Как включается амперметр в схему

Подключение амперметра в цепи постоянного и переменного тока

Всем нам известно, что амперметр – это прибор для измерения тока, который измеряется в Амперах. Меряет амперы – значит, амперметр.

Но, для того, чтобы замерить ток, необходимо амперметр правильно подключить в цепь. Будь то цепь постоянного или переменного тока. Ведь неправильное включение прибора может привести к выходу его из строя.

Амперметр подключается к электрической цепи последовательно

То есть у нас есть провод, по нему течет электрический ток от источника этого самого тока к потребителю, которым может выступать электрический прибор.

Чтобы измерить ток амперметром, нам необходимо обесточить (отключить) источник питания. Затем необходимо разорвать цепь – в прямом и переносном смысле. Грубо говоря, разрезать провод.

Теперь у нас получится два провода. Берем амперметр, подключаем к прибору две половины разрезанного провода. Нужно учесть тот факт, что ток, протекающий в цепи должен быть меньше максимально измеряемого тока прибора. Максимально измеряемый ток прибора должен быть написан на самом приборе или в документации к нему.

Максимальный ток в цепи можно рассчитать, зная напряжение, нагрузку и сечение провода. Провода должны быть изолированы (покрыты изоляцией), а на концах зачищены.

После того, как провода подключены и надежно закреплены в амперметре, можно включать питание и прибор покажет величину тока в цепи, который и пройдет через амперметр.

Но так никто не делает, потому что разрезанные провода до добра не доводят.

У амперметра малое внутреннее сопротивление, это сделано для того, чтобы оно минимально влияло на величину измеряемого тока. При подключении амперметра в цепь переменного тока не имеет значения, куда подключать прибор.

При подключении амперметра в цепь постоянного тока, если стрелка будет отклоняться в другую сторону, или же будет показывать ноль – следует поменять полярность, поменять провода местами.

Подключение амперметра через шунт

Если ток в цепи окажется больше, чем ток прибора, то можно рассчитать и использовать шунт для измерения тока большей величины. В этом случае цепь разделится на две ветви. У одной будет малое сопротивление амперметра, а у второй большое сопротивление подобранного шунта. Большой ток разделится пропорционально сопротивлениям и по амперметру пройдет малый ток, по шунту – большой. (Более подробно об этом явлении).

Измерение тока амперметром через трансформатор тока или клещи

Бывают случаи, когда надо замерить ток в кабеле, на шине… изолированной шине. Шина – это медная полоса определенного сечения, по которой протекает ток, не автомобильное колесо…

Разрезать кабель или шину бывает накладно, да и бессмысленно. В этом случае можно воспользоваться измерительными клещами или трансформатором тока.

Трансформатор тока имеет две обмотки – высшую и низшую, которые не связаны между собой. Ток приходит на высшую, затем создается ЭДС (более подробно про принцип действия ТТ) и во вторичной обмотке протекает ток, пропорциональный числу витков обмоток. Так вот, если есть необходимость замерить ток, то на кабель вешают «бублик», он же – ТТ. А уже к трансформатору тока присоединяют амперметр. Тут главное правильно быть проинструктированным и не наделать дел. Получается мы снимаем ток амперметром со вторичной обмотки, преобразованный в меньшую сторону и безопасный для измерения и амперметра.

Такой же принцип используется и в измерительных клещах, только и амперметр и ТТ находятся в одном корпусе. Да и плюс ко всему первичная обмотка клещей размыкается одним нажатием кнопки на корпусе и потом замыкается.

Эти два описанных решения гораздо удобнее, чем разрезать провод и садить к амперметру. Главное следить за диапазонами измеряемых приборами и протекаемых в электрических цепях токов.

Мультиметры позволяют измерять постоянный ток до 10 Ампер. Но их часто палят, так как неправильно подключают концы на прибор, не учитывают величину тока в проводах… Но это в основном молодые люди. Часто для «починки» такой неисправности необходимо просто заменить предохранитель в приборе.

Ну, и в конце хотелось бы еще раз повторить основную мысль всего повествования:

Как подключить амперметр

Если подключенный удлинитель перегревается, или быстро разряжается аккумуляторная батарея, уточнение силы тока в соответствующей цепи поможет выявить источник проблем. Для успешного решения этих и других задач нужен подходящий измерительный прибор. В этой публикации рассказано о том, как подключить амперметр правильно, выполнить необходимые операции в безопасном режиме.

