Как правильно подключить амперметр в цепь электрического тока

Подключение амперметра в цепи постоянного и переменного тока

Всем нам известно, что амперметр – это прибор для измерения тока, который измеряется в Амперах. Меряет амперы – значит, амперметр.

Но, для того, чтобы замерить ток, необходимо амперметр правильно подключить в цепь. Будь то цепь постоянного или переменного тока. Ведь неправильное включение прибора может привести к выходу его из строя.

Амперметр подключается к электрической цепи последовательно

То есть у нас есть провод, по нему течет электрический ток от источника этого самого тока к потребителю, которым может выступать электрический прибор.

Чтобы измерить ток амперметром, нам необходимо обесточить (отключить) источник питания. Затем необходимо разорвать цепь – в прямом и переносном смысле. Грубо говоря, разрезать провод.

Теперь у нас получится два провода. Берем амперметр, подключаем к прибору две половины разрезанного провода. Нужно учесть тот факт, что ток, протекающий в цепи должен быть меньше максимально измеряемого тока прибора. Максимально измеряемый ток прибора должен быть написан на самом приборе или в документации к нему.

Максимальный ток в цепи можно рассчитать, зная напряжение, нагрузку и сечение провода. Провода должны быть изолированы (покрыты изоляцией), а на концах зачищены.

После того, как провода подключены и надежно закреплены в амперметре, можно включать питание и прибор покажет величину тока в цепи, который и пройдет через амперметр.

Но так никто не делает, потому что разрезанные провода до добра не доводят.

У амперметра малое внутреннее сопротивление, это сделано для того, чтобы оно минимально влияло на величину измеряемого тока. При подключении амперметра в цепь переменного тока не имеет значения, куда подключать прибор.

При подключении амперметра в цепь постоянного тока, если стрелка будет отклоняться в другую сторону, или же будет показывать ноль – следует поменять полярность, поменять провода местами.

Подключение амперметра через шунт

Если ток в цепи окажется больше, чем ток прибора, то можно рассчитать и использовать шунт для измерения тока большей величины. В этом случае цепь разделится на две ветви. У одной будет малое сопротивление амперметра, а у второй большое сопротивление подобранного шунта. Большой ток разделится пропорционально сопротивлениям и по амперметру пройдет малый ток, по шунту – большой. (Более подробно об этом явлении).

Измерение тока амперметром через трансформатор тока или клещи

Бывают случаи, когда надо замерить ток в кабеле, на шине… изолированной шине. Шина – это медная полоса определенного сечения, по которой протекает ток, не автомобильное колесо…

Разрезать кабель или шину бывает накладно, да и бессмысленно. В этом случае можно воспользоваться измерительными клещами или трансформатором тока.

Трансформатор тока имеет две обмотки – высшую и низшую, которые не связаны между собой. Ток приходит на высшую, затем создается ЭДС (более подробно про принцип действия ТТ) и во вторичной обмотке протекает ток, пропорциональный числу витков обмоток. Так вот, если есть необходимость замерить ток, то на кабель вешают «бублик», он же – ТТ. А уже к трансформатору тока присоединяют амперметр. Тут главное правильно быть проинструктированным и не наделать дел. Получается мы снимаем ток амперметром со вторичной обмотки, преобразованный в меньшую сторону и безопасный для измерения и амперметра.

Такой же принцип используется и в измерительных клещах, только и амперметр и ТТ находятся в одном корпусе. Да и плюс ко всему первичная обмотка клещей размыкается одним нажатием кнопки на корпусе и потом замыкается.

Эти два описанных решения гораздо удобнее, чем разрезать провод и садить к амперметру. Главное следить за диапазонами измеряемых приборами и протекаемых в электрических цепях токов.

Мультиметры позволяют измерять постоянный ток до 10 Ампер. Но их часто палят, так как неправильно подключают концы на прибор, не учитывают величину тока в проводах… Но это в основном молодые люди. Часто для «починки» такой неисправности необходимо просто заменить предохранитель в приборе.

Ну, и в конце хотелось бы еще раз повторить основную мысль всего повествования:

Подключение амперметра и вольтметра в сети постоянного и переменного тока

Постоянный ток не меняет направления во времени. Примером может служить батарейка в фонарике или радиоприемнике, аккумулятор в автомобиле. Мы всегда знаем, где положительная клейма источника питания, а где отрицательная.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения. Такой ток протекает в нашей розетке, когда мы к ней подключаем нагрузку. Тут нет положительного и отрицательного полюса, а есть только фаза и ноль. Напряжение на нуле близко по потенциалу с потенциалом земли. Потенциал же на фазовом выводе меняется с положительного до отрицательного с частотой 50 Гц, го есть ток под нагрузкой будет менять свое направление 50 раз в секунду.

В течение одного периода колебания величина тока повышается от нуля до максимума, затем уменьшается и проходит через ноль, а потом совершается обратный процесс, но уже с другим знаком.

Получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного: меньше потерь энергии, С помощью трансформаторов мы можем легко менять напряжение переменного тока.

