การเชื่อมต่อของแอมป์มิเตอร์และโวลต์มิเตอร์ในเครือข่ายปัจจุบันโดยตรงและสลับ

กระแสตรง ไม่เปลี่ยนทิศทางในเวลา ตัวอย่างคือแบตเตอรี่ในไฟฉายหรือวิทยุแบตเตอรี่ในรถยนต์ เรามักจะรู้ว่าความอัปยศในเชิงบวกของแหล่งพลังงานอยู่ที่ไหนและมันอยู่ที่ไหนในแง่ลบ

กระแสสลับ เป็นกระแสที่เปลี่ยนทิศทางของการเคลื่อนไหวด้วยระยะเวลาหนึ่ง กระแสไฟฟ้าในเต้าเสียบของเราเมื่อเราเชื่อมต่อโหลดเข้ากับมัน ไม่มีขั้วบวกและขั้วลบ แต่จะเป็นเฟสและศูนย์เท่านั้น แรงดันไฟฟ้าที่ศูนย์มีความเป็นไปได้ที่จะเกิดขึ้น ศักยภาพที่เฟสเอาท์พุทเปลี่ยนจากบวกเป็นลบด้วยความถี่ 50 Hz ซึ่งหมายความว่ากระแสภายใต้โหลดจะเปลี่ยนทิศทาง 50 ครั้งต่อวินาที

ในช่วงระยะเวลาหนึ่งของความผันผวนกระแสเพิ่มขึ้นจากศูนย์ถึงสูงสุดจากนั้นลดลงและผ่านศูนย์และจากนั้นกระบวนการย้อนกลับจะเกิดขึ้น แต่มีสัญญาณที่แตกต่างกัน

การรับและส่งสัญญาณ AC ง่ายกว่าโดยตรงมาก: ลดการสูญเสียพลังงานด้วยความช่วยเหลือของหม้อแปลงเราสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับได้อย่างง่ายดาย

เมื่อส่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่จะต้องใช้กระแสไฟฟ้าน้อยสำหรับกำลังงานเดียวกัน วิธีนี้ทำให้สามารถโต้แย้งได้ง่ายขึ้น ในหม้อแปลงเชื่อมจะใช้กระบวนการย้อนกลับซึ่งจะลดแรงดันเพื่อเพิ่มกระแสเชื่อม

การวัดกระแสไฟฟ้าตรง

ไปในวงจรไฟฟ้า วัดกระแสไฟฟ้าจำเป็นต้องเปิดแอมมิเตอร์หรือมิลลิแอมป์มิเตอร์ตามซีรีย์ด้วยตัวรับพลังงาน ยิ่งไปกว่านั้นเพื่อที่จะไม่รวมอิทธิพลของอุปกรณ์วัดที่มีต่อการทำงานของผู้บริโภค แอมมิเตอร์ จะต้องมีความต้านทานภายในที่น้อยมากเพื่อให้สามารถนำมาใช้ในทางปฏิบัติเท่ากับศูนย์เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่ลดลงในอุปกรณ์นั้นอาจถูกละเลย

การรวมแอมป์มิเตอร์ในวงจรจะเป็นแบบอนุกรมเสมอกับโหลด หากคุณเชื่อมต่อแอมป์มิเตอร์แบบขนานกับโหลดขนานกับแหล่งจ่ายไฟแอมป์มิเตอร์ก็จะทำการเบิร์นหรือเบิร์นแหล่งที่มาเนื่องจากกระแสทั้งหมดจะไหลผ่านความต้านทานน้อยของอุปกรณ์วัด

ปัด

ขีด จำกัด ของการวัดแอมป์มิเตอร์สำหรับการวัดในวงจร DC นั้นสามารถขยายได้โดยการเชื่อมต่อแอมป์มิเตอร์ไม่ได้โดยตรงกับขดลวดการวัดในซีรีย์กับโหลด แต่โดยการเชื่อมต่อคอยล์การวัดของแอมป์มิเตอร์ขนานกับ shunt

ดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่วัดได้จะมีเพียงส่วนเล็ก ๆ เท่านั้นที่จะผ่านขดลวดของอุปกรณ์ได้ส่วนหลักที่จะไหลผ่านช่องเชื่อมต่อเป็นอนุกรม นั่นคืออุปกรณ์จะทำการวัดแรงดันตกคร่อมตามความต้านทานที่ทราบและกระแสจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้านี้