Что такое амперметр, его виды

Как показано на рисунке, прибор включают последовательно в цепь, по которой идет электрический ток. Чтобы минимизировать влияние на реальные физические процессы, необходимо уменьшить внутреннее сопротивление амперметра. Для снятия показаний пригодится крупная шкала. При выборе подходящего оборудования также учитывают следующие факторы:

цифровой индикатор упрощает процесс измерений;
работать с малыми и сильными токами проще с применением разделения на несколько диапазонов;
при неблагоприятных внешних условиях (влажность, вибрации) следует учитывать соответствующую защищенность прибора.

Магнитоэлектрические

Измерительный блок приборов данной категории состоит из двух основных компонентов. Между полюсами постоянного магнита размещают индукционную катушку. При прохождении через обмотки тока она поворачивается. Присоединив стрелку и шкалу, фиксируют эти движения для получения результатов измерений. Встроенными пружинами ограничивают амплитуду отклонений, возвращают движущиеся компоненты в исходное положение. Встроенным поводком регулируют натяжение. Грузиками компенсируют силу тяжести.

На двух схемах цифрой 1 обозначен источник поля, которое поворачивает катушку (3), жестко закрепленную на центральной оси. Устройство начинает функционировать, когда по цепи проходит ток. Спиральная пружина (4) корректирует движения. В первом варианте установлен ограничитель (2), предотвращающий повреждение стрелки.

Преимуществами такого инженерного решения являются:

высокая точность;
хорошая чувствительность;
отсутствие дополнительных источников питания;
демократичная стоимость.

На заметку. Главный недостаток – механические части. Сложность конструкции подразумевает ухудшение надежности. Следует помнить о негативном влиянии ударов и других внешних воздействий. Такой прибор подходит для измерения постоянного тока.

Электромагнитные

Вряд ли обычному пользователю придется ремонтировать сложные устройства. Поэтому далее подробно рассмотрены выбор и подключение амперметра. Электромагнитные приборы универсальны. Они подходят для измерения постоянного и переменного тока. Чувствительность в данном случае несколько ниже, по сравнению с предыдущим примером. Однако в некоторых ситуациях ее вполне достаточно.

Термоэлектрические

Приборы этой категории выполняют измерения по косвенной методике. С помощью термопары или аналогичного устройства происходит преобразование переменного тока в постоянный. Его значение контролируют включением в дополнительную цепь магнитоэлектрического или другого амперметра. В контактном исполнении обеспечивается повышенная чувствительность. Чтобы исключить гальваническую связь, датчик помещают в слой из нейтрального материала (стекла, полимера).

Электродинамические

В этом варианте устанавливают рядом две катушки. Через одну, подсоединенную к индикаторному устройству, пропускают ток. Вторая – фиксируется неподвижно. Такая схема отличается повышенной чувствительностью. Даже слабые магнитные поля оказывают на движущийся элемент достаточно сильные воздействия. Чтобы получить точные измерения, максимально удаляют прибор от источников помех, применяют экранировку.

Ферродинамические

Особенным элементом устройства является проводник с ферритовыми свойствами. Высокая напряженность поля в рабочей зоне существенно уменьшает внешние паразитные воздействия. Такие приборы даже без специальной экранировки можно подключать в цепь около силовых линий электропередач.

Чем амперметр отличается от вольтметра

Главные особенности понятны из специфических названий. На первой картинке показано, как подключается амперметр (последовательно). Это необходимо для пропускания тока и соответствующего измерения его величины. Подсоединение вольтметра делают параллельно. В таком варианте прибор будет показывать разницу потенциалов между двумя точками, напряжение на определенном резисторе или другом элементе электрической схемы.

Как определить цену деления амперметра

Разнообразие приборов создает естественные затруднения в ходе проведения измерений. Следующий пример поможет разобраться с методикой правильного определения значений на стрелочном индикаторе. В любом случае начинают с буквенного обозначения на циферблате:

«А» – это амперы, пересчет не нужен;
«mA» – миллиамперы, итоговое значение вычисляют умножением на 0,001.

Этим прибором измеряют силу тока до 4 ампер включительно. Перевод значений не нужен, потому что есть отметка «А». Чтобы узнать цену одного деления, вычитают из большего меньшее значение соседних цифр. Далее делят на количество пустых промежутков между рисками.

