Схема подключения вольтметра (амперметра) к цепи электротока

А теперь о доработках, которые необходимы, чтоб довести этот «показиметр» до ума. При малом сопротивлении амперметра мала и мощность потерь в нем.

Черный с минусом. А вот автомобильный вольтметр рис. При подключении устройства в сеть постоянного тока на табло показывается полярность подключения. 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. Вольтметр амперметр с алиэкспресс — подключение, калибровка и доработка Измерительные трансформаторы тока Для подключения амперметров к цепям переменного тока служат измерительные трансформаторы тока. Измерительные трансформаторы тока Для подключения амперметров к цепям переменного тока служат измерительные трансформаторы тока. 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.

Также, помимо стандартной схемы, мы будем описывать, как подключить вольтамперметр к зарядному устройству Как подключить вольтамперметр к зарядному устройству — подборка схем Мы выбрали 4 самых распространенных вольтамперметров, которые используют умельцы в своих устройствах. Напряжение от бортовой сети автомобиля через делитель R1-R2-R3 поступает на вход микросхемы D1. Измерение постоянного напряжения Чтобы измерить постоянное напряжение между двумя точками цепи, параллельно цепи, между этими двумя точками, подключают воль class=»aligncenter» width=»960″ height=»720″[/img] Постоянное напряжение Способы измерения постоянного напряжения зависят от его величины: до 1 милливольта — цифровыми и аналоговыми аппаратами со встроенным усилителем; до вольт используют обычные аппараты различных систем; свыше 1 кВ измерения производятся электростатическими приборами, предназначенными для работы в высоковольтных сетях или обычными, включёнными через делитель.

ВОЛЬТМЕТР-АМПЕРМЕТР ТЕСТ, КАЛИБРОВКА, СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ. АЛИЭКСПРЕСС

Схемы включения амперметра и вольтметра.

На рисунках 4.3 и 4.4 приведены схемы включения вольтметра и амперметра через измерительные трансформаторы напряжения (ТН) и тока (ТТ) соответственно.

Рис. 4.3. Измерительный трансформатор напряжения.

Схема включения вольтметра:

?/,, U2_

первичное и вторичное напряжения ТН;
Wv W2
— первичная и вторичная обмотки ТН;
V
— вольтметр

Рис. 4.4.

Измерительный трансформатор тока. Схема включения амперметра:

/р /2 — первичный и вторичный токи ТТ; Wv W2

— первичная и вторичная обмотки ТТ;
А
— амперметр

Для измерения тока в электрических цепях служат амперметры, миллиамперметры и микроамперметры различных систем. Их включают в цепь последовательно, и через них проходит весь ток, протекающий в цепи (рис. 4.4)

Важно, чтобы при различных электрических измерениях амперметр как можно меньше влиял на электрический режим цепи, в которую он включен. Поэтому амперметр должен иметь малое собственное сопротивление по сравнению с сопротивлением цепи

Присоединять амперметр к источнику тока (питания) без нагрузки нельзя, так как по его обмотке в этом случае пройдет большой ток, и она может перегореть. По той же причине нельзя включать амперметр параллельно нагрузке.

Каждый амперметр рассчитан на определенный максимальный ток, при превышении которого амперметр может перегореть. Если амперметром нужно измерить ток, превышающий допустимый для данного амперметра, то параллельно амперметру присоединяют шунт, т.е. расширяют пределы измерения амперметра.

Шунт представляет собой относительно малое, но точно известное сопротивление. Схема включения амперметра с шунтом показана на рис. 4.5, а.

Шунт должен иметь четыре зажима для устранения влияния на сопротивление шунта переходных сопротивлений контактов. Шунты изготовляют из манганина — сплава, у которого температурный коэффициент сопротивления практически равен нулю.

Рис. 4.5.

Схема включения амперметра:

а —

с шунтом;
6
— через трансформатор тока; для схемы
а: 1 —
шунт;
2
— нагрузка;

для схемы б: 1

— измерительный трансформатор тока;
2
— нагрузка

Рис. 4.6. Схема соединения трех амперметров через два трансформатора тока:

Л j и Л2 — начало и конец первичной обмотки трансформатора тока; И, и И2 — начало и конец вторичной обмотки трансформатора тока; Л

— амперметры;
iA, iB, ic —
токи в фазах

Рис. 4.7.

Схема включения вольтметра:

— сопротивление цепи;
V—
вольтметр

На рисунке 4.6 приведена схема соединения трех амперметров через два трансформатора тока.

Как видно из схемы, через первый амперметр проходит ток iA,

через второй —
iB,
следовательно, ток в третьем амперметре, равный сумме двух линейных токов
iA
и
iB,
равен третьему линейному току:
ic= iA
+
iB.
Для измерения напряжения на участке цепи применяют вольтметры. Вольтметр включают параллельно тем точкам цепи (М, N),

напряжение между которыми надо измерить (рис. 4.7).

Вольтметр не должен изменять напряжение на измеряемом участке цепи, по этой причине ток, проходящий через вольтметр, должен быть много меньше, чем ток на измеряемом участке.

Для того чтобы вольтметр не вносил заметных искажений в измеряемое напряжение, его сопротивление должно быть большим по сравнению с сопротивлением участка цепи, на котором измеряется напряжение. Любой вольтметр рассчитан на определенное предельное напряжение, но с помощью подключения последовательно с вольтметром добавочного сопротивления /?доб можно измерять большие напряжения (рис. 4.8, б).

Рис. 4.8.

Схемы включения амперметра и вольтметра в электрическую цепь:

— без расширения пределов измерения;
б —
с расширением пределов измерения;

Яш

— сопротивление шунта; /?доб — добавочное сопротивление

На рисунке 4.9 приведена схема включения ваттметра в однофазную цепь высокого напряжения через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Рис. 4.9.

Схема включения ваттметра в однофазную цепь высокого напряжения через измерительные трансформаторы тока и напряжения:
V—
вольтметр; А — амперметр;
W—
ваттметр

На рисунке 4.10 приведена схема включения амперметров и вольтметров в трехфазную цепь. Как видно из схемы, амперметры включены через измерительные ТТ, а вольтметры —через измерительные ТН. Такие схемы включения измерительных приборов характерны для высоковольтных сетей напряжением 6 (10) кВ и выше.

Рис. 4.10.

Включение амперметров и вольтметров в трехфазную цепь с помощью измерительных трансформаторов тока и напряжения

Амперметр подключается к электрической цепи последовательно

Перевод единиц измерения Крутящего момента. Единицы момента силы, единицы вращательного момента, единицы вертящего момента, единицы вращающего момента. Таблица

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:

Последние статьи

Самое популярное

Измерение тока. Амперметр.

И начнем мы с измерения тока. Прибор, используемый для этих целей, называется амперметр и в цепь он включается последовательно. Рассмотрим небольшой примерчик:

Как видите, здесь источник питания подключен напрямую к резистору. Кроме того, в цепи присутствует амперметр, включенный последовательно с резистором. По закону Ома сила тока в данной цепи должна быть равна:

I = \frac{U}{R} = \frac{12}{100} = 0.12

Получили величину, равную 0.12 А, что в точности совпадает с практическим результатом, который демонстрирует амперметр в цепи

Важным параметром этого прибора является его внутреннее сопротивление r_А

Почему это так важно? Смотрите сами – при отсутствии амперметра ток определяется по закону Ома, как мы и рассчитывали чуть выше. Но при наличии амперметра в цепи ток изменится, поскольку изменится сопротивление, и мы получим следующее значение:

I = \frac{U}{R_1+r_А}

Если бы амперметр был абсолютно идеальным, и его сопротивление равнялось нулю, то он бы не оказал никакого влияния на работу электрической цепи, параметры которой необходимо измерить, но на практике все не совсем так, и сопротивление прибора не равно 0. Конечно, сопротивление амперметра достаточно мало (поскольку производители стремятся максимально его уменьшить), поэтому во многих примерах и задачах им пренебрегают, но не стоит забывать, что оно все-таки и есть и оно ненулевое.

