اندازه گیری ولتاژ در عمل باید اغلب انجام شود. ولتاژ در مهندسی رادیو، دستگاه ها و مدارهای الکتریکی و غیره اندازه گیری می شود. نوع جریان متناوب می تواند پالسی یا سینوسی باشد. منابع ولتاژ یا مولد جریان هستند.

ولتاژ جریان پالس دارای پارامترهای دامنه و ولتاژ متوسط ​​است. ژنراتورهای پالس می توانند منابع چنین ولتاژی باشند. ولتاژ بر حسب ولت اندازه گیری می شود و "V" یا "V" تعیین می شود. اگر ولتاژ متغیر باشد، علامت " ~ "، برای ولتاژ ثابت، نماد "-" نشان داده شده است. ولتاژ متناوب در شبکه خانگی خانگی ~ 220 ولت مشخص شده است.

اینها دستگاه هایی هستند که برای اندازه گیری و کنترل ویژگی های سیگنال های الکتریکی طراحی شده اند. اسیلوسکوپ ها بر اساس اصل انحراف یک پرتو الکترونی کار می کنند که تصویری از مقادیر متغیرها روی صفحه نمایش ایجاد می کند.

اندازه گیری ولتاژ AC

طبق اسناد تنظیمی، مقدار ولتاژ در شبکه خانگی باید برابر با 220 ولت با دقت انحراف 10٪ باشد، یعنی ولتاژ می تواند در محدوده 198-242 ولت متغیر باشد. اگر روشنایی خانه شما کم‌تر شده است، لامپ‌ها به طور مکرر از کار می‌افتند، یا دستگاه‌های خانگی شروع به کار ناپایدار کردند، برای پیدا کردن و رفع این مشکلات، ابتدا باید ولتاژ شبکه را اندازه‌گیری کنید.

قبل از اندازه گیری، باید دستگاه اندازه گیری موجود خود را برای کار آماده کنید:

• یکپارچگی عایق سیم های کنترل را با پروب ها و نوک ها بررسی کنید.
• سوئیچ را روی ولتاژ AC با حد بالایی 250 ولت یا بالاتر تنظیم کنید.
• نوک سیم های کنترل را در سوکت های دستگاه اندازه گیری قرار دهید، به عنوان مثال، . برای اینکه اشتباه نکنید، بهتر است به نشانه های سوکت روی بدنه نگاه کنید.
• دستگاه را روشن کنید.

از شکل مشخص است که حد اندازه گیری 300 ولت در تستر و 700 ولت در مولتی متر انتخاب شده است. برخی از دستگاه ها نیاز به تنظیم چندین کلید مختلف برای اندازه گیری ولتاژ در موقعیت مورد نظر دارند: نوع جریان، نوع اندازه گیری، و همچنین قرار دادن شاخه های سیم در سوکت های خاص. انتهای نوک سیاه در مولتی متر به جک COM (جک معمولی) وصل می شود، نوک قرمز در سوکت با علامت "V" وارد می شود. این سوکت برای اندازه گیری هر نوع ولتاژ رایج است. سوکت با علامت "ma" برای اندازه گیری جریان های کوچک استفاده می شود. سوکت با علامت "10 A" برای اندازه گیری مقدار قابل توجهی جریان استفاده می شود که می تواند به 10 آمپر برسد.

اگر ولتاژ را با سیم وارد شده در سوکت "10 A" اندازه گیری کنید، دستگاه از کار می افتد یا فیوز منفجر می شود. بنابراین هنگام انجام کار اندازه گیری باید مراقب باشید. بیشتر اوقات ، خطاها در مواردی رخ می دهد که ابتدا مقاومت اندازه گیری شد و سپس با فراموش کردن تغییر به حالت دیگر ، اندازه گیری ولتاژ شروع می شود. در همان زمان، مقاومتی که وظیفه اندازه گیری مقاومت را بر عهده دارد در داخل دستگاه می سوزد.

