaları harici bir ortama kaydetmek için, bir microUSB portu veya bir Wi-Fi / Bluetooth radyo modülü takılabilir - bu, bir ampermetre veya multimetreyi bir PC'ye, akıllı telefona veya tablete bağlamanıza ve onunla çalışmak için özel bir uygulama kullanmanıza olanak tanır.
Bir ampermetrenin şematik diyagramı
Bir ölçüm aralığı için tasarlanmış en basit ampermetrede - örneğin, 0 ... 10 A - galvanometreye paralel bir şönt bağlanır. Bu, 0,01 ... 1 Ohm dirençli düşük dirençli bir dirençtir. Ohm yasasına göre kaba bir hesaplama yapılır - akım gücü, güç kaynağı ağının (devre) EMF'sinin (voltaj) direnç değerine bölünmesiyle elde edilen bölüme eşittir.
Bağlantı şemaları
Ampermetre şöntünün direnci hakkında bir fikriniz olduğunda, onu nasıl doğru şekilde bağlayacağınızı zaten biliyorsunuz.
Zincire dahil olma
Cihaz her zaman seri olarak bağlanır ve yüke paralel değildir. Cihazı paralel bağlamaya cesaret ederseniz, sigorta atacak ve cihaz kapanacaktır. Birkaç amperlik bir akımda, galvanometre bobini ve şönt yanar. Yanmış bir ok ucu geri yüklenemez. Önce hattın enerjisini kesin. Düşük EMF ile - 12 V'a kadar - güç kaynağı, enerji kesilmeden dağıtılabilir. Ampermetreyi açık devreye bağlayın. Ampermetrenin akım taşıma kapasitesinin (örneğin, cihaz 10 A olarak derecelendirilmiştir), toplam akım yükünün ampermetrenin tasarlandığı ölçüm sınırını aşmadığından emin olun. Cihaz "iki taraflı" değilse (örneğin, ortada sıfır olan -10 ve +10 A), polariteye dikkat edin. Açtıktan sonra, elektrikli cihazınızın veya elektrik devrenizin saatte kaç (mil) amper tükettiğini gösterecektir.
Bir ampermetreyi arabaya bağlarken ortaya çıkan nüanslar
Arabalar için, sıfırın başlangıçta değil ölçeğin ortasında olduğu "iki taraflı" bir ampermetre kullanılır. "Eksi" akım (cihazın negatif okunması), araç elektroniği tarafından tüketilen akımdır. "Pozitif" - akım ters yönde aktığında - osilatörden gelen şarj akımı. Aynı şekilde ampermetreler bağlanarak özel ekipmanlarda (kamyon vinci, traktör, ekskavatör vb.) Çalışır.
Çoğu yabancı otomobil için fabrika ekipmanı, aynı otomobil fabrikası tarafından kalibre edilmiş bir şönt ve ampermetre sağlar ve bu, pozitif tel aracılığıyla aküye seri olarak bağlanır. Aracın başarılı bir şekilde çalıştırılmasının ardından ok ölçeğin dışına çıkarsa ve sıfır konumuna geri dönmezse - akü hasar görmüş ve yenisiyle değiştirilmelidir.
Şönt kurulumu
Şönt direnci, bağlı yükün (örneğin güçlü bir lamba veya far) dış direncine eşittir ve ampermetrenin kendisinden geçen akımın devredeki toplam akım ile ampermetrenin kendi akımı arasındaki farka oranı ile çarpılır. Şönt dirençten akan akım, galvanometre sargısından geçen akımın birçok katıdır. Galvanometre ve şöntün direnci için bunun tersi geçerlidir.
En basit durumda şönt, kısa bir bobin veya kalın bakır, çelik veya alüminyum telden oluşan bir şerittir. Sonuçlarına bir galvanometre bağlanır. Yüksek akımlar için bir "paratoner" gibidir ve cihazın bobinini sağlam ve güvenli tutmaya izin verir - şantın kendisinin içinden geçeceği akımın belki on binde biri. Uygulamada, galvanometre bir milivoltmetreye dönüşecektir - yalnızca şerit veya şönt direnç boyunca küçük voltaj düşüşünü algılar. Şöntleme değeri 10 birimin katıdır.
Transformatörleri kullanma
DC akımları veya düşük ac voltajlarını ölçmek için tek bir şönt kullanılabilir. Alternatif akımı yüksek potansiyelle ölçmekten bahsediyorsak, o zaman doğrultucu diyot köprüsüne ek olarak, cihaz akım ölçüm transformatörleri gerektirir. Elektrik devresinde hangi voltajın olduğunu bilerek (örneğin, 1 kV), bir voltaj yükseltme transformatörü kullanabilirsiniz. Düşük bir dirence sahip olan, kalın bir tel ile sarılmış birincil sargısı, güç kaynağı hattına seri olarak bağlanır (kopuklukta). Yüksek EMF üreten ikincil, bir ampermetreye bağlanır. Cihazın kendisinin düşük direnci nedeniyle, transformatör kısa devre moduna girer, yani maksimum yüklenir.