При разговоре об измерении силы тока невозможно не упомянуть о способе, который позволяет расширить пределы, в которых может работать амперметр. Этот метод заключается в том, что параллельно амперметру включается шунт (резистор), имеющий определенное сопротивление:

R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}

В этой формуле n – это коэффициент шунтирования – число, которое показывает во сколько раз будут увеличены пределы, в рамках которых амперметр может производить свои измерения. Возможно это все может показаться не совсем понятным и логичным, поэтому сейчас мы рассмотрим практический пример, который позволит во всем разобраться.

Пусть максимальное значение, которое может измерить амперметр составляет 1 А. А схема, силу тока в которой нам нужно определить имеет следующий вид:

Отличие от предыдущей схемы заключается в том, что напряжение источника питания на этой схеме в 100 раз больше, соответственно, и ток в цепи станет больше и будет равен 12 А. Из-за ограничения на максимальное значение измеряемого тока напрямую использовать наш амперметр мы не сможем. Так вот для таких задач и нужно использовать дополнительный шунт:

В данной задаче нам необходимо измерить ток I. Мы предполагаем, что его значение превысит максимально допустимую величину для используемого амперметра, поэтому добавляем в схему еще один элемент, который будет выполнять роль шунта. Пусть мы хотим увеличить пределы измерения амперметра в 25 раз, это значит, что прибор будет показывать значение, которое в 25 раз меньше, чем величина измеряемого тока. Нам останется только умножить показания прибора на известное нам число и мы получим нужное нам значение. Для реализации нашей задумки мы должны поставить шунт параллельно амперметру, причем сопротивление его должно быть равно значению, которое мы определяем по формуле:

R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}

В данном случае n = 25, но мы проведем все расчеты в общем виде, чтобы показать, что величины могут быть абсолютно любыми, принцип шунтирования будет работать одинаково.

Итак, поскольку напряжения на шунте и на амперметре равны, мы можем записать первое уравнение:

I_А\medspace r_А = I_R\medspace R

Выразим ток шунта через ток амперметра:

I_R = I_А\medspace \frac{r_А}{R}

Измеряемый ток равен:

I = I_R + I_А

Подставим в это уравнение предыдущее выражение для тока шунта:

I = I_А + I_А\medspace \frac{r_А}{R}

Но сопротивление шунта нам также известно (R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}). В итоге мы получаем:

I = I_А\medspace (1 + \frac{r_А\medspace (n\medspace-\medspace 1)}{r_А}\enspace) = I_А\medspace n

Вот мы и получили то, что и хотели. Значение, которое покажет амперметр в данной цепи будет в n раз меньше, чем сила тока, величину которой нам и нужно измерить

С измерениями тока в цепи все понятно, давайте перейдем к следующему вопросу, а именно определению напряжения.

Как включается в цепь амперметр

Теперь подробнее рассмотрим то, как амперметры включаются в электрическую цепь (Рис. 5).

Рис. 5. Включение амперметра в цепь

На рис. 5. изображены две схемы с гальваническими элементами. Короткой палочкой обозначается «-» (отрицательный полюс), а длинной – «+» (положительный полюс). Перечёркнутым кружочком обозначается лампочка накаливания, а ключ, который обозначен наклонной палочкой, в данной цепи замкнут. Кроме того, в цепь включён амперметр (кружочек с буквой А внутри).

Когда мы говорили о том, как включается амперметр, то упоминали, что положительный полюс амперметра (о) подключается к положительному полюсу источника тока.

Важен также тот факт, что амперметр можно располагать и так, как указано на левом рисунке, и так, как указано на правом. То есть, от того, что мы поменяли местами амперметр и лампу накаливания, показания амперметра не изменятся.

Дело в том, что, как мы уже говорили, амперметр включается в цепь таким образом, чтобы весь электрический заряд прошел через этот прибор. Соответственно, на любом участке цепи количество электрических зарядов, прошедших по проводнику, одинаково. Следовательно, можно говорить и о том, что амперметр показывает в обеих цепях одинаковое значение.

Краткие выводы урока: амперметр – прибор для измерения силы тока, который включается в цепь последовательно, т. е. в разрыв цепи. Амперметр показывает значение силы тока. Принцип действия любого амперметра основан на магнитном, электромагнитном действии электрического тока.

В заключение хотелось бы уточнить ещё один немаловажный нюанс: использовать амперметр можно исключительно тогда, когда мы приблизительно знаем значение силы тока. Дело в том, что через амперметр проходит весь заряд, и если этот заряд будет слишком велик, то амперметр просто сгорит.

На следующем уроке мы познакомимся с такой характеристикой тока, как напряжение.

Список литературы

Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. – М.: Мнемозина.
Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» (Источник).
Физика для всех (Источник).

Домашнее задание

П. 38, вопросы 1–3, стр. 89, упр. 15 (1–4), стр. 89–90. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
Ученик утверждает, что амперметр, включённый в цепь перед лампочкой, покажет большую силу тока, чем включённый после неё. Прав ли ученик?
Как определить максимальную силу тока, которую можно измерить с помощью данного амперметра?

Отличия амперметров различных конструкций

Магнитоэлектрическая система
В отличие от предыдущего прибора амперметр переменного тока в своей основе имеет электромагнитную систему. Наиболее часто такие устройства используются в сетях на 50-60 Герц. Устройство амперметра предполагает наличие одного либо двух сердечников, соединенных с стрелочным механизмом. Преимуществом конструкции является универсальность, позволяющая помимо переменного измерять и постоянный ток. Сопротивление амперметра электромагнитного типа выше, чем у других моделей, что отражается в худшую сторону на точность результата. Шкала нелинейная, поэтому показания амперметра считать затруднительно. В некоторых случаях в первой половине шкалы ставится точка, говорящая о невозможности измерить ток в данном диапазоне, сохраняя в норме погрешность.

Электромагнитный измеритель

Для уменьшения воздействия влияния внешних магнитных полей используются амперметры ферродинамического типа. Устройство характеризуется высокой точностью измерений. Это позволяет отказаться от установки в приборе дополнительных защитных экранов. В основе конструкции лежит замкнутый ферримагнитный провод. Стрелки амперметра показывает измеряемую величину на нелинейной шкале. Показания амперметра можно снять с требуемой погрешностью не во всем диапазоне измерений, а лишь начиная со значения, обозначенного точкой.

Ферродинамический высокоточный прибор

Цифровой амперметр

Цифровой измеритель силы тока наиболее удобен в пользовании, так как сразу показывает требуемое значение без необходимости получения данных с помощью стрелок амперметра. Часто он входит в состав мультиметра или электронного вольтамперметра. Наиболее современные приборы имеют возможность автоматически выбирать предел измерений. Прибор не чувствителен к горизонтальному либо вертикальному положению. Точность измерений зависит от дискретизации и алгоритма, заложенного для осуществления снятия показаний.

Мультиметр с функцией цифрового амперметра

АМПЕРМЕТР

АМПЕРМЕТР (от ампер

и греч.
metreo
– измеряю) – прибор для измерения силы постоянного и переменного тока в электрической цепи. Так как показания амперметра зависят от величины тока, протекающего через него, то сопротивление амперметра по сравнению с сопротивлением нагрузки должно быть как можно меньшим. Это необходимо для того, чтобы при подключении апмерметра сила тока в измеряемой нагрузке не изменялась. По конструкции апмерметры подразделяются на
магнитоэлектрические, электромагнитные, термоэлектрические, электродинамические, ферродинамические
и
выпрямительные
.

