Каркас ферродинамического измерителя тока выполнен из ферромагнитного материала и включает железный сердечник и статическую катушку. Это устройство характеризуется классом точности, сопоставимым с электродинамическим амперметром, но при этом остаётся нечувствительным к электромагнитным помехам, таким как паразитные поля, что делает его более стабильным и надежным в некоторых условиях.
Амперметр. Назначение, типы амперметров, их устройство и принцип работы, как пользоваться и подключать
Амперметр представляет собой электроизмерительный прибор, который специально предназначен для точного измерения силы электрического тока, протекающего в определённом участке электрической цепи. Это измерение осуществляется в единицах, называемых амперами, что и стало основой для названия прибора — «амперметр». В реальных условиях измерения электрического тока могут варьироваться в широких диапазонах — от микроампер (мкА) до килоампер (кА), что позволяет использовать амперметры в самых разных приложениях.
Следует отметить, что амперметр по своей сути выполняет функции гальванометра, который преобразован для точного измерения силы тока. Наглядно на схемах амперметр изображается в виде круга с буквой «А» в центре, что указывает на его функциональное назначение.
Для измерения силы тока также можно воспользоваться мультиметром. Однако перед проведением измерений требуется внимательно изучить инструкцию конкретной модели мультиметра, чтобы правильно настроить его и осуществить подключение к электрической цепи.
Как работает амперметр?
Существует два основных типа амперметров: аналоговые, которые показывают значение тока с помощью механически отклоняемой стрелки, и цифровые, которые всё чаще используются в современном измерительном оборудовании и оснащены сложными электронными схемами для точного измерения.
При производстве аналоговых амперметров важным является применение физических эффектов, зависящих от величины электрического тока. Такие эффектом, как правило, связано с образованием магнитного поля вокруг проводника, по которому течет электрический ток. Чем больше сила тока, тем более выражен этот эффект, что позволяет осуществлять точные измерения.
Одной из характерных черт аналоговых амперметров является наличие подвижной и неподвижной частей, при этом стрелка прикреплена к подвижной части. Она перемещается по заранее установленной шкале, позволяя оператору считывать показания прибора. Чтобы избежать возникновения ошибок при снятии показаний, связанных с эффектом параллакса, на стрелку следует смотреть под углом, близким к 90 градусам относительно шкалы. Это условие облегчает наблюдение за показаниями благодаря специальному зеркалу, установленному рядом со шкалой (см. рисунок 1).
Рис. 1. Индикаторный микроамперметр с зеркалом, установленным для уменьшения эффекта параллакса при снятии показаний.
Типы амперметров, их устройство и принцип работы
Существуют различные типы амперметров, каждый из которых основывается на различных физических явлениях, связанных с протеканием электрического тока через проводник. Ниже перечислены некоторые из них.
Магнитоэлектрический амперметр
- На проводник, по которому течёт электрический ток, помещенный в магнитное поле, воздействует электродинамическая сила. Величина этой силы зависит от абсолютной величины электрического тока, длины проводника и величины магнитной индукции.
Конструкция магнитоэлектрического амперметра, который основывается на этом принципе, представлена на рисунке 2. В данной конструкции выделена вращающаяся катушка, сквозь которую проходит измеряемый электрический ток, она отмечена красным цветом. Части катушки, перпендикулярные плоскости рисунка, используются в качестве проводников.
Данное магнитное поле создаётся с помощью постоянного магнита, который оформлен таким образом, чтобы создать радиальное поле. Таким образом, каждый сегмент взаимодействующего проводника всегда остаётся перпендикулярным вектору индукции магнитного поля вне зависимости от положения катушки с указателем, что обеспечивает точность измерений.
Рис. 2. Схема работы магнитоэлектрического амперметра. Красным цветом обозначена катушка, в которой течёт ток, зелёным — пружина.
Формула, описывающая силу магнитного взаимодействия, действующую на прямолинейный проводник с током, находящимся в магнитном поле, выглядит следующим образом: F = I * L * B (1), где:
- L — вектор в направлении проводника, величина которого равна его длине, а направление совпадает с направлением протекания электрического тока;
- B — вектор индукции магнитного поля, взаимодействующего с проводником.
