Амперметр что измеряет. Амперметр: принцип работы, виды и применение в электрических цепях

Что такое амперметр и для чего он нужен. Как правильно подключать амперметр к электрической цепи. Какие бывают виды амперметров. Чем отличается идеальный амперметр от реального.

Что такое амперметр и принцип его работы

Амперметр — это измерительный прибор, предназначенный для определения силы тока в электрической цепи. Название «амперметр» происходит от единицы измерения силы тока — ампера.

Принцип работы амперметра основан на электромагнитном взаимодействии проводника с током и магнитного поля. При протекании тока через катушку амперметра создается магнитное поле, которое взаимодействует с постоянным магнитом прибора. В результате стрелка амперметра отклоняется на определенный угол, пропорциональный силе измеряемого тока.

Основные характеристики амперметров

Ключевыми характеристиками амперметров являются:

• Диапазон измерений — максимальное и минимальное значение тока, которое может измерить прибор
• Класс точности — показатель погрешности измерений
• Внутреннее сопротивление — должно быть как можно меньше
• Чувствительность — минимальное значение тока, которое фиксирует прибор

Идеальный амперметр должен иметь нулевое внутреннее сопротивление, чтобы не влиять на измеряемую цепь. Реальные приборы имеют небольшое сопротивление порядка долей Ома.

Виды амперметров

По принципу действия выделяют следующие основные виды амперметров:

Магнитоэлектрические

Наиболее распространенный тип. Работают на основе взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и катушки с током. Отличаются высокой точностью, но пригодны только для измерения постоянного тока.

Электромагнитные

Могут измерять как постоянный, так и переменный ток. Принцип действия основан на втягивании железного сердечника в катушку с током. Менее точны, чем магнитоэлектрические.

Электродинамические

Работают за счет взаимодействия магнитных полей неподвижной и подвижной катушек с током. Применяются для измерения постоянного и переменного тока.

Цифровые

Современный тип амперметров. Преобразуют аналоговый сигнал в цифровой код и выводят результат измерения на дисплей. Отличаются высокой точностью и удобством использования.

Как правильно подключать амперметр к электрической цепи

Для корректного измерения силы тока необходимо соблюдать следующие правила подключения амперметра:

1. Амперметр всегда включается последовательно с тем участком цепи, в котором измеряется ток.
2. Положительная клемма амперметра подключается к точке с более высоким потенциалом.
3. Перед подключением нужно выбрать предел измерения с запасом больше ожидаемого значения тока.
4. Нельзя подключать амперметр параллельно нагрузке — это приведет к короткому замыканию.
5. При измерении больших токов используют шунты — дополнительные резисторы, включаемые параллельно амперметру.

Соблюдение этих правил обеспечит точность измерений и сохранность прибора.

Применение амперметров в электротехнике

Амперметры широко используются в различных областях электротехники и электроники:

• Контроль работы электрических машин и аппаратов
• Диагностика неисправностей в электрических цепях
• Измерение токов утечки в системах электроснабжения
• Настройка и проверка электронных устройств
• Лабораторные исследования электрических явлений

В быту амперметры применяются для проверки исправности розеток, измерения потребляемого тока бытовых приборов, контроля заряда аккумуляторов.

Особенности измерения переменного тока амперметром

При измерении переменного тока необходимо учитывать следующие нюансы:

• Обычные стрелочные амперметры показывают действующее значение тока
• Цифровые амперметры могут измерять как действующее, так и амплитудное значение
• На высоких частотах возникает дополнительная погрешность из-за паразитных емкостей
• Для точного измерения несинусоидальных токов требуются специальные амперметры

При работе с переменным током высокого напряжения следует соблюдать повышенные меры безопасности.

Сравнение амперметра и мультиметра

Мультиметр (тестер) — это универсальный измерительный прибор, который может работать в режиме амперметра. Основные отличия от обычного амперметра:

• Мультиметр позволяет измерять не только ток, но и напряжение, сопротивление и другие параметры
• Имеет переключатель режимов работы и пределов измерения
• Обычно менее точен при измерении тока, чем специализированный амперметр
• Более универсален и удобен для комплексной проверки электрических цепей

Выбор между амперметром и мультиметром зависит от конкретных задач измерения.