Магнитоэлектрические амперметры (гальванометры, микроамперметры и миллиамперметры) служат для измерения токов малой величины в цепях постоянного тока. Они состоят из магнитоэлектрического измерительного механизма и шкалы с нанесенными делениями, соответствующими различным значениям измеряемого тока. Для расширения пределов измерения параллельно прибору присоединяется шунт. Измеряемый ток I

и разветвляется на ток шунта
I
ш и ток измерительного прибора
Iпр.
Он равен

и
= I
пр
(r
пр
+ r
ш
/r
ш
) = I
пр
K
,

Где r

пр – сопротивление прибора, Ом;
r
ш – сопротивление шунта, Ом.

При выборе шунта необходимо учитывать мощность, рассеиваемую на нем при прохождении электрического тока. Неправильно рассчитанный шунт будет нагреваться, его сопротивление изменяться, и погрешность измерения силы тока расти. Шунт может помещаться как внутри амперметра (внутренний), так и вне его (наружный).

Магнитоэлектрический амперметр:

а –

схема прибора;
б
– схема подключения шунта

Электромагнитные амперметры предназначены для измерения силы тока в цепях постоянного и переменного тока. Чаще всего используются для измерения силы тока в цепях переменного тока промышленной частоты (50 Гц). Состоят из электромагнитного измерительного механизма, шкала которого проградуирована в единицах силы тока, протекающего по катушке прибора. Для изготовления катушки можно использовать провод большого сечения и, следовательно, измерять ток большой величины (свыше 200 А).

Термоэлектрические амперметры применяются в основном для измерения в цепях переменного тока высокой частоты (до 10(8) Гц). Они состоят из магнитоэлектрического прибора с контактным или бесконтактным термопреобразователем. Последний представляет собой проводник (нагреватель), к которому приварена термопара (она может находиться на некотором расстоянии от нагревателя и не иметь с ним непосредственного контакта). Измеряемый ток, проходя по нагревателю, вызывает его нагрев (за счет активных потерь), который регистрируется термопарой. Возникающая термоэдс воздействует на рамку магнитоэлектрического измерителя тока, и последняя отклоняется на угол, пропорциональный силе тока в цепи.

Электродинамические амперметры служат для измерения силы тока в цепях постоянного и переменного токов промышленной и повышенной (до 200 Гц) частот. Приборы чувствительны к перегрузкам и внешним магнитным полям. Применяются в качестве образцовых приборов для поверки рабочих измерителей силы тока. Состоят из электродинамического измерительного механизма, катушки которого в зависимости от величины максимально измеряемого тока соединены последовательно или параллельно, и шкалы, на которой нанесены значения силы тока. При измерении токов малой силы (миллиамперметры) катушки соединяются последовательно, а большой – параллельно.

Ферродинамические амперметры обладают большим вращающим моментом, прочны и надежны по конструкции, малочувствительны к воздействию внешних магнитных полей. Они состоят из ферродинамического измерительного механизма и применяются главным образом в системах автоматического контроля в качестве самопишущих амперметров.

Выпрямительные амперметры служат для измерения силы тока в цепях переменного тока (частота до 10(5) Гц). Они содержат магнитоэлектрический измеритель силы тока, присоединенный к выпрямительной схеме.

Одна параллельная ветвь с последовательно включенным магнитоэлектрическим измерителем и вентилем пропускает ток в одном направлении, т.е. через измеритель в течение каждого периода проходит одна полуволна переменного тока. Вторая параллельная ветвь с добавочным сопротивлением, включенным последовательно с вентилем, пропускает ток в обратном направлении. Средний (за период) вращающий момент и угол поворота подвижной рамки измерителя зависят от среднего значения силы тока и при синусоидальной его форме пропорциональны действующему значению этого тока.

Схема выпрямительного амперметра

Словарь Бензаря

Схема доработки V-метра

Так родилась эта схема соединения дополнительных электронных компонентов с уже существующими в схеме вольтметра. Отмеченный синим цветом штатный резистор схемы подлежит обязательному удалению. Скажу сразу отличия от других схем приведённых в интернете нашёл, например соединение подстроечного резистора. Всю схему вольтметра перерисовывать не стал (повторять не собираюсь), начертил только ту часть, которая необходима для доработки. То, что питание вольтметра нужно делать отдельным считаю очевидным, всё-таки начало отсчёта в показаниях должно начинаться с нуля. В дальнейшем выяснилось, что питание от батарейки или аккумулятора не подойдет, ибо токопотребление вольтметра при напряжении в 5 вольт составляет 30 мА.

После сборки вольтметра взялся за суть действа. Мудрствовать не буду, просто покажу и расскажу, что с чем соединить, чтобы всё получилось.

Определение потерь электроэнергии в сетях напряжением 10(6) кВ

16.1. Исходными данными для расчета потерь электрической энергии в сети напряжением 10(6) кВ являются:

общее количество активной электроэнергии W

п(кВт-ч), поступившей в распределительную сеть за расчетный период;

количество активной W

A(кВт-ч) и реактивной
W
р(кВАр∙ч) энергии, поступившей в каждую линию напряжением 10(6) кВ за расчетный период;

суточные почасовые графики нагрузки I

(
t
) (А) на шинах ЦП для рабочих суток зимнего максимума и летнего минимума нагрузок, выбранные для контрольных замеров в расчетный период;

сведения о продолжительности отключения линий в течение расчетного периода, ч;

данные о фактической величине расхода электрической энергии за расчетный период (кВт∙ч, %) на передачу ее и распределение.

16.2. Расчет потерь электрической сети 10(6) кВ по программам на ЭВМ выполняется для каждого участка линии, отходящей от шин ЦП до абонента. До внедрения программ расчетов потерь на ЭВМ уровень потерь электрической энергии в электрических сетях может быть определен по нижеприведенным формулам.

16.3. Потери электроэнергии в каждой линии сети определяются по следующей формуле:

()

где ΔW‘

A
—
потери активной энергии в активном сопротивлении линии (ф-2);

ΔW«

A — потери активной энергии в активном сопротивлении линии при передаче реактивной мощности

16.4. Потери активной и реактивной электроэнергии в распределительной линии за расчетный период времени t

(2)

(3)

где K

э — коэффициент эквивалентности сопротивления распределительной линии;

∑,
X
∑
—
активное и реактивное сопротивления распределительной линии, Ом;

t —

расчетный период (за вычетом продолжительности отключения линии), ч;

мин,
I
макс — соответственно минимальное и максимальное значение нагрузки на головном участке линии, взятые из суточных графиков нагрузки, снятые в зимний максимум и летний минимум, приходящихся на период контрольных замеров, А;

β — коэффициент формы графика нагрузки.

16.5. Коэффициент эквивалентности сопротивления позволяет для упрощения расчета заменить разветвленную распределительную линию некоторым эквивалентным сопротивлением, по которому протекает ток головного участка линии, при условии сохранения неизменными потери мощности для определенного момента.

Коэффициент эквивалентности K

эопределяется по графику в зависимости от отношения
R
г.у
R
∑и места сосредоточения мощной нагрузки (номинальной мощности ТП) вдоль распределительной линии (
R
г.у — активное сопротивления головного участка распределительной линии, Ом)

(4)

где r

o — удельное расчетное активное сопротивление 1 км кабеля (провода) головного участка, Ом/км;

г.у— длина кабеля (провода) головного участка от ЦП до места присоединения суммарной нагрузки, км.

Для определения места сосредоточения мощной нагрузки вдоль распределительной линии поступают следующим образом. Количество нагрузок (ТП) распределительной линии делят пополам. По обе стороны предполагаемого сечения определяют суммарную установленную мощность трансформаторов ТП. В зависимости от того, по какую сторону сечения (в начале или в конце линии) суммарная установленная мощности больше, используются кривые 1 и 2 на графике . Если имеется ответвление, то его условно заменяют сосредоточенной нагрузкой и суммарной установленной мощностью в месте присоединения ответвления.

1 — мощная нагрузка сосредоточена в начале линии;

2 — мощная нагрузка сосредоточена в конце или середине линии.

