Tilslutning af et ammeter og et voltmeter i et jævn- og vekselstrømsnetværk

Jævnstrøm ændrer ikke retning i tide. Et eksempel er et batteri i en lommelygte eller radio, et batteri i en bil. Vi ved altid, hvor den positive stigma fra kraftkilden er, og hvor den er negativ.

Vekselstrøm Er en strøm, der ændrer bevægelsesretningen med en bestemt periodicitet. En sådan strøm flyder i vores udløb, når vi forbinder en belastning til det. Der er ingen positiv og negativ pol, men kun fase og nul. Spændingen ved nul er tæt på potentialet til jordpotentialet. Potentialet ved faseudgangen ændres fra positivt til negativt med en frekvens på 50 Hz, hvilket betyder, at strømmen under belastning ændrer sin retning 50 gange i sekundet.

I en periode med svingning stiger strømmen fra nul til maksimal, falder derefter og passerer gennem nul, og derefter finder den omvendte proces sted, men med et andet tegn.

Modtagelse og transmission af vekselstrøm er meget lettere end direkte: mindre energitab.Ved hjælp af transformere kan vi nemt ændre vekselstrømspændingen.

Ved transmission af en stor spænding kræves mindre strøm for den samme effekt. Dette giver mulighed for et mere subtilt argument. I svejsetransformere bruges den omvendte proces - de sænker spændingen for at øge svejsestrømmen.

Jævnstrømsmåling

Til i et elektrisk kredsløb måle strøm, er det nødvendigt at tænde ammeteret eller milliammeteret i serie med strømmodtageren. For at udelukke måleinstrumentets indflydelse på forbrugernes drift, amperemeter skal have en meget lille intern modstand, så den praktisk talt kan tages lig med nul, så spændingsfaldet over enheden simpelthen kan overses.

Medtagelsen af ​​et ammeter i kredsløbet er altid i serie med belastningen. Hvis du tilslutter ammeteret parallelt med belastningen, parallelt med strømkilden, brænder eller brænder ammeteret simpelthen kilden, da al strømmen vil strømme gennem måleenhedens magre modstand.

shunt

Grænserne for måling af ammetre beregnet til måling i jævnstrømskredse kan udvides ved at forbinde ammeteret ikke direkte til målespiralen i serie med belastningen, men ved at forbinde målespolen på ammeteret parallelt med shunten.

Så kun en lille del af den målte strøm vil altid passere gennem enhedens spole, hvis hoveddel flyder gennem en shunt, der er forbundet i serie. Det vil sige, at enheden faktisk måler spændingsfaldet ved shunten af ​​en kendt modstand, og strømmen vil være direkte proportional med denne spænding.

I praksis fungerer ammeteret som et millivoltmeter. Ikke desto mindre, da enhedens skala er graderet i ampere, vil brugeren modtage information om størrelsen af ​​den målte strøm. Bypass-koefficient vælges normalt som et multiplum på 10.

Shunts designet til strømme op til 50 ampere monteres direkte i instrumenthusene, og shunts til måling af høje strømme fjernes fjernt, og derefter tilsluttes enheden til shunten med sonder. For instrumenter, der er konstrueret til kontinuerlig drift med en shunt, klassificeres skalaerne straks i specifikke aktuelle værdier under hensyntagen til shuntkoefficienten, og brugeren behøver ikke længere at beregne noget.

Hvis shuntet er eksternt, angives i tilfælde af en kalibreret shunt den nominelle strøm og nominel spænding på den: 45 mV, 75 mV, 100 mV, 150 mV.Ved aktuelle målinger vælges en shunt, så pilen afviger maksimalt - hele skalaen, det vil sige de nominelle spændinger for shunten og måleindretningen skal være den samme.

Hvis vi taler om en individuel shunt til en bestemt enhed, er alt selvfølgelig enklere. I henhold til nøjagtighedsklasser er shunts opdelt i: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 og 0,5 - dette er den tilladte fejl i fraktioner på en procent.

Shunts er lavet af metaller med en lav temperaturskoefficient af modstand og med betydelig modstand: constantan, nikkel, manganin, så når strømmen, der strømmer gennem shunten, opvarmer det, ville dette ikke påvirke enhedens målinger. For at reducere temperaturfaktoren under målinger er en ekstra modstand fra et materiale af samme art inkluderet i serie med ammeterets spole.

DC spændingsmåling

at måle konstant spænding mellem to punkter i kredsløbet, parallelt med kredsløbet, mellem disse to punkter, sluttes et voltmeter. Voltmeteret tændes altid parallelt med modtageren eller kilden. Og således at det tilsluttede voltmeter ikke påvirker betjeningen af ​​kredsløbet, ikke forårsager et fald i spænding, ikke forårsager tab, skal det have en tilstrækkelig høj indre modstand, så strømmen gennem voltmeteret kan forsømmes.

Yderligere modstand

Og for at udvide voltmeterets måleområde er en ekstra modstand i serie forbundet med dens arbejdsvikling, så kun en del af den målte spænding falder direkte på enhedens målevikling i forhold til dens modstand. Og med den kendte værdi af modstanden for den ekstra modstand, bestemmes den totale målte spænding, der virker i dette kredsløb, let af den spænding, der er registreret på den. Sådan fungerer alle klassiske voltmetre.

Koefficienten, der følger af tilføjelsen af ​​en yderligere modstand, viser, hvor mange gange den målte spænding er større end spændingen pr. Målespole på enheden. Det vil sige, enhedens målegrænser afhænger af værdien af ​​den ekstra modstand.