Меры безопасности при работе с амперметром

При проведении измерений необходимо соблюдать следующие правила техники безопасности:

1. Не превышать максимально допустимый ток для данного прибора
2. Не подключать амперметр к цепи под напряжением
3. Использовать измерительные провода с исправной изоляцией
4. При работе в цепях высокого напряжения применять защитные средства
5. Не касаться открытых токоведущих частей во время измерений

Строгое соблюдение этих правил позволит избежать поражения электрическим током и выхода прибора из строя.

Выбор амперметра для конкретных задач

При выборе амперметра следует учитывать следующие факторы:

• Диапазон измеряемых токов
• Род тока — постоянный или переменный
• Требуемая точность измерений
• Условия эксплуатации — лабораторные или полевые
• Дополнительные функции — например, запись данных

Для бытового применения обычно достаточно простого мультиметра с функцией амперметра. В промышленности и научных исследованиях используются более сложные и точные приборы.

Амперметр – что измеряет, физическая величина, формула и определение кратко (8 класс)

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 77.

Обновлено 22 Июля, 2021

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 77.

Обновлено 22 Июля, 2021

Из курса физики 8 класса известно, что электрический ток обладает рядом параметров. Основными являются напряжение и сила тока. Для их измерения существуют специальные приборы, одним из которых является амперметр. В данной статье мы поговорим о том, что измеряет амперметр, как он подключается к цепи, что означают его показания. Амперметр используется для измерения силы тока в амперах.

Измерение силы электрического тока

Итак, электрический ток характеризуется несколькими параметрами, для определения которых используются специальные электрические компоненты, называемые измерительными приборами.

Наиболее широко используются приборы магнитоэлектрической системы. Действие этих приборов основано на применении закона Ампера. Он гласит, что если проводник с током $I$ и длиной $Δl$ поместить в магнитное поле индукцией $B$, и при этом угол между линиями магнитного поля и направлением тока в проводнике составляет $\alpha$, то на такой проводник со стороны магнитного поля начнёт действовать сила:

$$F= I |\overrightarrow B| Δl sin \alpha$$

Таким образом, если рамку, подвешенную на пружинах, поместить в магнитное поле и пропустить по ней ток, то на рамку начнёт действовать сила Ампера, поворачивающая рамку на некоторый угол.

Рис. 1. Магнитоэлектрическая система приборов.

Физическая величина, измеряемая таким прибором — сила тока. Единица измерения силы тока — ампер. Поэтому такой прибор называется амперметром.

Подключение амперметра

Поскольку отклонение стрелки амперметра пропорционально току, проходящему по его рамке, амперметр включается в разрыв цепи так, чтобы весь исследуемый ток шёл через него. То есть при необходимости измерения тока электрическая цепь в нужной точке разрывается, и в образовавшийся разрыв подключаются клеммы амперметра.

После измерения амперметр удаляется из цепи, а цепь вновь соединяется.

Рис. 2. Подключение амперметра

Шунтирование амперметра

Величина измерения силы тока, которая требуется в различных ситуациях, колеблется от долей микроампера до десятков и даже сотен килоампер.

Измерительная головка, как правило, изготавливается так, чтобы измерять минимально возможный ток. Ток полного её отклонения равен десяткам микроампер. Для измерения больших токов в амперметр практически всегда вводится добавочный элемент, называемый шунтом.

Шунт — это компонент электрической цепи, который позволяет току проходить в обход некоторых других элементов в цепи. Обычно это резистор с малым сопротивлением.

Если шунт присоединить параллельно амперметру, то часть тока, проходящего по данному участку цепи — будет по-прежнему двигаться через амперметр, а часть тока — пойдёт через шунт. Соотношение токов через амперметр и через шунт будет равно соотношению сопротивлений шунта и амперметра:

$${R_ш\over R_А}={I_A\over I_ш}={I_A\over I_{общ}-I_A}$$

где:

• $R_ш$ — сопротивление шунта;
• $R_А$ — сопротивление амперметра;
• $I_А$ — ток через амперметр;
• $I_ ш$ — ток через шунт;
• $ I_{общ}$ — общий измеряемый ток (сумма токов через шунт и амперметр).

Из данной формулы можно получить значение тока через амперметр, снабжённый шунтом:

$$I_A={R_ш\over R_А+R_ш}I_{общ}$$

То есть если сопротивление амперметра и шунта равны, то ток, идущий через амперметр, будет вдвое меньше общего тока.

