Электрические цепи присутствуют во всех сферах и отраслях жизни современного человека. Стоит прекратить подачу тока и ее качество значительно ухудшится, с разных сторон возникнет масса серьезных опасностей. Чтобы постоянно регулировать исправную работу электросети, необходимо знать, как подключается амперметр. Этим прибором измеряется сила тока.

Общие сведения о приборе

Законы электрической цепи преподаются в учебных заведениях. Каждому подростку известны нюансы про направленное движение заряженных частиц. Оно представлено перемещением электронов по проводнику и называется электричеством. Если рассматривать практическую сторону, любое перемещение чего-либо в природе (воздушные массы, заряды, вода в реке) может приносить пользу человечеству.

Нужно только определиться с продолжительностью действия силы, ее направлением, мощностью.

На основании этого создаются различные устройства, просчитывающие и измеряющие всевозможные величины. Например, чтобы иметь подробное представление про ток, стоит воспользоваться амперметром. Прибор без труда определяет численность заряженных частиц, которые пересекают установленное в проводнике сечение за определенный период (единицу) времени, что и является силой тока.

Понятие и виды амперметра

Приспособление подходит для определения силы тока в любой действующей электросети. Предмет легко узнаваем по имеющейся латинской литере «А». Схема подключения амперметра предельно проста. Нужно только определиться с величиной тока, начинающейся миллиамперами.

Также приборы подразделены на те, что рассчитаны на определенную мощность, и универсальные с изменяющимся пределом измерения. Стоит отметить, что для работы с переменным и постоянным током задействуются разные виды амперметров. Они также различны по принципу устройства:

Схема включения амперметра магнитоэлектрического типа предельно проста. Она дает возможность узнать силу тока в сети, запитанной постоянным напряжением. С переменными показателями уместнее работать при помощи индукционных, детекторных устройств.

Иные приспособления обычно являются универсальными в применении. Особенность агрегатов в магнитоэлектрическом и электродинамическом исполнении заключается в максимальной их точности и высокой чувствительности.

Подключение к цепи

Чтобы понять, как подключить амперметр любой сложности, нужно знать, что он включается последовательно нагрузке. В таком случае через прибор пройдет ток, аналогичный электричеству в измеряемой сети.

Устройства специально изготавливаются с незначительным входным сопротивлением. Так предотвращается сильное влияние на ток, ему оказывается минимальное препятствие. Следует помнить, что при неверном подключении, когда амперметр соединяется параллельно нагрузке, ток будет направлен через описываемый агрегат, а именно сработает правило наименьшего сопротивления. В таких ситуациях на практике измерители тока попросту выходят из строя.

Перед покупкой амперметра нужно знать, с какой силой он будет работать, - постоянной или переменной. Определившись по маркировке на шкале с выбором прибора, на нем рекомендуется выставить максимальную мощность , продумать правильное подсоединение к сети.

Далее с измерителя снимаются показатели. Когда они являются меньшими в сравнении с выставленным пределом, а стрелка располагается в первой части градиента, ее следует переместить в другую сторону шкалы с обозначением максимально точных значений.

Определение постоянного тока

Подобный вид электричества проходит через различные электронные схемы. Ярким примером станут всевозможные зарядные устройства, блоки питания. Для ремонта таких приспособлений мастер должен знать и понимать, как подключается амперметр в цепь.

В бытовых условиях подобные знания не будут лишними. Они помогут человеку, не сильно увлекающемуся радиоэлектроникой, самостоятельно определить, к примеру, время, на которое хватит зарядки аккумулятора от фотоаппарата.

Для проведения эксперимента понадобится полностью заряженная батарея с номинальным напряжением, например, в 3,5 вольта. Также стоит запастись лампочкой аналогичного номинала для создания последовательной схемы:

• батарея;
• амперметр;
• лампа.

Запись, обозначенная на измерительном приборе, фиксируется. Например, осветительное изделие потребляет электричество мощностью в 150 миллиампер, а аккумулятор имеет емкость в 1500 миллиампер-часов. Значит, последний должен функционировать на протяжении 10 часов , выдавая ток в 150 mA.