ในทางปฏิบัติแอมมิเตอร์จะทำงานเป็นมิลลิโวลต์มิเตอร์ อย่างไรก็ตามเนื่องจากขนาดของอุปกรณ์จบการศึกษาเป็นแอมแปร์ผู้ใช้จะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับขนาดของกระแสไฟฟ้าที่วัดได้ ค่าสัมประสิทธิ์บายพาสมักจะถูกเลือกให้เป็นทวีคูณของ 10

Shunts ที่ออกแบบมาสำหรับกระแสสูงถึง 50 แอมแปร์ติดตั้งโดยตรงในตัวเรือนอุปกรณ์และการสับสำหรับการวัดกระแสสูงจะทำจากระยะไกลจากนั้นอุปกรณ์จะเชื่อมต่อกับโพรบ สำหรับเครื่องมือที่ออกแบบมาสำหรับการทำงานต่อเนื่องพร้อมกับเครื่องชั่งน้ำหนักเครื่องชั่งจะถูกให้คะแนนในค่าเฉพาะปัจจุบันโดยคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งและผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องคำนวณอะไรอีกต่อไป

หากแบ่งเป็นภายนอกแล้วในกรณีของ shunt ปรับเทียบกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดนั้นจะระบุไว้ที่: 45 mV, 75 mV, 100 mV, 150 mVสำหรับการวัดในปัจจุบัน shunt ถูกเลือกเพื่อให้ลูกศรเบี่ยงเบนสูงสุด - ทั้งสเกลนั่นคือแรงดันเล็กน้อยของ shunt และอุปกรณ์การวัดควรจะเหมือนกัน

หากเรากำลังพูดถึงการปัดแต่ละตัวสำหรับอุปกรณ์เฉพาะแน่นอนว่าทุกอย่างนั้นง่ายกว่า ตามระดับความแม่นยำแบ่งเป็น: 0.02, 0.05, 0.1, 0.2 และ 0.5 - นี่คือข้อผิดพลาดที่อนุญาตในเศษส่วนของร้อยละ

Shunts ทำจากโลหะที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำของความต้านทานและมีความต้านทานอย่างมีนัยสำคัญ: constantan, นิกเกิล, manganin ดังนั้นเมื่อกระแสไหลผ่าน shunt ความร้อนมันจะไม่ส่งผลกระทบต่อการอ่านของอุปกรณ์ เพื่อลดปัจจัยอุณหภูมิในระหว่างการวัดตัวต้านทานเพิ่มเติมจากวัสดุชนิดเดียวกันรวมอยู่ในชุดที่มีขดลวดของแอมมิเตอร์

การวัดแรงดัน DC

ที่ วัดแรงดันคงที่ ระหว่างจุดสองจุดของวงจรขนานกับวงจรระหว่างจุดสองจุดเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์ โวลต์มิเตอร์จะเปิดเสมอขนานกับตัวรับสัญญาณหรือแหล่งที่มา และเพื่อให้โวลต์มิเตอร์ที่เชื่อมต่อไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของวงจรไม่ก่อให้เกิดแรงดันไฟฟ้าลดลงไม่ทำให้เกิดการสูญเสียจะต้องมีความต้านทานภายในสูงเพียงพอเพื่อให้สามารถละเลยกระแสไฟฟ้าผ่านโวลต์มิเตอร์

ตัวต้านทานเพิ่มเติม

และเพื่อขยายช่วงการวัดของโวลต์มิเตอร์ตัวต้านทานเพิ่มเติมจะถูกเชื่อมต่อเป็นอนุกรมด้วยการทำงานที่คดเคี้ยวเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่วัดได้เพียงส่วนเดียวเท่านั้นที่ตรงกับขดลวดที่วัดได้ของอุปกรณ์ตามสัดส่วนของความต้านทาน และด้วยค่าความต้านทานของตัวต้านทานเพิ่มเติมที่ทราบค่าแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ทั้งหมดในวงจรนี้จะถูกกำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าที่คงที่ นี่คือการทำงานของโวลต์มิเตอร์แบบคลาสสิคทั้งหมด