Данная формула демонстрирует, что сила, действующая на проводники, помещенные перпендикулярно к плоскости, представляет собой вектор, которое направлено перпендикулярно к этим проводникам и вектору индукции магнитного поля. Данная сила вызывает вращение катушки, что позволяет детектировать величину тока. Соответственно, значение силы согласно формуле (1) можно выразить как F = I * l * B * sin α (2), где:
α — угол между направлением вектора L и вектором индукции магнитного поля B. Как было представлено выше, этот угол всегда равен 90 градусов, если магнитное поле радиальное.
Сопротивление, обозначенное на рисунке 2 зелёным цветом, противодействует вращению катушки. В конечном итоге в результате установления равновесного положения можно произвести измерения, отображаемые стрелкой, расположенной над шкалой амперметра. Важным является то, что этот тип амперметра подходит только для существенно однонаправленного электрического тока, что также характерно и для конструкции гальванометров.
Электродинамический амперметр
- В данном типе амперметра две катушки, в каждую из которых проходит электрический ток, взаимодействуют друг с другом посредством магнитного взаимодействия.
Электродинамический амперметр состоит из двух катушек — подвижной и неподвижной (см. рисунок 3).
Рис. 3. Устройство электродинамического амперметра. 1 — неподвижная катушка, 2 — подвижная катушка, 3 — пружина.
Когда через обе катушки проходит электрический ток, значение которого мы собираемся измерить, магнитные поля взаимодействуют друг с другом, вызывные отклонение подвижной катушки и стрелки, прикрепленной к ней. Следует отметить, что этот эффект не зависит от направления протекания электрического тока, что делает электродинамические амперметры многофункциональными. Они могут использоваться для измерения как постоянного, так и переменного тока, включая быстро меняющиеся токи. Эти устройства отличаются высокой точностью, но также стоят дороже. Чаще всего их можно встретить в лабораториях в роли эталонных измерительных приборов.
Существует несколько видов амперметров: аналоговый и цифровой. С их помощью можно измерять как постоянный, так и переменный ток. Тем не менее, для каждого из них правила подключения амперметра остаются неизменными.
Амперметр подключается к электрической цепи последовательно
Давайте представим, что у нас есть провод, по которому протекает электрический ток от источника к потребителю, которым может быть обычный электрический прибор. Если мы захотим измерить ток с помощью амперметра, первым шагом является отключение источника питания, чтобы обеспечить безопасность. Затем необходимо разорвать цепь — в физическом смысле, это означает разрезание проводника.
После разрезания у нас останется два конца провода. Далее необходимо подключить амперметр к этим двум половинкам разрезанного провода. Очень важно, чтобы ток, который проходит через цепь, не превышал максимально допустимого, указанного на самом приборе или в его документации.
Максимальный ток в цепи можно вычислить, зная напряжение, количество нагрузки и сечение провода. Провода должны быть надлежащим образом изолированы, то есть покрыты защитным слоем, а на концах проведённой зачистки.
После надёжного подключения проводов к амперметру можно снова включить питание, и прибор отобразит величину силы тока в цепи, который проходит через него.
Однако стоит отметить, что такой способ подключения является не самым удобным, потому что разрезание проводов может привести к нежелательным последствиям и даже причинам аварий.
Важно отметить, что амперметр обладает малым внутренним сопротивлением, что обуславливает его минимальное влияние на величину измеряемого тока. При выполнении подключении амперметра в цепь переменного тока не имеет значения, как именно он будет включён — полярность не имеет значения.
Однако, если амперметр подключён в цепь постоянного тока, и стрелка отклоняется в неподходящую сторону или не показывает никакого значения (нулевое значение), следует изменить полярность, меняя местами проводники.
Подключение амперметра через шунт
В ситуациях, когда ток в цепи превышает максимально допустимое значение для данного прибора, можно рассчитать и использовать шунт для измерения тока больших величин. В этом случае цепь делится на две ветви. В одной из них находится амперметр с малым сопротивлением, а в другой — подобранный шунт с высоким сопротивлением. Таким образом, большой ток делится пропорционально сопротивлениям, и в амперметре протекает малый ток, в то время как в шунте протекает больший ток (более подробно об этом явлении можно узнать из специальных источников).
Также существует необходимость измерения тока в кабелях или на медных шинах, которые изолированы. Важно отметить, что «шина» в данном контексте — это медная полоса определенного сечения, через которую протекает ток, а не автомобильное колесо.
