Как включается в цепь амперметр и вольтметр

Приборы для измерения силы тока

Если в каком-либо проводнике течет ток, то он характеризуется такой величиной, как «сила тока». Сила тока в свою очередь характеризуется количеством электронов, которые проходят через поперечное сечение проводника за единицу времени. Но мы все учились в школе и знаем, что электронов в проводнике миллиарды миллиардов и считать количество электронов было бы бессмысленно.

Поэтому ученые вывернулись из этой ситуации и придумали единицу измерения силы тока и назвали ее «Ампер», в честь французского физика-математика Андре Мари Ампера. Что же собой представляет 1 Ампер?

Если сила тока в проводнике равна 1 амперу, то за одну секунду через поперечное сечение провода проходит заряд, равный 1 Кулону. Или простым языком, все электроны в сумме должны давать заряд в 1 Кулон и они должны в течение одной секунды пройти через поперечное сечение проводника.

Шкала амперметра

Если учесть, что заряд одного электрона 1.6х10-19 , то можно узнать, сколько электронов в 1 Кулоне. А вот для того, чтобы измерять амперы, ученые придумали прибор и назвали его «амперметром».

Амперметр – прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в амперах, килоамперах, миллиамперах или микроамперах в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается последовательно; для увеличения предела измерений – с шунтом или через трансформатор.

Амперметр – это прибор для измерения силы тока в электрической цепи. Любой амперметр рассчитан на измерение токов определенной величины. В электронике в основном оперируют микроАмперами (мкА), миллиАмперами (мА), а также Амперами (А). Следовательно, в зависимости от величины измеряемого тока приборы для измерения силы тока делятся на амперметры (PA1), миллиамперметры (PA2) и микроамперметры (PA3).

двойной вольметр-амперметр

Измерение значений переменного тока

Знать силу тока, проходящую через определенный участок цепи довольно важно. Это помогает рассчитать сечение кабеля и избежать перегрева токопроводящих жил

Эта статья поможет начинающим электрикам разобраться в нюансах работы и подключения измерительного прибора. Но сначала вспомним немного азов из школьной программы.

Как известно, амперметром называется измерительный прибор, позволяющий определить силу постоянного и переменного тока в электрической цепи. В зависимости от планируемой сферы применения, шкалу измерительного устройства градуируют в амперах, микро- или миллиамперах. Для измерений больших величин используется прибор, шкала которого разделена на килоамперы.

Схема цифрового амперметра

Сотые будут соответствовать четвертому дисплею, которого у нас нет, например «03», если мы ищем нуль сверху, ошибка будет больше, например «08». Повторение процесса три раза в лучшем случае должно быть идеальным.

Подключение амперметров через трансформаторы тока

Для учета активной энергии в сетях переменного тока с разным количеством фаз используют индукционные или электронные амперметры, которые обеспечивают точность измерений, соответствующие классу устройства. С увеличение сопротивления он будет уменьшаться.

Он снимает показания с потребителя энергии. Такая схема обеспечивает оптимальный вариант замеров, так как общее сопротивление цепи минимально. Однако существуют более сложные схемы, конструктивная особенность зависит от целей и задачей учета.

Однофазная цепь

Эта сеть является самой простой с точки зрения обслуживания и замеров показателей. Поскольку она имеет всего один силовой кабель, по которому проходит напряжение. Амперметр подсоединяют к нему, дополнительно в цепь включают нагрузку в качестве потребителя. Сила всегда измеряется последовательно. Один щуп идет на вывод трансформатора, другой на контакт силового объекта.

Поскольку сопротивление незначительно, то точность показаний всегда близко к реальным значениям. Напряжение во вторичной обмотке должен быть меньше предельных значений прибора. Максимальный показатель рассчитывают по сечению провода, количеству витков и сопротивлению цепи.

Трехфазная

Трехфазная сеть содержит три силовых кабеля и один нулевой, по которым проходит напряжение. Схема подключения трансформатора к такой цепи отличается от одинарных цепей. Часто бывает достаточно проверить одну жилу и затем сложить показания, поскольку они идентичны друг другу. Но для полноты и точности измерений, достаточно снять показания со двух контактов.