Измерение переменного электричества

Любые бытовые приборы, питающиеся от сети, показывают нагрузку, с которой они потребляют ток переменного типа. При рассмотрении вопросов использования энергии стоит помнить про понятие мощности, за которую и производится окончательная оплата в киловаттах. В таком случае амперметр выступает устройством для выполнения косвенных замеров. Таким способом определяется сила тока через стандартную формулу по закону Ома:

P=I*U, где:

Бывают случаи, когда утрачивается информация, фиксируемая электрощитком. Для восстановления необходимых параметров и понадобится амперметр. Иногда при обслуживании масштабного здания отсутствует возможность контроля всех приборов, фиксирующих электричество. Проблема решается путем подсоединения усиленного амперметра на выход от щитка, снятия интересуемых замеров. Такие задачи разрешено выполнять только специально обученным людям.

Бесконтактный вариант замеров

Бывает так, что разрыв электроцепи без включения измерительного агрегата невозможен по техническим причинам. Узнать же значения тока необходимо, это касается работы с высоковольтными и обычными сетями. Схема подключения вольтметра, амперметра в таких случаях предполагает использование специальных токовых клещей, которые позволяют бесконтактно произвести интересуемые замеры.

Принцип действия такого приспособления базируется на том, что ток поступает на проводник, создавая тем самым определенное магнитное поле. Величины этих значений взаимозависимы. Замеряется напряженность в имеющемся поле, преобразуется по формуле, а на выходе получается реальный показатель силы, выражающейся в амперах.

Такой способ часто используется на практике из-за простоты, удобства и безопасности, отсутствия необходимости применять амперметр, думая, как ввести его в цепь. Например, клещи фиксируются на изолированном проводе любой цепи и зарядного устройства, после чего просто снимаются нужные показатели. Существенный недостаток - их высокая стоимость.

Амперметр является востребованным прибором при работе с электросетями. В домашних условиях он приносит не меньше пользы. Применение же такого агрегата предельно просто и незамысловато.

Для многих целей часто нужно применять вольтамперметр. Будь то лабораторный блок питания или зарядное устройство. В этой статье речь пойдет о довольно дешевом, но очень распространенном китайском вольтамперметре с маркировкой dsn-vc288. Этот довольно миниатюрный прибор может измерять напряжение от 0 до 100 Вольт и ток в диапазоне от 0 до 10 Ампер. Разрешение (шаг) по напряжению составляет 0.1 Вольт по току — 0.01 Ампер.

Подключается прибор просто: трех контактный разъем — это подача питания и подача измеряемого напряжения. Питание в диапазоне от 5 до 36 Вольт, а измеряемое напряжение собственно это то, которое будем замерять. Второй двух контактный разъем — предназначен для измерения тока включается в разрыв измеряемой цепи. Также на плате находятся два переменных резистора с обозначениями I_ADJ и V_ADJ. Это калибровка тока и напряжения соответственно.

Первое включение вольтамперметра dsn-vc288 выявило некоторые проблемы. Напряжение он измеряет отлично, а вот ток не очень. Измерения нестабильны цифры постоянно скачут, и что самое плохое нелинейность (калибруем при токе 100 мА, а при токе 1 А показания уплывают и чем дальше тем больше). Первым делом подозрения упали на шунт. Вместо него я взял несколько резисторов типоразмера 2512 и сопротивлением 0.02 Ом, и начал поочередно параллельно их впаивать, для подбора нужного сопротивления (кстати этим способом можно уменьшить верхний предел измерения по току, но увеличить точность на малых токах).

Но такая замена шунта не дала нужного эффекта — нелинейность сохранялась. И тогда на просторах интернета я обнаружил еще одну доработку этого вольтамперметра, которая заключалась в установке дополнительной перемычки (на фото видно куда и откуда она идет). Делать ее нужно проводом потолще.

У меня это провод сечением 0.75 мм, сложенный вдвое и обтянут термоусадкой. После этого показания тока вольтамперметра стали стабильны и линейны. С помощью подстроечного резистора я откалибровал ток, затем измерил получившееся его сопротивление и заменил его на сборку из двух постоянных резисторов. Это было сделано для того чтобы в будущем не приходилось снова калибровать прибор если настройка поплывет.

После таких доработок собрал вольтамперметр dsn-vc288. Теперь прибор готов к применению.

С измерительной системой связано слово «метр». Ток измеряется в амперах. Следовательно, амперметр – это инструмент, измеряющий силу тока. Чтобы получить корректные результаты и не повредить прибор, надо знать, как подключить амперметр к электроцепи.

