Propojení ampérmetru a voltmetru v síti s přímým a střídavým proudem

Stejnosměrný proud nemění směr v čase. Příkladem je baterie v baterce nebo v rádiu, baterie v autě. Vždy víme, kde je pozitivní stigma zdroje energie a kde je negativní.

Střídavý proud Je proud, který mění směr pohybu s určitou periodicitou. Takový proud teče v naší zásuvce, když k němu připojíme zátěž. Neexistuje žádný pozitivní a negativní pól, ale pouze fáze a nula. Napětí na nule je blízko potenciálu k potenciálu země. Potenciál na fázovém výstupu se mění z pozitivního na negativní s frekvencí 50 Hz, což znamená, že proud při zatížení mění svůj směr 50krát za sekundu.

Během jedné periody oscilace se proud zvýší z nuly na maximum, pak klesá a prochází nulou a poté dochází ke zpětnému procesu, ale s jiným znaménkem.

Příjem a přenos střídavého proudu je mnohem jednodušší než přímý: menší ztráty energie Pomocí transformátorů můžeme snadno změnit střídavé napětí.

Při přenosu velkého napětí je pro stejný výkon vyžadován menší proud. To umožňuje jemnější argument. U svařovacích transformátorů se používá reverzní proces - snižují napětí a zvyšují svařovací proud.

Měření stejnosměrného proudu

Do elektrického obvodu změřit proud, je nutné zapnout ampérmetr nebo miliametr v sérii s přijímačem energie. Kromě toho, aby se vyloučil vliv měřicího zařízení na provoz spotřebitele, ampérmetr musí mít velmi malý vnitřní odpor, aby mohl být prakticky považován za rovný nule, takže pokles napětí napříč zařízením mohl být jednoduše zanedbán.

Zahrnutí ampérmetru do obvodu je vždy v sérii se zátěží. Pokud připojíte ampérmetr paralelně k zátěži, paralelně se zdrojem energie, pak ampérmetr jednoduše vypálí nebo vypálí zdroj, protože veškerý proud protéká skrovným odporem měřicího zařízení.

Shunt

Meze měření ampérmetrů určených pro měření ve stejnosměrných obvodech jsou rozšiřitelné připojením ampérmetru ne přímo k měřící cívce v sérii se zátěží, ale připojením měřící cívky ampérmetru paralelně k bočníku.

Takže jen malá část měřeného proudu bude vždy procházet cívkou zařízení, jejíž hlavní část bude protékat zkratem zapojeným do série. To znamená, že zařízení skutečně měří úbytek napětí při zkratu známého odporu a proud bude přímo úměrný tomuto napětí.

V praxi bude ampérmetr fungovat jako milivoltmetr. Nicméně, protože měřítko zařízení je odstupňováno v ampérech, uživatel obdrží informaci o velikosti měřeného proudu. Koeficient obtoku se obvykle volí jako násobek 10.

Bočníky určené pro proudy do 50 ampérů jsou namontovány přímo v pouzdrech přístroje a boky pro měření vysokých proudů jsou vzdáleny a pak je zařízení připojeno k boku sondy. U přístrojů určených pro nepřetržitý provoz s bočníkem jsou stupnice okamžitě odstupňovány podle měrných proudových hodnot s přihlédnutím k koeficientu bočníku a uživatel již nemusí nic počítat.

Pokud je zkrat externího, pak v případě kalibrovaného bočníku je na něm uveden jmenovitý proud a jmenovité napětí: 45 mV, 75 mV, 100 mV, 150 mV.Pro proudová měření je takový bočník vybrán tak, aby se šipka maximálně lišila od celé stupnice, to znamená, že jmenovité napětí boku a měřícího zařízení by mělo být stejné.

Pokud mluvíme o individuálním zkratu pro konkrétní zařízení, pak je vše samozřejmě jednodušší. Podle tříd přesnosti se shunty dělí na: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 a 0,5 - jedná se o přípustnou chybu v procentech.

Bočníky jsou vyrobeny z kovů s nízkým teplotním koeficientem odporu a se značným odporem: konstantan, nikl, manganin, takže když proud protékající zkratovým proudem zahřeje, nebude to mít vliv na odečty zařízení. Pro snížení teplotního faktoru během měření je do cívky ampérmetru zařazen další odpor z materiálu stejného druhu.

Měření stejnosměrného napětí

Do změřte konstantní napětí mezi dvěma body obvodu, rovnoběžně s obvodem, mezi těmito dvěma body, připojte voltmetr. Voltmetr je vždy zapnut paralelně s přijímačem nebo zdrojem. A tak, aby připojený voltmetr neovlivňoval činnost obvodu, nezpůsoboval pokles napětí, nezpůsoboval ztráty, musí mít dostatečně vysoký vnitřní odpor, aby bylo možné zanedbat proud voltmetrem.

Další odpor

Aby se rozšířil měřicí rozsah voltmetru, je s jeho pracovním vinutím sériově připojen další odpor, takže pouze část měřeného napětí klesá přímo na měřící vinutí zařízení, úměrně jeho odporu. A se známou hodnotou odporu přídavného odporu je celkové měřené napětí působící v tomto obvodu snadno určeno napětím zaznamenaným na tomto obvodu. Takto fungují všechny klasické voltmetry.

Koeficient vyplývající z přidání přídavného odporu ukáže, kolikrát je naměřené napětí větší než napětí připadající na měřicí cívku zařízení. To znamená, že měřící limity zařízení závisí na hodnotě přídavného rezistoru.