Для того чтобы проверить напряжение сети необходимо использовать два трансформатора и амперметра. Они подключаются параллельно друг другу и последовательно относительно нагрузки. Каждый прибор снимает одно линейное значение, в сумме они равны третьему с обратным знаком.

С промежуточным трансформатором

Когда измеряемые показания превышают предельные значения измерительного инструмента, то используют параллельную схему подключения из двух трансформаторов. Ее называют промежуточной, поскольку второй снимает нагрузки с первого, в каждом протекает половины от номинального тока. На первый блок подается сетевое напряжение. Контакты вторичной катушки соединяются со вторым трансформатором, который, в свою очередь, понижает его напряжение до необходимых значений.

С выключателем амперметров

Во время эксплуатации силового оборудования возникает необходимость в обслуживании измерительных приборов. Он требуют проверки точности и калибровки. Поэтому для таких случаев разработали схемы с отключением устройств учета.

Трехфазная цепь с тремя амперметрами

С целью получения точных результатов измерений сетей с несколькими силовыми жилами используют количество амперметров, равное числу проводов. Для тестирования применяют два трансформатора, подключенных параллельно другу друга, каждый к своей фазе. На основные катушки подают номинальное напряжение.

Амперметры включают в сеть параллельно, контакты замыкаются на вторых выводах второстепенной обмотки. Общее значение двух приборов равно показателю третьего с противоположным показателем. Результат соответствует правилу, когда сумма трех линейных значений тока равна нулю.

Для чего нужно контролировать ток заряда в аккумуляторе

Кажется, чего проще: подсоединил автомобильный аккумулятор к зарядному, подождал часов десять и дело сделано – он заряжен

На самом деле очень важно контролировать ток заряда, перезаряд также вреден, как и не полностью заряженная батарея. Это может привести к сокращению срока ее эксплуатации

Поэтому желательно подумать, как подключить амперметр к зарядному устройству.

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

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

Измерение тока. Амперметр.

И начнем мы с измерения тока. Прибор, используемый для этих целей, называется амперметр и в цепь он включается последовательно. Рассмотрим небольшой примерчик:

Как видите, здесь источник питания подключен напрямую к резистору. Кроме того, в цепи присутствует амперметр, включенный последовательно с резистором. По закону Ома сила тока в данной цепи должна быть равна:

I = \frac{U}{R} = \frac{12}{100} = 0.12

Получили величину, равную 0.12 А, что в точности совпадает с практическим результатом, который демонстрирует амперметр в цепи

Важным параметром этого прибора является его внутреннее сопротивление r_А

Почему это так важно? Смотрите сами – при отсутствии амперметра ток определяется по закону Ома, как мы и рассчитывали чуть выше. Но при наличии амперметра в цепи ток изменится, поскольку изменится сопротивление, и мы получим следующее значение:

I = \frac{U}{R_1+r_А}

Если бы амперметр был абсолютно идеальным, и его сопротивление равнялось нулю, то он бы не оказал никакого влияния на работу электрической цепи, параметры которой необходимо измерить, но на практике все не совсем так, и сопротивление прибора не равно 0. Конечно, сопротивление амперметра достаточно мало (поскольку производители стремятся максимально его уменьшить), поэтому во многих примерах и задачах им пренебрегают, но не стоит забывать, что оно все-таки и есть и оно ненулевое.

При разговоре об измерении силы тока невозможно не упомянуть о способе, который позволяет расширить пределы, в которых может работать амперметр. Этот метод заключается в том, что параллельно амперметру включается шунт (резистор), имеющий определенное сопротивление:

R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}

В этой формуле n – это коэффициент шунтирования – число, которое показывает во сколько раз будут увеличены пределы, в рамках которых амперметр может производить свои измерения. Возможно это все может показаться не совсем понятным и логичным, поэтому сейчас мы рассмотрим практический пример, который позволит во всем разобраться.