پس از آماده سازی دستگاه می توانید اندازه گیری را شروع کنید. اگر وقتی مولتی متر را روشن می کنید چیزی روی نشانگر ظاهر نمی شود، به این معنی است که باتری واقع در داخل دستگاه منقضی شده است و باید تعویض شود. اغلب در مولتی متر یک "Krona" وجود دارد که ولتاژ 9 ولت تولید می کند. عمر مفید آن بسته به سازنده حدود یک سال است. اگر مولتی متر برای مدت طولانی استفاده نشده باشد، ممکن است تاج همچنان معیوب باشد. اگر باتری خوب است، پس مولتی متر باید یک را نشان دهد.

پروب های سیم باید در سوکت قرار داده شوند یا با سیم های خالی لمس شوند.

در صفحه نمایش مولتی متر، مقدار ولتاژ شبکه بلافاصله به صورت دیجیتال ظاهر می شود. در دستگاه اشاره گر، فلش با زاویه خاصی منحرف می شود. تستر اشاره گر دارای چندین مقیاس درجه بندی شده است. اگر آنها را با دقت در نظر بگیرید، همه چیز روشن می شود. هر مقیاس برای اندازه گیری های خاص طراحی شده است: جریان، ولتاژ یا مقاومت.

حد اندازه گیری دستگاه روی 300 ولت تنظیم شده است، بنابراین باید روی ترازو دوم که حد آن 3 است حساب کنید، در حالی که قرائت های دستگاه باید در 100 ضرب شود. ترازو دارای مقدار تقسیم 0.1 ولت است. ، بنابراین نتیجه نشان داده شده در شکل را در حدود 235 ولت می گیریم. این نتیجه در محدوده قابل قبول است. اگر قرائت های دستگاه به طور مداوم در طول اندازه گیری تغییر کند، ممکن است تماس ضعیفی در اتصالات سیم کشی الکتریکی وجود داشته باشد که می تواند منجر به جرقه زدن و نقص در شبکه شود.

اندازه گیری ولتاژ DC

منابع ولتاژ ثابت باتری ها، کم ولتاژ یا باتری هایی هستند که ولتاژ آنها از 24 ولت بیشتر نیست. بنابراین دست زدن به قطب های باتری خطرناک نیست و نیازی به اقدامات ایمنی خاصی نیست.

برای ارزیابی عملکرد باتری یا منبع دیگر، اندازه گیری ولتاژ در قطب های آن ضروری است. برای باتری های انگشتی، تیرهای برق در انتهای کیس قرار دارند. قطب مثبت "+" مشخص شده است.

جریان مستقیم به همان روشی که جریان متناوب اندازه گیری می شود. تفاوت فقط در تنظیم دستگاه در حالت مناسب و رعایت قطبیت خروجی ها است.

ولتاژ باتری معمولا روی کیس مشخص می شود. اما نتیجه اندازه گیری هنوز سلامت باتری را نشان نمی دهد، زیرا نیروی الکتروموتور باتری در این مورد اندازه گیری می شود. مدت زمان کارکرد دستگاهی که باتری در آن نصب خواهد شد به ظرفیت آن بستگی دارد.

برای ارزیابی دقیق عملکرد باتری، لازم است ولتاژ را با بار متصل اندازه گیری کنید. برای باتری انگشتی، یک لامپ چراغ قوه معمولی 1.5 ولتی به عنوان بار مناسب است. اگر هنگام روشن بودن ولتاژ کمی کاهش یابد، یعنی بیش از 15٪ نباشد، باتری برای استفاده مناسب است. اگر ولتاژ بسیار بیشتر کاهش یابد، چنین باتری هنوز می تواند فقط در یک ساعت دیواری کار کند که انرژی بسیار کمی مصرف می کند.

این دستگاه ولتاژ مستقیم را از 0 تا 51.1 ولت با وضوح 0.1 ولت و جریان مستقیم از 0 تا 5.11 آمپر با وضوح 0.01 A را اندازه گیری می کند. ایده اصلی پیاده سازی شده در آن برای استفاده از یک میکروکنترلر ارزان قیمت شایسته توجه است. با این حال، نیاز به استفاده از یک آپمپ با قابلیت کار با منبع تغذیه تک قطبی در ولتاژ خروجی نزدیک به صفر، و همچنین وجود منبع تغذیه اضافی، محدودیت هایی را در استفاده از آن اعمال می کند.

