Pripojenie ampérmetra a voltmetra v sieti s jednosmerným a striedavým prúdom

Jednosmerný prúd nemení smer v čase. Príkladom je batéria vo baterke alebo v rádiu, batéria v aute. Vždy vieme, kde je pozitívna stigma zdroja energie a kde je negatívna.

Striedavý prúd Je to prúd, ktorý mení smer pohybu s určitou periodicitou. Takýto prúd tečie v našej zásuvke, keď k nemu pripojíme záťaž. Neexistuje žiadny pozitívny a negatívny pól, ale iba fáza a nula. Napätie na nule je blízko potenciálu k potenciálu zeme. Potenciál na fázovom výstupe sa mení z pozitívneho na negatívny s frekvenciou 50 Hz, čo znamená, že prúd pri zaťažení zmení svoj smer 50-krát za sekundu.

Počas jednej periódy oscilácie prúd stúpa z nuly na maximum, potom klesá a prechádza cez nulu a potom sa uskutoční opačný proces, ale s iným znamienkom.

Príjem a prenos striedavého prúdu je omnoho jednoduchší ako priamy: menšia strata energie Pomocou transformátorov môžeme ľahko meniť striedavé napätie.

Pri prenose vysokého napätia je pri rovnakom výkone potrebný menší prúd. To umožňuje jemnejšiu argumentáciu. Vo zváracích transformátoroch sa používa proces obrátenia - znižujú napätie a zvyšujú zvárací prúd.

Meranie jednosmerného prúdu

Do elektrického obvodu merať prúd, je potrebné zapnúť ampérmeter alebo miliameter v sérii s prijímačom energie. Okrem toho, aby sa vylúčil vplyv meracieho zariadenia na činnosť spotrebiteľa, ampérmeter musí mať veľmi malý vnútorný odpor, aby sa mohol prakticky považovať za rovný nule, aby bolo možné jednoducho zanedbať pokles napätia na zariadení.

Zahrnutie ampéra do obvodu je vždy v sérii so záťažou. Ak pripojíte ampérmeter rovnobežne so záťažou, paralelne so zdrojom energie, potom ampérmeter jednoducho horí alebo horí zdroj, pretože všetok prúd pretečie meagerovým odporom meracieho zariadenia.

skrat

Hranice merania ampérmetrov určených na meranie v jednosmerných obvodoch sú rozšíriteľné pripojením ampéra nie priamo k meracej cievke v sérii so zaťažením, ale pripojením meracej cievky ampéra paralelne k bočnici.

Cievkou zariadenia teda prechádza vždy len malá časť meraného prúdu, ktorej hlavná časť tečie skratom zapojeným do série k obvodu. To znamená, že zariadenie bude skutočne merať pokles napätia pri skratu známeho odporu a prúd bude priamo úmerný tomuto napätiu.

V praxi bude ampérmeter pracovať ako milivoltmeter. Napriek tomu, pretože stupnica zariadenia je odstupňovaná v ampéroch, užívateľ dostane informáciu o veľkosti meraného prúdu. Koeficient obtoku sa zvyčajne vyberie ako násobok 10.

Boky určené pre prúdy do 50 ampérov sú namontované priamo v puzdrách prístroja a bočnice na meranie vysokých prúdov sú vzdialené a potom je zariadenie pripojené k bočniciam sondami. Pre váhy určené na nepretržitú prevádzku s bočníkom sú stupnice okamžite odstupňované podľa konkrétnych aktuálnych hodnôt, berúc do úvahy koeficient bočníka a užívateľ už nemusí nič počítať.

Ak je skrat externý, potom v prípade kalibrovaného bočníka je na ňom uvedený menovitý prúd a menovité napätie: 45 mV, 75 mV, 100 mV, 150 mV.Pri meraní prúdu sa taký skrat vyberie tak, aby šípka odchyľovala maximum od celej stupnice, to znamená, že nominálne napätie bočníka a meracieho zariadenia by mali byť rovnaké.