Как правило, в реальных условиях сопротивление шунта берётся значительно меньше сопротивления измерительного прибора. Например, если сопротивление амперметра составляет 100 Ом, а сопротивление шунта — 0,1 Ома, то общий ток, измеряемый амперметром с шунтом, будет в 1000 раз больше, чем ток, идущий через амперметр. Иначе говоря, если такой амперметр покажет ток 100 мкА, это будет означать, что общий ток в цепи составляет 0,1 А.

Рис. 3. Шунт для амперметра.

Что мы узнали?

Амперметр измеряет силу тока, проходящую через некоторую точку цепи. Для этого прибор включается в разрыв между компонентами цепи в этой точке. Работа амперметра описывается законом Ампера. Для расширения измерительного диапазона в амперметре применяются шунты.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

• Паша Кузнецов

  7/10

Оценка доклада

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 77.

---

А какая ваша оценка?

Амперметр — Все о

Амперметр – это прибор для измерения интенсивности электрического тока в цепи.

Амперметр – это прибор для измерения интенсивности электрического тока в цепи. Единицей измерения является ампер, символ : A.

Существует несколько типов :

— аналоговые амперметры
— цифровые амперметры
— специальные амперметры

Наиболее распространенным аналогом амперметра является магнитоэлектрический, в нем используется по

дви

DVI

«Digital Visual Interface» (DVI) или интерфейс цифрового видео был изобретен, цифровой дисплей рабочей группы (DDWG).
Это цифровой связи, используемый для подключения графической карты к экрану. Это выгодно (по сравнению с VGA) на экранах, где физи

жной рамный гальванометр. Он измеряет среднее значение тока, который проходит через него. Для измерения переменного тока для выпрямления тока используется диодный выпрямительный мост, но этот процесс может точно измерять только синусоидальные токи.

Аналоговые амперметры все чаще заменяются цифровыми амперметрами. Тем не менее, на практике наблюдение за их иглой может обеспечить быструю визуальную информацию об изменениях измеряемого тока, которую цифровой дисплей дает только с трудом.

Ферромагнитный амперметр использует два поддона из мягкого железа внутри катушки

Ферромагнитный (или ферромагнитный) амперметр использует два поддона мягкого железа внутри катушки. Один из поддонов закреплен, другой крепится на шарнир. Когда ток проходит через катушку, два поддона намагничиваются и отталкиваются друг от друга, независимо от направления тока.

Поэтому этот амперметр не поляризован (он не указывает на отрицательные значения). Его точность и линейность менее хороши, чем у магнитоэлектрического амперметра, но он позволяет измерить эффективное значение переменного тока любой формы (но низкой частоты).

Термоамперметр состоит из прочного провода, в котором протекает измеряемый ток. Эта нить нагревается под эффектом Джоуля, ее длина варьируется в зависимости от ее температуры, вызывает вращение иглы, к которой она прикреплена.

Термоамперметр не поляризован. На него не влияют окружающие магнитные поля, его показания не зависят от формы (переменной или непрерывной любой формы) и частоты тока. Поэтому его можно использовать для измерения эффективного значения переменных токов до очень высоких частот.

Он очень часто включает температурную компенсацию, предназначенную для поддержания ее точности, несмотря на изменения температуры окружающей среды.

На самом деле это цифровой

вольтметр

Вольтметр

Вольтметр — это устройство, которое измеряет напряжение (или разность электрического потенциала) между двумя точками, величину, единицей измерения которой является вольт (В).
Подавляющее большинство приборов измерения тока пост

, измеряющий напряжение, создаваемое током, который измеряется в резисторе (называемом шунтом). Стоимость шунта зависит от используемого калибра.

В соответствии с законом Ома измеренное напряжение U преобразуется, как функция известного значения сопротивления R шунта, в значение A, соответствующее току.

Первичный – проводник, а вторичный – намотанную обмотку.

Это своего рода электрический трансформатор, первичный из проводника которого мы хотим знать, а вторичный — из обмотки, намотанный на магнитную цепь, образованную двумя челюстями зажима.

Он используется для измерения высоких переменных токов без вставки чего-либо в цепь. Он не может измерять постоянные токи.

Это дает возможность измерять любые токи (переменные или непрерывные) и высокой интенсивности, не вставляя в цепь и не прерывая ее. Зажим состоит из магнитной цепи (трансформатора интенсивности), которая замыкается на полупроводниковой грануле. Эта гранула будет подвергаться индукции, генерируемой проводом (ток, подлежащий измерению).

