Как устроен амперметр: принцип работы, виды и особенности измерительного прибора

Как работает амперметр. Какие бывают виды амперметров. Из чего состоит амперметр. Как правильно пользоваться амперметром. Каковы преимущества и недостатки разных типов амперметров.

Что такое амперметр и для чего он нужен

Амперметр — это электроизмерительный прибор, предназначенный для измерения силы электрического тока в цепи. Единицей измерения силы тока является ампер, названный в честь французского физика Андре-Мари Ампера. Основное назначение амперметра — определять величину тока, протекающего через участок электрической цепи.

Амперметры широко применяются в электротехнике, электронике, энергетике и других отраслях для контроля и диагностики электрических цепей и оборудования. С их помощью можно:

• Измерять силу тока в различных участках электрической цепи
• Контролировать работу электродвигателей, генераторов, трансформаторов
• Диагностировать неисправности в электрооборудовании
• Настраивать и регулировать электронные устройства
• Проводить лабораторные исследования электрических явлений

Принцип работы амперметра

Принцип действия амперметра основан на взаимодействии магнитного поля измеряемого тока с магнитным полем постоянного магнита или электромагнита, входящего в конструкцию прибора. Рассмотрим, как работает классический стрелочный амперметр:

1. Измеряемый ток проходит через катушку с проводом, создавая вокруг нее магнитное поле
2. Катушка расположена между полюсами постоянного магнита
3. Взаимодействие магнитных полей создает вращающий момент, поворачивающий катушку
4. К катушке прикреплена стрелка, которая отклоняется на угол, пропорциональный силе тока
5. Противодействующая пружина ограничивает поворот катушки
6. Шкала прибора откалибрована в единицах силы тока — амперах

Таким образом, чем больше сила тока, тем сильнее отклоняется стрелка амперметра. Цифровые амперметры работают по другому принципу, преобразуя аналоговый сигнал тока в цифровой код с помощью АЦП.

Основные виды амперметров

Существует несколько типов амперметров, различающихся по принципу действия и конструкции:

1. Магнитоэлектрические амперметры

Это наиболее распространенный тип аналоговых амперметров. Их особенности:

• Высокая точность измерений
• Низкое собственное потребление энергии
• Линейная шкала
• Подходят только для цепей постоянного тока

2. Электромагнитные амперметры

Отличаются простотой конструкции и надежностью. Их характеристики:

• Подходят для измерения как постоянного, так и переменного тока
• Невысокая точность измерений
• Нелинейная шкала
• Устойчивость к перегрузкам

3. Электродинамические амперметры

Обладают высокой точностью, но сложны в изготовлении. Их свойства:

• Пригодны для измерения постоянного и переменного тока
• Высокая точность во всем диапазоне измерений
• Чувствительность к внешним магнитным полям
• Используются как образцовые приборы

4. Цифровые амперметры

Современный тип амперметров с цифровым дисплеем. Их преимущества:

• Высокая точность измерений
• Широкий диапазон измеряемых токов
• Автоматический выбор предела измерений
• Дополнительные функции (память, интерфейсы и др.)

Из чего состоит амперметр

Конструкция амперметра зависит от его типа, но можно выделить основные элементы, входящие в состав большинства приборов:

1. Измерительный механизм (магнитоэлектрический, электромагнитный и т.д.)
2. Шкала с делениями (у аналоговых приборов)
3. Стрелка или цифровой дисплей
4. Корпус прибора
5. Измерительные клеммы для подключения
6. Переключатель диапазонов измерения (у многопредельных приборов)
7. Шунты для расширения пределов измерения

В цифровых амперметрах также присутствуют электронные компоненты: микроконтроллер, АЦП, элементы питания и др.

Как правильно пользоваться амперметром

Чтобы получить точные результаты измерений и не повредить прибор, необходимо соблюдать следующие правила использования амперметра:

1. Амперметр всегда включается в цепь последовательно с нагрузкой
2. Перед подключением нужно выбрать предел измерения с запасом
3. Нельзя подключать амперметр напрямую к источнику напряжения
4. При измерении больших токов используются токовые клещи
5. Соблюдайте полярность подключения для постоянного тока
6. Не превышайте максимально допустимый ток прибора
7. При работе с высоким напряжением соблюдайте меры безопасности

Правильное использование амперметра позволит получить достоверные результаты измерений и продлить срок службы прибора.

Преимущества и недостатки разных типов амперметров

Каждый тип амперметров имеет свои сильные и слабые стороны. Рассмотрим основные преимущества и недостатки:

Магнитоэлектрические амперметры

Преимущества:

• Высокая точность измерений
• Линейная шкала
• Низкое потребление энергии

Недостатки:

• Подходят только для постоянного тока
• Чувствительны к перегрузкам

Электромагнитные амперметры

Преимущества:

• Простая и надежная конструкция
• Измеряют постоянный и переменный ток
• Устойчивы к перегрузкам

Недостатки:

• Невысокая точность
• Нелинейная шкала
• Зависимость показаний от частоты тока

Цифровые амперметры

Преимущества:

• Высокая точность измерений
• Широкий диапазон измерений
• Дополнительные функции

Недостатки:

• Зависимость от элементов питания
• Чувствительность к электромагнитным помехам
• Более высокая стоимость

Области применения амперметров

Амперметры нашли широкое применение в различных сферах, где требуется измерение и контроль электрического тока:

• Электроэнергетика — для контроля нагрузки в электросетях
• Промышленность — в системах управления электроприводами
• Автомобильная электрика — для диагностики электрооборудования
• Бытовая техника — в зарядных устройствах, блоках питания
• Научные исследования — в лабораторных установках
• Метрология — в составе образцовых измерительных комплексов

Выбор конкретного типа амперметра зависит от условий применения, требуемой точности и диапазона измерений.

Заключение

Амперметр — это незаменимый инструмент для измерения силы электрического тока. Понимание принципов работы и особенностей разных типов амперметров позволяет правильно выбрать и использовать эти приборы. Независимо от конструкции, все амперметры служат одной цели — точному определению величины тока в электрической цепи, что крайне важно для диагностики, настройки и безопасной эксплуатации электрооборудования.

Как устроен амперметр

Домашний мастер при ремонте квартиры своими руками сталкивается с необходимостью подключения светильников, розеток и выключателей по разным схемам. Такая деятельность требует выполнения электрических измерений и знания основных правил безопасности при работе под напряжением. Наши советы помогут вам оптимально выбрать мультиметр для этих целей и понять основные правила безопасной работы с ним как в бытовой электропроводке, так и для ремонта подключаемых к ней приборов. В материале статьи сравниваются два типа устройств измерителей: стрелочных аналоговых и цифровых. Это позволит оценить различные технологии замеров, сравнить их возможности, сделать выбор подходящей конструкции.

Поиск данных по Вашему запросу:

Как устроен амперметр

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Приборы измерения характеристик цепей постоянного тока
• Устройство и принцип действия амперметра для измерения тока
• Принцип работы амперметра и вольтметра
• Амперметр — измеряем ток: назначение, схемы подключения, типы
• Как устроен и работает стрелочный и цифровой мультиметр
• Как устроен и работает стрелочный и цифровой мультиметр

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Что такое ШУНТ в электронике [Радиолюбитель TV 92]

Приборы измерения характеристик цепей постоянного тока

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Чтобы измерить силу тока в некоторой электрической цепи, существуют приборы, называемые амперметры.

Они включаются в цепь по последовательной схеме. Внутреннее сопротивление амперметров очень мало, поэтому такое измерительное устройство не влияет на параметры электрического тока измеряемой цепи.

Единицей измерения силы тока является ампер. Шкалы приборов могут градуироваться в различных долях ампера: микроамперах, миллиамперах и т. Соответственно такие приборы называют микроамперметрами, миллиамперметрами и т. Чтобы расширить пределы измерений, амперметры включают в цепь с применением трансформатора , либо в параллели с шунтом. В этом случае только небольшая часть тока будет протекать через амперметр, а основная часть тока пойдет через шунт.

Для крепления шунта к амперметру применяются специальные гайки. Запрещается подключать шунт к амперметру при включенном питании электрической сети. Полярность прибора при подключении также имеет большое значение.

Если перепутать полярность, то стрелка прибора будет уходить в другую сторону, а цифровой амперметр, покажет отрицательную величину. Существуют и другие специализированные приборы для измерения тока, которые применяются в узконаправленных областях, и не распространены так широко, как перечисленные выше.

Принцип действия такого вида прибора основывается на взаимодействии магнитного поля магнита и подвижной катушки, находящейся в корпусе прибора.

Достоинствами такого амперметра является низкое потребление электроэнергии при функционировании, высокая чувствительность и точность измерений. Все магнитоэлектрические амперметры оснащены равномерной градуировкой шкалы измерений. Это позволяет произвести измерения с высокой точностью. К недостаткам магнитоэлектрического амперметра относится его сложность внутренней конструкции, наличие движущейся катушки. Такой прибор не является универсальным, так как он действует только для постоянного тока.

Несмотря на недостатки, магнитоэлектрический вид прибора широко применяется в различных областях промышленности, в лабораторных условиях. Амперметры с электромагнитным принципом работы не имеют в своем устройстве движущейся катушки, в отличие от магнитоэлектрических моделей. Устройство их значительно проще. В корпусе находится специальное устройство и один или несколько сердечников, которые установлены на оси. Электромагнитный амперметр имеет меньшую чувствительность, по сравнению с магнитоэлектрическим прибором.

А значит, точность его измерений будет ниже. Преимуществами таких приборов является универсальность работы. Это означает, что они могут измерять силу тока как в цепи постоянного, так и переменного тока. Это значительно расширяет его сферу применения. Метод работы таких приборов заключается во взаимодействии электрических полей токов, которые проходят по электромагнитным катушкам. Конструкция прибора состоит из подвижной и неподвижной катушки.

Универсальная работа на любом виде тока является основным достоинством электродинамических амперметров. Из недостатков стоит выделить большую чувствительность, так как они реагируют даже на незначительные магнитные поля , расположенные в непосредственной близости к ним. Подобные поля способны создавать для электродинамических приборов большие помехи, поэтому такие амперметры применяют только в защищенном экраном месте.

Такие приборы, обладают наибольшей эффективностью и точностью измерений. Магнитные поля, расположенные рядом с прибором, не оказывают на него заметного влияния, поэтому нет необходимости в установке дополнительных защитных экранов. Конструкция такого амперметра включает в себя замкнутый ферримагнитный провод, а также сердечник и неподвижную катушку.

Такое устройство позволяет повысить надежность работы прибора. Поэтому ферродинамические виды амперметров чаще всего используются в военной промышленности и оборонных учреждениях. К его преимуществам также можно отнести удобство и простоту пользования, точность всех измерений, по сравнению с ранее рассмотренными видами приборов.

Кроме рассмотренных приборов, существует цифровой вид амперметров. В настоящее время они все шире используются в различных сферах производства, а также в бытовых условиях.

Такая популярность цифровых приборов связана с удобством пользования, небольшими размерами и точными измерениями. Вес прибора также очень незначительный. Цифровые модификации используют в различных условиях, он невосприимчив к вибрациям, в отличие от механических аналоговых приборов. Цифровые приборы, не боятся незначительных механических ударов, которые возможны от работающего рядом оборудования. Расположение в вертикальной или горизонтальной плоскости прибора не имеет влияния на его работоспособность, так же как изменение температуры и давления.

Поэтому такой прибор применяют в условиях внешней среды. Все рассмотренные приборы способны измерять постоянный ток. Однако иногда требуется измерить силу переменного тока. Если у вас для этого нет отдельного амперметра, то можно собрать элементарную схему. Существуют и специальные приборы, измеряющие переменный ток. Оптимальным выбором прибора будет мультиметр, в котором имеется возможность измерения переменного тока. Чтобы выполнить правильное измерение, необходимо определить вид тока, то есть, переменный ток в сети, или постоянный.

В противном случае измерение будет ошибочным. Если рассматривать классический принцип работы амперметра, то его действие заключается в следующем. На оси кронштейна вместе с постоянным магнитом расположен стальной якорь с закрепленной на нем стрелкой.

Воздействуя на якорь, постоянный магнит передает ему магнитные свойства. В этом случае позиция якоря находится вдоль силовых линий, проходящих вдоль магнита. Такая позиция якоря определяет нулевое расположение стрелки по градуированной шкале. При протекании тока от генератора или другого источника по шине, возле нее возникает магнитный поток. Силовые линии этого потока в точке расположения якоря направлены под прямым углом к силовым линиям магнита.

Магнитный поток, образованный электрическим током, действует на якорь, который стремится повернуться на 90 градусов. В этом ему мешает магнитный поток, образованный в постоянном магните. Сила взаимодействия двух потоков зависит от направления и величины электрического тока, протекающего по шине. На эту величину и происходит отклонение стрелки прибора от нуля.

Цифровые и аналоговые амперметры, используются в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Особенно широко они применяются в энергетической отрасли промышленности, радиоэлектронике, электротехнике. Также их могут использовать в строительстве, в автомобильном и другом транспорте, в научных целях. В бытовых условиях прибор также часто используется обычными людьми. Амперметр полезно иметь с собой в автомобиле, на случай выявления неисправностей электрооборудования в пути.

Аналоговые приборы до сих пор также применяются в различных областях жизни. Их преимуществом является то, что для работы не требуется подключение питания, так как они пользуются электричеством от измеряемой цепи. Также их удобство состоит в отображении данных.

Многим людям привычнее смотреть за стрелкой. Некоторые устройства оснащены регулировочным винтом, который позволяет точно настроить стрелку на нулевое значение. Инертность работы прибора отрицательно влияет на его применяемость, так как для стрелки необходимо время для нахождения устойчивой позиции.

Для более точных измерений следует выбирать прибор сопротивлением до 0,5 Ом. Лучше, если зажимы контактов будут покрыты специальным антикоррозийным слоем.

Корпус должен быть качественного изготовления, без повреждений, желательно герметичного исполнения, для предотвращения проникновения влаги. Это продлит его срок службы и повысит точность показаний. Наиболее удобный вид амперметра — это цифровой. Хотя в настоящее время более популярными являются мультиметры , в состав которых также входит функция измерения тока.

Запрещается подключение амперметра в сеть напрямую без нагрузки, во избежание выхода его из строя. При измерениях нельзя прикасаться к неизолированным токоведущим элементам прибора, так как возможен удар электрическим током.

При работе с амперметром следует соблюдать осторожность и внимательность. Информационно-познавательный сайт. Публикация материалов сайта возможна только после разрешения администратора и при указании полной активной ссылки на источник.

Ру Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Виды амперметров.

Устройство и принцип действия амперметра для измерения тока

Амперметр и вольтметр — это специальное оборудование, которое предназначено для проведения измерительных действий. С помощью данных приборов получают различные параметры, характеризующие электрический ток. По названиям данных приборов можно судить о том, для каких измерений они предназначены. Ампером называют единицу измерения силы электрического тока. Поэтому амперметр измеряет силу тока в электрической цепи. Вольтом называется единица измерения электродвижущей силы и напряжения в электрической цепи. Естественно, что с помощью вольтметра можно получить показания напряжения электрического тока.

Амперметр – прибор для измерения силы тока. На этой станице вы узнаете, какие бывают амперметры, а также научитесь пользоваться ими на.

Принцип работы амперметра и вольтметра

Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Чтобы измерить силу тока в некоторой электрической цепи, существуют приборы, называемые амперметры. Они включаются в цепь по последовательной схеме. Внутреннее сопротивление амперметров очень мало, поэтому такое измерительное устройство не влияет на параметры электрического тока измеряемой цепи. Единицей измерения силы тока является ампер. Шкалы приборов могут градуироваться в различных долях ампера: микроамперах, миллиамперах и т. Соответственно такие приборы называют микроамперметрами, миллиамперметрами и т. Чтобы расширить пределы измерений, амперметры включают в цепь с применением трансформатора , либо в параллели с шунтом.

Амперметр — измеряем ток: назначение, схемы подключения, типы

Не идеальность приборов, внутренние сопротивления. Схемы преобразования вольтметра в амперметр. Чувствительности приборов. Повышение и понижение чувствительности приборов с помощью подключения дополнительных сопротивлений. Принцип работы Омметра.

Мы предполагаем, что вам понравилась эта презентация.

Как устроен и работает стрелочный и цифровой мультиметр

Величина потребления тока была названа именем французского математика и физика Андре-Мари Ампера. С тех пор нет в мире ни одной электротехники, у которой бы эта основная характеристика ни измерялась бы в амперах. Для информации. Сила ампера, с которой магнитное поле действует на проводник, является векторной величиной. Она имеет взаимно перпендикулярное направление вектору индукции.

Как устроен и работает стрелочный и цифровой мультиметр

Изначально вольтметры и амперметры были только механическими, и лишь спустя многие годы, с развитием микроэлектроники, начали выпускаться цифровые вольтметры и амперметры. Тем не менее, даже сейчас механические измерительные приборы пользуются популярностью. Они, по сравнению с цифровыми, устойчивы к помехам и дают более наглядное представление о динамике измеряемой величины. Их внутренние механизмы остаются практически теми же, что и канонические магнитоэлектрические механизмы первых вольтметров и амперметров. В данной статье мы рассмотрим устройство типичного стрелочного прибора, чтобы каждый новичок мог бы понимать основные принципы работы вольтметров и амперметров. В своей работе стрелочный измерительный прибор использует магнитоэлектрический принцип. Постоянный магнит с выраженными полюсными наконечниками закреплен неподвижно.

Амперметр — это тот же гальванометр, только приспособленный для Поэтому он устроен так, что при включении его в цепь сила тока в ней почти не.

Но мы все учились в школе и знаем, что электронов в проводнике миллиарды миллиардов и считать количество электронов было бы бессмысленно. Что же собой представляет 1 Ампер? Если сила тока в проводнике равна 1 амперу, то за одну секунду через поперечное сечение провода проходит заряд, равный 1 Кулону. Или простым языком, все электроны в сумме должны давать заряд в 1 Кулон и они должны в течение одной секунды пройти через поперечное сечение проводника.

Как устроен амперметр? Ваш ответ Отображаемое имя по желанию : Отправить мне письмо на это адрес если мой ответ выбран или прокомментирован: Отправить мне письмо если мой ответ выбран или прокомментирован Конфиденциальность: Ваш электронный адрес будет использоваться только для отправки уведомлений. Чтобы избежать проверки в будущем, пожалуйста войдите или зарегистрируйтесь. В амперметре между полюсами магнита помещена катушка, укрепленная на оси. К ней прикреплена стрелка прибора При протекании через катушку измеряемого электрического тока на горизонтальные участки проводов катушки действуют силы со стороны магнитов, в противоположных сторонах катушки токи текут в противоположных направлениях, поэтому и силы со стороны магнитов направлены противоположно Под действием этих сил катушка поворачивается, вместе с ней поворачивается относительно шкалы стрелка прибора Повороту катушки препятствует спиральная пружина. Вращение катушки прекращается, когда действие силы упругости пружины уравновешивает действие магнитных сил.

Амперметр — прибор, предназначенный для измерения силы тока в электрической цепи.

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Решите задачу по физике 1 ставка. Какая польза народному хозяйству от астрономии и теории эволюции? Независимые ученые узнали, что Человечество не вызвало Глобального Потепления. А Кто вызвал?

У вас уже есть абонемент? На данном уроке мы познакомимся с прибором для измерения такой характеристики электрического тока, как сила тока. Этот прибор называется амперметр.

Как это устроено?. Школьный курс физики

Главная | Приложения | Приложение 2 «Как это устроено?» | Амперметр

Виды амперметров

Амперметр – измерительный прибор, необходимый чтобы узнать силу тока. Они могут быть стрелочными и цифровыми. Цифровой амперметр более удобен и такие модели стали очень популярными в последнее время, постепенно вытесняя аналоговые стрелочные. Как и любой другой измерительный прибор характеристик электрического тока, амперметр рассчитан на определенную величину тока, то есть при превышении предельной величины силы тока в цифровом приборе сработает защита либо он вовсе перегорит.

Точность показаний прибора зависит от принципа действия и вида устройства.

Существует два основных вида амперметров:

Аналоговые.

Цифровые.

Аналоговый и цифровой амперметры

Первый вид в свою очередь делится на следующие устройства:

Магнитоэлектрические.

Электромагнитные.

Электродинамические.

Ферродинамические.

По виду измеряемого тока амперметры делятся:

Для переменного тока.

Для постоянного тока.

Существуют и другие специализированные приборы для измерения тока, которые применяются в узконаправленных областях, и не распространены так широко, как перечисленные выше.

Принцип работы и виды устройства

Амперметр — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют. Поэтому, чем ниже внутреннее сопротивление амперметра (в идеале — 0), тем меньше будет влияние прибора на исследуемый объект, и тем выше будет точность измерения.

Для увеличения предела измерений амперметр снабжается шунтом (для цепей постоянного и переменного тока), трансформатором тока (только для цепей переменного тока) или магнитным усилителем (для цепей постоянного тока). Комплектное устройство из токоизмерительной головки и трансформатора тока специальной конструкции называется «токоизмерительные клещи».

Очень опасно пытаться использовать амперметр в качестве вольтметра (подключать его непосредственно к источнику питания), что может привести к коротким замыканиям!

Общая характеристика

По конструкции амперметры делятся:

• со стрелочной измерительной головкой без электронных схем;

• со стрелочной измерительной головкой с использованием электронных схем;

• с цифровым индикатором.

Приборы со стрелочной головкой

Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол крена, пропорциональный величине измеряемого тока. Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими.

Магнитоэлектрическими амперметрами измеряют силу постоянного тока; индукционными и детекторными — силу переменного тока; амперметры других систем измеряют силу любого тока.

Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры. Приборы со стрелочной головкой могут снабжаться дополнительными электронными схемами для усиления сигнала, подаваемого на головку (для измерения токов, существенно меньших чем ток полного отклонения головки, который для большинства магнитоэлектрических приборов составляет 50 мкА и более), защиты головки от перегруза и прочее.

Принцип работы цифрового прибора

Цифровой амперметр постоянного тока позволяет измерить и определить постоянный ток – как отрицательной, так и положительной полярности. На направление тока указывает точка, размещенная в крайнем правом разряде. Удобство применения данного устройства состоит в отсутствии необходимости подключения шунта. Амперметр цифровой постоянного тока может монтировать в источники питания, стойки приборов, стенды, зарядные устройства и прочее. Такой прибор советуют использовать, чтобы контролировать работу двигателей, DС-DС преобразователей, источников питания и инверторов.

Амперметр постоянного тока цифровой включается спустя три минуты после подключения питания. В случае установки в зарядное устройство рекомендуется предварительно к выводам питания амперметра подключить конденсатор 470 mF 25 v. Индикатор не отображает незначащие нули. Учитывая обширный выбор диапазонов, амперметр с успехом функционирует в одном из двадцати вариантов режима работы. При этом каждый режим предполагает применение одного из трех шунтов: на мкА, мА или Амперы.

Предел измерения колеблется в диапазоне 1мкА – 1000А. Для работы следует выбрать один из 60 предложенных пределов измерений.

Как уже было отмечено, каждый режим работает на основе подходящего шунта. Следует помнить, что номинальное напряжение любого шунта не должно превышать 75мВ. В качестве примера можно рассмотреть режим 2, который работает только с шунтами 5мкА, 5мА или 5А. Для программирования режимов применяется пять джамперов.

Перед включением модуля рекомендуется запрограммировать режим его работы. После включения модуль выдаст сведения относительно выбранного режима работы. Если, допустим, выбран режим измерения токов в пределах 25А, то включенный модуль будет мигать несколько раз «25.0», что указывает на режим работы «5». В таком случае необходимо использование одного из шунтов: 25А, 25мкА или 25мА. При выборе недопустимого режима будет мигать значок «Err», указывающий на ошибку.

Следует помнить, что измерять можно только в одной полярности, если же ток измеряется в обратной полярности, то это будет отображаться, как «000». Для питания модуля предназначен встроенный литиевый аккумулятор CR2032, рассчитанный на двадцать дней бесперебойной работы. К тому же, источником питания может послужить внешняя батарея и любой другой источник с постоянным током 3В. Особенности подключения состоят в том, что внешний источник питания 3В следует подключить плюсом к контакту «3V», а минусом – к «0V».

Еще одним обязательным условием является наличие гальванической развязки для внешнего источника питания от источника, который измеряет ток. Важно не забыть встроенный литиевый элемент при использовании внешнего источника питания. Чтобы сэкономить батарею, измеряя ток в автомобиле, можно воспользоваться реле, которое отключает питание модуля во время выключения зажигания. Сделанные самостоятельно шунты или резисторы можно использовать для малых токов. При этом рекомендуется применять металлопленочные резисторы, которые в меньшей степени зависят от температурного режима. Как правило, в устройстве используют константановую или манганиновую проволоку.

Шкала прибора градуирована в амперах, килоамперах, миллиамперах или микроамперах. Для расширений пределов измерений, амперметр может быть включен в цепь через трансформатор или параллельно шунту, когда лишь малая доля измеряемого тока проходит через прибор, а основной ток цепи течет через шунт.

Сегодня есть два особо популярных типа амперметров – механические амперметры — магнитоэлектрические и электродинамические, и электронные — линейные и трансформаторные.

В классическом магнитоэлектрическом амперметре со стрелкой и градуированной шкалой, через подвижную катушку прибора проходит определенная часть измеряемого тока, обратнопропорциональная сопротивлению катушки, включенной параллельно калиброванному шунту малого сопротивления.

Ток (прямой или выпрямленный) проходящий через катушку приводит к повороту стрелки магнитоэлектрического амперметра, и угол наклона стрелки оказывается пропорционален величине измеряемого тока. Ток через катушку амперметра создает на ней крутящий момент благодаря взаимодействию собственного магнитного поля с магнитным полем установленного стационарно постоянного магнита. И поскольку стрелка соединена с катушкой-рамкой, она наклоняется на соответствующий угол и указывает значение тока на шкале.

Электродинамический амперметр устроен несколько более сложным образом. В нем есть две катушки — одна неподвижная, а вторая — подвижная. Катушки соединены между собой последовательно или параллельно. Когда токи проходят через катушки, то их магнитные поля взаимодействуют, в итоге подвижная катушка, с которой соединена стрелка, отклоняется на угол, пропорциональный величине измеряемого тока.

В приборах, предназначенных для измерения значительных токов, основной ток всегда проходит через шунт малого сопротивления, а катушка соединенная со стрелкой, принимает на себя только малую долю тока, выступая в роли проводящего ответвления от основного пути тока. Соотношения токов через измерительную рамку и через шунт обычно принимаются такими: 1 к 1000, 1 к 100 или 1 к 10.

Магнитоэлектрические амперметры

Принцип действия такого вида прибора основывается на взаимодействии магнитного поля магнита и подвижной катушки, находящейся в корпусе прибора. Достоинствами такого амперметра является низкое потребление электроэнергии при функционировании, высокая чувствительность и точность измерений. Все магнитоэлектрические амперметры оснащены равномерной градуировкой шкалы измерений. Это позволяет произвести измерения с высокой точностью.

Магнитоэлектрическая система приборов

К недостаткам магнитоэлектрического амперметра относится его сложность внутренней конструкции, наличие движущейся катушки. Такой прибор не является универсальным, так как он действует только для постоянного тока. Несмотря на недостатки, магнитоэлектрический вид прибора широко применяется в различных областях промышленности, в лабораторных условиях.

Электромагнитные устройства

Амперметры с электромагнитным принципом работы не имеют в своем устройстве движущейся катушки, в отличие от магнитоэлектрических моделей. Устройство их значительно проще. В корпусе находится специальное устройство и один или несколько сердечников, которые установлены на оси. Электромагнитный амперметр имеет меньшую чувствительность, по сравнению с магнитоэлектрическим прибором. А значит, точность его измерений будет ниже. Преимуществами таких приборов является универсальность работы. Это означает, что они могут измерять силу тока как в цепи постоянного, так и переменного тока. Это значительно расширяет его сферу применения.

Электромагнитная система приборов

Электродинамические приборы

Метод работы таких приборов заключается во взаимодействии электрических полей токов, которые проходят по электромагнитным катушкам. Конструкция прибора состоит из подвижной и неподвижной катушки. Универсальная работа на любом виде тока является основным достоинством электродинамических амперметров. Из недостатков стоит выделить большую чувствительность, так как они реагируют даже на незначительные магнитные поля, расположенные в непосредственной близости к ним. Подобные поля способны создавать для электродинамических приборов большие помехи, поэтому такие амперметры применяют только в защищенном экраном месте.

Электродинамическая система приборов

Ферродинамические приборы

Такие приборы, обладают наибольшей эффективностью и точностью измерений. Магнитные поля, расположенные рядом с прибором, не оказывают на него заметного влияния, поэтому нет необходимости в установке дополнительных защитных экранов.

Конструкция такого амперметра включает в себя замкнутый ферримагнитный провод, а также сердечник и неподвижную катушку. Такое устройство позволяет повысить надежность работы прибора. Поэтому ферродинамические виды амперметров чаще всего используются в военной промышленности и оборонных учреждениях. К его преимуществам также можно отнести удобство и простоту пользования, точность всех измерений, по сравнению с ранее рассмотренными видами приборов.

Ферродинамическая система приборов

Цифровые устройства

Кроме рассмотренных приборов, существует цифровой вид амперметров. В настоящее время они все шире используются в различных сферах производства, а также в бытовых условиях. Такая популярность цифровых приборов связана с удобством пользования, небольшими размерами и точными измерениями. Вес прибора также очень незначительный. Цифровые модификации используют в различных условиях, он невосприимчив к вибрациям, в отличие от механических аналоговых приборов.

Цифровые приборы, не боятся незначительных механических ударов, которые возможны от работающего рядом оборудования. Расположение в вертикальной или горизонтальной плоскости прибора не имеет влияния на его работоспособность, так же как изменение температуры и давления. Поэтому такой прибор применяют в условиях внешней среды.

Цифровые приборы

Источник: https://electroinfo.net/instrumentarij/chto-takoe-cifrovoj-ampermetr-i-chem-on-luchshe-obychnogo.html

Как работают амперметры?

Дон Паттон

i Hemera Technologies/PhotoObjects. net/Getty Images

Амперметры или, проще говоря, «амперметры» — это приборы для измерения электрического тока. традиционная конструкция аналоговой стрелки и более новые твердотельные счетчики с цифровыми показаниями.Счетчики каждого типа по своей природе реагируют только на постоянный ток или постоянный ток, но с дополнительной схемой могут также измерять переменный ток или переменный ток.

Аналоговые счетчики

В основе аналогового счетчика лежит гальванометр, чувствительный прибор, содержащий подвижную проволочную катушку, подключенную к входным клеммам. Катушка создает магнитное поле из проходящего через нее электрического тока, и это магнитное поле реагирует со вторым полем, обычно от постоянного магнита в счетчике. Пружина противодействует крутящему моменту, создаваемому взаимодействием двух магнитных полей. По мере увеличения тока пружина растягивается пропорционально входному току, а стрелка, прикрепленная к катушке, указывает величину электрического тока.

Диапазон

Гальванометр очень чувствителен, с рабочим диапазоном микроампер до нескольких миллиампер. Чтобы считывать большие значения тока, аналоговый амперметр использует комбинацию последовательных и параллельных резисторов для расширения диапазона гальванометра.

Цифровые счетчики

Цифровые счетчики используют полупроводниковую электронику для измерения тока. Их конструкции состоят из цифрового вольтметра, подключенного через калиброванный токовый шунт. Шунт имеет очень небольшое сопротивление и пропускает большую часть тока, в то время как измеритель измеряет небольшое напряжение на нем. Напряжение пропорционально току, протекающему через шунт, и вольтметр использует аналого-цифровой преобразователь и другие цифровые схемы для преобразования напряжения в цифровой код, который измеритель может отображать как текущее значение.

Токи переменного тока

Направление отклонения катушки в гальванометре зависит от полярности приложенного тока, поэтому переменные токи, которые постоянно меняют направление, не регистрируются. Чтобы амперметр мог считывать переменный ток, он должен иметь мостовую схему выпрямителя для преобразования входного тока в постоянный. С этим дополнением отклонение всегда происходит в одном и том же направлении, независимо от полярности подаваемого тока. Показания цифровых счетчиков также зависят от направления тока, поэтому они тоже используют выпрямители для считывания переменного тока.

Измерительные клещи

Амперметры обычно подключаются непосредственно к цепям тока, которые они измеряют, но некоторые измерители имеют клещевые щупы, которые позволяют выполнять измерения, не прерывая измеряемую цепь. Измерительные клещи не так точны, как подключенные к цепи, но они могут быть полезны для однократных измерений или при экстремальных уровнях тока или напряжения. Некоторые накладные щупы используют магнитную связь в цепи измерения, поэтому они работают только для переменного тока, в то время как другие используют датчики на эффекте Холла, реагирующие на постоянный ток.

Ссылки

• Университет штата Джорджия Факультет физики и астрономии: проектирование амперметров
• Университет Флориды Сельскохозяйственная и биологическая инженерия: аналоговые электрические устройства и измерения
• Университет штата Джорджия Факультет физики и астрономии: гальванометр
• AEMC Instruments: Selection Руководство по токоизмерительным пробникам Clamp-On

Writer Bio

Дон Паттон начал писать после ухода из инженерной карьеры в 2006 году. Он получил степень бакалавра наук в области электротехники в Калифорнийском университете в Беркли и продолжил обучение в области программного обеспечения. инженерия.

электричество — Как работает амперметр в цепи?

спросил 6 лет, 11 месяцев назад

Изменено 6 лет, 11 месяцев назад

Просмотрено 3к раз

$\begingroup$

Извините за этот простой вопрос, но я не могу понять принцип работы амперметра.

В качестве примера возьмем следующую цепь:

Когда переключатель замкнут, по цепи протекает ток, т.е. между двумя концами цепи существует разность потенциалов, поэтому электроны текут от отрицательного вывода к положительному.
Амперметр регистрирует ток, протекающий через переменный резистор.

Мой вопрос: Как амперметр может определить, какой ток протекает через резистор? так как он «за» резистором?
А также: Почему и как резистор ограничивает ток, протекающий по всей цепи? разве это не ограничивает только ток, который течет мимо и после резистора?

• электричество
• электрические цепи
• электрические токи
• электрические сопротивления

$\endgroup$

$\begingroup$

Два вопроса:

Как амперметр может определить, какой ток протекает через резистор? так как он «за» резистором?

Существует как минимум несколько способов измерения тока с использованием различных технологий. В первых амперметрах использовалась гальванометрическая технология, при которой катушка гальванометра становится частью пути тока. Катушка создает магнитное поле, и магнитное поле механически отклоняет под углом постоянный магнит, прикрепленный к циферблатному указателю. Но в современных технологиях мы можем ощущать магнитное поле с помощью датчиков Холла или, чаще, мы используем шунтирующий резистор (резистор с низким сопротивлением), который не сильно препятствует току, но допускает достаточное падение напряжения для определения тока по закону Ома.

Почему и как резистор ограничивает ток, протекающий через вся цепь? разве это не ограничивает только ток, протекающий мимо а после резистора?

Прежде всего, резисторы «ограничивают» ток, преобразуя электрическую энергию, протекающую через резистор, в тепловую энергию. Во-вторых, ток, втекающий в резистор, равен току, вытекающему из резистора. Хотя на резисторе есть падение напряжения, «падения тока» нет. Сбрасывая напряжение на ограничительном резисторе в цепи, вы снижаете падение напряжения на остальной части цепи, поэтому ток с установленным токоограничивающим резистором во всей цепи меньше, чем если бы у вас там не было резистора. Другой способ думать об этом состоит в том, что, добавляя резистор последовательно с существующей цепью, вы увеличиваете полное сопротивление цепи и по закону Ома уменьшаете ток. $$I_{initial}=\frac{V}{R_{circ}}$$ $$I_{после}=\frac{V}{R_{circ}+R_{limiter}}$$

$\endgroup$

$\begingroup$

Почему и как резистор ограничивает ток, протекающий через вся цепь? разве это не ограничивает только ток, протекающий мимо а после резистора?

Во-первых, это цепь постоянного тока (без учета переключателя), то есть напряжения и токи в цепи постоянны во времени.

Поскольку это так, в силу сохранения электрического заряда ток через амперметр и резистор одинаков, ибо, если бы это было не так, электрический заряд обязательно накапливался бы где-то между ними или внутри них, и, таким образом, напряжение и ток были бы , а не быть постоянным во времени.

На самом деле текущий закон Кирхгофа (KCL) является лишь приближением, точным в низкочастотном пределе. Для частот, достаточно высоких, так что физические размеры элементов схемы значительны по сравнению с длиной волны электромагнитных волн на таких частотах, «обычные» законы схемы, такие как KCL, не выполняются.