ค่าสัมประสิทธิ์ที่เกิดจากการเพิ่มตัวต้านทานเพิ่มเติมจะแสดงจำนวนแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้มากกว่าแรงดันที่เกิดจากขดลวดการวัดของอุปกรณ์ นั่นคือข้อ จำกัด การวัดของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับค่าของตัวต้านทานเพิ่มเติม

ตัวต้านทานเพิ่มเติมถูกสร้างไว้ในอุปกรณ์ เพื่อลดอิทธิพลของอุณหภูมิโดยรอบต่อการวัดตัวต้านทานเพิ่มเติมทำจากวัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำของความต้านทาน เนื่องจากความต้านทานของตัวต้านทานเพิ่มเติมมีค่ามากกว่าความต้านทานของอุปกรณ์หลายเท่าความต้านทานของกลไกการวัดของอุปกรณ์จึงไม่ขึ้นกับอุณหภูมิ คลาสความแม่นยำของตัวต้านทานเพิ่มเติมจะแสดงในลักษณะเดียวกันกับคลาสความแม่นยำของการสับ - ในส่วนที่เป็นเปอร์เซ็นต์จะแสดงค่าความผิดพลาด

เพื่อขยายช่วงการวัดของโวลต์มิเตอร์เพิ่มเติมจะใช้ตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า สิ่งนี้ทำเพื่อที่ว่าเมื่อการวัดแรงดันไฟฟ้าบนอุปกรณ์นั้นสอดคล้องกับค่าที่ระบุของอุปกรณ์นั่นคือมันจะไม่เกินขีด จำกัด ในระดับของมัน ปัจจัยการหารของตัวแบ่งแรงดันคืออัตราส่วนของแรงดันอินพุตของตัวแบ่งกับเอาท์พุท, แรงดันที่วัดได้ ค่าสัมประสิทธิ์การหารนั้นมีค่าเท่ากับ 10, 100, 500 หรือมากกว่านั้นขึ้นอยู่กับความสามารถของโวลต์มิเตอร์ที่ใช้ ตัวแบ่งไม่แนะนำข้อผิดพลาดขนาดใหญ่ถ้าความต้านทานของโวลต์มิเตอร์ยังสูงและความต้านทานภายในของแหล่งที่มามีขนาดเล็ก

การวัด AC

ในการวัดพารามิเตอร์ AC อย่างถูกต้องด้วยเครื่องมือวัดหม้อแปลงจะต้อง หม้อแปลงตรวจวัดที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจวัดยังช่วยให้พนักงานมีความปลอดภัยเนื่องจากหม้อแปลงสามารถแยกกัลวานิกออกจากวงจรไฟฟ้าแรงสูงได้ โดยทั่วไปข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัยห้ามการเชื่อมต่อของเครื่องใช้ไฟฟ้าโดยไม่มีหม้อแปลงดังกล่าว

การใช้การวัดหม้อแปลงช่วยให้คุณสามารถขยายขีด จำกัด ของการวัดอุปกรณ์นั่นคือมันเป็นไปได้ที่จะวัดแรงดันและกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่โดยใช้อุปกรณ์แรงดันต่ำและกระแสต่ำ ดังนั้นการวัดหม้อแปลงมีสองประเภท: หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าและหม้อแปลงกระแส

หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า

หม้อแปลงแรงดันใช้สำหรับวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ นี่คือหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์พร้อมขดลวดสองเส้นขดลวดปฐมภูมิซึ่งเชื่อมต่อกับจุดสองจุดของวงจรซึ่งคุณจำเป็นต้องวัดแรงดันไฟฟ้าและขดลวดทุติยภูมิ - ตรงไปยังโวลต์มิเตอร์ การวัดหม้อแปลงในแผนภาพแสดงให้เห็นว่าเป็นหม้อแปลงทั่วไป

หม้อแปลงที่ไม่มีขดลวดทุติยภูมิจะทำงานในโหมดไม่ได้ใช้งานและเมื่อเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์ความต้านทานสูงหม้อแปลงจะยังคงอยู่ในโหมดนี้ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้จึงสามารถพิจารณาสัดส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับขดลวดปฐมภูมิ ในขดลวดทุติยภูมิและหลัก

ด้วยวิธีนี้สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าสูงในขณะที่แรงดันไฟฟ้าที่ปลอดภัยขนาดเล็กถูกนำไปใช้กับอุปกรณ์ มันจะยังคงทวีคูณแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ด้วยค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงของหม้อแปลงวัดแรงดันไฟฟ้า