При передаче большого напряжения требуется меньший ток для той же мощности. Это позволяет использовать более тонкие довода. В сварочных трансформаторах используется обратный процесс — понижают напряжение для повышения сварочного тока.

Измерение постоянного тока

Чтобы в электрической цепи измерить ток, необходимо последовательно с приемником электроэнергии включить амперметр или миллиамперметр. При этом, чтобы исключить влияние измерительного прибора на работу потребителя, амперметр должен обладать очень малым внутренним сопротивлением, чтобы практически его можно было бы принять равным нулю, чтобы падением напряжения на приборе можно было бы просто пренебречь.

Включение амперметра в цепь — всегда последовательно с нагрузкой. Если подключить амперметр параллельно нагрузке, параллельно источнику питания, то амперметр просто сгорит или сгорит источник, поскольку весь ток потечет через мизерное сопротивление измерительного прибора.

Шунт

Шунт — цепь, включаемая параллельно данной цепи или прибору. Шунты применяются для расширения пределов измерений амперметров, т. к. в шунте ответвляется часть тока, текущего в цепи, тем большая, чем меньше сопротивление шунта.

Пределы измерения амперметров, предназначенных для проведения измерений в цепях постоянного тока, расширяемы, путем подключения амперметра не напрямую измерительной катушкой последовательно нагрузке, а путем подключения измерительной катушки амперметра параллельно шунту.

Так через катушку прибора пройдет всегда лишь малая часть измеряемого тока, основная часть которого потечет через шунт, включенный в цепь последовательно. То есть прибор фактически измерит падение напряжения на шунте известного сопротивления, и ток будет прямо пропорционален этому напряжению.

Практически амперметр сработает в роли милливольтметра. Тем не менее, поскольку шкала прибора градуирована в амперах, пользователь получит информацию о величине измеряемого тока. Коэффициент шунтирования выбирают обычно кратным 10.

Шунты, рассчитанные на токи до 50 ампер монтируют непосредственно в корпуса приборов, а шунты для измерения больших токов делают выносными, и тогда прибор соединяют с шунтом щупами. У приборов, предназначенных для постоянной работы с шунтом, шкалы сразу градуированы в конкретных значениях тока с учетом коэффициента шунтирования, и пользователю уже не нужно ничего вычислять.

Если шунт наружный, то в случае с калиброванным шунтом — на нем указывается номинальный ток и номинальное напряжение: 45 мВ, 75 мВ, 100 мВ, 150 мВ. Для текущих измерений выбирают такой шунт, чтобы стрелка отклонялась бы максимум – на всю шкалу, то есть номинальные напряжения шунта и измерительного прибора должны быть одинаковыми.

Если речь идет об индивидуальном шунте для конкретного прибора, то все, конечно, проще. По классам точности шунты делятся на: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5 — это допустимая погрешность в долях процента.

Шунты изготавливают из металлов с малым температурным коэффициентом сопротивления, и обладающих значительным удельным сопротивлением: константан, никелин, манганин, – чтобы когда протекающий через шунт ток нагревает его, это не отражалось бы на показаниях прибора. Еще для снижения температурного фактора при измерениях, последовательно с катушкой амперметра включают добавочный резистор из материла такого же рода.

Измерение постоянного напряжения

Чтобы измерить постоянное напряжение между двумя точками цепи, параллельно цепи, между этими двумя точками, подключают вольтметр. Вольтметр включается всегда параллельно приемнику или источнику. А чтобы подключенный вольтметр не оказывал влияния на работу цепи, не вызывал бы снижения напряжения, не вызывал потерь, – он должен обладать достаточно высоким внутренним сопротивлением, чтобы током через вольтметр можно было бы пренебречь.

Добавочный резистор

И чтобы расширить пределы измерения вольтметра, последовательно с его рабочей обмоткой включается добавочный резистор, чтобы только часть измеряемого напряжения приходилась бы непосредственно на измерительную обмотку прибора, пропорционально ее сопротивлению. А при известном значении сопротивления добавочного резистора, по зафиксированному на нем напряжению легко определяется полное измеряемое напряжение, действующее в данной цепи. Так работают все классические вольтметры.

Коэффициент, появляющийся в результате добавления добавочного резистора, покажет, во сколько раз измеряемое напряжение больше напряжения, приходящегося на измерительную катушку прибора. То есть пределы измерения прибора зависят от величины добавочного резистора.

Добавочный резистор встраивается в прибор. Для снижения влияния температуры окружающей среды на измерения, добавочный резистор изготавливают из материала обладающего малым температурным коэффициентом сопротивления. Поскольку сопротивление добавочного резистора во много раз больше сопротивления прибора, то и сопротивление измерительного механизма прибора в итоге не зависит от температуры. Классы точности добавочных резисторов выражаются аналогично классам точности шунтов — в долях процентов обозначают величину погрешности.

Чтобы еще больше расширить пределы измерения вольтметров, применяют делители напряжения. Это делается для того, чтобы при измерении на прибор приходилось напряжение, соответствующее номиналу прибора, то есть не превышало бы предел на его шкале. Коэффициентом деления делителя напряжения называется отношение входного напряжения делителя к выходному, измеряемому напряжению. Коэффициент деления берут равным 10, 100, 500 и более, в зависимости от возможностей применяемого вольтметра. Делитель не вносит большой погрешности, если сопротивление вольтметра также высоко, а внутреннее сопротивление источника мало.