Ak hovoríme o individuálnom prepojení konkrétneho zariadenia, potom je všetko samozrejme jednoduchšie. Podľa tried presnosti sa posuny delia na: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 a 0,5 - to je povolená chyba v percentách.

Brány sú vyrobené z kovov s nízkym teplotným koeficientom odporu as významnou rezistivitou: konštantanom, niklom, mangánom, takže ak ho prúd tečúci prúdom ohrieva, neovplyvní to odčítanie z prístroja. Na zníženie teplotného faktora počas meraní je do série s cievkou ampéra zahrnutý ďalší odpor z materiálu rovnakého druhu.

Meranie jednosmerného napätia

že zmerajte konštantné napätie medzi dvoma bodmi obvodu, rovnobežnými s obvodom, medzi týmito dvoma bodmi, pripojte voltmeter. Voltmeter je vždy zapnutý paralelne s prijímačom alebo zdrojom. A tak, aby pripojený voltmeter neovplyvňoval činnosť obvodu, nespôsoboval pokles napätia, nespôsoboval straty, musí mať dostatočne vysoký vnútorný odpor, aby sa mohol zanedbávať prúd cez voltmeter.

Ďalší odpor

Aby sa rozšíril merací rozsah voltmetra, je s jeho pracovným vinutím sériovo pripojený ďalší odpor, takže iba časť meraného napätia klesá priamo na meracie vinutie prístroja úmerne k jeho odporu. A so známou hodnotou odporu prídavného odporu je celkové namerané napätie pôsobiace v tomto obvode ľahko určené napätím, ktoré je na ňom zaznamenané. Takto fungujú všetky klasické voltmetre.

Koeficient vyplývajúci z pridania ďalšieho odporu ukáže, koľkokrát je namerané napätie väčšie ako napätie pripadajúce na meraciu cievku zariadenia. To znamená, že meracie limity zariadenia závisia od hodnoty prídavného odporu.

V prístroji je zabudovaný ďalší odpor. Aby sa znížil vplyv teploty okolia na merania, ďalší odpor je vyrobený z materiálu s nízkym teplotným koeficientom odporu. Pretože odpor prídavného odporu je mnohonásobne väčší ako odpor zariadenia, odpor meracieho mechanizmu zariadenia v dôsledku toho nezávisí od teploty. Triedy presnosti prídavných odporov sú vyjadrené rovnakým spôsobom ako triedy presnosti posunov - v percentuálnych zlomkoch je uvedená hodnota chyby.

Na ďalšie rozšírenie meracieho rozsahu voltmetrov sa používajú deliče napätia. Deje sa tak tak, že pri meraní napätia na zariadení zodpovedá nominálnej hodnote zariadenia, to znamená, že by to neprekročilo limit na jeho stupnici. Deliaci faktor deliča napätia je pomer vstupného napätia deliča k výstupu, nameraného napätia. Rozdeľovací koeficient je rovný 10, 100, 500 alebo viac, v závislosti od schopností použitého voltmetra. Delič nezavádza veľkú chybu, ak je tiež vysoký odpor voltmetra a vnútorný odpor zdroja je malý.

Meranie striedavého prúdu

Na presné meranie AC parametrov prístroja je potrebný merací transformátor. Merací transformátor používaný na meracie účely tiež poskytuje bezpečnosť personálu, pretože transformátor dosahuje galvanické oddelenie od vysokonapäťového obvodu. Bezpečnostné opatrenia vo všeobecnosti zakazujú pripojenie elektrických zariadení bez takýchto transformátorov.

Použitie meracích transformátorov vám umožňuje rozšíriť limity merania zariadení, to znamená, že je možné merať veľké napätie a prúdy pomocou nízkonapäťových a slaboprúdových zariadení. Meracie transformátory sú teda dvoch typov: transformátory napätia a transformátory prúdu.