Справка. «РИСКА – линия (штрих), нанесённая … на шкалу измерительного прибора». Большая политехническая энциклопедия под редакцией Рязанцева, вып. 2011 г.

В приведенном примере:

В описании к прибору можно найти допустимую производителем погрешность. Эту величину, как правило, указывают в процентах.

Как работают амперметр и вольтметр

Рассмотренные выше конструкции пригодны для создания одного и другого прибора. Разница – не только в схеме подключения. Отличаются разметка и сопротивление индукционной катушки. Встроенным резистором ограничивают силу тока/ мощность в амперметре/ вольтметре, соответственно.

В первом варианте он выполняет функции шунта. Параллельное подсоединение с минимальным электрическим сопротивлением обеспечивает прохождение большей части тока именно по этой цепи. Этим защищают индуктивный элемент от повреждений.

Во втором – подбирают сопротивление, во много раз превосходящее соответствующий показатель катушки. Другой особенностью является выбор материала резистора с минимальным изменением рабочих параметров при росте (уменьшении) температуры.

Как подключают амперметр в электрическую цепь

Подсоединить прибор в разрыв цепи несложно. Для безопасности эту процедуру выполняют после отключения источника питания. Предварительно надо убедиться, что максимальный ток не превышает возможности амперметра. Данные шкалы дублированы в сопроводительной технической документации.

После подачи питающего напряжения снимают показания. Следует дождаться прекращения колебаний стрелки. Если она перемещается в обратную сторону, меняют полярность подключения. При чрезмерно большом токе используют дополнительное шунтирование.

Как подобрать шунт для амперметра

Для расчета параметров дополнительной цепи применяют формулу Rш=Rвн*Iпр/(Iвх-Iпр), где:

Rш – сопротивление шунта;
Rвн – внутреннее сопротивление амперметра (приведено в техпаспорте);
Iпр – максимальный ток, на который рассчитан прибор;
Iвх – входной ток (источника) до разветвления цепи.

Измерение значений постоянного тока

Для работ с такими цепями выбирают «классический» магнитоэлектрический или другой подходящий прибор. Проверяют совместимость по максимуму токов. При необходимости пользуются схемой с параллельным шунтом. В цепях с переменными электрическими параметрами подобный амперметр не пригодится, так как будут наблюдаться колебания стрелки около нулевой отметки. Сильная амплитуда сигнала способна вызвать механическое повреждение.

Измерение значений переменного тока

Впрочем, если дополнить магнитоэлектрический измеритель выпрямителем, можно получить нужный результат. Это дополнение внесет определенные погрешности, поэтому лучше пользоваться фабричным изделием. Схема подключения амперметра такого типа не отличается от рассмотренных выше вариантов.

Следует помнить! На точность измерений оказывает влияние форма входного сигнала.

Бесконтактный способ измерения тока

Без особой необходимости вряд ли нужно нарушать целостность качественных кабелей. Иногда невозможно отключить питающее напряжение. При работе с мощными силовыми линиями пригодятся дополнительные меры безопасности. Во всех перечисленных ситуациях измерить ток можно с применением специализированных приборов.

Кольцевая часть инструмента после замыкания образует катушку индукции. Встроенный цифровой прибор регистрирует наведенные токи.

Для чего контролировать ток заряда в аккумуляторе

Применение измерительного прибора можно рассмотреть на примере типовой технологической операции. Обслуживаемый автомобильный аккумулятор заражают по специальной методике. Устанавливают и поддерживают величину тока на уровне 10% от указанной в паспортных данных емкости. Это предотвращает чрезмерно активное выделение взрывоопасных газов. Продолжительность процедуры (24 часа и более) подразумевает необходимость дополнения прибора средствами автоматического отключения.

С помощью приведенных сведений можно самостоятельно выбрать подходящий прибор, выполнить измерения, собрать схему шунтирования. На стадии предварительной подготовки следует уточнить предполагаемый рабочий диапазон, условия эксплуатации. При покупке рекомендуется изучить официальные инструкции производителя.

Видео

Как правильно подключить амперметр

Без электричества нельзя представить жизнь современного человека. Оно обогревает дома, дает свет, движет машины, заставляет работать компьютеры и смартфоны. Невозможно назвать сферу жизни, где можно обойтись без электричества.

Основными физическими величинами, характеризующими электрический ток, являются его напряжение и сила. Их показатели можно измерить с помощью специальных приборов. Напряжение — с помощью вольтметра, силу тока — амперметра. В статье пойдет речь о том, что такое амперметр, каково его устройство, как осуществляется подключение к сети и для чего это нужно.