Измерение переменного тока

Чтобы точно измерить прибором параметры переменного тока, необходим измерительный трансформатор. Измерительный трансформатор, применяемый в целях измерений, к тому же дает персоналу безопасность, поскольку благодаря трансформатору достигается гальваническая развязка от цепи высокого напряжения. Вообще, техника безопасности запрещает подключать электроизмерительные приборы без таких трансформаторов.

Применение измерительных трансформаторов позволяет расширить пределы измерения приборов, то есть появляется возможность измерять большие напряжения и токи при помощи низковольтных и слаботочных приборов. Так, измерительные трансформаторы бывают двух типов: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Измерительный трансформатор напряжения

Чтобы измерить переменное напряжение применяют трансформатор напряжения. Это понижающий трансформатор с двумя обмотками, первичная обмотка которого присоединяется к двум точкам цепи, между которыми нужно измерить напряжение, а вторичная — непосредственно к вольтметру. Измерительные трансформаторы на схемах изображают как обычные трансформаторы.

Трансформатор без нагруженной вторичной обмотки работает в режиме холостого хода, и при подключенном вольтметре, сопротивление которого велико, трансформатор остается практически в этом режиме, и поэтому можно считать измеренное напряжение пропорциональным напряжению, приложенному к первичной обмотке, с учетом коэффициента трансформации, равного соотношению количеств витков во вторичной и первичной его обмотках.

Таким образом можно измерять высокое напряжение, при этом на прибор будет подаваться небольшое безопасное напряжение. Останется умножить измеренное напряжение на коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения.

Те вольтметры, которые изначально предназначены для работы с трансформаторами напряжения, имеют градуировку шкалы с учетом коэффициента трансформации, тогда по шкале без дополнительных вычислений сразу видно значение измененного напряжения.

В целях повышения безопасности при работе с прибором, на случай повреждения изоляции измерительного трансформатора, один из выводов вторичной обмотки трансформатора и его каркас сначала заземляются.

Измерительные трансформаторы тока

Для подключения амперметров к цепям переменного тока служат измерительные трансформаторы тока. Это двухобмоточные повышающие трансформаторы. Первичная обмотка включается последовательно в измеряемую цепь, а вторичная — к амперметру. Сопротивление в цепи амперметра мало, и получается, что трансформатор тока работает практически в режиме короткого замыкания, при этом можно считать, что токи в первичной и вторичной обмотках относятся друг к другу как количества витков во вторичной и первичной обмотках.

Подобрав подходящее соотношение витков, можно измерять значительные токи, при этом через прибор всегда будут протекать токи достаточно малые. Останется умножить измеренный во вторичной обмотке ток на коэффициент трансформации. Те амперметры, которые предназначены для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, имеют градуировку шкал с учетом коэффициента трансформации, и по шкале прибора без вычислений можно легко считать значение измеряемого тока. С целью повышения безопасности персонала, один из выводов вторичной обмотки измерительного трансформатора тока и его каркас сначала заземляются.

Во многих применениях удобны проходные измерительные трансформаторы тока, у которых магнитопровод и вторичная обмотка изолированы и расположены внутри проходного корпуса, через окно которого проходит медная шина с измеряемым током.

Вторичная обмотка такого трансформатора никогда не оставляется разомкнутой, ибо сильное увеличение магнитного потока в магнитопроводе может не только привести к его разрушению, но и навести на вторичной обмотке опасную для персонала ЭДС. Чтобы провести безопасное измерение, вторичную обмотку шунтируют резистором известного номинала, напряжение на котором будет пропорционально измеряемому току.

Для измерительных трансформаторов характерны погрешности двух видов: угловая и коэффициента трансформации. Первая связана с отклонением угла сдвига фаз первичной и вторичной обмоток от 180°, что приводит к неточным показаниям ваттметров. Что касается погрешности связанной с коэффициентом трансформации, то это отклонение показывает класс точности: 0,2, 0,5, 1 и т. д. – в процентах от номинального значения.

Как подключить амперметр?

Амперметр – прибор, дополняющий вольтметр. Используется там, где нет возможности установить полноценный ваттметр либо воспользоваться мультиметром. Его назначение – облегчить обслуживание и ремонт электроустановок, находящихся под постоянной нагрузкой, вовремя выявить готовящиеся поломки и принять скорейшие меры к их устранению. Например, амперметр позволяет оценить состояние аккумулятора в автомобиле и спрогнозировать, когда потребуется замена изношенной аккумуляторной батареи на новую.

Устройство

У стрелочных амперметров основа прибора – простейший электромагнитный (или иного типа) гальванометр или электроизмерительная головка.

