Ampermetro ir voltmetro jungimas nuolatinės ir kintamos srovės tinkle

Nuolatinė srovė nekeičia krypties laike. Pavyzdys yra akumuliatorius žibintuvėlyje arba radijas, akumuliatorius automobilyje. Mes visada žinome, kur yra teigiama energijos šaltinio stigma, o kur - neigiama.

Kintamoji srovė Ar srovė keičia tam tikru periodiškumu judėjimo kryptį. Tokia srovė teka mūsų išleidimo angoje, kai prie jos prijungiame krovinį. Nėra jokio teigiamo ir neigiamo poliaus, o tik fazė ir nulis. Įtampa esant nuliui yra artima žemės potencialui. Fazinės išėjimo potencialas kinta iš teigiamo į neigiamą 50 Hz dažniu, tai reiškia, kad veikiama apkrova pakeis savo kryptį 50 kartų per sekundę.

Per vieną svyravimo periodą srovė padidėja nuo nulio iki maksimumo, tada sumažėja ir praeina per nulį, o tada vyksta atvirkštinis procesas, bet su kitokiu ženklu.

Kintamos srovės priėmimas ir perdavimas yra daug lengvesnis nei tiesioginis: mažiau energijos prarandama. Transformatorių pagalba lengvai keičiame kintamąją įtampą.

Perduodant didelę įtampą, tokiai pačiai galiai reikia mažiau srovės. Tai leidžia pateikti subtilesnį argumentą. Suvirinimo transformatoriuose naudojamas atvirkštinis procesas - jie sumažina įtampą, kad padidėtų suvirinimo srovė.

Tiesioginės srovės matavimas

Į elektros grandinę išmatuoti srovę, būtina įjungti ampermetrą arba miliammetrą iš eilės su maitinimo imtuvu. Be to, siekiant atmesti matavimo įtaiso įtaką vartotojo veikimui, ampermetru vidinis pasipriešinimas turi būti labai mažas, kad jį būtų galima praktiškai laikyti lygiu nuliui, kad įtampos kritimą visame įrenginyje būtų galima tiesiog ignoruoti.

Ampermetro įtraukimas į grandinę visada yra nuoseklus su apkrova. Jei ampermetrą prijungsite lygiagrečiai su apkrova, lygiagrečiai su energijos šaltiniu, tada ampermetras tiesiog sudegs arba sudegs šaltinį, nes visa srovė tekės per mažą matavimo prietaiso pasipriešinimą.

Šuntas

Ampermetrų, suprojektuotų matuoti nuolatinės srovės grandinėse, matavimo ribos išplečiamos, jungiant ampermetrą ne tiesiogiai prie matavimo ritės nuosekliai su apkrova, bet sujungiant ampermetro matavimo ritę lygiagrečiai su šuntu.

Taigi tik nedidelė išmatuotos srovės dalis visada praeis per prietaiso ritę, kurios pagrindinė dalis tekės per nuosekliai sujungtą šuntą. Tai yra, prietaisas iš tikrųjų išmatuos įtampos kritimą žinomo pasipriešinimo šuntame, o srovė bus tiesiogiai proporcinga šiai įtampai.

Praktiškai ampermetras veiks kaip milivoltmetras. Nepaisant to, kadangi prietaiso skalė yra išreikšta amperais, vartotojas gaus informaciją apie išmatuotos srovės dydį. Apėjimo koeficientas paprastai pasirenkamas iš 10.

Šuntai, sukurti srovėms iki 50 amperų, ​​montuojami tiesiai į prietaisų korpusus, o manevrai didelėms srovėms matuoti padaromi nuotoliniu būdu, o tada prietaisas prijungiamas prie šunto zondo. Prietaisams, suprojektuotiems nenutrūkstamam darbui su šuntu, svarstyklės iš karto klasifikuojamos konkrečiomis dabartinėmis vertėmis, atsižvelgiant į šunto koeficientą, ir vartotojui nebereikia nieko skaičiuoti.

Jei šuntas yra išorinis, tada kalibruoto šunto atveju ant jo nurodoma vardinė srovė ir vardinė įtampa: 45 mV, 75 mV, 100 mV, 150 mV.Dabartiniams matavimams šuntą parenka taip, kad rodyklė nukryptų nuo didžiausio - visa skalė, tai yra, šunto ir matavimo įtaiso vardinės įtampos turėtų būti vienoda.