В случаях, когда разрезание кабеля или шины затруднительное и бессмысленное, эффективным решением будет применение измерительных клещей или трансформатора тока. Трансформатор тока включает две обмотки — первичную и вторичную, которые не взаимосвязаны. Ток, который попадает на первичную обмотку, создаёт ЭДС (электродвижущую силу), и во вторичной обмотке начинает протекать ток, пропорциональный количеству витков в обмотке. Таким образом, если требуется измерить ток, то на кабель надевается «бублик», имеющийся в наличии как трансформатор тока. Затем амперметр подключается к вторичной обмотке, что делает измерения безопасными и удобными, так как ток протекает в меньшей величине и не несёт угрозы для устройства.
Подобным образом функционируют и измерительные клещи, но в этом случае и амперметр, и трансформатор тока находятся в одном корпусе. Кроме того, первичная обмотка клещей может быть легко разомкнута одним нажатием кнопки на корпусе, а затем замкнута вновь.
Такие описанные методы значительно удобнее, чем разрезание провода и подключение к амперметру. Главное, что стоит помнить, — это следить за диапазонами измеряемых значений приборами и величинами токов, которые протекают в электрических цепях.
Обратите внимание на то, что мультиметры имеют возможность измерять постоянный ток до 10 ампер. Тем не менее, они часто выходят из строя, особенно когда неправильно подключены концы прибора, либо не учитываются величины тока в проводах. Эта проблема, как правило, возникает у начинающих пользователях. Устранить неисправность обычно достаточно просто: достаточно заменить предохранитель в приборе.
В заключение, стоит ещё раз подвести итог основного материала:
1) Изменение длины проводника не влияет на его сопротивление.
2) С увеличением длины проводника его сопротивление увеличивается.
3) Со временем существует шарт в зависимости от первоначальных условий.
Начертите схему электрической цепи, состоящей из источника тока, ключа, реостата и резистора, соединённых последовательно?
В данном разделе мы рассмотрим, как начертить схему электрической цепи, имеющей в своем составе источник тока, ключ, реостат и резистор, находящиеся в последовательном соединении.
Что касается процедуры, связанной с включением амперметра и вольтметра для измерения силы тока в резисторе и напряжения на нём, то прежде всего необходимо правильно расположить приборы в цепи.
Рассмотрим вопрос: изменится ли показания амперметра, если его включить в другое место в данной же цепи?
Какой из амперметров можно подключить в данной цепи?
На данной странице предоставлен вопрос о правильной схеме подключения амперметра. Также приведены ответы на связанные вопросы, которые можно найти с помощью простой поисковой системы. Уровень сложности вопроса соответствует подготовке учащихся 5-9 классов. В комментариях, оставленных ниже, представлены варианты ответов других посетителей страницы, с которыми можно обсудить тему в режиме онлайн. Если ни один из предложенных ответов не удовлетворяет, вы всегда можете сформулировать новый вопрос в поисковой строке, расположенной выше, и нажать кнопку.
Для измерения размеров малых объектов, таких как горох, дробинка или пшено, также можно использовать амперметр в некоторых случаях.
Подобное оборудование часто используется для определения скорости.
Закон сохранения энергии устанавливает количественную связь между различными формами движения материи, и это подчеркивает его особое значение в физике.
Ц = (в — н) ÷ n. Например, выбираем среднее значение — 20 и 10. Необходимо найти количество промежутков между ними, допустим, 5. N = 5. Получаем (20 — 10) ÷ 5 = 2. Таким образом, цена деления равна 2. Если же n равно 3, то цена деления приблизительно равна 3. Таким образом, вычисления выполняются в соответствии с принятыми стандартами.
0.6 умножить на 10 = 6 метров.
Подобные явления диффузии имеют практическое применение в everyday life: они лежат в основе процессов испарения жидкостей, растворения одних веществ в других и распространении запахов (диффузия определенно вытекает из латинского слова, которое переводится как «распространение»).
Итак, если двигатель работал t секунд, механическая энергия соответственно будет выражаться формулой E = N * t = 25 * t (Дж). В тепловую энергию перешло значение: Q = (3/4) * E = 3 * 25 * t / 4 ≈ 18,75 * t (Дж) (1). Тем не менее, количество теплоты: Q = c * m * Δt = 4200 * 2,5 * 1 = 10 500 Дж (2).
1. Средняя скорость: (10 + 8) / 2 = 9 км/ч. Средняя скорость спортсмена = 24 км/ч; 2) 24:2 = 12 км/ч. Ответ: Средняя скорость спортсмена составляет 12 км/ч.
1) Б, 2) А, 3) А, 4) Б, 5) В. Напишите так, чтобы стало яснее.
© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.