Индукция измеряется, потому что она имеет преимущество существования независимо от типа тока. Полупроводниковая гранула подвергается току, перпендикулярному проходящей через нее индукции.

Все это вызывает благодаря силе Лоренца смещение нагрузки в грануле, что приведет к разности потенциалов, пропорциональной полю и, следовательно, току, противореакционной системе требует, чтобы трансформатор работал при нулевом потоке, и это ток гашения потока, который преобразуется в напряжение с помощью операционного усилителя преобразователя, выдает на своем выходе изображение напряжения измеряемого тока.

Они используются в области THT (очень высокого напряжения), больших токов и когда пропускная способность датчиков эффекта Холла недостаточна (исследование насильственных переходных режимов, тех, для которых di/dt больше 108 А/с).

Эта методика измерения использует эффект Фарадея : плоскость поляризации света в стекле вращается под действием осевого магнитного поля.

Этот эффект не зависит от направления распространения света, а зависит от направления интенсивности.

Эффект амперметра Néel позволяет измерять постоянный и переменный токи, для слабых или сильных токов.

Они способны измерять постоянные и переменные токи с большой точностью, будь то для слабых или сильных токов. Эти датчики состоят из нескольких катушек и сердечников, изготовленных из наноструктурированного композиционного материала с суперпарамагнитными свойствами, отсюда и отсутствие магнитной реманентности в широком температурном диапазоне.

Катушка возбуждения позволяет обнаружить присутствие тока благодаря модуляции эффектом Нила. Контрреакционная катушка дает возможность подать измерительный ток, прямо пропорциональный первичному току и соотношению числа витков первичных/вторичных.
Поэтому датчик тока с эффектом Нила ведет себя как простой трансформатор тока, линейный и точный.

Эффект Néel

Амперметр подключается последовательно в цепь. Это означает, что вы должны открыть цепь в том месте, где вы хотите измерить интенсивность, и поместить амперметр между двумя клеммами, созданными этим размыканием цепи.
Направление соединения и полярность

Амперметр измеряет интенсивность, текущую от терминала A (или терминала +) к терминалу COM (или терминалу -) с учетом его знака. В общем, игла аналоговых амперметров может отклоняться только в одну сторону.

Это требует размышлений о направлении тока и требует проводки амперметра для измерения положительной интенсивности : затем мы проверяем, что клемма + амперметра соединена (возможно, путем пересечения одного или нескольких диполей) с полюсом + генератора и что клемма — амперметра соединена (возможно, путем пересечения одного или нескольких диполей) с полюсом — генератора.

Самая высокая интенсивность, которую может измерить амперметр, называется датчиком.
Все современные устройства являются многокалиберными : вы меняете калибр либо поворотом переключателя, либо перемещением штепсельной вилки. Новейшие устройства являются самокалибруемыми и не требуют каких-либо манипуляций.

При использовании аналогового амперметра избегайте использования датчика, меньшего интенсивности тока. Это заставляет определять путем расчета порядок величины этой интенсивности и соответственно выбирать размер. Если мы понятия не имеем о порядке величины интенсивности, которую мы собираемся измерить, желательно начать с самого высокого калибра, обычно достаточного. Это дает представление о токе, протекаемом через цепь.

Затем калибр уменьшается до минимально возможного калибра, сохраняя при этом значение выше измеряемого тока. Однако необходимо проводить смену калибра осторожно, например, путем резки тока или шунтирования амперметра во время смены калибра прибора, особенно если схема индуктивна.

Показания цифровой камеры прямые и зависят от выбранного калибра.
Для аналогового амперметра игла перемещается по градуировки, общей для нескольких калибров. Показание чита представляет только ряд подразделений. Поэтому необходимо выводить интенсивность из этого числа с учетом значения размера, производя расчет, зная, что максимальная градация соответствует размеру.

Copyright © 2016-2022 instrumentic.info
[email protected]

Амперметр: определение, измерения и функции

Вы, вероятно, использовали амперметр в физической лаборатории для измерения силы тока в электрической цепи. Амперметры полезны не только для учебных целей и понимания потока электронов, но и являются жизненно важной частью многих электрических систем вокруг нас. После того, как схема, намного более сложная, чем построенная на уроке физики в старшей школе, построена, важно проверить ее функциональность. Некоторые примеры включают электричество в зданиях, двигатели в автомобилях и блок питания компьютера. Если ток, протекающий через определенную систему, превышает ее пределы, это может привести к неисправности и даже стать опасным. Вот где амперметр пригодится. В этой статье мы обсудим различные теоретические и практические аспекты амперметров!