Jei mes kalbame apie individualų tam tikro įrenginio šuntą, tada viskas, žinoma, yra paprastesnė. Pagal tikslumo klases šuntai skirstomi į: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 ir 0,5 - tai yra leistina paklaida, išreikšta procentais.

Šuntai yra pagaminti iš metalų, pasižyminčių žemu temperatūros pasipriešinimo koeficientu ir turinčiais didelę varžą: konstanto, nikelio, manganino, taigi, kai per šuntą tekanti srovė jį sušildytų, tai nepaveiktų prietaiso rodmenų. Norint sumažinti temperatūros koeficientą matuojant, iš eilės į ampermetro ritę įeina papildomas rezistorius iš tos pačios rūšies medžiagos.

Nuolatinės įtampos matavimas

Kam išmatuokite nuolatinę įtampą tarp dviejų grandinės taškų, lygiagrečių grandinei, tarp šių dviejų taškų prijunkite voltmetrą. Voltmetras visada įjungiamas lygiagrečiai imtuvui ar šaltiniui. Ir kad prijungtas voltmetras nepakenktų grandinės veikimui, nesukeltų įtampos sumažėjimo, nesukeltų nuostolių, jis turi turėti pakankamai aukštą vidinį pasipriešinimą, kad būtų galima nepaisyti srovės per voltmetrą.

Papildomas rezistorius

O norint išplėsti voltmetro matavimo diapazoną, prie jo darbinės apvijos nuosekliai sujungiamas papildomas rezistorius, kad tik dalis išmatuotos įtampos patenka tiesiai ant prietaiso matavimo apvijos, proporcingai jo pasipriešinimui. Ir esant žinomai papildomo rezistoriaus varžos vertei, visa išmatuota įtampa, veikianti šioje grandinėje, lengvai nustatoma pagal joje užfiksuotą įtampą. Taip veikia visi klasikiniai voltmetrai.

Koeficientas, gautas pridedant papildomą rezistorių, parodys, kiek kartų išmatuota įtampa yra didesnė už įtaiso matavimo ritės įtampą. Tai yra, prietaiso matavimo ribos priklauso nuo papildomo rezistoriaus vertės.

Įrenginyje įmontuotas papildomas rezistorius. Norint sumažinti aplinkos temperatūros įtaką matavimams, iš medžiagos, pasižyminčios žemos temperatūros varžos koeficientu, pagamintas papildomas rezistorius. Kadangi papildomo rezistoriaus varža yra daug kartų didesnė nei prietaiso varža, prietaiso matavimo mechanizmo varža dėl to nepriklauso nuo temperatūros. Papildomų rezistorių tikslumo klasės išreiškiamos taip pat, kaip ir šuntų tikslumo klasės - trupmenomis procentais nurodoma paklaidos vertė.

Norint dar labiau išplėsti voltmetrų matavimo diapazoną, naudojami įtampos dalikliai. Tai daroma taip, kad matuojant įtampą įrenginyje atitiktų nominalią prietaiso vertę, tai yra, ji neviršytų savo skalės ribos. Skirstomasis įtampos daliklis yra daliklio įvesties įtampos ir išėjimo santykis, išmatuota įtampa. Padalijimo koeficientas yra lygus 10, 100, 500 ar daugiau, atsižvelgiant į naudojamo voltmetro galimybes. Daliklis nekelia didelės klaidos, jei voltmetro varža taip pat yra aukšta, o šaltinio vidinė varža yra maža.

Kintamos srovės matavimas

Norint tiksliai išmatuoti kintamosios srovės parametrus prietaisu, reikalingas matavimo transformatorius. Matavimo transformatorius, naudojamas matavimo tikslais, taip pat suteikia darbuotojams saugumą, nes transformatorius galvaniškai izoliuojamas nuo aukštos įtampos grandinės. Apskritai, saugos priemonės draudžia prijungti elektrinius prietaisus be tokių transformatorių.

Matavimo transformatorių naudojimas leidžia išplėsti prietaisų matavimo ribas, tai yra, tampa įmanoma išmatuoti didelę įtampą ir sroves, naudojant žemos įtampos ir silpnos srovės įtaisus. Taigi, matavimo transformatoriai yra dviejų tipų: įtampos transformatoriai ir srovės transformatoriai.