Разновидности амперметров

Все устройства делятся на две разновидности: аналоговые и цифровые.

Аналоговые приборы:

1. Магнитоэлектрические. Постоянный магнит, расположенный в приборном корпусе, создает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем свободно движущейся катушки во время протекания по ней электрического тока, создавая крутящий момент. Отклонение стрелки, связанной с катушкой, соответствует количественному показателю тока. Прибор отличается высокой чувствительностью и точностью, однако рассчитан на контроль постоянного тока невысоких величин. Для расширения измерительного диапазона устанавливается шунт;
2. Электромагнитные. Состоят из стрелки, прикрепленной к магниту, размещенному внутри катушки. Когда ток течет через катушку, создается магнитное поле, вызывающее притяжение или отталкивание магнита, пропорциональное величине тока. Универсальные амперметры, которыми замеряют переменный ток промышленной частоты и постоянный ток;
3. Электродинамические. Имеют две катушки: фиксированную и мобильную, создающие магнитные поля. Реакция между этими полями обеспечивает отклоняющий момент подвижной системы, компенсирующийся спиральными пружинами. Используют в электроцепях переменного тока, работающих на частоте 50-200 Гц, и постоянного тока;
4. Термоэлектрические. Основаны на принципе, что все проводники расширяются при нагревании. Это расширение соответствует выделившейся энергии, которая, в свою очередь, пропорциональна квадрату тока, независимо от его направления и природы. Ток проходит через резистор, находящийся в контакте с термопарой, соединенной со стрелкой амперметра. Этот косвенный метод в основном применяется с целью замеров высокочастотного тока;
5. Ферродинамические. Принципом действия похожи на электродинамические системы, но подвижная катушка размещается внутри магнитопровода из ферромагнитных материалов, на котором находятся стационарные катушки. Благодаря этому создается сильное магнитное поле, повышающее чувствительность прибора и его невосприимчивость к сторонним полям.

Технологические достижения обеспечили создание цифровых амперметров с большой универсальностью и производительностью. С цифровыми приборами устраняются ошибки считывания, так как показания визуализируются цифрами. Поскольку механические части заменены электронными схемами, минимизируется износ.

Важно! Качество цифрового прибора зависит от качества используемых схем.

Два из наиболее широко используемых портативных приборов: мультиметр и токоизмерительные клещи. Они доступны в аналоговых и цифровых версиях, но последние сейчас более распространены. Токоизмерительные клещи очень полезны, так как мгновенно измеряют ток без разрывания цепи. Эти приборы управляются магнитным полем, возникающим вокруг провода с протекающим током, в них нет катушек, которые могли бы сгореть.

Способы подключения амперметра

Основная особенность прибора заключается в том, что он должен обладать маленьким сопротивлением. Это нужно для обеспечения незначительного падения напряжения на нем. Для идеального замера прибор должен иметь нулевое внутреннее сопротивление, но это недостижимо. Подключение амперметра в цепь производится последовательно, в отличие от вольтметра. Если подключить его параллельно источнику питания, ток пойдет фактически короткозамкнутым путем и может повредить прибор.

Схема подключения амперметра может быть прямой и косвенной. При прямой схеме прибор непосредственно подключается в цепь между источником питания и нагрузкой.

Косвенная схема реализуется двумя способами:

1. Установка шунта параллельно амперметру, когда почти весь ток пропускается через шунт, обладающий небольшим сопротивлением, а на катушку прибора попадает незначительная его часть. Соотношение между токами и сопротивлениями шунта и прибора:

Iш/Iпр = Rпр/Rш.

Таким образом, применяя откалиброванные шунты можно расширить диапазон измеряемых токов;

1. Использование измерительных трансформаторов. Применяется для фиксации токов больших величин на электрооборудовании высокого напряжения. Ток в силовых электроцепях преобразуется посредством трансформаторов в маленькие величины (обычно это 5 А). К выводам вторичной обмотки подключаются измерительные приборы.

Важно! Выводы вторичной обмотки всегда замыкаются на резистор, а работа в разомкнутой цепи запрещается из-за того, что она может оказаться под фазным напряжением силовой цепи.