Определение амперметра

Измерение электрического тока является важным аспектом оценки работы различных электронных и энергетических систем. Мы можем сделать это, используя амперметр , показанный на рисунке 1 ниже.

Рис. 1 – Типовой амперметр с двумя диапазонами измерений.

Амперметр — это инструмент, используемый для измерения тока в определенной точке цепи.

Легко запомнить, так как название напрямую связано с единицей измерения силы тока — амперами. Он всегда должен быть подключен в серии с элементом, в котором измеряется ток, так как в этом случае ток остается постоянным.

Идеальный амперметр имеет нулевое сопротивление, то есть он не влияет на ток в элементе, с которым он соединен последовательно. В действительности это, очевидно, не так: все амперметры имеют хотя бы некоторое внутреннее сопротивление, но оно должно быть как можно меньше, так как любое присутствующее сопротивление изменит измерения тока. Пример проблемы сравнения двух случаев можно найти далее в этой статье.

Эквивалентным инструментом для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками цепи является вольтметр . Подключив вольтметр до и после потребителя (например, резистора), мы можем измерить падение напряжения.

Символ амперметра

Как и любой другой компонент электрической цепи, амперметр имеет свой собственный символ. Его легко узнать, так как буква «А», заключенная в круг, изображенный на рисунке 2 ниже, обозначает амперметр.

Рис. 2 — Символ амперметра.

Иногда буква может иметь волнистую линию или прямую линию с пунктирной линией над ней. Это просто указывает, является ли ток переменным (переменный ток) или постоянным (постоянный ток) соответственно.

Формула и функции амперметра

Основная формула, которую следует учитывать при работе с амперметрами, это Закон Ома:

\[I=\frac{V}{R},\]

где \(I\) ток в амперах (\(\mathrm{A}\)), \(V\) — напряжение в вольтах (\(\mathrm{V}\)), а \(R\) — сопротивление в омах (\ (\Омега\)). Если мы измерим ток с помощью амперметра, а напряжение — с помощью вольтметра, то сможем вычислить сопротивление в определенной точке цепи.

Точно так же, если мы знаем сопротивление и напряжение цепи, мы можем перепроверить измерения нашего амперметра. Важно применить правильное уравнение для расчета сопротивления цепи. Амперметр всегда подключают последовательно, а вольтметр — параллельно. Напомним, что:

• Если резисторы находятся в ряду (т. е. рядом друг с другом), вы складываете значение каждого резистора вместе: \[R_\mathrm{series}=\sum_{n}R_n=R_1 +R_2+ \cdots,\]

• Если резисторы параллельны , правило для нахождения общего сопротивления будет следующим: \[\frac{1}{R_\mathrm{parallel}}=\sum_{n}\frac{1} {R_n} =\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\cdots. \]

Применим эти уравнения к примерной задаче, сравнивая ток в цепи с идеальным амперметром по сравнению с неидеальным!

Последовательная цепь имеет два резистора, \(1\,\Omega\) и \(2\,\Omega\) соответственно, и батарею \(12\,\mathrm{V}\). Чему равен измеренный ток этой цепи, если к ней подключен идеальный амперметр? Как изменится этот ток, если вместо него подключить неидеальный амперметр с внутренним сопротивлением \(3\,\Омега\)?

Рис. 3 – Принципиальная электрическая схема с последовательно включенным амперметром.

Ответ:

Сначала рассмотрим идеальные корпуса амперметров. Как следует из названия, в этом случае амперметр не имеет сопротивления, поэтому мы используем следующее уравнение, чтобы найти полное сопротивление этой последовательной цепи:

\begin{align} R_\mathrm{series}&=R_1+R_2 \ \ &= 1\,\Омега + 2\,\Омега\\ &=3\,\Омега. \end{align}

Мы можем использовать закон Ома

\[I=\frac{V}{R}\]

для расчета тока, который должен определять амперметр:

\[I=\frac{12\,\mathrm{V}}{3\,\Omega}=4\,\mathrm{A}. \]

Теперь повторим те же шаги, только на этот раз с учетом внутреннего сопротивления амперметра:

\begin{align} R_\mathrm{series}&=R_1+R_2+ R_\mathrm{A}\\ &= 1\,\Омега + 2\,\Омега+3\,\Омега\\ &=6\,\Омега. \end{align}

Следовательно, ток, измеренный неидеальным амперметром, равен

\[I=\frac{12\,\mathrm{V}}{6\,\Omega}=2\,\mathrm {А}\]

, что в два раза меньше, чем у идеального амперметра.