Электромагнитный амперметр

Сам по себе гальванометр работает как нечто среднее между милливольтметром и микроамперметром. Включать его в цепь без нагрузки и балластных сопротивлений нельзя – обмотка катушек не рассчитана на значительную силу тока, что нужна силовым электроустановкам и потребителям, подключённым к ним: с большой долей вероятности его обмотка сгорит. Аналоговый гальванометр устроен следующим образом. В поле постоянных магнитов вращается катушка, по которой в момент подключения прибора начинает идти ток. Вырабатывая собственное магнитное поле, катушка поворачивается на определённый угол – пропорционально пропускаемому через неё току. А поворачиваться её заставляет вращательный момент, образующийся при взаимодействии поля постоянного магнита и поля катушки.

Вместе с катушкой поворачивается и стрелка, жёстко закреплённая на ней. Вся эта конструкция закреплена на неподвижной оси, расположенной в центре магнитного зазора. Плоская пружина, прикреплённая одним концом к жёсткой основе (каркасу) прибора, а другой – к оси со стрелкой, при выключении гальванометра из электрической цепи заставляет стрелку вернуться в исходное положение.

Помимо возвращающей пружины, на противовесе стрелки находится балансир – металлическая нить из мягкого и достаточно эластичного металла (например, платины), уравновешивающая стрелку и не дающая её концу задевать за шкалу – алюминиевую пластину с проградуированными делениями, закреплённую в качестве плоской рамки на лицевой части внутренностей гальванометра. В ряде случаев, чтобы не тратить дорогую платину, на противовес стрелки напаивается капля какого-нибудь легкоплавкого сплава (точно в миллиграммах или в сотнях микрограммов). Если балансир порвётся – результаты измерений будут неточными и прерывистыми либо вообще никакими. Правила обращения с гальванометрическим амперметром строго-настрого запрещают его бросать, подвергать жёсткой вибрации и сильным ударам – измерительные головки ломаются очень легко.

Наконец, стрелочный амперметр обладает плоским винтом, немного сдвигающим пружину стрелки в обе стороны. Благодаря повороту этого винта стрелка может находиться не строго на нуле шкалы, а в околонулевой точке. На сколько делений будет нарушен ноль – на столько же амперметр и «приврёт», сняв показание измеряемого тока. Завод-изготовитель после опробования гальванометра самостоятельно калибрует ноль – по шкале. Пользователь сам подстроит точность нуля на глаз с помощью плоской отвёртки – когда обнаружит, что стрелочный ноль сбился и не совпадает со шкальным.

Подпорки из проволоки с резиновыми прокладками, находящиеся по концам шкалы, удерживают стрелку на околонулевой и максимальной позиции, когда гальванометр «зашкаливает» или подключён «задом наперёд». Они не дают пружине перекрутиться, а концу стрелки – биться о края визуального измерительного поля, если измеряемый параметр по невнимательности пользователя окажется в разы больше, чем реальный, который способен отобразить сам прибор.

Магнитоэлектрический

Удерживает постоянный ток малых значений. Измерительная головка – магнитоэлектрическая система со шкалой, содержащей определённую градуировку.

Как правильно подключить амперметр

Без электричества нельзя представить жизнь современного человека. Оно обогревает дома, дает свет, движет машины, заставляет работать компьютеры и смартфоны. Невозможно назвать сферу жизни, где можно обойтись без электричества.

Основными физическими величинами, характеризующими электрический ток, являются его напряжение и сила. Их показатели можно измерить с помощью специальных приборов. Напряжение — с помощью вольтметра, силу тока — амперметра. В статье пойдет речь о том, что такое амперметр, каково его устройство, как осуществляется подключение к сети и для чего это нужно.

Применение амперметров

Без амперметров не обойтись там, где занимаются выработкой и распределением электроэнергии. Они нужны на промышленных предприятиях, где работает большое количество станков и машин, потребляющих электричество. Замеры необходимы при возведении жилых комплексов, чтобы быть уверенными в том, что сети смогут выдержать расчетную нагрузку. Силу тока измеряют:

  • в электролабораториях;
  • на аккумуляторных производствах;
  • при создании точных приборов;
  • в автомобильной промышленности;
  • при строительстве энергетических объектов;
  • в сельском хозяйстве;
  • при установке электрооборудования на концертах и шоу, и так далее, и тому подобное.

Находят свое применение амперметры и в быту. У многих людей, имеющих минимальные навыки электрика, в хозяйстве найдется этот прибор, позволяющий измерить силу тока, выдаваемого автомобильным аккумулятором или домашней электросетью при подключении того или иного устройства. Это позволяет понять, является ли безопасным для проводки подключение электробытовых приборов с повышенным потреблением тока.

Принцип работы амперметра

Работа традиционного прибора основана на принципе возникающего взаимодействия между полями постоянного магнита и обмоткой катушки, через которую пропускается электрический ток. Во время подачи тока через обмотку, появляется электромагнитный импульс, вызывающий вихревые токи, заставляющие катушку вращаться относительно неподвижно закрепленного магнита.