Последовательность подключения амперметра с шунтом

Схемы с трансформаторами тока применяются на энергопредприятиях. Для подключения амперметров в низковольтных цепях электрики-любители, как правило, используют схему с шунтами.

Последовательность шагов по сборке схемы:

1. Многие амперметры комплектуются откалиброванными шунтами. Необходимо знать приблизительный диапазон токов измерения. Зная ток, выбирается соответствующий шунт;
2. Закрепить шунт на контактных выводах амперметра;
3. Обесточить устройство, предназначенное для контроля тока;
4. Разомкнуть питающую электроцепь и включить в нее последовательно с нагрузкой (лампой, резистором и т. д.) амперметр с закрепленным на нем шунтирующим элементом, учитывая полярность прибора (для аналоговых устройств) и источника;
5. Подать напряжение и снять данные;
6. Вновь отключить питающий источник, отсоединить амперметр и восстановить нормальную схему;
7. Цена одного деления прибора определяется, исходя из значения тока, указанного на шунте.

В мультиметре шунты уже встроены в прибор. Нужно только поставить переключатель в нужный диапазон измерений. Делается это при снятом питании.

Важно! Если амперметр включается в цепь для определения зарядного тока между ЗУ и аккумулятором, то «плюс» ЗУ соединяется с «плюсом» амперметра, а «минус» амперметра с «плюсом» аккумулятора.

Подсоединение цифрового вольтамперметра

Существует интересный цифровой модуль для постоянного тока, совмещающий функции вольтметра и амперметра в одном устройстве. Вольтамперметрам под силу одновременно показывать и ток, и напряжение при правильном подсоединении.

Пример такого прибора – модель DSN – VS 288, состоит из:

• самого измерительного устройства;
• 2-проводного кабеля (вход и выход амперметра);
• 3-проводного кабеля (питание прибора и измерение напряжения).

Измеряемый диапазон ампервольтметра:

• от 0 до 100 В по напряжению,
• от 0 до 10 А по току.

Так как питающее напряжение прибора – 3,5-30 В, схема его включения различается:

1. При необходимости подсоединить прибор в цепь, напряжение которой лежит в пределах между 3,5 и 30 В, общее питание одновременно используется и для прибора. Черный провод 2-проводного кабеля идет к «минусу», красный – к нагрузке и от другого вывода нагрузки к «плюсу». На 3-проводном кабеле: желтый и красный – соединяются вместе на «плюсе» источника, а черный – остается свободным;
2. Если напряжение ИП больше или меньше диапазона питания прибора, то вольтамперметр надо подсоединить к индивидуальному ИП. Двухпроводный кабель подключается аналогично, у трехпроводного –красный и черный – идут на «плюс» и «минус» своего ИП, а желтый – на «плюс» основного ИП.

Каждый тип амперметра подключается по одному принципу, но с обязательным учетом количественного значения измеряемого тока и выбором для этого соответствующих приборов и приспособлений.

Видео

В амперметрах ток, проходящий по прибору, создает вращающий момент, вызывающий отклонение его подвижной части на угол, зависящий от этого тока. По этому углу отклонения определяют величину тока амперметра.

Для того, чтобы амперметром измерить ток в каком-то приемнике энергии, необходимо амперметр соединить последовательно с приемником с тем, чтобы ток приемника и амперметра был один и тот же. Сопротивление амперметра должно быть мало по сравнению с сопротивлением приемника энергии, последовательно с которым он включен, с тем, чтобы его включение практически не влияло на величину тока приемника (на режим работы цепи). Таким образом, сопротивление амперметра должно быть малым и тем меньшим, чем больше его номинальный ток. Например, при номинальном токе 5 А сопротивление амперметра составляет r а= (0,008 - 0,4) ом. При малом сопротивлении амперметра мала и мощность потерь в нем.

Рис. 1. Схема включения амперметра и вольтметра

При номинальном токе амперметра 5 А мощность потерь P а = I а 2 r = (0,2 - 10) Ва . Напряжение, приложенное к зажимам вольтметра вызывает в его цепи ток. При постоянном ток зависит только от напряжения, т.е. Iv = F(Uv ). Этот ток, проходя но вольтметру, так же как и в амперметре, вызывает отклонение его подвижной части на угол, зависящий от тока. Та ким образом, каждому значению напряжения на зажимах вольтметр будут соответствовать вполне определенные значения тока и угла поворота подвижной части .