На основании этих результатов можно сделать вывод, что внутреннее сопротивление амперметра может оказать существенное влияние на измерение фактического тока, протекающего по цепи.

Функция амперметра

Основная функция амперметра — измерение силы тока в электрической цепи. Итак, давайте пройдемся по основным этапам применения амперметра в цепи в реальной жизни. Пример схемы типичного амперметра показан на рисунке 4 ниже. Он имеет шкалу, отображающую диапазон токов, которые он сможет обнаружить, а также положительный и отрицательный разъемы, указанные на его основании. Иногда есть две шкалы, накладывающиеся друг на друга, каждая из которых будет иметь отдельный положительный разъем. Обычно они состоят из более широкого и узкого диапазона измерений, например, от \(-1\) до \(3\) и от \(-0,2\) до \(0,6\), изображенных на рисунке 1, что позволяет нам принять более точные измерения в этом меньшем диапазоне.

Рис. 4 – Схема амперметра.

В простой цепи, состоящей из батареи, источника (например, лампочки) и проводов, мы можем измерить ток, отсоединив провод от источника и батареи и вставив амперметр внутрь цепи.

Отрицательный разъем амперметра следует соединить с отрицательным выводом аккумулятора. Точно так же положительный разъем соединяется с положительным контактом . Осталось только прочитать измерение тока и оценить погрешность!

Влияние температуры

Из-за чувствительности амперметра при проведении измерений следует проявлять осторожность в отношении температуры окружающей среды. Колебания температуры могут привести к ложным показаниям. Например, если температура увеличивается, сопротивление увеличивается. Большее сопротивление означает, что через него будет протекать меньший ток; поэтому показания амперметра также будут ниже. Этот эффект можно уменьшить, подключив сопротивление заболачиванию к амперметру последовательно.

Сопротивление заболачиванию — сопротивление с нулевым температурным коэффициентом.

Амперметры

Эта статья посвящена, в частности, амперметрам. Однако в настоящее время существуют и другие приборы, используемые для измерения тока в электрической системе.

Например, обычным прибором для измерения силы тока является мультиметр .

Мультиметр — это инструмент, который измеряет электрический ток, напряжение и сопротивление в нескольких диапазонах значений.

Рис. 5. Мультиметр выполняет функции амперметра, вольтметра и омметра.

Как следует из определения, это очень универсальный инструмент, который может предоставить нам много информации о конкретной цепи. Вместо того, чтобы брать с собой амперметр, вольтметр и омметр, все это объединено в одном приборе.

Другим прибором, аналогичным амперметру, является гальванометр .

Гальванометр — прибор для измерения малых электрических токов.

Основное различие между двумя инструментами заключается в том, что амперметр измеряет только величину тока, а гальванометр также может определять направление. Однако он работает только для небольшого диапазона значений.

Преобразование гальванометра в амперметр

Гальванометр можно преобразовать в амперметр, просто добавив в цепь шунтирующего сопротивления \(S\). Он имеет очень низкое сопротивление и должен быть подключен к гальванометру параллельно, как показано на рис. 6.9.0003

Рис. 6 – Шунтирующий резистор, подключенный параллельно гальванометру.

Мы знаем, что потенциальное сопротивление двух параллельных компонентов одинаково. Таким образом, применяя закон Ома, мы заключаем, что ток \(I\) прямо пропорционален току, протекающему через гальванометр \(I_\mathrm{G}\), исходя из следующего выражения:

\[I_\mathrm{ G}=\frac{S}{S + R_\mathrm{G}}I\]

, где \(R_\mathrm{G}\) — сопротивление гальванометра.

Если мы хотим увеличить диапазон гальванометра, мы применяем

\[S=\frac{G}{n-1},\]

где \(S\) — сопротивление шунта, \(G\ ) — сопротивление гальванометра, а \(n\) — во сколько раз увеличивается сопротивление.