Рис. 1. Зависимость коэффициента эквивалентности сопротивления распределительной линии:

При выполнении расчетов на ЭВМ с использованием программных средств замена разветвленных линий эквивалентной нагрузкой не требуется, расчет потерь на ЭВМ выполняется для каждого участка сети 10(6) кВ.

16.6. Активное и индуктивное сопротивления распределительной линии определяют:

(5)

где r

oi,
х
oi— условное активное и индуктивное сопротивления 1 км кабеля (провода) одного сечения
i
-го участка, Ом∙км;

i — длина
i
-го участка, км;

-число участков распределительной линии.

16.7. Средний ток нагрузки для каждой линии за расчетный период (год) определяется:

(6)

где U

cp— среднее напряжение на шинах ЦП за расчетный период.

При наличии суточных графиков напряжения, снятых на шинах ЦП, можно определить наиболее вероятное (мода распределения U

(М)) значения напряжения ().

16.8. Относительное значение среднего тока нагрузки для каждой линии определяют:

(7)

где I

мин,
I
макс — минимальный и максимальный ток, взятый из суточных графиков замеров нагрузок в период контрольных замеров в расчетный период.

16.9. Из усредненного графика ΔI

ср =
ƒ
(β) по значению Δ
I
ср находится коэффициент формы годового графика нагрузки β рис. 2 []

Рис. 2. Зависимость коэффициента формы графика
ΔIср= ƒ
(
β)
16.10. Для определения потерь электроэнергии для всей сети определяются потери электроэнергии для каждой линии по изатем суммируются:

(8)

гдеm—

число распределительных линий.

Относительные потери электроэнергии в сети 10(6) кВ за расчетный период:

(9)

Добавить ссылку на обсуждение статьи на форуме

РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Измерительная техника >

Теги статьи:

Добавить тег

Ваттметр, вольтметр, амперметр, измеритель коэффициента мощности класса TrueRMS на базе микросхемы ADE7756

Автор: Секретный Кот Опубликовано 16.08.2012 Создано при помощи КотоРед. Участник Конкурса «Поздравь Кота по-человечески 2012!»

Энергосбережение без преувеличения можно считать лейтмотивом нашего времени. Человечество вынуждено экономить, чтобы продлить свою относительно безбедную жизнь на планете. Даже люди, далёкие от технических тонкостей и не стеснённые в средствах, вынуждены применять энергосберегающие решения, иногда сами того не подозревая. Значительную роль в этом играет реклама, красочно расписывающая преимущества новых технологий, оставляя «ненужные подробности» за кадром.

Нужно ли экономить электроэнергию? Вряд ли ответ на этот вопрос вызывает у кого-то сомнения. Но вот как и где это целесообразно сделать, ответит далеко не каждый. Дело в том, что экономия энергии не всегда означает сбережение в денежном выражении. Например, частое включение/выключение света приводит к ускоренному перегоранию ламп, стоимость которых может многократно превысить цену сэкономленного электричества. Или можно отказаться от режима Standby в домашней аппаратуре, отключая её из розетки – потеряв при этом все преимущества дистанционного и таймерного управления, то есть комфорт. Окупит ли сэкономленная сумма эти неудобства? Чтобы получить точное представление о потенциале энергосбережения и экономии средств в том или ином случае, в первую очередь необходимо определить энергоёмкость исследуемого решения. В условиях личного хозяйства это означает, что нужно знать мощность и количество электроэнергии, потребляемые интересующим нас электроприбором. Эта, простая на первый взгляд, задача на практике оборачивается далеко не самым примитивным решением.

Немного теории

Какой ток потребляет 40-ваттная лампочка от сети, напряжение в которой 220 вольт? Стоп-стоп, не торопитесь с ответом. Добавим ещё одно маленькое условие: лампочка эта люминесцентная ;). Ну что, ответ по-прежнему очевиден? А ведь иногда и маститым (с виду) специалистам по электросетям невдомёк, что такая лампа потребляет ток свыше 400 мА, а активную мощность почти 50 Вт! Можно ли выяснить это простыми измерительными средствами? Попробуем разобраться. Как известно из курса электротехники, в случае постоянного тока потребляемая прибором полная (она же активная) мощность равна произведению тока на напряжение: P = U×I Эта формула справедлива и для переменного тока, но с двумя оговорками. Во-первых, в этом случае значения тока и напряжения должны быть среднеквадратичными. А во-вторых, кривые напряжения и тока должны быть синфазными, что наблюдается только в случае активной (резистивной) нагрузки (рис. 1): Чтобы узнать мощность в этом случае, достаточно измерить ток и напряжение сети любым мультиметром, и перемножить полученные числа. Здесь нужно сказать, что в быту не так уж и много нагрузок чисто резистивного характера. Наряду с медленно, но верно отмирающими лампами накаливания можно назвать разве что некоторые отопительные приборы, утюги, электроплиты и чайники. Вот, собственно, и всё! А как же быть в остальных случаях? И тут измерение мощности становится достаточно нетривиальным делом. Полная мощность любого электроприбора по-прежнему равна произведению действующих значений тока и напряжения, но нас уже интересует не она. Так как бытовой электросчётчик измеряет (и соответственно предъявляет к оплате) только потребляемую активную энергию, для нас важна только активная составляющая мощности, зависящая от многих факторов. В случае чисто реактивной нагрузки, когда кривые тока и напряжения сдвинуты во времени относительно друг друга (рис. 2): активная мощность определяется по формуле P = U×I×cosφ где U, I – соответственно действующие значения напряжения и тока, а φ – угол сдвига фаз между соответствующими кривыми. Сложность измерения мощности «подручными средствами» в данном случае заключается в том, что этот угол заранее неизвестен (хотя мы по-прежнему можем узнать U и I при помощи простейшего мультиметра). Вторая сложность состоит в том, что нагрузок с чисто реактивным характером потребления в быту также не очень много. Гораздо чаще встречается так называемый импульсный характер потребления, при котором форма кривой тока не является синусоидальной (классический пример – лампа накаливания, включённая через тиристорный диммер). В этом случае активная мощность также всегда будет меньше произведения действующих значений U и I, причём фазовый сдвиг этих кривых может как присутствовать, так и отсутствовать (рис. 3): В этом случае активную мощность можно рассчитать по формуле P = U×I×λ где λ – общий коэффициент, учитывающий как сдвиг фаз между напряжением и током, так и искаженную форму тока, получивший название коэффициента мощности. Очевидно, что для активной нагрузки λ = 1, а в случае чисто реактивной нагрузки λ = cosφ. Здесь нелишне отметить, что для электроприборов, имеющих характер потребления энергии, показанный на рис. 3, «подручные» средства измерения и вовсе непригодны. Это объясняется тем, что недорогие мультиметры реализуют упрощённый принцип определения действующего значения переменного тока, рассчитанные только на его синусоидальную форму, что приводит к существенным погрешностям. Для корректного измерения необходимо использовать прибор класса TrueRMS, принадлежащий также к соответствующей ценовой категории :(. Кроме этого, нам по-прежнему неизвестен коэффициент λ. Каким же образом измерить мощность электроприбора в общем случае? Одним из способов является применение для этой цели обычного контрольного электросчётчика (рис. 4): Подключив интересующую нас нагрузку через такой счётчик, через определённый период времени мы получим информацию об израсходованной электроэнергии, что позволит рассчитать среднюю потребляемую мощность. Недостатками такого подхода являются невысокая точность, ярко выраженная зависимость времени измерения от мощности нагрузки, невозможность измерения характеристик динамических нагрузок и определения λ.

Основа прибора

Забраковав применение обычного электросчётчика и оставив за скобками возможность приобретения дорогостоящего профессионального ваттметра, рассмотрим возможность построения собственного измерительного прибора. Вначале сформулируем общие требования к нему: • автоматическое измерение активной мощности в широком диапазоне мощностей, например от 0,1 до 1000 Вт; • подсчёт электроэнергии, потреблённой за определённый период времени (максимум – 1 сутки); • время измерения мощности не более 2 сек; • точность измерения не хуже 1%; • возможность измерения действующего значения напряжения; • возможность измерения действующего значения тока (независимо от формы кривой); • расчёт и отображение коэффициента мощности λ.