โวลต์มิเตอร์เหล่านั้นที่ถูกออกแบบมาเพื่อทำงานกับหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้านั้นมีสเกลที่สำเร็จการศึกษาโดยคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงจากนั้นในระดับที่ไม่มีการคำนวณเพิ่มเติมคุณสามารถเห็นค่าของแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงได้ทันที

เพื่อเพิ่มความปลอดภัยเมื่อทำงานกับอุปกรณ์ในกรณีที่เกิดความเสียหายต่อฉนวนของหม้อแปลงวัดหนึ่งในขั้วต่อของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงและโครงนั้นติดตั้งสายดินก่อน

การวัดหม้อแปลงปัจจุบัน

การวัดหม้อแปลงปัจจุบันใช้สำหรับเชื่อมต่อแอมป์มิเตอร์กับวงจร AC เหล่านี้เป็นหม้อแปลงแบบทวีคูณ ขดลวดปฐมภูมินั้นเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจรที่วัดได้และขดลวดทุติยภูมิกับแอมมิเตอร์ ความต้านทานในวงจรแอมป์มิเตอร์มีขนาดเล็กและปรากฎว่าหม้อแปลงกระแสทำงานเกือบจะอยู่ในโหมดลัดวงจรในขณะที่สามารถสันนิษฐานได้ว่ากระแสในขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิมีความสัมพันธ์กันเป็นจำนวนรอบในขดลวดทุติยภูมิและขดลวดปฐมภูมิ

ด้วยการเลือกอัตราส่วนการเลี้ยวที่เหมาะสมจะสามารถวัดกระแสที่สำคัญได้ในขณะที่กระแสที่มีขนาดเล็กพอจะไหลผ่านอุปกรณ์ได้ตลอดเวลา มันจะยังคงทวีคูณกระแสที่วัดได้ในขดลวดทุติยภูมิโดยค่าสัมประสิทธิ์การแปลง แอมป์มิเตอร์ที่ออกแบบมาสำหรับการทำงานอย่างต่อเนื่องร่วมกับหม้อแปลงกระแสมีการสำเร็จการศึกษาของเครื่องชั่งโดยคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงและค่าของกระแสไฟฟ้าที่วัดได้นั้นสามารถอ่านได้อย่างง่ายดายโดยไม่ต้องทำการคำนวณ เพื่อเพิ่มความปลอดภัยของบุคลากรหนึ่งในขั้วต่อของขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงกระแสที่วัดได้และเฟรมนั้นจะต่อลงดินก่อน

ในแอปพลิเคชั่นหลาย ๆ ตัวบุชชิ่งหม้อแปลงกระแสมีความสะดวกซึ่งวงจรแม่เหล็กและขดลวดทุติยภูมิจะถูกแยกและตั้งอยู่ภายในบูชผ่านหน้าต่างซึ่งบัสทองแดงที่มีกระแสไฟฟ้าที่วัดได้ผ่าน

ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงดังกล่าวจะไม่เปิดทิ้งไว้เนื่องจากการเพิ่มฟลักซ์แม่เหล็กในวงจรแม่เหล็กไม่เพียงทำให้เกิดการทำลายเท่านั้น แต่ยังทำให้เกิด EMF ซึ่งเป็นอันตรายต่อบุคลากรในขดลวดทุติยภูมิ เพื่อที่จะทำการวัดอย่างปลอดภัยขดลวดทุติยภูมิจะถูกแบ่งด้วยตัวต้านทานที่ทราบค่าพิกัดแรงดันไฟฟ้าซึ่งจะเป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าที่วัดได้

ข้อผิดพลาดสองประเภทคือลักษณะของการวัดหม้อแปลง: ค่าสัมประสิทธิ์เชิงมุมและการแปลงรูป ครั้งแรกที่เกี่ยวข้องกับการเบี่ยงเบนของมุมเฟสของขดลวดหลักและรองจาก 180 °ซึ่งนำไปสู่การอ่านที่ไม่ถูกต้องของวัตต์สำหรับข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับสัมประสิทธิ์การแปลงค่าเบี่ยงเบนนี้แสดงระดับความแม่นยำ: 0.2, 0.5, 1, ฯลฯ เป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าที่ระบุ