Амперметр — основные выводы

• Амперметр — это инструмент, используемый для измерения силы тока в определенной точке цепи.
• Амперметр всегда должен подключаться последовательно с элементом, в котором измеряется ток, так как в этом случае ток остается постоянным.
• Идеальный амперметр имеет нулевое сопротивление, то есть он не влияет на ток в элементе, с которым он соединен последовательно.
• Символ амперметра в электрической цепи — буква «А», заключенная в круг.
• Основной формулой, которую следует учитывать при работе с амперметрами, является закон Ома \(I=\frac{V}{R}\).
• Мультиметр — это инструмент, который измеряет электрический ток, напряжение и сопротивление в нескольких диапазонах значений.

---

Каталожные номера

1. Рис. 1 – Амперметр (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:%D0%90%D0%BC%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B5 %D1%82%D1%80_2.jpg) Желуденко Павло лицензирован CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
2. Рис. 2 — Символ амперметра, StudySmarter Originals.
3. Рис. 3 – Амперметр, включенный в последовательную цепь, StudySmarter Originals.
4. Рис. 4 – Схема амперметра, StudySmarter Originals.
5. Рис. 5. Цифровой мультиметр на столе (https://unsplash.com/photos/g8Pr-LbVbjU), автор Nekhil R (https://unsplash.com/@dark_matter_09).) на Unsplash находится под лицензией Public Domain.
6. Рис. 6. Шунт сопротивления, подключенный параллельно гальванометру, StudySmarter Originals.

Амперметры — полное руководство

Узнайте все, что вам нужно знать об амперметрах, о том, как их использовать, и о различных доступных типах.

Что такое амперметр?

Название «амперметр» является сокращением от «амперметр». Ампер, или, более привычно, «ампер», является основной единицей измерения активного электрического тока. Так что же такое амперметр?

Из этого ясно следует, что функция амперметра заключается в измерении тока в электрической цепи. Амперметры измеряют ток по двум параметрам — «притяжение», протекание тока в конкретной цепи, и «непрерывность», постоянство тока и наличие или отсутствие прерываний.

Амперметры используются для обнаружения проблем в электрических цепях, например, необычно высокого или низкого уровня тока. Первое может указывать на неисправность компонентов из-за короткого замыкания, а второе может быть признаком разрушительных прерываний или необычного электрического сопротивления. Проверка розеток или розеток с помощью амперметра является обычной практикой при проведении ремонта или замене предохранителя.

Амперметры не следует путать с вольтметрами , которые измеряют напряжение в цепи. Напряжение, также известное как «электрическое напряжение», представляет собой разность электрических потенциалов между двумя точками цепи и, следовательно, величину силы, необходимой для перемещения заряда между ними.

Просмотреть все амперметры

Типы амперметров

Как и другие электрические приборы и компоненты, амперметры доступны в различных исполнениях. Ниже приведены некоторые из наиболее часто встречающихся типов:

Аналоговые амперметры

Аналоговые амперметры, также известные как аналоговые панельные амперметры, отображают свои показания на аналоговом циферблате с помощью указателя.

Существует три основных типа аналоговых амперметров. К ним относятся:

Амперметры с подвижным железом

Эти модели оснащены железной стрелкой, прикрепленной к крыльчатке, которая движется в ответ на электромагнитную силу, создаваемую катушкой, окружающей вторую крыльчатку внутри устройства. Они реагируют как на переменный (AC), так и на постоянный ток (DC). Амперметры с подвижным железом широко используются в промышленности для измерения цепей переменного тока.

Амперметры с подвижной катушкой

Имеют катушку, которая перемещается в ответ на магнитные поля, создаваемые постоянным током. Они не могут работать напрямую с переменным током.

Амперметры с подвижным магнитом

Эти модели работают аналогично конструкции с подвижной катушкой, но электрическая катушка расположена внутри корпуса счетчика, а постоянный магнит перемещает стрелку на циферблате. Они имеют относительно большую емкость, пропускают и измеряют значительно более сильные токи, чем модели с подвижной катушкой.

Диапазон просмотра

Дополнительные типы аналоговых амперметров, с которыми вы можете столкнуться, включают:

Электродинамические амперметры

Тип амперметра, в котором электродинамический магнит (чувствительный к потоку электрического тока) реагирует на переменные и постоянные источники .

Амперметры с горячей проволокой

В них используется термочувствительный провод, который расширяется при нагревании для отображения уровня тока в определенной цепи.