En yderligere modstand er indbygget i enheden. For at reducere påvirkningen af ​​omgivelsestemperaturen på målingerne er der lavet en yderligere modstand af et materiale med en lav temperaturskoefficient af modstand. Eftersom modstanden for den yderligere modstand er mange gange større end enhedens modstand, afhænger modstanden for apparatets målemekanisme som et resultat ikke af temperaturen. Nøjagtighedsklasserne for de ekstra modstande udtrykkes på samme måde som nøjagtighedsklasserne for shunts - i procentfraktioner angives fejlværdien.

For yderligere at udvide måleområdet for voltmetre bruges spændingsdelere. Dette gøres således, at når måling af spændingen på enheden svarer til den nominelle værdi af enheden, det vil sige, den ikke ville overskride grænsen på dens skala. Spændingsdelers divideringsfaktor er forholdet mellem indgangsspændingen for skillet og udgangen, den målte spænding. Delingskoefficienten tages lig med 10, 100, 500 eller mere, afhængigt af kapaciteten på det anvendte voltmeter. Opdeleren indfører ikke en stor fejl, hvis voltmeterets modstand også er høj, og den interne modstand for kilden er lille.

AC måling

For at måle AC-parametre nøjagtigt med instrumentet kræves en målingstransformator. Måletransformatoren, der bruges til måling, giver også personale sikkerhed, da transformatoren opnår galvanisk isolering fra højspændingskredsløbet. Generelt forbyder sikkerhedsforanstaltninger tilslutning af elektriske apparater uden sådanne transformere.

Brug af måletransformatorer giver dig mulighed for at udvide grænserne for måling af enheder, det vil sige, det bliver muligt at måle store spændinger og strømme ved hjælp af lavspændings- og lavstrømsenheder. Så måling af transformere er af to typer: spændingstransformatorer og strømtransformatorer.

Spændingstransformator

En spændingstransformator bruges til at måle vekslende spænding. Dette er en nedadgående transformer med to viklinger, hvis primære vikling er forbundet til to punkter i kredsløbet, mellem hvilket du har brug for at måle spændingen, og den sekundære - direkte til voltmeteret. Måling af transformere i diagrammerne er afbildet som almindelige transformere.

En transformer uden en belastet sekundærvikling fungerer i tomgangstilstand, og når et voltmeter tilsluttes, hvis modstand er høj, forbliver transformeren praktisk taget i denne tilstand, og derfor kan den målte spænding betragtes som proportional med den spænding, der påføres den primære vikling, under hensyntagen til transformationskoefficienten lig med forholdet mellem antallet af omdrejninger i dens sekundære og primære viklinger.

På denne måde kan en højspænding måles, mens en lille sikker spænding påføres enheden. Det gjenstår at multiplicere den målte spænding med transformationskoefficienten for spændingsmålingstransformatoren.

De voltmetre, der oprindeligt var designet til at arbejde med spændingstransformatorer, har en graduering af skalaen under hensyntagen til transformationskoefficienten, så er værdien af ​​den ændrede spænding straks synlig på skalaen uden yderligere beregninger.

For at øge sikkerheden, når man arbejder med enheden, i tilfælde af beskadigelse af målingstransformatorens isolering, jordes først en af ​​klemmerne på den sekundære vikling af transformeren og dens ramme.

Måling af nuværende transformatorer

Måling af strømtransformatorer bruges til at forbinde ammetre til vekslingskredsløb. Dette er dobbeltviklede optransformatorer. Den primære vikling er i serie forbundet til det målte kredsløb og sekundæren til ammeteret. Modstanden i ammeterkredsløbet er lille, og det viser sig, at strømtransformatoren fungerer næsten i kortslutningstilstand, mens det kan antages, at strømningerne i de primære og sekundære viklinger forholder sig til hinanden som antallet af omdrejninger i den sekundære og primære vikling.

Ved at vælge et passende drejeforhold kan betydelige strømme måles, mens strømme, der er tilstrækkelig små, altid vil strømme gennem enheden. Det gjenstår at multiplicere strømmen målt i sekundærviklingen med transformationskoefficienten. De ammetre, der er designet til kontinuerlig drift sammen med strømtransformatorer, har en graduering af skalaer under hensyntagen til transformationskoefficienten, og værdien af ​​den målte strøm kan let aflæses af enhedens skala uden beregninger. For at øge personalsikkerheden jordes først en af ​​klemmerne på den sekundære vikling af målerestrømtransformatoren og dens ramme.

I mange anvendelser er busstrømtransformatorer praktisk, hvor magnetkredsløbet og den sekundære vikling er isoleret og placeret inde i bøsningen, gennem det vindue, som en kobberbus med en målt strøm passerer.

Den sekundære vikling af en sådan transformer forlades aldrig åben, fordi en kraftig stigning i magnetisk flux i magnetkredsløbet ikke kun kan føre til dens ødelæggelse, men også inducere EMF på den sekundære vikling, som er farlig for personale. For at udføre en sikker måling shuntes sekundærviklingen med en modstand med kendt bedømmelse, hvis spænding vil være proportional med den målte strøm.

To typer fejl er karakteristiske for måling af transformere: vinkel- og transformationskoefficient. Den første er forbundet med et afvigelse af fasevinklen for de primære og sekundære viklinger fra 180 °, hvilket fører til unøjagtige aflæsninger af wattmetrene.Hvad angår fejlen, der er forbundet med transformationskoefficienten, viser denne afvigelse nøjagtighedsklassen: 0,2, 0,5, 1 osv., Som en procentdel af den nominelle værdi.