ولتاژ و جریان سنج دیجیتال

علاوه بر این، نشانگرهای روی تخته نمونه اولیه به طور نامناسبی قرار گرفته اند، بهتر است آنها را در یک ردیف به صورت افقی نصب کنید و ابعاد پانل جلوی کنتور را کاهش دهید و آنها را به ابعاد نشانگرهای مورد استفاده نزدیک کنید. نمودار مدار کنتور در وب سایت www.site ارائه شده است. از آنجایی که یافتن تراشه‌های 74HC595N مورد استفاده (رجیسترهای شیفت با یک ثبات ذخیره‌سازی) ممکن نبود، از تراشه‌های 74HC164N استفاده شد که در آن‌ها رجیستر ذخیره‌سازی وجود ندارد. همچنین از نشانگرهایی استفاده شد که در جریان کم دارای روشنایی بسیار بالاتری هستند که باعث می شود جریان مصرف شده توسط متر را به 20 میلی آمپر کاهش داده و تنظیم کننده ولتاژ +5 ولت اضافی را رها کنید.

سیگنال سنسور جریان (مقاومت R1) از طریق یک تقویت کننده معکوس بر روی op-amp DA1 به ورودی GP1 میکروکنترلر تغذیه می شود. برخلاف (1J)، منبع تغذیه دوقطبی آپ امپ با ولتاژ 8± ولت در اینجا استفاده می شود، زیرا همه آپ امپ ها دارای ویژگی ریل به ریل نیستند و با منبع تغذیه تک قطبی و ولتاژ خروجی تقریباً صفر به درستی کار می کنند. منبع تغذیه دوقطبی حل این مشکل را آسان می کند، امکان استفاده از انواع مختلفی از آپ امپ وجود دارد، زیرا ولتاژ خروجی آپ امپ می تواند در محدوده 8 تا 8 ولت باشد. برای محافظت از ورودی میکروکنترلر از اضافه بار، یک مدار محدود کننده R10VD9 استفاده می شود.

مقاومت تریمر R8 بهره را تنظیم می کند و مقاومت تریمر R11 ولتاژ صفر را در خروجی op-amp تنظیم می کند. دیودهای VD1 و VD2 ورودی op-amp را از اضافه بار در صورت قطع شدن سنسور جریان محافظت می کنند. با توجه به مقاومت نسبتاً کم سنسور جریان، انحراف اندازه‌گیری ولتاژ هنگامی که جریان بار از صفر به حداکثر (5.11 A) تغییر می‌کند از 0.06 ولت تجاوز نمی‌کند. اگر متر در منبع ولتاژ قطبیت منفی تعبیه شده باشد. سنسور جریان را می توان قبل از تقسیم کننده ولتاژ خروجی و تثبیت کننده آن روشن کرد.

در این حالت، افت ولتاژ در سنسور جریان توسط مدار فیدبک تثبیت کننده جبران می شود. از آنجایی که جریان تقسیم‌کننده معمولاً کم است، تقریباً هیچ تأثیری روی قرائت‌های آمپرمتر نخواهد داشت، علاوه بر این، این تأثیر را می‌توان با یک مقاومت زیرنویس R11 جبران کرد. کنتور با ولتاژ خروجی یکسو کننده منبع تغذیه تغذیه می‌شود. از طریق مبدل روی ترانزیستورهای VT1 و VT2. این تا حدودی پیچیده تر از قبل است، زیرا نیاز به ساخت یک ترانسفورماتور پالس دارد، اما هیچ مشکلی برای به دست آوردن تمام رتبه های ولتاژ مورد نیاز وجود ندارد. مبدل ولتاژ ساده ترین نوسان ساز فشار کش است. که طرح آن از . فرکانس تبدیل حدود 80 کیلوهرتز است.

با توجه به جداسازی گالوانیکی بین ورودی و خروجی مبدل، کنتور را می توان در یک تثبیت کننده ولتاژ با هر قطبیتی تعبیه کرد. با ترانزیستورهای نشان داده شده در نمودار، در ولتاژ ورودی 30 تا 44 ولت کار می کند. در عین حال، ولتاژهای خروجی تقریباً از 8 تا 12 ولت متغیر است. با توجه به اینکه مقاومت مقاومت های R5 و R6 وجود دارد. بسیار بزرگ انتخاب می شوند، مبدل از اتصال کوتاه خروجی نمی ترسد. در چنین مواردی، نسل به سادگی از بین می رود.