Применение амперметров

Без амперметров не обойтись там, где занимаются выработкой и распределением электроэнергии. Они нужны на промышленных предприятиях, где работает большое количество станков и машин, потребляющих электричество. Замеры необходимы при возведении жилых комплексов, чтобы быть уверенными в том, что сети смогут выдержать расчетную нагрузку. Силу тока измеряют:

в электролабораториях;
на аккумуляторных производствах;
при создании точных приборов;
в автомобильной промышленности;
при строительстве энергетических объектов;
в сельском хозяйстве;
при установке электрооборудования на концертах и шоу, и так далее, и тому подобное.

Находят свое применение амперметры и в быту. У многих людей, имеющих минимальные навыки электрика, в хозяйстве найдется этот прибор, позволяющий измерить силу тока, выдаваемого автомобильным аккумулятором или домашней электросетью при подключении того или иного устройства. Это позволяет понять, является ли безопасным для проводки подключение электробытовых приборов с повышенным потреблением тока.

Принцип работы амперметра

Работа традиционного прибора основана на принципе возникающего взаимодействия между полями постоянного магнита и обмоткой катушки, через которую пропускается электрический ток. Во время подачи тока через обмотку, появляется электромагнитный импульс, вызывающий вихревые токи, заставляющие катушку вращаться относительно неподвижно закрепленного магнита.

Соединенная с рамкой, стрелка начинает отклоняться на величину, пропорциональную силе воздействующего тока. Она движется вдоль откалиброванной шкалы с цифровыми значениями. Круговому движению противодействуют пружины. Чем больше сила тока в проводнике в момент измерения, тем сильнее будет отклонение стрелки. Когда момент вращения, возникший под действием движущихся заряженных частиц проводника, уравновешивается силой противодействия пружин, стрелка амперметра замирает, показывая значение тока, проходящего через прибор.

Зачастую необходимо измерить силу тока, которая заведомо выше, чем предел измерений амперметра. В этом случае, в цепь включают резистор, называемый шунтирующим, а саму схему называют шунтом. Параметры шунта рассчитываются заранее и учитываются в производстве приборов. С этим учетом производится настройка магнита и противодействующих пружин. Учитывается и внутреннее сопротивление самого амперметра, которое существенно влияет на показываемые им данные. Ведь устройство подключается к сети последовательно. Подробно о подключении амперметра к сети будет рассказано ниже.

Виды амперметров

От того, каково устройство амперметра и на каких принципах основывается его работа, зависит и точность показаний. В соответствии с общепринятой классификацией, все измерительные приборы подразделяются на:

электромагнитные;
магнитоэлектрические;
термоэлектрические;
электродинамические;
ферродинамические;
цифровые.

Существуют и другие классификации. Но они не так распространены из-за использования приборов измерения в узкопрофильных отраслях. К ним можно отнести модульные амперметры для установки в силовых щитах или компактные, применяемые для контроля заряда автомобильных аккумуляторов.

Электромагнитные амперметры

Отличительной особенностью электромагнитных устройств является отсутствие в них подвижной рамки с обмоткой. Вместо катушки, вращательное движение стрелке придает сердечник, расположенный на оси.

Такие амперметры менее восприимчивы к движению заряженных частиц, поэтому их показания не так точны, в отличие от магнитоэлектрических приборов. Плюсом же является универсальность. Их можно использовать для замеров в цепях и с постоянным, и с переменным током.

Магнитоэлектрические устройства

Магнитоэлектрические амперметры — наиболее характерный пример устройств для измерения силы тока. В принцип их действия заложено взаимодействие магнитных полей наэлектризованной подвижной катушки и постоянного магнита. Преимуществами такой конструкции являются:

минимальное потребление энергии;
высокая чувствительность;
максимальная точность показаний амперметра.

Показания магнитоэлектрических приборов снимаются с равномерно градуированной шкалы с подвижной стрелкой.

Хотя амперметры этого вида получили широкое распространение, особенно в электролабораториях и промышленности, у них есть и ряд минусов. Среди недостатков рассматриваемых устройств выделяют их сложность, обусловленную необходимостью оборудования их движущейся катушкой. Кроме того, замеры таким прибором производятся лишь в электроцепи с постоянным током.