V zařízení je zabudován další odpor. Aby se snížil vliv okolní teploty na měření, je další rezistor vyroben z materiálu s nízkým teplotním koeficientem odporu. Protože odpor přídavného rezistoru je mnohonásobně větší než odpor zařízení, odpor měřicího mechanismu zařízení nezávisí na teplotě. Třídy přesnosti přídavných odporů jsou vyjádřeny stejným způsobem jako třídy přesnosti posunů - v procentech zlomků je uvedena hodnota chyby.

Pro další rozšíření měřicího rozsahu voltmetrů se používají děliče napětí. To se provádí tak, že při měření napětí na zařízení odpovídá jmenovité hodnotě zařízení, to znamená, že by nepřekročilo mez na jeho stupnici. Dělící faktor děliče napětí je poměr vstupního napětí děliče k výstupu, měřeného napětí. Rozdělovací koeficient je roven 10, 100, 500 nebo více, v závislosti na schopnostech použitého voltmetru. Dělič nezavádí velkou chybu, pokud je také vysoký odpor voltmetru a vnitřní odpor zdroje je malý.

AC měření

K přesnému měření AC parametrů přístroje je nutný měřící transformátor. Měřicí transformátor používaný pro účely měření také poskytuje bezpečnost personálu, protože transformátor dosahuje galvanického oddělení od vysokonapěťového obvodu. Bezpečnostní opatření obecně zakazují připojení elektrických spotřebičů bez takových transformátorů.

Použití měřících transformátorů vám umožňuje rozšířit meze měření zařízení, to znamená, že je možné měřit velká napětí a proudy pomocí nízkonapěťových a slaboproudých zařízení. Měřicí transformátory jsou tedy dvou typů: napěťové transformátory a transformátory proudu.

Napěťový transformátor

K měření střídavého napětí se používá transformátor napětí. Jedná se o sestupný transformátor se dvěma vinutími, jehož primární vinutí je připojeno ke dvěma bodům obvodu, mezi nimiž musíte změřit napětí, a sekundární - přímo k voltmetru. Měřicí transformátory jsou v diagramech znázorněny jako běžné transformátory.

Transformátor bez zatíženého sekundárního vinutí pracuje v klidovém režimu, a když je připojen voltmetr, jehož odpor je vysoký, zůstává transformátor prakticky v tomto režimu, a proto lze měřené napětí považovat za úměrné napětí aplikovanému na primární vinutí, přičemž se vezme v úvahu transformační koeficient rovný poměru počtu otáček v sekundárním a primárním vinutí.

Tímto způsobem lze měřit vysoké napětí, zatímco na zařízení je aplikováno malé bezpečné napětí. Zbývá znásobit naměřené napětí transformačním koeficientem transformátoru pro měření napětí.

Ty voltmetry, které byly původně navrženy pro práci s napěťovými transformátory, mají stupnice stupnice s přihlédnutím k transformačnímu koeficientu, pak je hodnota změněného napětí na stupnici okamžitě viditelná bez dalších výpočtů.

Za účelem zvýšení bezpečnosti při práci se zařízením je v případě poškození izolace měřicího transformátoru nejprve uzemněna jedna ze svorek sekundárního vinutí transformátoru a jeho rámu.

Měření proudových transformátorů

Měřicí transformátory proudu se používají k připojení ampérmetrů k střídavým obvodům. Jedná se o stupňovité transformátory s dvojitým vinutím. Primární vinutí je sériově připojeno k měřenému obvodu a sekundární k ampérmetru. Odpor v obvodu ampérmetru je malý a ukazuje se, že proudový transformátor pracuje téměř v režimu zkratu, přičemž lze předpokládat, že proudy v primárním a sekundárním vinutí se vzájemně vztahují jako počet závitů v sekundárním a primárním vinutí.

Výběrem vhodného poměru otáček lze měřit významné proudy, zatímco proudy, které jsou dostatečně malé, vždy protékají zařízením. Zbývá znásobit proud měřený v sekundárním vinutí transformačním koeficientem. Tyto ampérmetry, které jsou určeny pro nepřetržitý provoz společně s proudovými transformátory, mají stupnice stupnice s ohledem na transformační koeficient a hodnotu měřeného proudu lze snadno odečíst z měřítka zařízení bez výpočtů. Aby se zvýšila bezpečnost osob, je nejprve uzemněna jedna ze svorek sekundárního vinutí transformátoru měřícího proudu a jeho rám.

V mnoha aplikacích jsou vhodné měřící proudové transformátory pouzdra, ve kterých jsou magnetický obvod a sekundární vinutí izolovány a umístěny uvnitř pouzdra, skrze které prochází měděná sběrnice s měřeným proudem.

Sekundární vinutí takového transformátoru není nikdy ponecháno otevřené, protože silné zvýšení magnetického toku v magnetickém obvodu může nejen vést k jeho destrukci, ale také vyvolat EMF, který je nebezpečný pro personál sekundárního vinutí. Za účelem provedení bezpečného měření je sekundární vinutí posunuto odporem o známé jmenovité hodnotě, napětí, při kterém bude úměrné měřenému proudu.

Měřicí transformátory jsou charakteristické dvěma typy chyb: úhlový a transformační koeficient. První je spojen s odchylkou fázového úhlu primárního a sekundárního vinutí od 180 °, což vede k nepřesným odečtům wattmetrů.Pokud jde o chybu spojenou s transformačním koeficientem, tato odchylka ukazuje třídu přesnosti: 0,2, 0,5, 1 atd. Jako procento jmenovité hodnoty.