В процессе поисков подходящего решения взгляд автора упал на серию микросхем для электросчётчиков производства компании Analog Devices [1]. Кроме этого, была обнаружена статья, посвящённая любительскому ваттметру в журнале Everyday Practical Electronics [2] (к сожалению, авторы реализовали в нём только измерение мощности и энергии). Несмотря на то, что наиболее подходящей микросхемой для построения прибора оказалась ADE7753, окончательный выбор по ряду причин (в числе которых не последней оказалась доставаемость в России) был сделан в пользу ADE7756 [3]. Согласно спецификации изготовителя, микросхема ADE7756 представляет собой программируемый высокоточный счётчик электрической энергии с последовательным интерфейсом. Её структурная схема приведена на рис. 5: Сигналы, пропорциональные току и напряжению нагрузки, подаются соответственно на аналого-цифровые преобразователи ADC1 и ADC2 с опорным напряжением 2,4 В. Затем токовый сигнал подвергается цифровой обработке в фильтре верхних частот HPF1, после чего перемножается с сигналом напряжения. Полученный таким образом сигнал активной мощности пропускается через фильтр нижних частот LPF2, после чего накапливается в регистре активной энергии AENERGY, содержимое которого доступно через последовательный интерфейс SPI. Кроме этого, этот же сигнал подаётся на преобразователь DFC, формирующий импульсный (частотный) выход индикации мощности на выводе CF. Настройка работы микросхемы производится при помощи регистров усиления тока (APGAIN), калибровки фазового сдвига напряжения и тока (PHCAL), коррекции нуля активной мощности (APOS), калибровки выходной частоты CF (CFDIV). Кроме интерфейса SPI и частотного выхода CF, имеются также дополнительные выходы ZX (синхронизированный с переходом измеряемого напряжения через ноль) и SAG (активизируемый при недопустимом снижении входного напряжения). Микросхема тактируется кварцевым резонатором с частотой 3,58 МГц, подключаемым к выводам CLKIN и CLKOUT. Для работы с микросхемой необходимо её подключение к внешнему терминалу или микроконтроллеру, имеющему интерфейс SPI. Сама работа заключается в чтении и записи регистров, полный перечень которых приведён в документе [3]. Важной для нашего случая особенностью является возможность считывания не только накопленной за определённый период времени энергии из регистра AENERGY, но также и мгновенных значений напряжения, тока и мощности из регистра WAVEFORM. Это позволяет рассчитать все необходимые электрические характеристики нагрузки с помощью микроконтроллера.

Электрическая схема

В результате ознакомления с материалами [2], [3], [4] и [5] была разработана принципиальная схема ваттметра, получившего условное название WH-756 (рис. 6): Входные цепи построены на базе микросхемы ADE7756 (DD2). В качестве датчика тока используется резистивный шунт R7 сопротивлением около 25 мОм. Напряжение, выделяющееся на шунте, подаётся на входы V1N, V1P микросхемы DD2 через резисторы R8 и R9, которые совместно с конденсаторами С7, С9 формируют фильтры нижних частот, отсекающие влияние высших гармоник тока на результат измерения. Аналогичным образом напряжение сети подаётся на входы V2N, V2P через делители R2/R3 и R4/R5, нижние плечи которых зашунтированы конденсаторами С3, С5. Микросхема DD2 подключается к питающему напряжению +5 В, дополнительно отфильтрованному при помощи конденсаторов С8 и С11. Такая же пара конденсаторов (С10 и С12) дополнительно подключается к выходу опорного напряжения. Микросхема тактируется стандартным кварцевым резонатором ZQ2 на частоту 3,58 МГц. «Сердцем» системы является управляющий микроконтроллер DD1 типа ATMega8535, работающий на частоте 16 МГц, обеспечиваемой кварцевым резонатором ZQ1. Один из таймеров микроконтроллера используется для отсчёта точных интервалов времени, для чего потребовалось дополнительное подключение часового резонатора ZQ3 номиналом 32768 Гц. Микроконтроллер DD1 осуществляет взаимодействие с микросхемой DD2 при помощи аппаратного последовательного интерфейса SPI и асинхронных сигналов, подключённых к порту D. Необходимо отметить, что в текущей реализации прибора WH-756 соединение между 11 выводом DD2 (CF) и 20 выводом DD1 (PortD.6) не используется и его можно не выполнять. Выход CF DD2 используется только для визуальной индикации измерения мощности при помощи светодиода HL2. Управление прибором осуществляется при помощи четырёх кнопок SB1-SB4, имеющих условные наименования «Влево», «Вправо», «Вверх», «Вниз». Каждая кнопка выполняет функцию, зависящую от текущего режима работы. Отображение измеренных величин и другой информации производится на стандартном знакосинтезирующем ЖК индикаторе HG1 (16х2) с контроллером серии HD44780 и подсветкой. Настройка контрастности индикатора производится с помощью подстроечного резистора R14. Измерительная часть схемы питается от сети через трансформатор Т1 с предохранителем FU1, диодный мост VD1-VD4 и стабилизатор DA1. Силовая часть подключена через предохранители FU2 и FU3, одновременное удаление которых позволяет полностью изолировать низковольтную часть схемы от сетевого напряжения. ВНИМАНИЕ! Схема устройства имеет непосредственную гальваническую связь с проводами электросети 220/230 В. Следует соблюдать все правила монтажа и электробезопасности, применимые к цепям соответствующего напряжения. Необходимо проявлять крайнюю внимательность и осторожность при подключении устройства!

Работа с прибором

Ваттметр переменного тока WH-756 имеет два основных режима работы, которые условно могут быть названы режимом электросчётчика и режимом ваттметра. При включении прибор отображает стартовую заставку, содержащую его название и сведения о разработчике. Нажатие кнопки «Влево» позволяет включить или выключить подсветку экрана, остальные кнопки переводят прибор в первый режим работы. В этом случае экран примет вид, показанный на рис. 7: В режиме работы «электросчётчик» в первой строке экрана выводится время текущего измерения и текущая мощность подключённой нагрузки. При входе в этот режим время измерения и счётчик накопленной энергии автоматически обнуляются. В нижней строке отображается количество израсходованной электроэнергии, а также средняя мощность за время измерения. Обновление информации на экране в этом режиме осуществляется 1 раз в секунду. По истечении 23 часов, 59 минут и 59 секунд измерение автоматически приостанавливается с фиксацией информации на экране. Для того, чтобы произвести перезапуск (сброс результатов) измерения, необходимо нажать кнопку «Вправо». Кнопка «Влево» переключает подсветку индикатора. Переход ко второму режиму измерения производится по нажатию кнопки «Вниз». В режиме работы «ваттметр» первая строка экрана содержит измеренные значения напряжения сети и тока нагрузки (рис. 8): В нижней строке приводятся значения активной мощности нагрузки и коэффициента мощности λ (PF). Информация обновляется на экране 1 раз примерно в 2 секунды. Здесь необходимо отметить, что в силу особенностей применяемой микросхемы измерение напряжения и тока сделано последовательными циклами по 1 сек, следовательно при измерении нагрузок с быстро меняющимся током, а также при быстро меняющемся напряжении сети может возникать некоторая погрешность расчёта λ. Также в силу недокументированных особенностей микросхемы DD2 корректное измерение тока и коэффициента мощности осуществляется только при токах свыше 5-10 мА (хотя активная мощность и при меньших токах измеряется корректно!). Для того, чтобы «заморозить» информацию на экране или возобновить её обновление, в этом режиме используется кнопка «Вправо». При нажатии кнопки «Вниз» происходит переход к справочному экрану, а кнопка «Вверх» возвращает прибор в первый режим работы. Все кнопки необходимо удерживать после нажатия не более 2 сек до завершения требуемого действия. Справочный экран (рис. 9) содержит сведения о текущей температуре микросхемы DD2 и версии прошивки: Отсюда можно вернуться к режимам «ват (нажатием кнопок «Вверх» и «Вниз» соответственно). Работает также управление подсветкой с помощью кнопки «Влево». Обратим внимание на то, что подсветка экрана автоматически отключается через 10 минут после входа в любой экран прибора. Это сделано для снижения нагрузки на блок питания, так как подсветка потребляет ток, многократно превышающий потребление всей остальной схемы.