Термоэлектрические приборы

Термоэлектрические устройства, измеряющие силу тока, применяются для измерения в цепях, характеризующихся высокочастотными токами. Работают такие приборы, используя магнитоэлектрический механизм с термопарой. Во время прохождения тока через амперметр, рабочие элементы прибора нагреваются. И чем выше интенсивность движения электронов, тем сильнее нагрев, который и переводится в конкретные показатели амперметра.

Электродинамические амперметры

Электродинамические приспособления, для замера тока в электрических цепях, работают, используя принцип взаимодействия электрических полей, возникающих в магнитных катушках под воздействием проходящего тока. В конструкции таких амперметров предусмотрено наличие сразу двух катушек, одна из которых подвижная, а другая закреплена неподвижно. С положительной стороны можно отметить универсальность, дающую возможность измерять силу, как постоянного, так и переменного тока

Недостатком является чрезмерная восприимчивость к изменению магнитного поля. Это может помешать получить точный результат, если поблизости с прибором будет находиться источник электромагнитных помех. Поэтому электродинамические амперметры защищают специальным экраном.

Ферродинамический измеритель силы тока

Амперметры этого типа характеризуются самыми точными показателями замеров и высокой эффективностью. Для них нет необходимости устанавливать дополнительную защиту, так как ферродинамические амперметры не восприимчивы к электромагнитным полям за пределами устройства. Кроме того, они чрезвычайно точны.

Конструкция включает неподвижную катушку с сердечником и замкнутой ферромагнитной проводкой. Из-за своих технических характеристик, надежности и простоты использования, такие изделия получили наибольшее распространение в оборонной сфере и на военных объектах.

Цифровые амперметры

Цифровые амперметры — это самые современные приборы измерения силы тока. Замеренные показатели выводятся не на шкалу с использованием стрелки, а на дисплей, с помощью световой индикации. Так как показываются конкретные цифры, снимать показания с цифровых устройств более удобно, чем с аналоговых стрелочных приборов измерения. И они отображаются более точно. Кроме этого, такие амперметры спокойно переносят тряску и вибрации. А так как положение дисплея не играет роли в объективности показаний, его можно разместить под любым, удобным для наблюдения, углом.

По этой причине, именно цифровые приборы получили распространение в автомобильной промышленности. Для большей надежности их обеспечивают элементами защиты от попадания внутрь устройства пыли и влаги. Корпуса таких амперметров часто изготавливают противоударными. Кроме механических воздействий, цифровые приборы не реагируют на электромагнитные поля и им не страшны низкие или высокие температуры. Поэтому они могут использоваться как внутри, так и снаружи помещений.

Подключение амперметра

Вот и добрались до основного раздела статьи. При подключении амперметра, пожалуй, может возникнуть лишь один вопрос: параллельно или последовательно подсоединять прибор к тестируемой цепи? Ответ тоже один: ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО. При этом подключение может быть прямым и косвенным.

В случае прямого соединения, амперметр включается в цепь между источником питания и электроприбором. При косвенном подключении включение в цепь происходит с шунтом или через трансформатор. Если шунт увеличивает сопротивление сети, то трансформатор преобразует ток с большими значениями до величин, которые можно измерить амперметром.

К сведению. Существенной разницей между подключением вольтметра и амперметра является то, что вольтметр подключается параллельно. Из-за этого профессионалы говорят, что измеритель напряжения к цепи подключают, а прибор для измерения силы тока в цепь включают.

При подключении амперметра нужно учесть несколько важных моментов:

измеряемый в цепи ток не должен превышать максимально допустимого для данного устройства;
при включении в цепь обязательно соблюдение полярности.

Во время проведения измерений необходимо обеспечить отсутствие вибраций в месте установки амперметра. Порядок действий при подключении прибора следующий:

Определяются входящий и выходящий контакты, и их полярность. Положительный контакт окрашен в красный цвет, отрицательный в черный. На некоторых моделях может быть еще один контакт, преимущественно зеленого цвета. Это заземление.
В зависимости от того, в цепи с каким током (постоянным или переменным) будут проводиться замеры, переключатель прибора переводится в положение «AC» или «DC». Первые символы обозначают цепь с переменным током, вторые — с постоянным.
В любом месте, между источником питания и устройством-энергопотребителем, производится разрыв одного провода электрической цепи.
Амперметр последовательно включается в цепь.

После того, как движение стрелки, или смена цифр на дисплее, прекратится, снимаются показания силы тока.