ولتاژ 5 ولت برای تغذیه بخش دیجیتال کنتور با استفاده از تثبیت کننده انتگرال DA2 به دست آمد. نیازی به تثبیت ولتاژ تغذیه آپمپ نیست، زیرا خود به اندازه کافی در برابر تغییرات آن مقاوم است. ولتاژ موج دار با فرکانس تبدیل توسط فیلترهای RC در ورودی های میکروکنترلر DD1 سرکوب می شود. اگر امواج با فرکانس 100 هرتز بیش از حد بزرگ هستند، توصیه می شود از روش کاهش آنها استفاده کنید، که در اینجا توضیح داده شده است. تمام کنتورهای دیجیتال

همیشه به طور تصادفی یک در اطراف مقدار واقعی تغییر می کند. این نوسانات به دلیل نقص دستگاه نیست، اما نمی توان آنها را به طور کامل از بین برد، تنها با میانگین گیری نتایج تعداد زیادی اندازه گیری می توان آنها را کاهش داد. قطعات متر بر روی سه تخته مدار چاپی ساخته شده از مواد عایق فویل شده در یک طرف نصب می شوند. آنها برای نصب ریز مدارها در بسته های DIP طراحی شده اند، نشانگرها روی یک برد (شکل 2)، میکرو مدارهای دیجیتال و روی دومی یک میکروکنترلر (شکل 3) نصب می شوند. مبدل، تثبیت کننده ولتاژ تغذیه میکروکنترلر و تقویت کننده سیگنال سنسور جریان بر روی برد سوم نصب شده اند (شکل 4).

نحوه قرارگیری قطعات بر روی تخته ها و اتصالات برد به برد در شکل نشان داده شده است. 5. اعداد قرمز رنگ روی آن نشان دهنده اعداد خروجی ترانسفورماتور پالس T1 در محل اتصال آنها به برد است. خود ترانسفورماتور با گیره های ساخته شده از سیم نصب عایق روی آن ثابت می شود. خازن های مسدود کننده C13 و C14 مستقیماً به پایه های برق ریزمدارهای DD2 و DD3 لحیم می شوند. همانطور که تمرین نشان داده است، متر بدون این خازن ها به طور معمول کار می کند.

بردهای میکروکنترلر و نشانگرها توسط براکت هایی از فولاد گالوانیزه به ضخامت 0.5 میلی متر به هم متصل می شوند. مبدل و برد تقویت کننده با دو پیچ M2 ثابت می شود. فاصله بین تخته ها حدود 11 میلی متر است. این نسخه از طراحی دستگاه (شکل 6) فضای کمتری را در پنل جلویی منبع تغذیه اشغال می کند که این دستگاه باید در آن ساخته شود. به عنوان مثال می توانید به جای OU KR140UD708 استفاده کنید. KR140UD1408 و بسیاری از انواع دیگر آپ امپ باید توجه داشت که ممکن است به مدارهای اصلاحی دیگری غیر از KR140UD708 نیاز داشته باشند.این مورد باید در طراحی برد مدار چاپی در نظر گرفته شود.

به جای شیفت رجیستر 74HC164، می توانید از 74HC4015 استفاده کنید، اما باید توپولوژی هادی مدار چاپی برد را تغییر دهید. دیودهای KD522B را می توان با KD510A جایگزین کرد. مقاومت های تریمر R8 و R11 - SPZ19. R9 - وارداتی. خازن های دائمی هم وارد می شود. مقاومت R1 (حسگر جریان) را می توان از سیم نیکروم ساخته یا به صورت آماده استفاده کرد، همانطور که در (1) انجام شد. من آن را از یک تکه نوار نیکروم با سطح مقطع 2.5 × 0.8 میلی متر و طول (با در نظر گرفتن انتهای قلع شده) حدود 25 میلی متر ساخته ام که از رله حرارتی TRN حذف شده است.