Пусть максимальное значение, которое может измерить амперметр составляет 1 А. А схема, силу тока в которой нам нужно определить имеет следующий вид:

Отличие от предыдущей схемы заключается в том, что напряжение источника питания на этой схеме в 100 раз больше, соответственно, и ток в цепи станет больше и будет равен 12 А. Из-за ограничения на максимальное значение измеряемого тока напрямую использовать наш амперметр мы не сможем. Так вот для таких задач и нужно использовать дополнительный шунт:

В данной задаче нам необходимо измерить ток I. Мы предполагаем, что его значение превысит максимально допустимую величину для используемого амперметра, поэтому добавляем в схему еще один элемент, который будет выполнять роль шунта. Пусть мы хотим увеличить пределы измерения амперметра в 25 раз, это значит, что прибор будет показывать значение, которое в 25 раз меньше, чем величина измеряемого тока. Нам останется только умножить показания прибора на известное нам число и мы получим нужное нам значение. Для реализации нашей задумки мы должны поставить шунт параллельно амперметру, причем сопротивление его должно быть равно значению, которое мы определяем по формуле:

R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}

В данном случае n = 25, но мы проведем все расчеты в общем виде, чтобы показать, что величины могут быть абсолютно любыми, принцип шунтирования будет работать одинаково.

Итак, поскольку напряжения на шунте и на амперметре равны, мы можем записать первое уравнение:

I_А\medspace r_А = I_R\medspace R

Выразим ток шунта через ток амперметра:

I_R = I_А\medspace \frac{r_А}{R}

Измеряемый ток равен:

I = I_R + I_А

Подставим в это уравнение предыдущее выражение для тока шунта:

I = I_А + I_А\medspace \frac{r_А}{R}

Но сопротивление шунта нам также известно (R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}). В итоге мы получаем:

I = I_А\medspace (1 + \frac{r_А\medspace (n\medspace-\medspace 1)}{r_А}\enspace) = I_А\medspace n

Вот мы и получили то, что и хотели. Значение, которое покажет амперметр в данной цепи будет в n раз меньше, чем сила тока, величину которой нам и нужно измерить

С измерениями тока в цепи все понятно, давайте перейдем к следующему вопросу, а именно определению напряжения.

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.

Watch this video on YouTube

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.

Самый простой вариант

Кто не хочет заморачиваться с резкой пластика в салоне, проводкой и прочими радостями, связанными с вольтметром, можно пойти путем наименьших усилий. Речь про точно такие же устройства, работающие через прикуриватель. Да, в них есть погрешность примерно в 0.1-0.2 V, но это не столь критино, да и в самом известном китайском магазине, не придется платить больше 400 рублей.

Большинство таких вариантов идет со встроенным термометром (берет данные внутри салона), но вот эта дополнительная функция бесполезно (может, вы с нами не согласитесь). Однако, если поискать, можно найти варианты, где помимо вольтажа и температуры (или вовсе без нее), есть 1-2 USB порта. А вот это действительно удобно.

Схема подключения блока

Почти все они малогабаритные и могут быть установлены в небольшие корпуса блоков питания. Здесь весьма часто протягивает руку помощи Алиэкспресс, оперативно поставляя китайские цифровые измерительные приборы.

Но новичкам ввод в эксплуатацию подключение в схему ампервольтметра может оказаться задачей проблематичной, т. Сегменты светятся прилично ярко, цветовая гамма подобрана очень удачно.

Измеряемое напряжение В; ток А.

А ток на выходе легко достигал практически одного ампера. Подключение При помощи вольтметра можно измерить текущее напряжение в сети электроснабжения.

За небольшую плату можно узнать, работает ли техника в подходящих условиях. Подав питание на схему, индикатор начнет светиться. Практически близнец прошлого вольтметра, отличается маркировкой проводов и сниженной ценой.

При неправильном подключении табло прибора будет показывать нулевые значения. Подав питание на схему, индикатор начнет светиться.

Чтобы он начал измерять напряжение менее 3 Вольт, нужно выпаять резистор-перемычку R1 и на ее правую по схеме контактную площадку подать напряжение В с внешнего источника выше можно, но нежелательно — стабилизатор DA1 сильно греется. Поскольку на странице продавца нет данной информации, то пришлось покопаться в сети и набросать пару схем. Толстые провода: черный минус амперметра, красный выход амперметра. Достаточно будет подключить зарядное, где установлен вольтамперметр к батареи, и мы увидим какое сейчас на ней напряжение. Иногда бывают амперметры без встроенного токоизмерительного шунта.