Калибровка

Как и любой метрологический прибор, для достижения достаточной точности измерений ваттметр WH-756 требует проведения предварительной калибровки. Калибровочная информация записывается в EEPROM микроконтроллера DD1 и не требует частого обновления. Для облегчения выполнения калибровки в приборе предусмотрено несколько специальных функций, первой из которых является автоматическая установка нуля напряжения и тока. Для вызова этой функции необходимо в режиме работы «ваттметр» при удалённых предохранителях FU2 и FU3 дождаться стабилизации показаний U и I, после чего нажать и удерживать кнопку «Влево» до обнуления показаний. При необходимости эту операцию можно повторить несколько раз, до достижения стабильных нулевых значений напряжения и тока. Следующим этапом является калибровка отображаемых значений в реальных единицах, осуществляемая при помощи набора калибровочных экранов. Первый из них вызывается из третьего (справочного) основного экрана нажатием кнопки «Вправо». В верхней строке приводится измеренное значение мощности в условных единицах, а в нижней строке – калиброванное с помощью текущего коэффициента значение в ваттах (для справки). Эта информация нужна для расчёта калибровочного коэффициента KP по формуле: KP = P / Pact где Pact – реальная мощность нагрузки (в ваттах), P – мощность в условных единицах из первой строки экрана. Аналогичные коэффициенты для тока и напряжения KUи KIна втором и третьем калибровочном экранах рассчитываются по формулам KU = Uact / U KI = Iact / I Калибровку рекомендуется выполнять на активной нагрузке с известными параметрами, например с использованием набора ламп накаливания мощностью от 10 до 500 ватт. Значения KP, KUи KIзаписываются в EEPROM микроконтроллера DD1 в формате Single.

Корпус, детали

Авторский вариант прибора WH-756 собран в универсальном пластмассовом корпусе типа 15-2(B3) с габаритами 150х120х40 мм (рис. 10): На лицевую панель корпуса выведены кнопки SB1-SB4, индикатор CF и экран HG2. Вверху закреплена стандартная двухконтактная розетка, к которой подключаются исследуемые нагрузки. Важно обратить внимание на то, что эта розетка напрямую подключена к шнуру питания через предохранители FU2 и FU3 и не коммутируется выключателем питания прибора. На задней панели установлены выключатель SA1 и предохранители FU1-FU3 (рис. 11): Так как прибор был изготовлен в единственном экземпляре и его серийное изготовление не предполагалось, печатная плата для него не разрабатывалась. Детали установлены на макетной плате размерами 110х50 мм, внешний вид которой (без шунта, блока питания и индикатора) показан на рис. 12: Микросхемы в DIP-корпусах установлены на монтажные панели, резисторы и конденсаторы применены корпусные. Все резисторы, кроме R2, R4 и R7 – типа МЛТ-0,125. Резисторы R2 и R4 на напряжение не ниже 250 В мощностью 1 ватт. Шунт R7 составлен из четырёх параллельно соединённых резисторов типа SQP-15W номиналом 0,1 Ом каждый. Максимально возможный в реальных условиях нагрев этого шунта не способен оказать какое-либо влияние на точность измерений. Разъём J1 предназначен для внутрисхемного программирования.

Заключение

Точный цифровой прибор, обеспечивающий измерение мощности, напряжения, тока и коэффициента мощности сетевых нагрузок, позволяет оценить потенциал энергосбережения различных устройств, находящихся в личном пользовании. Например, при проведении обмеров автор выяснил, что один из телевизоров в дежурном режиме потреблял более 10 ватт, то есть впустую потреблял почти половину мощности, расходуемой с пользой домашним NAS-сервером! Разумеется, это позволяет сделать выводы о необходимости полного отключения подобных нагрузок от сети, когда они не используются. В целом среди результатов обмеров оказалось столько показательных и даже иногда неожиданных чисел, что это заслуживает написания отдельной статьи. Литература, источники

1. https://www.eltech.spb.ru/techinfo.html?aid=27 2. Clarke, J. Control your power costs with the Energy meter // Everyday Practical Electronics, 2007. №5, pp. 12-21, №6, pp. 52-61. 3. https://smd.hu/Data/Analog/ADE77xx/ADE7756/ADE7756_0.pdf 4. https://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/an564.pdf 5. https://www.analog.com/static/imported-files/application_notes/AN578_a.pdf

Файлы: Прошивка версии 4.4 + EEPROM

Все вопросы в Форум.

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?
30	2	0

Подсоединение цифрового вольтамперметра

Как правильно подключить электросчетчик к проводам

Существует интересный цифровой модуль для постоянного тока, совмещающий функции вольтметра и амперметра в одном устройстве. Вольтамперметрам под силу одновременно показывать и ток, и напряжение при правильном подсоединении.

Пример такого прибора – модель DSN—VS288, состоит из:

самого измерительного устройства;
2-проводного кабеля (вход и выход амперметра);
3-проводного кабеля (питание прибора и измерение напряжения).

Вольтамперметр DSN-VS288
Измеряемый диапазон ампервольтметра:

от 0 до 100 В по напряжению,
от 0 до 10 А по току.

Так как питающее напряжение прибора – 3,5-30 В, схема его включения различается:

При необходимости подсоединить прибор в цепь, напряжение которой лежит в пределах между 3,5 и 30 В, общее питание одновременно используется и для прибора. Черный провод 2-проводного кабеля идет к «минусу», красный – к нагрузке и от другого вывода нагрузки к «плюсу». На 3-проводном кабеле: желтый и красный – соединяются вместе на «плюсе» источника, а черный – остается свободным;
Если напряжение ИП больше или меньше диапазона питания прибора, то вольтамперметр надо подсоединить к индивидуальному ИП. Двухпроводный кабель подключается аналогично, у трехпроводного –красный и черный – идут на «плюс» и «минус» своего ИП, а желтый – на «плюс» основного ИП.

Схемы присоединения DSN-VS288

Каждый тип амперметра подключается по одному принципу, но с обязательным учетом количественного значения измеряемого тока и выбором для этого соответствующих приборов и приспособлений.

Конструктивные особенности

Существует несколько видов приборов, которые конструктивно отличаются друг от друга. Служат они для измерения переменного и постоянного тока. По своему принципу действия амперметры бывают:

электромагнитными;
магнитоэлектрическими;
тепловыми;
электродинамическими;
детекторными;
индукционными;
фото- и термоэлектрическими.

С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале амперметра и показывает значение силы тока. В электродинамическом приборе основными деталями считаются подвижная и неподвижная катушки. Они могут быть соединены между собой как последовательно, так и параллельно.

Проходящие через них токи взаимодействуют между собой, и подвижная катушка, соединенная со стрелкой, отклоняется. Если с помощью амперметра измеряется большая сила тока, то его соединяют через трансформатор.

Определение величины скольжения электродвигателя

Предопределяющим моментом в прямой зависимости от скольжения является начальное значение того момента, когда электродвигатель остается еще в неподвижном состоянии. Максимальное значение скольжения называется критическим.

Конкретные расчеты производят специалисты завода-изготовителя, и они указаны в соответствующих технических характеристиках, прилагаемых к электродвигателю при покупке. При увеличении активного сопротивления только ротора увеличивается значение критического скольжения и уменьшается скорость вращения вала. Изменить данные параметры можно путем использования дополнительного сопротивления, которое вводится в цепь обмотки ротора.