Миллиамперметры и микроамперметры

Эти приборы предназначены для токов очень низкого напряжения, измеряемых в миллиамперах (одна тысячная ампера) и микроамперах (одна миллионная ампера).

Цифровые амперметры

Цифровые амперметры также известны как амперметры с цифровой панелью, и, как следует из названия, они используют цифровые панели для отображения своих показаний. Это означает, что они хорошо подходят для использования в условиях низкой освещенности. Они являются популярным выбором на заводах и в аналогичных промышленных условиях.

Обычно цифровые амперметры предназначены для установки на больших панелях управления и обычно являются программируемыми. Это означает, что в различных обстоятельствах могут отображаться разные цвета, сигналы тревоги или сообщения. Также обычно можно настроить амперметр на срабатывание, когда уровни тока достигают или падают ниже предварительно определенных ступеней.

При выборе цифрового амперметра для конкретного применения важно учитывать следующие факторы:

• Требуемая минимальная и максимальная рабочая температура
• Требуемый диапазон измерения силы тока

Диапазон просмотра

Амперметры клещевые

Токоизмерительные клещи представляют собой другой тип устройств для измерения электрического тока, широко используемых электриками. Они оснащены парой изолированных, похожих на плоскогубцы губок, которые смыкаются с проводом или проводником, что позволяет выполнять измерения без необходимости отсоединения. В сочетании с амперметром полученные гибридные устройства известны как токоизмерительные клещи, токоизмерительные клещи или просто токоизмерительные клещи.

Как правило, они оснащены коротким удлинителем, который позволяет устройству иметь отдельный доступ к двойным проводникам электрических кабелей. Однако некоторые последние модели также имеют несколько катушек датчика внутри зажимов, что позволяет амперметру получать доступ и измерять до трех проводников в кабеле без необходимости разделения.

В сочетании с трансформатором токоизмерительные клещи могут удобно измерять большие токи, но они менее подходят для малых токов в миллиамперном диапазоне. Также стоит отметить, что некоторые модели могут показывать только приблизительные показания.

Как пользоваться амперметром

Вот четыре основных шага для правильного и безопасного использования амперметра:

1. Выберите модель, соответствующую вашим требованиям. Вы предпочитаете аналоговый или цифровой? Вам нужна высокая производительность или низкая производительность?
2. Безопасность превыше всего. Прежде чем приступить к использованию амперметра, убедитесь, что все используемое оборудование тщательно проверено на наличие неисправностей. Вы также должны защищать себя от электрического тока с помощью изолированных перчаток
.
3. Приложите провода амперметра к целевой области — точке, в которой вы хотите измерить силу тока. С помощью зажима типа «крокодил» подсоедините красный щуп к проводу, ближайшему к положительной клемме, а черный щуп — к проводу, ближайшему к отрицательной клемме измеряемого устройства. Будьте осторожны, чтобы не перепутать два
.
4. Проверьте свое чтение. На аналоговых щитовых амперметрах ищите ближайший к стрелке маркер

Часто задаваемые вопросы

Должен ли амперметр подключаться последовательно или параллельно?

«Последовательно» — это термин, используемый в электротехнике для обозначения устройства, обеспечивающего прохождение тока через каждый компонент. Между тем, «параллельно» означает соединение с каждого конца, поэтому ток не протекает через каждую цепь.

Амперметры должны быть подключены к электрической цепи последовательно, чтобы надлежащим образом измерять протекание тока по всей цепи. Подключение амперметра может вызвать короткое замыкание (прерывание тока), что приведет к повреждению.

В чем разница между амперметрами переменного тока и амперметрами постоянного тока?

Электрический ток подается в двух формах — переменный и постоянный. Переменный ток называется так потому, что он регулярно меняет направление. Это наиболее широко используемый вид электричества — см. почти все бытовые и офисные приборы — потому что его легко передавать на большие расстояния и контролировать с помощью трансформатора. Однако постоянный ток по-прежнему используется в устройствах с батарейным питанием, телекоммуникационном и солнечном оборудовании, а также в электрических компонентах автомобильных двигателей.

Амперметры переменного и постоянного тока, предназначенные для умеренных токов (примерно до 30 ампер), очень похожи, и в обоих используется точный резистор для определения тока. Большие амперметры постоянного тока, предназначенные для более высоких токов, по-прежнему требуют прецизионного резистора, тогда как более крупные устройства переменного тока используют трансформатор, который вырабатывает более низкий пропорциональный ток в отдельной цепи.