Spajanje ampermetra i voltmetra u mreži s izmjeničnom strujom

Izravna struja ne mijenja smjer u vremenu. Primjer je baterija u svjetiljci ili radiju, baterija u automobilu. Uvijek znamo gdje je pozitivna stigma izvora energije i gdje je negativna.

Naizmjenična struja Je li struja koja s određenom periodičnošću mijenja smjer kretanja. Takva struja teče u našoj utičnici kada na nju priključimo opterećenje. Ne postoji pozitivan i negativan pol, već samo faza i nula. Napon na nuli blizu je potencijala zemlji. Potencijal na faznom izlazu mijenja se iz pozitivnog u negativni s frekvencijom od 50 Hz, što znači da će struja pod opterećenjem mijenjati smjer 50 puta u sekundi.

Tijekom jednog razdoblja oscilacije struja raste od nule do maksimuma, zatim se smanjuje i prolazi kroz nulu, a zatim se odvija obrnuti proces, ali s drugačijim znakom.

Prijem i prijenos izmjeničnog napona mnogo je lakši od izravnog: manji gubitak energije.Uz pomoć transformatora možemo lako promijeniti izmjenični napon.

Prilikom odašiljanja velikog napona potrebno je manje struje za istu snagu. To omogućuje suptilniji argument. U transformatorima za zavarivanje koristi se obrnuti postupak - oni smanjuju napon kako bi povećali struju zavarivanja.

Mjerenje izravne struje

Za električni krug izmjerite struju, ampermetar ili miliampermetar potrebno je serijski uključiti s prijemnikom napajanja. Nadalje, da bi se isključio utjecaj mjernog uređaja na rad potrošača, ampermetar mora imati vrlo mali unutarnji otpor kako bi se praktički mogao izvesti jednak nuli, tako da se pad napona preko uređaja može jednostavno zanemariti.

Uključivanje ampermetra u krug uvijek je u nizu s opterećenjem. Ako ampermetar spojite paralelno s opterećenjem, paralelno s izvorom napajanja, tada ampermetar jednostavno gori ili gori, jer će sva struja teći kroz neznatni otpor mjernog uređaja.

šant

Granice mjerenja ampermetra namijenjenih mjerenjima u istosmjernim krugovima mogu se proširiti povezivanjem ampermetra ne izravno s mjernom zavojnicom u nizu s opterećenjem, nego povezivanjem mjerne zavojnice ampermetra paralelno s shuntom.

Dakle, samo će mali dio izmjerene struje uvijek prolaziti kroz zavojnicu uređaja, čiji će glavni dio teći kroz serijski spojen spoj. Odnosno, uređaj će zapravo izmjeriti pad napona na spojnici poznatog otpora, a struja će biti izravno proporcionalna ovom naponu.

U praksi će ampermetar raditi kao milivoltmetar. Ipak, budući da je skala uređaja graduirana u amperima, korisnik će dobiti informacije o veličini izmjerene struje. Koeficijent zaobilaženja obično se bira množinom od 10.

Santici dizajnirani za struju do 50 ampera montiraju se izravno u kućište instrumenata, a rangovi za mjerenje visokih struja postaju udaljeni, a zatim se uređaj spoji na paralelni senzor. Za instrumente dizajnirane za neprekidni rad s rangiranjem, vage se odmah ocjenjuju u točno određenim vrijednostima struje, uzimajući u obzir koeficijent ranga i korisnik više ne mora ništa računati.

Ako je bunt vanjski, tada je u slučaju kalibriranog šanta na njemu naznačena nazivna struja i nazivni napon: 45 mV, 75 mV, 100 mV, 150 mV.Za trenutna mjerenja odabire se shunt tako da strelica odstupi maksimalno - cijela skala, tj. Nazivni naponi šanta i mjernog uređaja trebaju biti isti.

Ako govorimo o pojedinačnom okidaču za određeni uređaj, onda je, naravno, sve jednostavnije. Prema razredima točnosti, rangovi su podijeljeni na: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 i 0,5 - to je dopuštena pogreška u udjelima od jednog posto.

Santici su izrađeni od metala s niskim temperaturnim koeficijentom otpora i značajnim otporom: konstantan, nikal, manganin, tako da kada struja koja teče kroz shunt to zagrijava, to ne bi utjecalo na očitanja uređaja. Za smanjenje faktora temperature tijekom mjerenja, serijski se s zavojnicom ampermetra uključuje dodatni otpornik od materijala iste vrste.

Mjerenje istosmjernog napona

koji izmjerite konstantan napon Između dvije točke kruga, paralelno s krugom, između ove dvije točke spojite voltmetar. Voltmetar je uvijek uključen paralelno s prijemnikom ili izvorom. I tako da spojeni voltmetar ne utječe na rad kruga, ne uzrokuje pad napona, ne uzrokuje gubitke, mora imati dovoljno visok unutarnji otpor kako bi se struja kroz voltmetar mogla zanemariti.

Dodatni otpornik

A za proširenje mjernog područja voltmetra, dodatni otpornik je serijski povezan sa svojim radnim namotom, tako da samo dio izmjerenog napona pada izravno na mjerni namot uređaja, proporcionalno njegovom otporu. A s poznatom vrijednošću otpora dodatnog otpornika, ukupni izmjereni napon koji djeluje u ovom krugu lako se određuje naponom fiksiranim na njemu. Ovako rade svi klasični voltmetri.

Koeficijent koji nastaje nakon dodavanja dodatnog otpornika pokazat će koliko je puta izmjereni napon veći od napona po mjernoj zavojnici uređaja. Odnosno, mjere mjerenja uređaja ovise o vrijednosti dodatnog otpornika.