Napäťový transformátor

Na meranie striedavého napätia sa používa transformátor napätia. Jedná sa o transformátor typu step-down s dvoma vinutiami, ktorého primárne vinutie je pripojené k dvom bodom obvodu, medzi ktorými musíte merať napätie, a sekundárne - priamo k voltmetru. Meracie transformátory v diagrame sú znázornené ako bežné transformátory.

Transformátor bez zaťaženého sekundárneho vinutia pracuje v kľudovom režime a keď je pripojený voltmeter, ktorého odpor je vysoký, transformátor zostáva prakticky v tomto režime, a preto sa namerané napätie môže považovať za proporcionálne k napätiu privedenému na primárne vinutie, pričom sa berie do úvahy transformačný koeficient rovný pomeru počtu otáčok. v sekundárnom a primárnom vinutí.

Týmto spôsobom je možné merať vysoké napätie, zatiaľ čo na zariadenie sa privádza malé bezpečné napätie. Zostáva vynásobiť namerané napätie transformačným koeficientom transformátora na meranie napätia.

Tieto voltmetre, ktoré boli pôvodne navrhnuté na prácu s napäťovými transformátormi, majú stupnicu odstupňovania, ktorá berie do úvahy transformačný koeficient, a potom na stupnici bez ďalších výpočtov môžete okamžite vidieť hodnotu zmeneného napätia.

Aby sa zvýšila bezpečnosť pri práci so zariadením, v prípade poškodenia izolácie meracieho transformátora sa najprv uzemní jedna zo svoriek sekundárneho vinutia transformátora a jeho rámu.

Meracie transformátory prúdu

Meracie transformátory prúdu sa používajú na pripojenie ampérov na striedavé obvody. Toto sú zosilňovacie transformátory s dvojitým vinutím. Primárne vinutie je sériovo spojené s meraným obvodom a sekundárne s ampérom. Odpor v obvode ampéra je malý a ukazuje sa, že prúdový transformátor pracuje takmer v skratovom režime, pričom je možné predpokladať, že prúdy v primárnom a sekundárnom vinutí sa navzájom týkajú ako počet závitov v sekundárnom a primárnom vinutí.

Výberom vhodného pomeru zákrutov sa môžu merať významné prúdy, zatiaľ čo prúdy, ktoré sú dostatočne malé, vždy pretečú zariadením. Zostáva vynásobiť prúd nameraný v sekundárnom vinutí transformačným koeficientom. Tieto ampéry, ktoré sú navrhnuté na nepretržitú prevádzku spolu s prúdovými transformátormi, majú stupnicu stupnice, pričom sa berie do úvahy transformačný koeficient, a hodnotu nameraného prúdu je možné ľahko odčítať z mierky zariadenia bez výpočtov. Aby sa zvýšila bezpečnosť osôb, je najskôr uzemnená jedna zo svoriek sekundárneho vinutia transformátora meracieho prúdu a jeho rám.

V mnohých aplikáciách sú výhodné transformátory prúdiaceho prúdu, v ktorých sú magnetický obvod a sekundárne vinutie izolované a umiestnené vo vnútri puzdra, cez ktorého okienko prechádza medená zbernica s meraným prúdom.

Sekundárne vinutie takého transformátora nikdy nie je otvorené, pretože silné zvýšenie magnetického toku v magnetickom obvode môže viesť nielen k jeho deštrukcii, ale môže tiež vyvolať EMF na sekundárnom vinutí, čo je pre personál nebezpečné. Aby sa uskutočnilo bezpečné meranie, je sekundárne vinutie posunuté odporom známej hodnoty, ktorého napätie bude úmerné meranému prúdu.

Pre meracie transformátory sú charakteristické dva typy chýb: uhlový a transformačný koeficient. Prvý je spojený s odchýlkou ​​fázového uhla primárneho a sekundárneho vinutia od 180 °, čo vedie k nepresným odčítaním wattmetrov.Pokiaľ ide o chybu spojenú s transformačným koeficientom, táto odchýlka ukazuje triedu presnosti: 0,2, 0,5, 1 atď., Ako percento menovitej hodnoty.