Какво е амперметър, видове, устройство и принцип на работа

За определяне на стойността на тока в електрическа верига се използват специални устройства - амперметри. Амперметърът е свързан последователно към изследваната верига и поради изключително малкото вътрешно съпротивление, това измервателно устройство не прави значителни промени в електрическите параметри на веригата.

Скалата на инструмента е градуирана в ампери, килоампери, милиампери или микроампери. За да се разшири обхватът на измерване, амперметърът може да бъде свързан към веригата чрез трансформатор или успоредно на шунта, когато има само малка част измерен ток преминава през устройството, а токът на основната верига тече през шунта.

Днес съществуват два особено популярни типа амперметри - механични амперметри - магнитоелектрични и електродинамични, и електронни - линейни и трансформаторни.

В класически магнитоелектричен амперметър със стрелка и градуирана скала определена част от измерения ток преминава през подвижната намотка на устройството, обратно пропорционална на съпротивлението на намотката, свързана паралелно с калибриран шунт с ниско съпротивление.

Токът (пряк или ректифициран), преминаващ през намотката, води до завой на магнитоелектричната амперметрична стрелка, а ъгълът на стрелката е пропорционален на измерения ток.

Токът през намотката на амперметъра създава въртящ момент върху него поради взаимодействието на собственото му магнитно поле с магнитното поле на неподвижен неподвижен постоянен магнит. И тъй като стрелката е свързана към рамката на бобината, тя се накланя към съответния ъгъл и показва текущата стойност в скалата.

Електродинамичният амперметър е подреден по малко по-сложен начин. Тя има две намотки - едната е неподвижна, а втората - подвижна. Намотките са свързани помежду си последователно или паралелно. Когато токовете преминават през намотките, техните магнитни полета взаимодействат, в резултат на това подвижната намотка, към която е свързана стрелката, се отклонява под ъгъл, пропорционален на величината на измерения ток.

В устройства, предназначени за измерване на значителни токове, основният ток винаги преминава през шунт с ниско съпротивление, а намотката, свързана със стрелката, поема само малка част от тока, действайки като проводящ клон от основния път на тока. Съотношенията на токовете през измервателната рамка и през шунта обикновено се приемат като: 1 до 1000, 1 до 100 или 1 до 10.

Често за измерване на значителни токове или при работа с вериги с високо напрежение се използва включване на амперметър чрез измервателен токов трансформатор. В този случай в вторичната намотка се измерва ток, пропорционален на тока в първичната намотка, а скалата се градуира според тока, измерен в първичната намотка. Вторичната намотка на токоизмервателния трансформатор винаги се завърта от резистор, в противен случай индуцираната върху него емф може да бъде опасно висока.

Когато измервателен токов трансформатор е свързан към верига с високо напрежение, корпусът на амперметъра и вторичната верига на измервателния трансформатор трябва да бъдат заземени, за да се предпазят от повреда на изолацията.

Вижте също по тази тема: Характеристики на свързване на амперметри в DC и AC вериги

Въз основа на токови трансформатори или Датчици на Хол Тип амперметър "текуща скоба". Използването на датчик на Хол ви позволява да измервате постоянен ток, а токови трансформатори - за измерване на променлив ток.

Текущи трансформаторни клещи - за измерване на променлив ток, - по-лесно за производство и те са по-евтини.Разглобяемата магнитна сърцевина е сърцевината на токов трансформатор, върху която е навита вторична намотка, завъртяна от резистор. Първичната намотка е жицата, която се затяга наоколо със скоби, за да измерва тока в нея.

Електронната верига се изчислява в съответствие със закона на Ом, въз основа на напрежението върху резистора на шунта и коефициента на трансформация, тока в изследваната верига.

UNI-T UTM 1202A Скоба за измерване:

клещи на базата на сензор на Хол (за измерване на постоянен ток) използвайте ефекта на Хол, когато магнитното поле, създадено от постоянен ток, води до появата на пропорционална ЕЛП на Хол в сензорната верига.

Предимството на токовите скоби със сензор на Хол е, че те имат висока скорост и ви позволяват да проследявате краткотрайни ударни токове.

Накрая в прости цифрови мултиметри с функция за измерване на ток се прилага линейна измервателна верига с шунт. Няма движеща се рамка със стрелка, вместо това електрониката измерва спада на напрежението през шунта на известно съпротивление, сравнява го с референтна стойност и изчислява текущата стойност. Резултатът от текущото измерване се показва на цифров дисплей.