Схема подключения блока

Почти все они малогабаритные и могут быть установлены в небольшие корпуса блоков питания. Здесь весьма часто протягивает руку помощи Алиэкспресс, оперативно поставляя китайские цифровые измерительные приборы.

Но новичкам ввод в эксплуатацию подключение в схему ампервольтметра может оказаться задачей проблематичной, т. Сегменты светятся прилично ярко, цветовая гамма подобрана очень удачно.

Измеряемое напряжение В; ток А.

А ток на выходе легко достигал практически одного ампера. Подключение При помощи вольтметра можно измерить текущее напряжение в сети электроснабжения.

За небольшую плату можно узнать, работает ли техника в подходящих условиях. Подав питание на схему, индикатор начнет светиться. Практически близнец прошлого вольтметра, отличается маркировкой проводов и сниженной ценой.

При неправильном подключении табло прибора будет показывать нулевые значения. Подав питание на схему, индикатор начнет светиться.

Чтобы он начал измерять напряжение менее 3 Вольт, нужно выпаять резистор-перемычку R1 и на ее правую по схеме контактную площадку подать напряжение В с внешнего источника выше можно, но нежелательно — стабилизатор DA1 сильно греется. Поскольку на странице продавца нет данной информации, то пришлось покопаться в сети и набросать пару схем. Толстые провода: черный минус амперметра, красный выход амперметра. Достаточно будет подключить зарядное, где установлен вольтамперметр к батареи, и мы увидим какое сейчас на ней напряжение. Иногда бывают амперметры без встроенного токоизмерительного шунта.

Простое и красивое техническое решение. Нижняя граница 0,1 В и 0,01 А. Поскольку на странице продавца нет данной информации, то пришлось покопаться в сети и набросать пару схем. Дело в том, что если подключить вольтметр амперметр к регулируемому выходу блока питания, то при понижении напряжения менее 4. Не каждый сразу поймет, какой провод, куда нужно подключать, а инструкции обычно только на китайском языке. Как подключить Вольтамперметра DC 100v 10a часть 2

Купил я для своей зарядки любопытный экземпляр китайского вольтметра амперметра, брал на рынке особо не разглядывал, но когда домой принес — три дня голову чухал, как подключить, ибо в инете особо ничего не нашел похожего.Нашел общее описание с кривым переводом на сайте avrobot.ru/product_info.php?products_ >

«Инструкция по подключению:— Красный тонкий провод (vcc): Напряжение питания прибора + 3.5-30 В (Примечание: если измеряемый сигнал меньше, чем 30 В и имеют общий минус питания, то измеряемый сигнал может быть использован также для питания прибора )— Черный тонкий провод (земля): Напряжение питания «-«, «-» измеряемого сигнал 3.5-30 В— Желтый тонкий провод (vin): Измеряемый сигнал «+» (0-100 В)— Красный толстый провод (i +): Вход тока «+» (в серии питания положительные)— Черный толстый провод (i -): C. Вход тока «-» (Провод отрицательного питания)Инструкция по калибровке:Вследствии влияния температуры и изменения параметров электрокомпонентов от времени, возможно появление ненулевых показаний прибора при измерении, что является нормальным явлением. Это не является ошибкой или неисправностью.Решение: Когда прибор отключен от питания, пожалуйста, замкните контакты А и B. Затем сделайте измерение электроэнергии, прибор автоматически откалибруется к нулю. После окончания автоматической калибровки, пожалуйста, отсоедините A и B. После этого используйте прибор в обычном режиме.»

На задней стенке присутствует микросхема MC74HC5950, идут два толстых провода и три тонких.Далее фото и комментарии.

Микросхема СА3162Е

Также BY42A можно встретить в двух вариантах исполнения платы, но цветовая маркировка проводов остается прежней. Для снижения влияния температуры окружающей среды на измерения, добавочный резистор изготавливают из материала обладающего малым температурным коэффициентом сопротивления. Подключение может осуществляться через специальный гнездовой разъем, или при помощи спайки. В них находится преобразователь входного сигнала в угол поворота стрелки, показывающий на шкале величину измеряемого напряжения.

Еще для снижения температурного фактора при измерениях, последовательно с катушкой амперметра включают добавочный резистор из материла такого же рода. Подключение При помощи вольтметра можно измерить текущее напряжение в сети электроснабжения.

Ясно, что пару ампер можно легко померять обычным дешёвым мультиметром, а как быть с 10, 15, 20 и более ампер? Показания шкалы также умножаются на n. Самодельный автомобильный вольтметр на микросхемах. При неправильном подключении табло прибора будет показывать нулевые значения. Получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного: меньше потерь энергии, С помощью трансформаторов мы можем легко менять напряжение переменного тока.

Микросхема САЕ для цифровых вольтметра и амперметра Существуют и другие микросхемы аналогичного действия. Измерительные трансформаторы на схемах изображают как обычные трансформаторы. Нюанс при подключении китайского вольтметра амперметра

Смотрите также: Как замерить петлю фаза ноль

Измерение переменного электричества

Любые бытовые приборы, питающиеся от сети, показывают нагрузку, с которой они потребляют ток переменного типа. При рассмотрении вопросов использования энергии стоит помнить про понятие мощности, за которую и производится окончательная оплата в киловаттах. В таком случае амперметр выступает устройством для выполнения косвенных замеров. Таким способом определяется сила тока через стандартную формулу по закону Ома:

P=I*U, где:

U является напряжением;
I представляет силу тока;
Р указывает на рассчитанную мощность.

Бывают случаи, когда утрачивается информация, фиксируемая электрощитком. Для восстановления необходимых параметров и понадобится амперметр. Иногда при обслуживании масштабного здания отсутствует возможность контроля всех приборов, фиксирующих электричество. Проблема решается путем подсоединения усиленного амперметра на выход от щитка, снятия интересуемых замеров. Такие задачи разрешено выполнять только специально обученным людям.

Разновидности электроизмерительных приборов

Классификация электроизмерительных приборов:

По типу тока:

переменного;
постоянного;
комбинированные устройства.

По уровню точности:

0, 05;
0,1;
0,2;
0,5;
1,0.

Каждая цифровое обозначение указывает на процентный показатель допустимой погрешности.

По сущности работы:

электромагнитные;
индукционные;
магнитоэлектрические;
ферромагнитные.

При проведении измерительных испытаний необходимо правильно выбрать соответствующее измерительное устройство.

Амперметры – устройства для измерения величин тока. Единица измерения – Ампер (А).
Вольтметр – измеряет напряжение электрической сети. Единица измерения – Вольт (В).
Омметр – вспомогательное приспособление, измеряющее сопротивление в электроцепи. Измеряется в Оммах (Ом).
Ваттметр – элемент, измеряющий мощность сети. Измеряемая единица – Ватт (Вт).
Частотомер – измеритель частоты значений переменного импульса. Измеряется в Герцах (Гц).

Устройство и принцип действия

Если говорить о принципе действия, то все устройства такого типа, что позволяют осуществлять различные замеры в электрических сетях, бывают 2 видов:

электромеханического типа;
электронные.

Первая категория представляет собой стрелочные устройства. В них стрелка крепится к специальной раме, куда намотан кабель. Такая катушка будет располагаться рядом с магнитом в тех устройствах, что обычно применяются для сетей с постоянным током. Или рядом с другой катушкой – если прибор предназначается для тока переменного типа.

Но если для подключения использовать диодный мост, то осуществить необходимые измерения в сети переменного тока он сможет, но с небольшой потерей точности.

Когда электрический ток проходит через обмотку, то в ней появляется электромагнитное поле, которое осуществляет взаимодействие с магнитом либо иной обмоткой, и происходит поворот рамки. Вращаться катушке, где расположена стрелка, не дает пружина. По этой причине угол поворота рамки будет соответствовать току, который через нее идет, и потенциалу на клеммах.