Простое и красивое техническое решение. Нижняя граница 0,1 В и 0,01 А. Поскольку на странице продавца нет данной информации, то пришлось покопаться в сети и набросать пару схем. Дело в том, что если подключить вольтметр амперметр к регулируемому выходу блока питания, то при понижении напряжения менее 4. Не каждый сразу поймет, какой провод, куда нужно подключать, а инструкции обычно только на китайском языке.
Как подключить Вольтамперметра DC 100v 10a часть 2

Параметры

Амперметры бывают аналоговые и цифровые. Последние зачастую продаются не отдельно, а в составе мультиметров — универсальных приборов для замеров не только силы тока, но и других величин. В современных условиях предпочитают пользоваться именно такими устройствами из-за ряда преимуществ:

• простота и скорость измерений;
• бесконтактный замер, а значит, полная безопасность;
• низкая погрешность.

Однако и аналоговые до сих пор востребованы. Они используются в лабораториях, на промышленных предприятиях, на ТЭЦ и других точках производства электроэнергии. Аналоговые делятся на несколько подвидов:

• магнитоэлектрические (классические);
• электромагнитные;
• электродинамические;
• ферродинамические.

Среди аналоговых конструкций ферродинамические — самые точные, но по соотношению цена-качество выигрывают магнитоэлектрические и электромагнитные.

Приборы делятся и по уровню максимальной нагрузки. Так, для измерения небольших величин используются устройства со шкалой в микроамперах и миллиамперах. Если следует узнать показатели стандартной бытовой сети или промышленной, используются шкалы в амперах и килоамперах соответственно.

BY42A схема подключения

Налаживание цифрового вольтметра и амперметра В общем-то оно совсем несложное. Не сразу и не вовремя выяснилось, что вход питания у него гальванически связан с минусовым входом шунта. Сначала, не подключая нагрузку, регулировкой резистора R5 устанавливаем его показания на ноль. Составной резистор получился ровно столько, сколько нужно, за счёт погрешности одного из них: В результате он теперь измеряет, начиная с 50мА, до 50А с минимальным шагом примерно 20мА 0 тоже показывает.
Дизайн и качества рассмотренных вольтметров вряд ли подойдут для красивого тюнинга. Схема цифрового вольтметра.
При передаче большого напряжения требуется меньший ток для той же мощности. По классам точности шунты делятся на: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5 — это допустимая погрешность в долях процента.
Вольтметр переменного тока показывает действующее значение напряжения.
Для такого метода понадобятся: любое 4-х или 5-ти контактное автомобильное реле например, У меня вышло мкВ на входе ОУ.
Вольтметр собран на микроконтроллере STM8.
В противном случае указатель будет показывать в противоположную правильному направлению сторону. Также, помимо стандартной схемы, мы будем описывать, как подключить вольтамперметр к зарядному устройству Как подключить вольтамперметр к зарядному устройству — подборка схем Мы выбрали 4 самых распространенных вольтамперметров, которые используют умельцы в своих устройствах.
Установка вольтметра на ваз 2106 часть 2

Устройство и подключение шунта

Для подключения амперметра используют стандартный шунт, представляющий собой медную пластину, закрепленную на изоляторе из карболита. На медной пластине с каждой стороны имеется по два винта: потенциальные и токовые зажимы. В комплекте идут заводские изделия, имеющие установленное сопротивление и рассчитанные на определенную силу тока.

аналоговый амперметр

Чтобы правильно включить шунт в цепь измерения, придерживайтесь следующего алгоритма:

• Выбирать изделие следует с большими показателями предполагаемых значений. Например, если предполагаемая сила тока в проверяемой линии составляет 12–15 A, выбирается изделие, позволяющее проводить замеры до 20 A;
• Далее подключаются измерительные провода от амперметра к потенциальным зажимам на медной планке;
• Измеряемая линия обесточивается;
• Затем отсоедините питающие провода от устройства, на котором нужно проверить потребляемое значение;
• Шунт включается в разрыв электрической линии: отсоединенные провода подключаются к токовым зажимам.

Теперь включается питание, и снимаются показания с амперметра. После этого линия опять обесточивается, измеряющее устройство отключается, а соединения восстанавливаются.

Бесконтактный способ измерения тока

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

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