Соединенная с рамкой, стрелка начинает отклоняться на величину, пропорциональную силе воздействующего тока. Она движется вдоль откалиброванной шкалы с цифровыми значениями. Круговому движению противодействуют пружины. Чем больше сила тока в проводнике в момент измерения, тем сильнее будет отклонение стрелки. Когда момент вращения, возникший под действием движущихся заряженных частиц проводника, уравновешивается силой противодействия пружин, стрелка амперметра замирает, показывая значение тока, проходящего через прибор.

Зачастую необходимо измерить силу тока, которая заведомо выше, чем предел измерений амперметра. В этом случае, в цепь включают резистор, называемый шунтирующим, а саму схему называют шунтом. Параметры шунта рассчитываются заранее и учитываются в производстве приборов. С этим учетом производится настройка магнита и противодействующих пружин. Учитывается и внутреннее сопротивление самого амперметра, которое существенно влияет на показываемые им данные. Ведь устройство подключается к сети последовательно. Подробно о подключении амперметра к сети будет рассказано ниже.

Виды амперметров

От того, каково устройство амперметра и на каких принципах основывается его работа, зависит и точность показаний. В соответствии с общепринятой классификацией, все измерительные приборы подразделяются на:

  • электромагнитные;
  • магнитоэлектрические;
  • термоэлектрические;
  • электродинамические;
  • ферродинамические;
  • цифровые.

Существуют и другие классификации. Но они не так распространены из-за использования приборов измерения в узкопрофильных отраслях. К ним можно отнести модульные амперметры для установки в силовых щитах или компактные, применяемые для контроля заряда автомобильных аккумуляторов.

Электромагнитные амперметры

Отличительной особенностью электромагнитных устройств является отсутствие в них подвижной рамки с обмоткой. Вместо катушки, вращательное движение стрелке придает сердечник, расположенный на оси.

Такие амперметры менее восприимчивы к движению заряженных частиц, поэтому их показания не так точны, в отличие от магнитоэлектрических приборов. Плюсом же является универсальность. Их можно использовать для замеров в цепях и с постоянным, и с переменным током.

Магнитоэлектрические устройства

Магнитоэлектрические амперметры — наиболее характерный пример устройств для измерения силы тока. В принцип их действия заложено взаимодействие магнитных полей наэлектризованной подвижной катушки и постоянного магнита. Преимуществами такой конструкции являются:

  • минимальное потребление энергии;
  • высокая чувствительность;
  • максимальная точность показаний амперметра.

Показания магнитоэлектрических приборов снимаются с равномерно градуированной шкалы с подвижной стрелкой.

Хотя амперметры этого вида получили широкое распространение, особенно в электролабораториях и промышленности, у них есть и ряд минусов. Среди недостатков рассматриваемых устройств выделяют их сложность, обусловленную необходимостью оборудования их движущейся катушкой. Кроме того, замеры таким прибором производятся лишь в электроцепи с постоянным током.

Термоэлектрические приборы

Термоэлектрические устройства, измеряющие силу тока, применяются для измерения в цепях, характеризующихся высокочастотными токами. Работают такие приборы, используя магнитоэлектрический механизм с термопарой. Во время прохождения тока через амперметр, рабочие элементы прибора нагреваются. И чем выше интенсивность движения электронов, тем сильнее нагрев, который и переводится в конкретные показатели амперметра.

Электродинамические амперметры

Электродинамические приспособления, для замера тока в электрических цепях, работают, используя принцип взаимодействия электрических полей, возникающих в магнитных катушках под воздействием проходящего тока. В конструкции таких амперметров предусмотрено наличие сразу двух катушек, одна из которых подвижная, а другая закреплена неподвижно. С положительной стороны можно отметить универсальность, дающую возможность измерять силу, как постоянного, так и переменного тока

Недостатком является чрезмерная восприимчивость к изменению магнитного поля. Это может помешать получить точный результат, если поблизости с прибором будет находиться источник электромагнитных помех. Поэтому электродинамические амперметры защищают специальным экраном.

Ферродинамический измеритель силы тока

Амперметры этого типа характеризуются самыми точными показателями замеров и высокой эффективностью. Для них нет необходимости устанавливать дополнительную защиту, так как ферродинамические амперметры не восприимчивы к электромагнитным полям за пределами устройства. Кроме того, они чрезвычайно точны.

Конструкция включает неподвижную катушку с сердечником и замкнутой ферромагнитной проводкой. Из-за своих технических характеристик, надежности и простоты использования, такие изделия получили наибольшее распространение в оборонной сфере и на военных объектах.

Цифровые амперметры

Цифровые амперметры — это самые современные приборы измерения силы тока. Замеренные показатели выводятся не на шкалу с использованием стрелки, а на дисплей, с помощью световой индикации. Так как показываются конкретные цифры, снимать показания с цифровых устройств более удобно, чем с аналоговых стрелочных приборов измерения. И они отображаются более точно. Кроме этого, такие амперметры спокойно переносят тряску и вибрации. А так как положение дисплея не играет роли в объективности показаний, его можно разместить под любым, удобным для наблюдения, углом.

По этой причине, именно цифровые приборы получили распространение в автомобильной промышленности. Для большей надежности их обеспечивают элементами защиты от попадания внутрь устройства пыли и влаги. Корпуса таких амперметров часто изготавливают противоударными. Кроме механических воздействий, цифровые приборы не реагируют на электромагнитные поля и им не страшны низкие или высокие температуры. Поэтому они могут использоваться как внутри, так и снаружи помещений.