Он может быть поршневым, выполненным из цилиндра и поршня, или сделанным из алюминиевой пластины. Чтобы увеличить точность показаний, стрелка имеет специальные противовесы, что сводят к нулю влияние силы тяжести. Да и сама система делается из такого типа стали, как легированная, чтобы уменьшает ее износ.

Чувствительный элемент в электронных аналогах – электронная плата, что осуществляет трансформацию входящего сигнала в приборные показания. Работать это устройство может либо от напряжения, которое измеряется, либо от батареек или внешнего питания. Сами по себе электронные вольтметры делятся на 2 категории:

аналоговые;
цифровые.

В устройствах, относящихся к первой категории, присутствует преобразователь входящего сигнала в угол стрелочного поворота, который показывает величину исследуемого напряжения, что отображается на шкале. Минусом таких устройств будет необходимость пересчета показаний шкалы в случае смены измерительного предела.

Цифровой вольтметр оснащен соответствующим дисплеем, а также преобразователем, благодаря которым сигнал приобретает цифровой вид. Если устройство подключается в сеть, где присутствует постоянный ток, на табло можно увидеть полярность подключения. Отличительными чертами такого прибора будет компактность, а также точность. Правда, последний момент будет зависеть от модели встроенного контроллера.

Принцип работы

Измерение отверстий

Первый прибор в начале XIX века изобрел Швейгер, но он тогда назывался гальванометром. Рисунок простейшего амперметра выглядит так. На оси кронштейна расположен якорь из стали со стрелкой. Эта конструкция расположена параллельно постоянному магниту, который воздействует на якорь и придает ему магнитные свойства.

Вдоль магнита и стрелки проходят силовые линии, что соответствует нулевому положению на шкале. Как только начнет проходить электрический ток по шине, то произойдет образование магнитного потока. Его силовые линии будут расположены перпендикулярно линиям постоянного магнита.

Шунт своими руками

Спирально сматывать проволоку (или эмальпровод) не рекомендуется – индуктивность получившейся катушки уменьшит точность амперметра. Катушечное шунтирование имеет недостаток – гашение скачков тока, особенно в случае дросселированной (с сердечником) катушки. Если отрезок проволоки слишком длинный, расположите его в виде волнистой «змейки».

В качестве диэлектрика подойдёт любой изолятор – от керамического до текстолитового. К тому же скрученный в виде катушки провод может перегреть диэлектрик, не выдерживающий повышенной – более 150 градусов – температуры. А к перегреву устойчивы лишь керамика и закалённое стекло.

Сначала вырезается диэлектрическая пластина, в которой сверлятся отверстия под болты с шайбами и гайками. Материал – текстолит, гетинакс, дерево или композитные материалы.
Для существенной изоляции тепла проволоки от несущей пластины на болты устанавливаются керамические колечки. После них ставятся шайбы, зажимающие проволоку.
Для предотвращения самопроизвольного раскручивания и выпадения проволоки и проводов перед гайками проставляются гроверные шайбы.
Наконец, вставляются провода и концы проволоки между шайбами, а гайки затягиваются.

Как подключить к блоку питания цифровой вольтметр, амперметр (Китайский модуль) своими руками.

Тема: как поставить измеритель тока и напряжения на источник питания.

Достаточно удобно, когда на блоке питания установлен индикатор, показывающий постоянное напряжение и ток. При питании нагрузки всегда можно видеть падение напряжения, величину потребляемого тока. Но не все источники питания оснащены амперметрами и вольтметрами. У покупных, более дорогостоящих блоков питания они имеются, а вот у дешевых моделях их нет. Да и в самодельных БП их не всегда ставят. Сегодня имеется возможность приобрести за небольшие деньги цифровой модуль измеритель индикатор постоянного тока и напряжения (Китайский вольтметр амперметр). Стоит этот модуль в пределах 3х баксов. Купить его можно посылкой из Китая, на ближайшем радиорынке, магазине электронных компонентов.

Сам этот Китайский цифровой модуль вольтметра, амперметра измеряет постоянный ток (до 10, 20 ампер, в зависимости от модели) и напряжение (до 100, 200 вольт). Он имеет небольшие, компактные размеры. Легко может монтироваться в любые подходящие корпуса (нужно вырезать соответствующее отверстие и просто его туда вставить). На задней части, на плате имеются два подстроечных резистора, которыми можно производить коррекцию показаний измеряемых величин тока и напряжения. Точность у этого цифрового Китайского модуля вольтметра и амперметра достаточно высока — 99%. Экран имеет трехсимвольное табло красного (для напряжения) и синего (для тока) цвета. Этот блок питается от постоянного напряжения от 4 до 28 вольт. Потребляет мало тока.

Сама установка, электрическое подключение к схеме блока питания достаточно проста. На измерительном модуле тока и напряжения имеются такие провода: три тонких провода (черный минус и красный плюс питания модуля, жёлтый для измерения постоянного напряжения относительно любого черного), два толстых провода (черный минус и красный плюс для измерения силы постоянного тока).

Этот Китайский модуль амперметра, вольтметра можно питать как от самого источника, на котором измеряем электрические величины, так и независимым блоком питания. Итак, после монтажа в корпус измерителя мы спаиваем вместе два чёрных провода (тонкий и толстый), это будет общий минус, который мы и припаиваем к минусу блока питания. Спаиваем вместе тонкие провода красного и желтого цвета, подсоединяем их к выходу (плюса) источника питания. К толстому красному проводу, относительно спаянных чёрных проводов, подключаем саму электрическую нагрузку (это будут провода выхода блока питания).

Важно заметить, что для правильного измерения постоянного тока важна полярность токовых проводов. То есть, именно толстый красный провод должен быть выходом блока питания

В противном случае данный цифровой амперметр будет показывать нули на своем табло. На обычном блоке питания (без функции регулирования напряжения) на индикаторе можно отслеживать только падение напряжения. А вот на регулируемом источнике питания будет хорошо видно, какое напряжение вы сейчас имеете при его выставлении.

Видео по этой теме:

P.S. В целом подключение этого цифрового Китайского модуля вольтметра, амперметра на должно составить труда. При последующем использовании вы оцените его работу, вам она понравится. Наиболее популярным считается трёхсимвольный измерительный блок, хотя немного подороже будет стоит четырехсимвольный, у которого точность измерения уже не 99%, а 99,9%. Данные цифровые модули, измеряющие постоянный ток и напряжение, бывают и отдельного типа, то есть один такой блок является либо амперметром или вольтметром. Экран у них побольше.

Амперметр — измеряем ток: назначение, схемы подключения, типы

Амперметр – это электроизмерительный прибор, предназначенный для фиксации силы постоянного либо переменного тока, протекающего в цепи — то есть устройство для измерения тока. 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.

Процесс измерения электрического напряжения

При работе с электроприборами, необходимо соблюдать особую аккуратность. Любое резкое движение может привести к короткому замыканию. Что учитывать в ходе рабочего процесса? Техника безопасности включается в себя несколько простых правил:

Правильная фиксация щупов. В момент изучения напряжения, необходимо безопасно держать измерительные части. Не стоит соприкасать их между собой. Не рекомендуется прикасаться к щупам при подключении вольтметра к электронной схеме.Это может спровоцировать короткое замыкание.

Черный щуп устанавливают к одной из частей проводника постоянного тока. Правильно измерить перепады напряжения можно в параллельном положении измерителей.

Красным щупом производят касательное движение. Если в устройстве присутствует максимальное напряжение, то на приборе появятся его точные значения.

На приборе устанавливают максимальный измерительный диапазон. Если на электросхеме имеются какие-либо неполадки, то отмечают активное движение стрелки в сторону высокой отметки.

Когда исследование подошло к концу, переходят к его расшифровке.

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. Также их используют в:

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.