Her iki sargının dönüş oranını doğru seçtiyseniz, harici devrede büyük değerlerin akımını ölçmek için cihazın kendisinden geçen küçük bir akımla fırsatınız olacaktır. Birincil sargıdan geçen akımın değerini elde etmek için ölçülen değeri bir dönüştürme faktörü ile çarpın. Akım trafosunun kalıcı olarak yerleşik olduğu ve ölçümlerin bitiminden sonra bağlantısının kesilmediği, ancak cihazda kaldığı ampermetrelerde, ölçek zaten en uygun şekilde kalibre edilmiştir. Hiçbir personelin kazara yüksek voltajlı bir akımla ölmemesi için sekonder sargıdan gelen terminallerden biri ve transformatörün manyetik devresi (plakaları) topraklanır.
İkincil sargı ve manyetik devre ayrı ayrı yalıtılır. Devrede ölçülen akım ile şantın geçtiği kanal içerisinden burç içine yerleştirilirler. Bu tür akım transformatörlerine burç denir.
Akım trafosunun sekonder sargısını ampermetreyi ondan ayırarak açmak imkansızdır. Bu gerçekleşirse, manyetik devredeki manyetik akıda ani bir artış otomatik olarak yüzlerce ve hatta binlerce voltluk "gösterge" voltajının ömrü için çok tehlikeli bir kaynak haline gelir. Bir ampermetre (veya şönt) ile paralel olarak düşük bir omik direncin bağlanması, bu voltajı azaltacak ve kalanını bir ampermetre ile ölçmeyi mümkün kılacaktır - bu, cihaz devresinden geçen akım olarak tahmin edilir.
Akım trafolarının ölçülmesi, akımların faz açısı ve dönüşüm oranı açısından kendi hatalarına sahiptir. İlk durumda, 180 derecelik pozisyondan faz kayması (dönüş) dikkate alınır ve bu, aynı devrede bulunan wattmetrenin okumalarında önemli bir hataya neden olur. Dönüştürme faktörü ile doğruluk sınıfı, nominal - 0,02 ... 1 ve üzeri kayıplarla tahmin edilir.
Current Clamp Uygulaması
50 amperlik şöntler alet kasasının dışına çıkmaz. Ancak 50 A'dan büyük bir akımdan bahsediyorsak, akım taşıyan timsahlar veya akım kelepçeleri kullanılır. İkinci varyantta, galvanometrenin kendisi değil, şönt kalibre edilmiştir. Paralel olarak, 45-150 milivolt gerilime sahip bir milivoltmetre açılır. Amaç, alet iğnesinin tüm ölçekten daha fazla olmayan bir mesafede sapmasını sağlamaktır.
DC ve AC Tayini
Doğru akım için özel devrelere gerek yoktur - bir miliammetre vardır, bir Ohm'un yüzde biri ve binde biri kadar dirençli güçlü bir şönt vardır. Birbirlerine paralel olarak bağlanırlar - ve tüm kurulum açık bir devreye yerleştirilir. Alternatif akım için, yukarıdaki şemaya göre bağlanmış bir akım trafosuna sahip bir yöntem gereklidir. Ok, 50 veya daha fazla hertz frekansı ile ölçeğin sıfır civarında dalgalanmaması için, bir diyot doğrultucu kullanılır. Bu bir diyot veya diyot köprüsüdür. Diyotun voltaj değeri yeterince yüksek olmalıdır. Böylelikle elektrik kesintisi ve sonrasında cihazın arızalanması önlenmiş olur.
Ölçekli mezuniyet
Galvanometre ölçeğinin (hazır bir ampermetre değil) derecelendirilmesi koşulludur - aşağıdaki parametrelere bağlıdır:
- ok ve bobinin, onu birlikte taşıyan emaye tel ile ağırlığı;
- mıknatısın gücü (veya kalıcı bir ferrit mıknatıs takılmamışsa mıknatıslayıcı stator bobini);
- dönüş yayının sertliği;
- ok dengeleyicinin netliği.
Galvanometre (ampermetre, voltmetre veya ohmmetre) temelinde hangi cihazın monte edildiğine bağlı olarak kalibrasyon, şöntlere ve cihazın şematik diyagramına göre gerçekleştirilir.
Örneğin, cihazı 15 voltta (araba jeneratör voltajı) 15 amperde kalibre etmek için şöntün 1 ohm'luk bir dirence sahip olması gerekir. Şarj akımı büyükse - 75 A'ya kadar, 0,2 Ohm'luk güçlü bir şönt elemanı kurulur. Bu durumda galvanometre sargısının direncinin düzeltilmesi çok küçük olacaktır - kendisi şönt bağlantısından en az yüzlerce kat daha yüksektir ve böyle bir ampermetrenin hatası% 0,2 veya daha az olacaktır. Galvanometre sargısının direnci dikkate alınarak yukarıdaki formüle göre doğru bir hesaplama yapılabilir. Yüksek akımlardan bahsediyorsak, ampermetre ile seri olarak devre kesilmesine bir sigorta veya otomatik sigorta eklemek - cihazın ölçeğin dışına çıkması durumunda daha az mantıklı değildir.
Bir ampermetrenin doğru şekilde nasıl bağlanacağı hakkında bilgi için sonraki videoya bakın.