Подключение амперметра

Вот и добрались до основного раздела статьи. При подключении амперметра, пожалуй, может возникнуть лишь один вопрос: параллельно или последовательно подсоединять прибор к тестируемой цепи? Ответ тоже один: ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО. При этом подключение может быть прямым и косвенным.

В случае прямого соединения, амперметр включается в цепь между источником питания и электроприбором. При косвенном подключении включение в цепь происходит с шунтом или через трансформатор. Если шунт увеличивает сопротивление сети, то трансформатор преобразует ток с большими значениями до величин, которые можно измерить амперметром.

К сведению. Существенной разницей между подключением вольтметра и амперметра является то, что вольтметр подключается параллельно. Из-за этого профессионалы говорят, что измеритель напряжения к цепи подключают, а прибор для измерения силы тока в цепь включают.

При подключении амперметра нужно учесть несколько важных моментов:

  • измеряемый в цепи ток не должен превышать максимально допустимого для данного устройства;
  • при включении в цепь обязательно соблюдение полярности.

Во время проведения измерений необходимо обеспечить отсутствие вибраций в месте установки амперметра. Порядок действий при подключении прибора следующий:

  1. Определяются входящий и выходящий контакты, и их полярность. Положительный контакт окрашен в красный цвет, отрицательный в черный. На некоторых моделях может быть еще один контакт, преимущественно зеленого цвета. Это заземление.
  2. В зависимости от того, в цепи с каким током (постоянным или переменным) будут проводиться замеры, переключатель прибора переводится в положение «AC» или «DC». Первые символы обозначают цепь с переменным током, вторые — с постоянным.
  3. В любом месте, между источником питания и устройством-энергопотребителем, производится разрыв одного провода электрической цепи.
  4. Амперметр последовательно включается в цепь.

После того, как движение стрелки, или смена цифр на дисплее, прекратится, снимаются показания силы тока.

Видео по теме

Амперметр: назначение, схемы подключения, типы, характеристики

Определение

Амперметр подключается последовательно, с тем участком электроцепи, где предполагается измерять ток. Так как ток, который он измеряет зависит от сопротивления элементов цепи, то сопротивление амперметра должно быть максимально низким (очень маленьким). Это позволяет уменьшить влияние устройства для измерения тока на измеряемую цепь и повысить их точность.

Шкалу прибора градуируют в мкА, мА, А и кА, и в зависимости от требуемой точности и пределов измерения выбирают подходящий прибор. Увеличение измеряемой силы тока добиваются путем включения в цепь шунтов, трансформаторов тока, магнитных усилителей. Это позволяет увеличить предел измеряемой величины тока.

Схемы подключения амперметра

Рисунок — Схема прямого включения амперметра

Рисунок — Схема косвенного включения амперметра через шунт и трансформатор тока

Сфера применения амперметров

Приборы для измерения тока нашли применение в различных сферах. Их активно используют на крупных предприятиях, связанных с генерацией и распределением электрической, тепловой энергии.

Но не только средние и крупные предприятия используют этот прибор: они востребованы и среди обычных людей. Практически любой опытный автоэлектрик имеет в арсенале подобное устройство, позволяющее проводить замеры показателей электропотребления приборов, узлов автомобилей и пр.

Типы амперметров

Исходя из вида отсчетного устройства амперметры делятся на приборы с:

  • со стрелочным указателем
  • со световым указателем;
  • с пишущим устройством;
  • электронные устройства.

По принципу действия амперметры разделяются

  1. Электромагнитные– предназначены для использования в цепях постоянного, переменного тока. Обычно используются в привычных электроустановках переменного тока с частотой 50 Гц.
  2. Магнитоэлектрические— предназначены для фиксации силы тока малых значений постоянного тока. Они имеют магнитоэлектрическое измерительное устройство и шкалу с проградуированными делениями.
  3. Термоэлектрическиеприборы предназначены для измерения силы тока в цепях высоких частот. В состав таких приборов входят магнитоэлектрический механизм, выполненный в виде проводника, к которому приваривается термопара.

Рассмотрим несколько амперметров разных производителей и разных типов:

Амперметры Ам-2 DigiTOP

  1. Количество входов 1
  2. Измеряемый переменный ток 1 …50 А
  3. Погрешность измерения 1%
  4. Дискретность индикации 0,1 А
  5. напряжение питания -100…-400 В, 50 (+1) Гц Габаритные размеры 90x51x64 мм

Амперметр лабораторный Э537

Данный прибор (амперметр Э537) предназначается для точного измерения силы тока в цепях переменного и постоянного тока.

Класс точности 0,5.