U uređaj je ugrađen dodatni otpornik. Da bi se smanjio utjecaj temperature okoline na mjerenja, izrađuje se dodatni otpornik od materijala s niskim temperaturnim koeficijentom otpora. Budući da je otpor dodatnog otpornika mnogo puta veći od otpora uređaja, otpor mjernog mehanizma uređaja kao rezultat toga ne ovisi o temperaturi. Klase točnosti dodatnih otpornika izražavaju se na isti način kao i klase točnosti usmjerivača - u postotnim udjelima označava se vrijednost pogreške.

Da bi se dodatno proširilo područje mjerenja voltmetara, koriste se razdjelnici napona. To se izvodi tako da pri mjerenju napona na uređaju odgovara nazivnoj vrijednosti uređaja, to jest, ne bi prelazila granicu na njegovoj ljestvici. Faktor dijeljenja razdjelnika napona je omjer ulaznog napona djelitelja i izlaza, izmjerenog napona. Koeficijent podjele uzima se jednak 10, 100, 500 ili više, ovisno o mogućnostima upotrijebljenog voltmetra. Razdjelnik ne unosi veliku pogrešku ako je otpor voltmetra također visok, a unutarnji otpor izvora mali.

AC mjerenje

Za točno mjerenje izmjeničnih parametara na instrumentu potreban je mjerni transformator. Mjerni transformator koji se koristi u svrhu mjerenja također pruža osoblju sigurnost, jer transformator postiže galvansku izolaciju iz kruga visokog napona. Općenito, sigurnosne mjere opreza zabranjuju priključenje električnih uređaja bez takvih transformatora.

Uporaba mjernih transformatora omogućuje vam proširivanje granica mjerenja uređaja, to jest, moguće je mjeriti velike napone i struje pomoću uređaja s niskim naponom i niskim naponom. Dakle, mjerni transformatori su dvije vrste: transformatori napona i transformatori struje.

Napon transformatora

Za mjerenje naizmjeničnog napona koristi se naponski transformator. Ovo je padajući transformator s dva namota, čiji je primarni namot spojen na dvije točke kruga, između kojih trebate izmjeriti napon, a sekundarni - izravno na voltmetar. Mjerni transformatori na dijagramima prikazani su kao obični transformatori.

Transformator bez opterećenog sekundarnog namota djeluje u režimu mirovanja, a kada je spojen voltmetar, čiji je otpor visok, transformator ostaje praktički u tom načinu rada, i stoga se izmjereni napon može smatrati proporcionalnim naponom primijenjenom na primarno navijanje, uzimajući u obzir koeficijent transformacije jednak omjeru broja okretaja u svojim sekundarnim i primarnim namotima.

Na taj se način može mjeriti visoki napon, dok se na uređaj primjenjuje mali siguran napon. Ostaje pomnožiti izmjereni napon s koeficijentom transformacije naponskog mjernog transformatora.

Oni voltmetri koji su prvobitno dizajnirani za rad s naponskim transformatorima imaju skaliraciju stupnjeva uzimajući u obzir koeficijent transformacije, tada na skali bez dodatnih izračuna možete odmah vidjeti vrijednost promijenjenog napona.

Da bi se povećala sigurnost tijekom rada s uređajem, u slučaju oštećenja izolacije mjernog transformatora, prvo se uzemljuje jedan od terminala sekundarnog namota transformatora i njegovog okvira.

Mjerenje strujnih transformatora

Za spajanje ampermetara na izmjenične struje koriste se mjerni transformatori struje. To su dvostruki namotaji pojačani transformatori. Primarno navijanje je serijski spojeno na izmjereni krug, a sekundarno na ampermetar. Otpor u ampermetrskom krugu je mali, a ispada da strujni transformator djeluje gotovo u načinu kratkog spoja, dok se može pretpostaviti da se struje u primarnom i sekundarnom namotu međusobno odnose kao broj okreta u sekundarnom i primarnom namotu.

Odabirom odgovarajućeg omjera zavoja mogu se mjeriti značajne struje, dok će struje koje su dovoljno male uvijek prolaziti kroz uređaj. Ostaje pomnožiti struju izmjerenu u sekundarnom namotu s koeficijentom transformacije. Oni ampermetri koji su dizajnirani za kontinuirani rad zajedno sa strujnim transformatorima imaju stupanj skaliranja uzimajući u obzir koeficijent transformacije, a vrijednost izmjerene struje lako se može očitati sa skale uređaja bez izračuna. Da bi se povećala sigurnost osoblja, prvo se uzemljuje jedan od terminala sekundarnog namota mjernog transformatora i njegov okvir.

U mnogim su primjenama pogodni transformatori struje čahure, u kojima su magnetski krug i sekundarni namot izolirani i smješteni unutar čahure, kroz prozor kroz koji prolazi bakrena sabirnica s izmjerenom strujom.

Sekundarno navijanje takvog transformatora nikada se ne ostavlja otvorenim, jer snažno povećanje magnetskog toka u magnetskom krugu ne samo da može dovesti do njegovog uništenja, već i izazvati EMF koji je opasan za osoblje na sekundarnom namotu. Da bi se provelo sigurno mjerenje, sekundarni namot okida se s otpornikom poznatog nazivnog napona, čiji će napon biti proporcionalan izmjerenoj struji.

Za mjerenje transformatora karakteristične su dvije pogreške: kutni i koeficijent transformacije. Prvo je povezano s odstupanjem faznog kuta primarnog i sekundarnog namota od 180 °, što dovodi do netočnih očitanja vatmetara.Što se tiče pogreške povezane s koeficijentom transformacije, ovo odstupanje prikazuje razred točnosti: 0,2, 0,5, 1, itd., Kao postotak nominalne vrijednosti.