Для того чтобы по показанию вольтметра определить напряжение на зажимах приемника энергии или генератора, необходимо его зажимы соединить с зажимами вольтметра так, чтобы напряжение на приемнике (генераторе) было равно напряжению на вольтметре (рис. 1).

Сопротивление вольтметра должно быть большим по сравнению с сопротивлением приемника энергии (или генератора) с тем, чтобы его включение не влияло на измеряемое напряжение (на режим работы цепи).

Пример. К зажимам цепи с двумя последовательно соединительными приемниками (рис. 2), имеющими сопротивления r1 = 2000 ом и r2 = 1000 ом , приложено напряжение U =120 В.

Рис. 2. Схема включения вольтметра

При этом на первом приемнике напряжение U1 =80 В, а на втором U 2=40 В.

Если параллельно первому приемнику включить вольтметр с сопротивлением rv= 2000 ом для измерения напряжения на его зажимах, то напряжение как на первом, так и на втором приемниках будет иметь значение U " 1 = U " 2 =60 В.

Таким образом, включение вольтметра вызвало изменение напряжения на первом приемнике с U1= 80 В до U " 1 = 60 В , т. е. погрешность в измерении напряжения, обусловленная включением вольтметра равна ((60 В - 80 В)/80 В) х 100% = -25%

Таким образом, сопротивление вольтметра должно быть большим и тем большим, чем больше его номинальное напряжение. При номинальном напряжении 100 В сопротивление вольтметра rv = (2000 - 50000) ом. Вследствие большого сопротивления вольтметра мала мощность потерь в нем .

При номинальном напряжении вольтметра 100 В мощность потерь Р v = (Uv 2 /rv ) Ва.

Из изложенного следует, что амперметр и вольтметр могут иметь измерительные механизмы одинакового устройства, отличающиеся только своими параметрами. Но амперметр и вольтметр различным образом включаются в измеряемую цепь и имеют разные внутренние (измерительные) схемы.

Электрические цепи стали неотъемлемым атрибутом современной жизни. Они пронизывают практически все, и люди даже не задумываются, что стоит исчезнуть электрическому току, и наш мир будет подвержен серьезной опасности. Что же такое ток, можно ли его измерить и что дадут эти показания для обычного человека?

Законы поведения тока изучают в школе, и, в принципе, каждый старшеклассник знает о Это перемещение электронов внутри проводника и получило название электричества. Но любое движение в природе - пусть то движение воды в реке, перемещение воздушных масс или зарядов, может совершать определенную полезную работу. А это уже интересно с практической точки зрения. Зная мощность, продолжительность воздействия, направление приложения любой силы, можно использовать ее в решении определенных жизненных вопросов.

Поэтому ученые так заняты изучением окружающего и созданием приборов, позволяющих все измерить и просчитать. Для получения представлений о токе был изобретен прибор амперметр. Он позволяет определить количество заряженных частиц, которые за единицу времени проходят сквозь известное сечение проводника, то есть силу тока.

Что такое амперметр, его виды

Амперметром можно измерить ток в любой электрической цепи. Этот прибор несложно узнать, он обозначается латинской буквой А. Так как ток бывает разной величины, начиная от миллиампер и выше, существуют разные по мощности приборы или универсальные, в которых изменяется предел измерения. Причем для постоянного и нужны разные типы амперметров.

• Электромагнитного исполнения.
• Магнитоэлектрические.
• Тепловые.
• Детекторного типа.
• Индукционные.
• Электродинамической системы.
• Фотоэлектрические.
• Термоэлектрические.

Магнитоэлектрическим устройством можно определить в цепях, подключенных к постоянному напряжению. Детекторного и индукционного типа - измерять переменные токи. Все остальные виды могут быть универсальными.

Высокой чувствительностью и точностью показаний обладают амперметры электродинамического и магнитоэлектрического исполнения.

Как подключают амперметр в электрическую цепь

Амперметр любого типа включают последовательно нагрузке в Тогда через него проходит тот же ток, что и через схему. Чтобы не влиять на ток, не оказывать ему препятствие, прибор выполнен с малым входным сопротивлением. Надо запомнить, что соединив амперметр параллельно с нагрузкой (неправильное подключение), весь ток пойдет через него по принципу наименьшего сопротивления. Забыв о том, как подключить амперметр, можно попросту спалить прибор!