Диапазоны измерения 0,5 / 1 A;

Технические характеристики амперметра Э537

  1. Конечное значение диапазона измерений 0,5 А/1 А
  2. Класс точности 0,5
  3. Область нормальных частот (Гц) 45 — 100 Гц
  4. Область рабочих частот (Гц) 100 — 1500 Гц
  5. Габаритные размеры 140 х 195 х 105 мм

Амперметр СА3020

Цифровое устройство амперметр базовой модели выпускается в нескольких типовых модификациях в зависимости от базового значения параметров замеряемого тока. При заказе данной модели цифрового амперметра, требуется заявить, с каким базовым параметром силы тока Вам придётся работать: 1 А, 2 А или 5 А.

Базовые параметры замеряемого тока, Iн-1 Ампер (СА3020-1), 2 Ампер (СА3020-2) или 5 Ампер (СА3020-5);

  1. Границы замеряемых токов от 0,01 Iн до 1,5 Iн;
  2. Диапазон частот по замеряемым токам от 45 до 850 Герц;
  3. Границы базовой допускаемой существующей погрешности ±0,2% к оптимальному значению параметров замеряемой силы тока;
  4. Напряжение по питанию — сеть переменного тока напряжением (85-260) Вольт и частотой (47-65) Герц или постоянное напряжение (120 — 300) Вольт;
  5. Потребляемая устройством мощность не больше чем 4 ВА;
  6. Размерные габариты 144x72x190 мм;
  7. Масса не больше чем 0,55 кг;
  8. Мощность, потребляемая измерительной цепью амперметров серии 3020, не превышает: для СА3020-1 – 0,12 ВA; для СА3020-2 – 0,25 ВA; для СА3020-5 – 0,6 ВA.

Как подключить амперметр

Если подключенный удлинитель перегревается, или быстро разряжается аккумуляторная батарея, уточнение силы тока в соответствующей цепи поможет выявить источник проблем. Для успешного решения этих и других задач нужен подходящий измерительный прибор. В этой публикации рассказано о том, как подключить амперметр правильно, выполнить необходимые операции в безопасном режиме.

Что такое амперметр, его виды

Как показано на рисунке, прибор включают последовательно в цепь, по которой идет электрический ток. Чтобы минимизировать влияние на реальные физические процессы, необходимо уменьшить внутреннее сопротивление амперметра. Для снятия показаний пригодится крупная шкала. При выборе подходящего оборудования также учитывают следующие факторы:

  • цифровой индикатор упрощает процесс измерений;
  • работать с малыми и сильными токами проще с применением разделения на несколько диапазонов;
  • при неблагоприятных внешних условиях (влажность, вибрации) следует учитывать соответствующую защищенность прибора.

Магнитоэлектрические

Измерительный блок приборов данной категории состоит из двух основных компонентов. Между полюсами постоянного магнита размещают индукционную катушку. При прохождении через обмотки тока она поворачивается. Присоединив стрелку и шкалу, фиксируют эти движения для получения результатов измерений. Встроенными пружинами ограничивают амплитуду отклонений, возвращают движущиеся компоненты в исходное положение. Встроенным поводком регулируют натяжение. Грузиками компенсируют силу тяжести.

На двух схемах цифрой 1 обозначен источник поля, которое поворачивает катушку (3), жестко закрепленную на центральной оси. Устройство начинает функционировать, когда по цепи проходит ток. Спиральная пружина (4) корректирует движения. В первом варианте установлен ограничитель (2), предотвращающий повреждение стрелки.

Преимуществами такого инженерного решения являются:

  • высокая точность;
  • хорошая чувствительность;
  • отсутствие дополнительных источников питания;
  • демократичная стоимость.

На заметку. Главный недостаток – механические части. Сложность конструкции подразумевает ухудшение надежности. Следует помнить о негативном влиянии ударов и других внешних воздействий. Такой прибор подходит для измерения постоянного тока.

Электромагнитные

Вряд ли обычному пользователю придется ремонтировать сложные устройства. Поэтому далее подробно рассмотрены выбор и подключение амперметра. Электромагнитные приборы универсальны. Они подходят для измерения постоянного и переменного тока. Чувствительность в данном случае несколько ниже, по сравнению с предыдущим примером. Однако в некоторых ситуациях ее вполне достаточно.

Термоэлектрические

Приборы этой категории выполняют измерения по косвенной методике. С помощью термопары или аналогичного устройства происходит преобразование переменного тока в постоянный. Его значение контролируют включением в дополнительную цепь магнитоэлектрического или другого амперметра. В контактном исполнении обеспечивается повышенная чувствительность. Чтобы исключить гальваническую связь, датчик помещают в слой из нейтрального материала (стекла, полимера).

Электродинамические

В этом варианте устанавливают рядом две катушки. Через одну, подсоединенную к индикаторному устройству, пропускают ток. Вторая – фиксируется неподвижно. Такая схема отличается повышенной чувствительностью. Даже слабые магнитные поля оказывают на движущийся элемент достаточно сильные воздействия. Чтобы получить точные измерения, максимально удаляют прибор от источников помех, применяют экранировку.

Ферродинамические

Особенным элементом устройства является проводник с ферритовыми свойствами. Высокая напряженность поля в рабочей зоне существенно уменьшает внешние паразитные воздействия. Такие приборы даже без специальной экранировки можно подключать в цепь около силовых линий электропередач.

