Для чего нужен амперметр. Для чего нужен амперметр.

Амперметр также можно использовать для измерения силы тока. Перед проведением измерений необходимо ознакомиться с инструкцией к конкретной модели мультиметра, чтобы правильно его настроить и подключить к цепи.

Для чего нужен амперметр

Амперметр — это прибор, используемый для измерения силы тока в амперной цепи. Это самое простое определение, которое можно использовать для визуального определения силы тока, потребляемого подключенной нагрузкой. В простейшем случае амперметр подключен к цепи, т.е. через него протекает такой же ток, как и через любой другой элемент, например, нагреватель, двигатель, лампочка, т.е. нагрузка.

На практике эта простая схема используется только в слаботочных и сигнальных цепях, где внутреннее сопротивление устройства не оказывает существенного влияния на общее сопротивление цепи. Однако если необходимо измерять большие токи и для этого приобретается, например, амперметр 10а, то в его схеме сначала используется встроенный байпас, а технически сам прибор уже показывает процент от общего тока, который пропорционален отношению между внутренним сопротивлением системы индикации амперметра и сопротивлением байпаса.

Для сетей переменного тока предел измерения также может быть увеличен с помощью трансформатора тока, так что амперметр e8030 5a с номинальным измерительным током 5 A может измерять переменные токи до 5000 A с установленным трансформатором тока:

• Тип электрического тока (переменный, постоянный);
• Диапазон измерений силы тока;
• Допустимая погрешность измерений или класс точности;
• Для работы в какой системе предназначен прибор;
• В каких условиях окружающей среды предполагается эксплуатация.

А также знать, в каких исполнениях эти измерители представлены на рынке.

Типы современных амперметров

Прежде чем купить токоизмерительный прибор, необходимо определиться с типом, которых всего два:

• Аналоговые или стрелочные. Этот тип оборудования появился первым и, хотя они имеют различия в конструкции, принцип их работы основан на измерении и индикации силы электромагнитного взаимодействия проводников с током;
• Цифровые – современный тип измерительного оборудования, принцип работы которого основан на дискретизации аналогового сигнала напряжения на шунтирующем резисторе и его перевода в значение силы тока встроенным преобразователем.

Аналоговые амперметры опять же делятся по конструктивным особенностям:

• Магнитоэлектрические. Катушка отклоняется в магнитном поле постоянного магнита, преодолевая сопротивление пружин. Угол отклонения отклонения зависит от силы тока. Характерна высокая точность и линейность градуировки шкалы. Предназначены для измерения только постоянного тока;
• Электромагнитные. Вместо катушки поворот стрелки обеспечивается сердечником, установленным на оси. Имеют меньшую точность. Подходят для измерения постоянного и переменного тока большой величины;
• Электродинамические. Универсальны и предназначены для измерения величины постоянного и переменного тока по усилию взаимодействия двух катушек. При монтаже требуют надежного экранирования от электромагнитных помех;
• Ферродинамические. Принцип работы схож с амперметрами электродинамического типа, нечувствителен к помехам, однако в производстве дороже, поэтому используется для решения специфических задач.

Наиболее распространенными на практике являются аналоговые приборы электромагнитного типа, так как они самые дешевые и универсальные. К ним относится, например, амперметр е8030 с классом точности 2,5 %.

Цифровой амперметр для массового применения используется не часто из-за его более высокой стоимости, необходимости отдельного стабильного источника питания и чувствительности к скачкам напряжения.

Область применения амперметров

Необходимость купить аналоговый амперметр в Минске может возникнуть при решении различных задач, таких как:

• Контроль режимов работы электрогенерирующего оборудования;
• Контроль потребления мощной нагрузки в промышленности;
• Выставление оптимального тока заряда аккумуляторных батарей;
• Производство контрольно-измерительной и лабораторной аппаратуры.

Применение цифровых амперметров пока не получило широкого распространения; они широко используются в мультиметрах общего назначения и лабораторных приборах

Что это и для чего нужен?

Амперметр — это прибор, основное назначение которого заключается в измерении силы тока в электрических сетях. Это относится как к постоянному, так и к переменному току. Прибор подключается последовательно к той части цепи, в которой необходимо провести испытание. Поскольку измеряемый ток в значительной степени зависит от сопротивления частей цепи, внутреннее сопротивление самого прибора должно быть низким. Это значительно снижает влияние самого прибора на измеряемую цепь и повышает точность самого измерения.

Обычно шкала прибора обозначается мкА, мА, а и кА. В зависимости от требуемой точности и предела измерения следует выбирать соответствующий прибор.

Устанавливая в цепи магнитные усилители, шунты и трансформаторы тока, можно добиться увеличения измеряемой силы. Это значительно увеличивает диапазон измерений.

Устройство и принцип работы

В качестве примера возьмем электродинамический амперметр, который может значительно отличаться от модели к модели. Компоненты амперметра включают звуковую катушку и неподвижную катушку, которые могут быть соединены параллельно или последовательно. Протекающие через них токи взаимодействуют, вызывая отклонение подвижной части. К ней подсоединяется стрелка прибора, указывающая на величину тока. При включении цепей этот прибор подключается последовательно с нагрузкой. Если известно, что сила тока слишком велика или напряжение очень высокое, то подключение осуществляется через трансформатор.

Что касается принципа действия, то устройство работает по следующей схеме. Якорь со стальной стрелкой устанавливается параллельно постоянному магниту на валу якоря. Этот магнит воздействует на якорь и тем самым придает ему определенные магнитные свойства. Положение самого якоря перемещается вдоль электрических линий, которые также перемещаются вдоль магнита. Это положение якоря соответствует значению 0 на шкале. Когда ток от батареи или генератора проходит через питающий стержень, возникает магнитный поток. Его линии потока перпендикулярны линиям постоянного магнита в положении якоря.

Магнитный поток, создаваемый током, действует на якорь, который пытается совершить поворот на 90 градусов. Однако по отношению к своему начальному положению он не может этого сделать из-за потока, создаваемого в постоянном магните. Степень взаимодействия между двумя магнитными потоками зависит от вида величины и направления тока, протекающего через якорь. Очевидно, что эта величина используется для отклонения иглы от нулевой шкалы.

В случае цифрового аналогового дисплея аналого-цифровой преобразователь преобразует значение тока в цифровое измерение, которое отображается на экране.

Выходной сигнал зависит от частоты процессора, отвечающего за передачу соответствующих данных на дисплей.

Класс точности

Чтобы амперметр был действительно эффективным, необходимо знать, с какой точностью он измеряет. Одной из основных характеристик такого прибора является понятие «класс точности». Это значение определяется различными погрешностями. Точнее, их пределами. Это часто называют уменьшенной погрешностью. По этому критерию амперметры и другие измерительные приборы можно разделить на следующие классы:

Приборы, относящиеся к первым 4 категориям, называются прецизионными или точными приборами. Их показания будут максимально точными. Приборы, относящиеся к остальным четырем категориям, называются техническими приборами. Если на приборе нет маркировки, он считается неклассифицированным. Это означает, что погрешность измерения составляет более 4 %.

Для амперметров классы точности используются для понимания пределов абсолютной погрешности прибора. Это не гарантирует, что измерения не корректируются другими факторами, такими как частота переменного тока, магнитные поля или колебания температуры. Независимо от этого, следует отметить, что амперметры характеризуются по классам точности в соответствии с ГОСТом.

Как пользоваться и подключать амперметр к цепи?

Для того чтобы измерить ток в простейшей цепи, необходимо разорвать цепь в любой точке и подключить измерительный прибор к этому разрыву (см. рисунок 5). Такое подключение называется последовательным. Например, для измерения тока в проводнике амперметр подключается последовательно с проводником — в этом случае через проводник и амперметр протекает один и тот же ток.

В цепи, состоящей из источника тока и ряда проводников, соединенных друг с другом так, что конец одного проводника соединен с началом другого, ток во всех участках одинаков. Это следует из того, что нагрузка, протекающая за 1 с через каждый участок проводников цепи, одинакова. Когда в цепи течет ток, в проводниках цепи нигде не накапливается заряд, подобно тому, как вода не накапливается в отдельных участках трубы, когда она течет по ней. Поэтому амперметр может быть подключен для измерения силы тока в любой точке цепи, состоящей из ряда последовательно соединенных проводников, поскольку ток одинаков во всех точках цепи. Если один амперметр подключить к цепи до лампы, а другой — после, оба покажут одинаковую силу тока.

Внимание. Не подключайте амперметр к клеммам источника тока без токоприемника, подключенного последовательно с амперметром. Вы можете повредить амперметр!

Каждый амперметр имеет верхний предел измерения (предел тока), т.е. шкала амперметра показывает максимальный ток, на который он рассчитан. Не подключайте амперметр к цепи с большим током, иначе он может быть поврежден.

При включении амперметра соблюдайте полярность, т.е. клемма с маркировкой «+» должна быть подключена только к кабелю клеммы с маркировкой «+» источника питания. При правильном включении устройства ток должен протекать через амперметр от клеммы «+» к клемме «-«.

При подключении к цепи амперметр, как и любой другой измерительный прибор, не должен влиять на показания. По этой причине он сконструирован таким образом, что при включении в цепь ток в нем практически не изменяется. Как мы уже знаем, все измерительные приборы имеют некоторое электрическое сопротивление. Когда амперметр подключается последовательно к цепи, его электрическое сопротивление добавляется к общему сопротивлению цепи. Это приводит к нежелательному уменьшению силы тока. Чтобы избежать этого, сопротивление амперметра должно быть низким. В идеале амперметр не должен иметь сопротивления (R = 0), но на практике этого достичь невозможно.

Как увеличить диапазон измерения амперметра?

Для того чтобы измерение тока было максимально точным, необходимо использовать подходящий диапазон измерения. Если вы попытаетесь считать значения в несколько мА, в то время как шкала охватывает измеряемое значение до 100 А, вы даже не заметите отклонения стрелки амперметра.

Разработчики амперметров используют различные технические решения, чтобы иметь возможность измерять силу тока в различных диапазонах. В некоторых случаях мы можем сами изменить диапазон измерения. Если мы добавим резистор (так называемый байпас), как показано на рис. 6, мы сможем измерять большие токи без повреждения чувствительной структуры амперметра.

Предположим, мы хотим увеличить диапазон измерения амперметра в n раз. Тогда общий ток I, протекающий через прибор (рис. 6), будет равен n*I_A. Тогда уравнения первого и второго правил Кирхгофа имеют следующий вид:

Таким образом, сопротивление шунта может быть рассчитано следующим образом:

По конструктивным соображениям шунтирующий резистор используется только для магнитоэлектрического измерителя тока.

Проверка

Точность любого измерительного прибора зависит от его калибровки. Для аналоговых измерительных приборов на измерительном приборе ставится штамп, подтверждающий, что он прошел проверку в лаборатории. Современные цифровые мультиметры с функцией измерения тока не имеют такой печати и не тестировались. Многие неопытные электрики не знают, как проверить амперметр. Чтобы проверить точность измерения, необходимо:

1. Тестируемый прибор подключить параллельно с эталонным. Желательно, чтобы это был механический амперметр.
2. В цепь подключить переменный резистор.
3. К переменному резистору подключить резистор с мощным сопротивлением.
4. Подключить схему к источнику питания.
5. При помощи переменного резистора «R2» установить порог напряжения таким образом, чтобы стрелка механического прибора встала точно на середине своей шкалы.
6. Включить мультиметр на измерение силы тока.
7. Сопоставить результаты.
8. Переменным резистором регулировать отклонение стрелки механического прибора в сторону максимума.
9. При отклонении на каждое следующее значение, сравнить результаты теста.

Проверить точность цифрового мультиметра при измерении силы тока. Чтобы увеличить нагрузку, можно подключить в цепь несколько ламп. Ниже приведено подробное описание того, как пользоваться токоизмерительным прибором.

Подключение

Далее мы рассмотрим 2 типа измерения тока: цепи переменного и постоянного тока. Перед подключением измерительного прибора следует помнить, что любой амперметр имеет очень низкое собственное сопротивление. Невозможно измерить силу тока без нагрузки от постороннего элемента. Это особенно важно при работе с переменным напряжением. Все инструкции приведены на примере цифрового мультиметра в режиме измерения тока.

Переменный ток

Чтобы измерить силу переменного тока, необходимо сделать следующее:

1. Перевести переключатель мультиметра в режим замера силы переменного тока.
2. Выбрать наибольшую величину.
3. Красный измерительный щуп подключить в гнездо «10–20 А», в зависимости от типа прибора.
4. Черный щуп вставить в гнездо «COM».
5. К трансформатору подключить провод питания (запрещено включать в розетку).
6. К клемме «+» от трансформатора подключить один контакт контрольной лампы.
7. Второй контакт от лампы соединить с красным измерительным щупом тестера.
8. Черный измерительный щуп соединить со второй клеммой трансформатора.
9. Подать на трансформатор напряжение.

Амперметр показывает значение потребления тестовой лампы в амперах. Категорически запрещается подключать контрольную лампу без колбы.

Переменный ток также можно измерить с помощью плоскогубцев. Для этого необходимо использовать пару плоскогубцев:

1. Вынуть из гнезд контрольные щупы.
2. Перевести тестер в режим замера силы тока.
3. Обхватить клещами жилу провода.

Амперметр показывает величину потребления.

Постоянный ток

Для измерения постоянного тока также используется параллельное подключение тестера. В этом случае необходимо:

1. Перевести прибор в режим замера силы постоянного напряжения.
2. Красный измерительный щуп вставить в гнездо «mA».
3. Черный оставить в гнезде «COM».
4. Выбрать наибольший параметр замера в миллиамперах.
5. Вход «минус» измеряемого прибора подключить к клемме «минус» аккумулятора.
6. Вход «+» прибора подключить к черному измерительному щупу.
7. Красный измерительный щуп соединить с клеммой «+» аккумулятора.

Таким образом, можно определить предел потребления прибора или устройства, работающего на постоянном токе.

Сфера применения амперметров

Счетчики электроэнергии используются в различных отраслях. Они широко используются в крупных компаниях, занимающихся производством и распределением электрической и тепловой энергии. Они также используются в

Однако не только средние и крупные компании используют эти приборы, но и обычные граждане. Практически каждый опытный автоэлектрик имеет в своем арсенале такой прибор, с помощью которого можно измерить энергопотребление оборудования, деталей автомобиля и т.д.

Виды амперметров

Приборы можно классифицировать по типу индикации. Наиболее распространенными являются аналоговые амперметры со шкалой, по которой перемещается дисплей. Современные приборы имеют цифровой дисплей, на котором отображается значение силы тока.

Приборы со стрелочной головкой

Амперметры со стрелкой постепенно исчезают. Они сложнее современных моделей и имеют ограниченную область применения. Еще один недостаток — меньший срок службы из-за большего количества механических частей. Современные условия иногда требуют показаний ниже, чем те, которые необходимы для перемещения стрелки даже на один шаг. По этой причине приборы с индикатором должны быть оснащены усилителями сигнала.

Интересно. Долгое время эти измерительные приборы не имели аналогов — точность была достаточно высокой. Однако развитие электротехнической промышленности позволило разработать более дешевые приборы.

Принцип действия стрелочной головки

Еще одна сложность в использовании стрелочного токоизмерительного прибора — принцип работы дисплея, который отличается в разных системах измерения:

1. Магнитоэлектрическая. Стрелка поворачивается по линейной шкале, пропорциональной силе тока. Вращающий момент задается током, проходящим через обмотку рамки.
2. Электромагнитная. Стрелка закреплена на сердечнике из ферромагнита, который двигается внутри катушки.
3. Электродинамическая. Используются две катушки с последовательным либо параллельным соединением. На подвижной – закреплена стрелка, поворачивающаяся от взаимодействия между токами катушек.

Во всех типах используется корректор — специальный винт, соединенный с пружиной. Пружина, которая работает с подпружиненной пружиной. Необходимо установить указатель в нулевое положение.

Если не соблюдать начальную установку, это может привести к неправильному показанию измеряемого тока, так как начальное положение стрелки находится слева от нулевого положения.

Приборы с цифровым индикатором

Цифровые приборы вытесняют аналоговые в силу определенных различий:

• простота изготовления – дешевле производить, легче собрать самостоятельно;
• возможность измерения меньших величин;
• отсутствие износа подвижных частей – дольше служат, не требуют замены элементов;
• наглядная и удобная индикация;
• меньший вес.

Переход на цифровые технологии привел к тому, что эти приборы стали более распространенными в домашних хозяйствах. Они проще в использовании — вертикальное и горизонтальное расположение не влияет на работу. Они также более устойчивы к внешним воздействиям, например, к механическим ударам по корпусу.

Магнитоэлектрические амперметры

Приборы, реагирующие на магнитные эффекты (магнитоэлектрические), используются для измерения очень малых токов в цепях постоянного тока. В них нет ничего лишнего, кроме катушки, подключенной к ней стрелки и шкалы.

Термоэлектрические амперметры

Он используется для измерения переменного тока высокой частоты. Внутри прибора установлен нагревательный элемент (проводник с высоким сопротивлением) с термопарой. Протекающий ток нагревает проводник, а термопара регистрирует значение. Выделяемое тепло заставляет рамку стрелки отклоняться на определенный угол.

Ферродинамические

Очень прочные приборы, на которые почти не влияют магнитные поля, отсутствующие в приборе. Амперметры этого типа устанавливаются в системах автоматического управления в качестве самописцев.

Как подключить амперметр

Амперметр должен быть подключен в строгом порядке — он размещается между источником питания и нагрузкой. Для проведения корректных измерений необходимо точно знать тип напряжения питания — постоянное или переменное. Используйте только прибор, соответствующий типу тока.

Ниже подробно описано, как подключить токоизмерительный прибор для получения точных и правильных измерений тока:

• требуется выбрать необходимый шунт, максимальный ток которого ниже тока, который нужно замерять;
• затем амперметр подключается к шунтам специальными гайками, расположенными на самом амперметре;
• подключение амперметра осуществляется только после обесточивания измеряемого прибора посредством разрыва электрической цепи;
• включите амперметр в цепь с шунтом;
• соедините элементы правильно, чтобы обеспечить четкое соблюдение полярности для корректного отображения данных;
• подключите электропитание, после чего можно считывать результаты на амперметре.

В качестве меры предосторожности обратите внимание, что амперметр ни в коем случае нельзя подключать к розетке без нагрузки. Поскольку измерительный прибор имеет низкое входное сопротивление, он просто перегорит, если его включить в розетку без нагрузки.

Область применения амперметров простирается от крупного промышленного производства и распределения электроэнергии до строительства, автомобилестроения и науки. Они также используются в быту владельцами автомобилей для самостоятельного измерения параметров автомобильного оборудования.

• https://odinelectric.ru/wiring/tools/chto-takoe-ampermetr
• https://www.meratest.ru/articles/shto_takoe_ampermetr/
• https://rusenergetics.ru/praktika/princip-dejstviya-ampermetra
• https://pue8.ru/elektrotekhnik/813-ampermetr-naznachenie-skhemy-podklyucheniya-primenenie-tipy.html
• https://amperof.ru/instrument/ampermetr-ustrojstvo-pribora.html
• https://principraboty.ru/princip-raboty-ampermetra/
• https://ElectroInfo.net/instrumentarij/ustrojstvo-ampermetra-i-princip-ego-dejstvija.html