Прежде чем выбрать устройство необходимо узнать вид тока - переменный или постоянный. После этого взяв соответствующий амперметр (в маркировке шкалы обычно указывают знак волны для переменного напряжения и прямой линии для постоянного) выставить на нем максимальный предел измерения и только тогда подумать, как подключить амперметр в цепь. После этого необходимо снять показания прибора. Если они значительно меньше выставленного предела измерения, например, стрелка находится в первой половине шкалы считая от ноля, тогда необходимо переставить предел на один вниз. Более точными считаются показания, когда стрелка расположена во второй половине шкалы.

Измерение значений постоянного тока

Постоянные токи присутствуют во многих электронных схемах, особенно это касается блоков питания, различных зарядных устройств. Чтобы починить такие приборы, мастерам просто необходимо знать как подключить амперметр. На практике же обычный человек, не связанный с радиоэлектроникой, может тоже применить эти знания, например, чтобы определить, насколько держит заряд аккумуляторная батарея из фотоаппарата.

Берут полностью заряженную батарею. Предположим ее 3,5 вольта (В). Подбирают лампочку на такой номинал и собирают схему: батарея - измерительный прибор - лампочка. Записывают, что показывает амперметр. Например, лампочка потребляет ток 150 миллиампер (mA), а на аккумуляторе написана емкость 1500 миллиампер-часов (mAh), это означает, что хороший аккумулятор должен выдавать ток в 150 mA около 10 часов!

Измерение значений переменного тока

Любой бытовой электрический прибор является нагрузкой, которая потребляет переменный ток. Но, рассматривая вопросы бытового важным понятием остается мощность, ведь платят именно за киловатты (кВт). Что такое амперметр в этом случае? Прибор косвенного измерения. С помощью него узнают ток и применяя формулу:

P=IU (закон Ома), где I - сила тока (А), U - напряжение (В),

рассчитывают мощность (P) (Вт).

Например, на приборе утеряна информация о его параметрах, в этом случае без замеров не обойтись. Или нужно вычислить мощность потребления электроэнергии какого-либо здания, где учесть все приборы просто невозможно. Тогда на входе от щитка питания подключают мощный амперметр и производят замеры. Но в последнем случае нужен допуск, который есть только у профессиональных электриков!

Бесконтактный способ измерения тока

Иногда разорвать электрическую цепь для включения измерительного устройства технически невозможно, а замерить ток нужно (касаемо обычных и высоковольтных электрических цепей). Как подключить амперметр в этом случае? Для этого был разработан прибор бесконтактного измерения тока - токовые клещи. Принцип его действия основан на том, что любой ток, проходя через проводник, создает некоторое электромагнитное поле. Величина этого поля тем больше, чем больше сила тока. Измеряя показатель напряженности поля и преобразуя эти данные, получают реальное значение силы, выраженное в амперах.

Это очень удобный способ проведения замеров, ведь не нужно долго думать, как подключить амперметр. К зарядному устройству и любой электрической цепи можно подсоединить клещи прямо на изолированный провод и снять показания.

Для чего нужно контролировать ток заряда в аккумуляторе

Кажется, чего проще: подсоединил автомобильный аккумулятор к зарядному, подождал часов десять и дело сделано - он заряжен. На самом деле очень важно контролировать ток заряда, перезаряд также вреден, как и не полностью заряженная батарея. Это может привести к сокращению срока ее эксплуатации. Поэтому желательно подумать, как подключить амперметр к зарядному устройству.

Когда цепь собрана и включена, амперметр показывает величину тока заряда. Если батарея исправна, но разряжена, она будет постепенно брать заряд. То есть ток заряда начнет медленно уменьшаться (в течение нескольких часов) до тех пор, пока не остановится на определенном значении. Когда это произошло, желательно отключить батарею от зарядного устройства. Если же наблюдается резкое уменьшение тока от начальной величины (в течение получаса), значит аккумулятор может быть неисправным.

В очень хороших зарядных есть функция регулировки зарядного тока. Тогда в начале процесса следует выставить ток заряда в десять раз меньший чем номинальная емкость батареи, которая указана в ее технических параметрах.