Чем амперметр отличается от вольтметра

Главные особенности понятны из специфических названий. На первой картинке показано, как подключается амперметр (последовательно). Это необходимо для пропускания тока и соответствующего измерения его величины. Подсоединение вольтметра делают параллельно. В таком варианте прибор будет показывать разницу потенциалов между двумя точками, напряжение на определенном резисторе или другом элементе электрической схемы.

Как определить цену деления амперметра

Разнообразие приборов создает естественные затруднения в ходе проведения измерений. Следующий пример поможет разобраться с методикой правильного определения значений на стрелочном индикаторе. В любом случае начинают с буквенного обозначения на циферблате:

  • «А» – это амперы, пересчет не нужен;
  • «mA» – миллиамперы, итоговое значение вычисляют умножением на 0,001.

Этим прибором измеряют силу тока до 4 ампер включительно. Перевод значений не нужен, потому что есть отметка «А». Чтобы узнать цену одного деления, вычитают из большего меньшее значение соседних цифр. Далее делят на количество пустых промежутков между рисками.

Справка. «РИСКА – линия (штрих), нанесённая … на шкалу измерительного прибора». Большая политехническая энциклопедия под редакцией Рязанцева, вып. 2011 г.

В приведенном примере:

В описании к прибору можно найти допустимую производителем погрешность. Эту величину, как правило, указывают в процентах.

Как работают амперметр и вольтметр

Рассмотренные выше конструкции пригодны для создания одного и другого прибора. Разница – не только в схеме подключения. Отличаются разметка и сопротивление индукционной катушки. Встроенным резистором ограничивают силу тока/ мощность в амперметре/ вольтметре, соответственно.

В первом варианте он выполняет функции шунта. Параллельное подсоединение с минимальным электрическим сопротивлением обеспечивает прохождение большей части тока именно по этой цепи. Этим защищают индуктивный элемент от повреждений.

Во втором – подбирают сопротивление, во много раз превосходящее соответствующий показатель катушки. Другой особенностью является выбор материала резистора с минимальным изменением рабочих параметров при росте (уменьшении) температуры.

Как подключают амперметр в электрическую цепь

Подсоединить прибор в разрыв цепи несложно. Для безопасности эту процедуру выполняют после отключения источника питания. Предварительно надо убедиться, что максимальный ток не превышает возможности амперметра. Данные шкалы дублированы в сопроводительной технической документации.

После подачи питающего напряжения снимают показания. Следует дождаться прекращения колебаний стрелки. Если она перемещается в обратную сторону, меняют полярность подключения. При чрезмерно большом токе используют дополнительное шунтирование.

Как подобрать шунт для амперметра

Для расчета параметров дополнительной цепи применяют формулу Rш=Rвн*Iпр/(Iвх-Iпр), где:

  • Rш – сопротивление шунта;
  • Rвн – внутреннее сопротивление амперметра (приведено в техпаспорте);
  • Iпр – максимальный ток, на который рассчитан прибор;
  • Iвх – входной ток (источника) до разветвления цепи.

Измерение значений постоянного тока

Для работ с такими цепями выбирают «классический» магнитоэлектрический или другой подходящий прибор. Проверяют совместимость по максимуму токов. При необходимости пользуются схемой с параллельным шунтом. В цепях с переменными электрическими параметрами подобный амперметр не пригодится, так как будут наблюдаться колебания стрелки около нулевой отметки. Сильная амплитуда сигнала способна вызвать механическое повреждение.

Измерение значений переменного тока

Впрочем, если дополнить магнитоэлектрический измеритель выпрямителем, можно получить нужный результат. Это дополнение внесет определенные погрешности, поэтому лучше пользоваться фабричным изделием. Схема подключения амперметра такого типа не отличается от рассмотренных выше вариантов.

Следует помнить! На точность измерений оказывает влияние форма входного сигнала.

Бесконтактный способ измерения тока

Без особой необходимости вряд ли нужно нарушать целостность качественных кабелей. Иногда невозможно отключить питающее напряжение. При работе с мощными силовыми линиями пригодятся дополнительные меры безопасности. Во всех перечисленных ситуациях измерить ток можно с применением специализированных приборов.

Кольцевая часть инструмента после замыкания образует катушку индукции. Встроенный цифровой прибор регистрирует наведенные токи.

Для чего контролировать ток заряда в аккумуляторе

Применение измерительного прибора можно рассмотреть на примере типовой технологической операции. Обслуживаемый автомобильный аккумулятор заражают по специальной методике. Устанавливают и поддерживают величину тока на уровне 10% от указанной в паспортных данных емкости. Это предотвращает чрезмерно активное выделение взрывоопасных газов. Продолжительность процедуры (24 часа и более) подразумевает необходимость дополнения прибора средствами автоматического отключения.

С помощью приведенных сведений можно самостоятельно выбрать подходящий прибор, выполнить измерения, собрать схему шунтирования. На стадии предварительной подготовки следует уточнить предполагаемый рабочий диапазон, условия эксплуатации. При покупке рекомендуется изучить официальные инструкции производителя.

Видео

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий