Anslutning av en ammeter och en voltmeter i ett likströmsnät

Likström ändrar inte riktning i tid. Ett exempel är ett batteri i en ficklampa eller en radio, ett batteri i en bil. Vi vet alltid var den positiva stigmatiseringen av kraftkällan är och var den är negativ.

Växelström Är en ström som ändrar rörelseriktning med en viss periodicitet. En sådan ström flyter i vårt utlopp när vi ansluter en last till den. Det finns ingen positiv och negativ pol, utan bara fas och noll. Spänningen vid noll är nära i potential till markpotential. Potentialen vid fasutgången ändras från positiv till negativ med en frekvens på 50 Hz, vilket innebär att strömmen under belastning kommer att ändra sin riktning 50 gånger per sekund.

Under en svängningsperiod ökar strömmen från noll till maximalt, minskar sedan och passerar genom noll, och sedan sker den omvända processen, men med ett annat tecken.

Att ta emot och överföra växelström är mycket enklare än direkt: mindre energiförlust Med hjälp av transformatorer kan vi enkelt byta växelspänning.

Vid överföring av en stor spänning krävs mindre ström för samma effekt. Detta möjliggör ett mer subtilt argument. I svetstransformatorer används omvänd process - de sänker spänningen för att öka svetsströmmen.

Likströmmätning

Till i en elektrisk krets mäta ström, är det nödvändigt att slå på amperemet eller milliammetern i serie med strömmottagaren. För att utesluta mätanordningens inflytande på konsumentens drift, amperemeter måste ha ett mycket litet inre motstånd, så att det praktiskt taget skulle kunna tas lika med noll, så att spänningsfallet över enheten helt enkelt kan försummas.

Införandet av en ammeter i kretsen är alltid i serie med belastningen. Om du ansluter amperemet parallellt med lasten, parallellt med kraftkällan, bränner eller bränner amperemet helt enkelt källan, eftersom all ström kommer att rinna genom mätanordningens magra motstånd.

shunt

Gränserna för mätning av ammetrar avsedda för mätning i DC-kretsar kan utökas genom att ansluta amperemet inte direkt till mätspolen i serie med lasten, utan genom att ansluta mätspolen för ammetern parallellt med shunten.

Så genom enhetens spole passerar alltid endast en liten del av den uppmätta strömmen, vars huvuddel strömmar genom en shunt i serie ansluten till kretsen. Det vill säga, enheten kommer faktiskt att mäta spänningsfallet vid shunten av ett känt motstånd, och strömmen kommer att vara direkt proportionell mot denna spänning.

I praktiken fungerar ammetern som en millivoltmeter. Eftersom enhetens skala är graderad i ampere kommer användaren ändå att få information om storleken på den uppmätta strömmen. Omkopplingskoefficienten väljs vanligtvis till en multipel av 10.

Shunts designade för strömmar upp till 50 ampère monteras direkt i instrumenthuset och shunts för att mäta höga strömmar görs avlägsna, och sedan ansluts enheten till shunt med sonder. För instrument konstruerade för kontinuerlig drift med en shunt graderas vågen omedelbart i specifika strömvärden, med hänsyn till shuntkoefficienten, och användaren behöver inte längre beräkna något.

Om shunten är extern, indikeras märkströmmen och märkspänningen på kalibrerad shunt på den: 45 mV, 75 mV, 100 mV, 150 mV.För strömmätningar väljs en shunt så att pilen avviker maximalt - hela skalan, det vill säga de nominella spänningarna för shunten och mätanordningen bör vara densamma.

Om vi ​​talar om en individuell shunt för en viss enhet, är allt naturligtvis enklare. Enligt noggrannhetsklasser delas shunts in i: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 och 0,5 - detta är det tillåtna felet i bråkdelar av en procent.

Shunts är gjorda av metaller med en låg temperaturbeständighetskoefficient och med betydande resistivitet: konstantan, nickel, manganin, så att när strömmen som strömmar genom shunten värmer det, skulle detta inte påverka enhetens avläsningar. För att minska temperaturfaktorn under mätningar ingår ett ytterligare motstånd från ett material av samma slag i serie med ampererns spole.

DC-spänningsmätning

att mäta konstant spänning mellan två punkter i kretsen, parallellt med kretsen, mellan dessa två punkter, anslut en voltmeter. Voltmetern slås alltid på parallellt med mottagaren eller källan. Och så att den anslutna voltmetern inte påverkar kretsens drift, inte orsakar en minskning i spänningen, inte orsakar förluster, den måste ha ett tillräckligt högt internt motstånd så att strömmen genom voltmeter kan försummas.

Ytterligare motstånd

Och för att utvidga mätområdet för voltmetern är ett ytterligare motstånd anslutet i serie med dess arbetslindning så att endast en del av den uppmätta spänningen faller direkt på enhetens mätlindning, i proportion till dess motstånd. Och med det kända värdet på motståndet för det ytterligare motståndet bestäms den totala uppmätta spänningen som verkar i denna krets enkelt av den spänning som registreras på den. Så här fungerar alla klassiska voltmetrar.

Koefficienten till följd av tillsatsen av ett ytterligare motstånd kommer att visa hur många gånger den uppmätta spänningen är större än spänningen per mätspole på anordningen. Det vill säga, mätgränserna för anordningen beror på värdet på det ytterligare motståndet.