Įtampos transformatorius

Kintamajai įtampai matuoti naudojamas įtampos transformatorius. Tai yra pereinamasis transformatorius su dviem apvijomis, kurių pirminė apvija yra sujungta su dviem grandinės taškais, tarp kurių reikia išmatuoti įtampą, o antrinė - tiesiai prie voltmetro. Matavimo transformatoriai schemose pavaizduoti kaip paprasti transformatoriai.

Transformatorius be pakrautos antrinės apvijos veikia tuščiosios eigos režimu, o prijungus voltmetrą, kurio pasipriešinimas yra didelis, transformatorius išlieka praktiškai tokiu režimu, todėl išmatuota įtampa gali būti laikoma proporcinga įtampai, veikiančiai pirminėje apvijoje, atsižvelgiant į transformacijos koeficientą, lygų apsisukimų skaičiaus santykiui. jo antrinėje ir pirminėje apvijose.

Tokiu būdu galima išmatuoti aukštą įtampą, o prietaisui - maža saugi įtampa. Lieka padauginti išmatuotą įtampą iš įtampos matavimo transformatoriaus transformacijos koeficiento.

Tie voltmetrai, kurie iš pradžių buvo skirti dirbti su įtampos transformatoriais, turi gradacijos skalę, atsižvelgiant į transformacijos koeficientą, tada skalėje be papildomų skaičiavimų galite iškart pamatyti pakeistos įtampos vertę.

Norint padidinti saugumą dirbant su prietaisu, pažeidus matavimo transformatoriaus izoliaciją, pirmiausia įžeminamas vienas iš transformatoriaus antrinės apvijos gnybtų ir jo rėmas.

Srovės transformatorių matavimas

Norėdami prijungti ampermetrus prie kintamosios srovės grandinių, naudojami matavimo srovės transformatoriai. Tai yra dvigubai apvijos pakopiniai transformatoriai. Pirminė apvija nuosekliai sujungta su išmatuota grandine, o antrinė - prie ampermetro. Atsparumas ampermetro grandinėje yra mažas, ir paaiškėja, kad srovės transformatorius veikia beveik trumpojo jungimo režimu, tuo tarpu galima daryti prielaidą, kad pirminės ir antrinės apvijų srovės yra susijusios viena su kita, kaip posūkių skaičius antrinėje ir pirminėje apvijose.

Pasirinkus tinkamą posūkių santykį, galima išmatuoti reikšmingas sroves, tuo tarpu pakankamai mažos srovės visada tekės per prietaisą. Belieka antrinę apviją išmatuotą srovę padauginti iš transformacijos koeficiento. Tie ampermetrai, kurie yra skirti nepertraukiamam darbui kartu su srovės transformatoriais, turi skalės gradaciją, atsižvelgiant į transformacijos koeficientą, o išmatuotos srovės vertę galima lengvai nuskaityti pagal prietaiso skalę be skaičiavimų. Siekiant padidinti personalo saugą, pirmiausia įžeminamas vienas iš matavimo srovės transformatoriaus antrinės apvijos gnybtų ir jo rėmas.

Daugelyje pritaikymų yra patogūs įvorės srovės transformatoriai, kuriuose magnetinė grandinė ir antrinė apvija yra izoliuoti ir išdėstyti įvorės viduje, pro kurios langą praeina varinė magistralė su išmatuota srove.

Tokio transformatoriaus antrinė apvija niekada nepaliekama atvira, nes stiprus magnetinio srauto padidėjimas magnetinėje grandinėje gali ne tik sunaikinti jį, bet ir sukelti antrinėje apvijoje EML, o tai pavojinga personalui. Norint atlikti saugų matavimą, antrinė apvija yra atjungta su žinomo vardinio varžos rezistoriumi, kurio įtampa bus proporcinga išmatuotai srovei.

Matuojant transformatorius, būdingos dvi klaidų rūšys: kampinis ir transformacijos koeficientas. Pirmasis yra susijęs su pirminės ir antrinės apvijų fazinio kampo nuokrypiu nuo 180 °, dėl kurio netikslūs vatmetrų rodmenys.Kalbant apie paklaidą, susijusią su transformacijos koeficientu, šis nuokrypis rodo tikslumo klasę: 0,2, 0,5, 1 ir tt, išreikštas nominaliosios vertės procentine dalimi.