Ett ytterligare motstånd är inbyggt i enheten. För att minska påverkan av omgivningstemperatur på mätningarna tillverkas ett ytterligare motstånd av ett material med en låg temperatur motståndskoefficient. Eftersom motståndet för det ytterligare motståndet är många gånger större än anordningens motstånd beror inte motståndet hos mätmekanismen för anordningen som ett resultat av temperaturen. Noggrannhetsklasserna för de ytterligare motstånden uttrycks på samma sätt som noggrannhetsklasserna för shunts - i procentfraktioner indikeras felvärdet.

För att ytterligare utvidga mätområdet för voltmetrar används spänningsdelare. Detta görs så att vid mätning av spänningen på anordningen motsvarar anordningens nominella värde, det vill säga, den inte skulle överskrida gränsen på dess skala. Delningsfaktorn för spänningsdelaren är förhållandet mellan ingångsspänningen för delaren till utgången, den uppmätta spänningen. Delningskoefficienten tas lika med 10, 100, 500 eller mer, beroende på kapaciteten hos den använda voltmetern. Avdelaren skapar inte ett stort fel om spänningsmätarens motstånd också är högt och källans inre motstånd är liten.

AC-mätning

För att mäta AC-parametrarna exakt med instrumentet krävs en mättransformator. Mättransformatorn som används för mätändamål ger också personal säkerhet, eftersom transformatorn uppnår galvanisk isolering från högspänningskretsen. I allmänhet förbjuder säkerhetsåtgärder anslutning av elektriska apparater utan sådana transformatorer.

Med hjälp av mättransformatorer kan du utöka gränserna för mätning av enheter, det vill säga att det blir möjligt att mäta stora spänningar och strömmar med hjälp av lågspännings- och lågströmsenheter. Så mättransformatorer är av två typer: spänningstransformatorer och strömtransformatorer.

Spänningstransformator

En spänningstransformator används för att mäta växelspänning. Det här är en nedtransformator med två lindningar, vars primära lindning är ansluten till två punkter i kretsen, mellan vilken du behöver mäta spänningen, och den sekundära - direkt till voltmeter. Mättransformatorer i diagrammen visas som vanliga transformatorer.

En transformator utan laddad sekundärlindning arbetar i viloläge, och när en voltmeter är ansluten vars motstånd är hög, förblir transformatorn praktiskt taget i detta läge, och därför kan den uppmätta spänningen betraktas som proportionell mot den spänning som appliceras på den primära lindningen, med hänsyn tagen till transformationskoefficienten lika med förhållandet mellan antalet varv i dess sekundära och primära lindningar.

På detta sätt kan en högspänning mätas medan en liten säker spänning appliceras på enheten. Det återstår att multiplicera den uppmätta spänningen med transformationskoefficienten för spänningsmättransformatorn.

De voltmetrar som ursprungligen var utformade för att arbeta med spänningstransformatorer har en gradering av skalan med hänsyn till transformationskoefficienten, då är värdet på den förändrade spänningen omedelbart synligt på skalan utan ytterligare beräkningar.

För att öka säkerheten vid arbete med anordningen, i händelse av skada på isolering av mättransformatorn, jordas först en av terminalerna på den sekundära lindningen av transformatorn och dess ram.

Mäta strömtransformatorer

Mätströmtransformatorer används för att ansluta ammetrar till växelströmskretsar. Dessa är dubbelt lindade upptransformatorer. Den primära lindningen är i serie ansluten till den uppmätta kretsen och den sekundära till ammetern. Resistensen i ammeterkretsen är liten och det visar sig att strömtransformatorn fungerar nästan i kortslutningsläget, medan det kan antas att strömmarna i primär- och sekundärlindningarna relaterar till varandra som antalet varv i sekundär- och primärlindningarna.

Genom att välja ett lämpligt varvförhållande kan betydande strömmar mätas, medan strömmar som är tillräckligt små alltid kommer att strömma genom anordningen. Det återstår att multiplicera strömmen som mäts i den sekundära lindningen med transformationskoefficienten. De ammetrar som är konstruerade för kontinuerlig drift tillsammans med strömtransformatorer har en gradering av skalor med hänsyn till transformationskoefficienten, och värdet på den uppmätta strömmen kan enkelt avläsas från anordningens skala utan beräkningar. För att öka personalsäkerheten jordas först en av terminalerna för den sekundära lindningen av mätströmtransformatorn och dess ram.

I många tillämpningar är bussningsströmtransformatorer lämpliga, i vilka magnetkretsen och den sekundära lindningen är isolerade och placerade inuti bussningen, genom fönstret som en kopparbuss med en uppmätt ström passerar.

Den sekundära lindningen av en sådan transformator lämnas aldrig öppen, eftersom en stark ökning av magnetflödet i magnetkretsen inte bara kan leda till dess förstörelse, utan också inducera EMF på den sekundära lindningen, vilket är farligt för personal. För att utföra en säker mätning växlas den sekundära lindningen med ett motstånd med känd klass, varvid spänningen kommer att stå i proportion till den uppmätta strömmen.

Två typer av fel är karakteristiska för mättransformatorer: vinkel- och transformationskoefficient. Den första är associerad med en avvikelse av fasvinkeln för primär- och sekundärlindningarna från 180 °, vilket leder till felaktiga avläsningar av wattmetrarna.När det gäller felet förknippat med transformationskoefficienten visar denna avvikelse noggrannhetsklassen: 0,2, 0,5, 1, etc., som en procentandel av det nominella värdet.