ترانسفورماتور T1 روی یک حلقه فریت با اندازه 10x6x3 میلی متر پیچیده شده است که از یک CFL معیوب خارج شده است. تمام سیم پیچ ها با سیم PEV-2 با قطر 0.18 میلی متر پیچیده می شوند. سیم پیچ 2-3 شامل 83 دور، سیم پیچ های 1-2 و 4-5 - هر کدام 13 دور و سیم پیچ 6-7-8 80 دور با یک ضربه از وسط است. اگر ولتاژ خروجی یکسو کننده کمتر از 30 ولت باشد، تعداد دور سیم پیچ 2-3 باید به حدود 4 دور در هر ولت کاهش یابد. سیم پیچ های 1-2-3 و 4-5 بین یکدیگر با یک لایه کاغذ خازن به ضخامت 0.1 میلی متر و از سیم پیچ 6-7-8 - با دو لایه چنین کاغذی عایق بندی می شوند.

برنامه میکروکنترلر در محیط MPLAB IDE v8.92 به زبان اسمبلی MPASM نوشته شده است. دو گزینه ارائه شده است. فایل های گزینه اول در پوشه "General. کاتد» و برای دستگاهی با نشانگرهای LED با کاتدهای تخلیه رایج، از جمله مواردی که در نمودار در شکل نشان داده شده است، در نظر گرفته شده است. 1. فایل های گزینه دوم از پوشه "Common. آند” باید زمانی استفاده شود که نشانگرهای LED با آندهای تخلیه مشترک در دستگاه نصب شده باشند. با این حال، این نسخه از برنامه در عمل آزمایش نشده است. برنامه ریزی میکروکنترلر با استفاده از برنامه IC-prog و دستگاه ساده شرح داده شده در (4) انجام شد.

ایجاد کنتور شامل تنظیم مقاومت تریمر R11 در خروجی آپمپ DA 1 در غیاب جریان در مدار اندازه گیری شده است. سپس جریان به این مدار اعمال می شود. نزدیک به حد اندازه گیری، اما کمتر از آن. با کنترل جریان با یک آمپرمتر نمونه، یک مقاومت پیرایش R8 در قرائت دستگاه های نمونه و تنظیم شده برابری می کند و پس از اعمال و کنترل ولتاژ اندازه گیری شده با یک ولت متر نمونه، قرائت مربوطه را روی نشانگر دستگاه با تریمینگ تنظیم کنید. مقاومت R9. جزئیات بیشتر در مورد تعدیل در (1) نوشته شده است.

اندازه گیری جریان(به اختصار اندازه گیری جریان) یک مهارت مفید است که بیش از یک بار در زندگی مفید خواهد بود. در مواقعی که نیاز به تعیین توان مصرفی است، باید مقدار جریان را دانست. برای اندازه گیری جریان از دستگاهی به نام آمپرمتر استفاده می شود.

جریان متناوب و جریان مستقیم وجود دارد، بنابراین از ابزارهای اندازه گیری مختلفی برای اندازه گیری آنها استفاده می شود. جریان همیشه با حرف I نشان داده می شود و قدرت آن با آمپر اندازه گیری می شود و با حرف A مشخص می شود. به عنوان مثال، I \u003d 2 A نشان می دهد که جریان در مدار مورد آزمایش 2 آمپر است.

اجازه دهید به تفصیل در نظر بگیریم که چگونه ابزارهای اندازه گیری مختلف برای اندازه گیری انواع مختلف جریان ها علامت گذاری می شوند.

• در یک دستگاه اندازه گیری برای اندازه گیری جریان مستقیم، نماد "-" در مقابل حرف A اعمال می شود.
• در یک دستگاه اندازه گیری برای اندازه گیری جریان متناوب، علامت "~" در همان مکان اعمال می شود.

• ~ وسیله ای برای اندازه گیری جریان متناوب.
• - وسیله ای برای اندازه گیری جریان مستقیم.

در اینجا یک عکس از آمپرمتر طراحی شده برای اندازه گیری جریان DC.

طبق قانون، قدرت جریانی که در یک مدار بسته، در هر نقطه از آن جریان می یابد، برابر با همان مقدار است. در نتیجه، برای اندازه گیری جریان، لازم است مدار را در هر مکان مناسب برای اتصال دستگاه اندازه گیری قطع کنید.

لازم به یادآوری است که مقدار ولتاژ موجود در مدار الکتریکی هیچ تاثیری بر اندازه گیری جریان. منبع جریان می تواند منبع تغذیه خانگی 220 ولت یا باتری 1.5 ولت و غیره باشد.

اگر قصد اندازه گیری جریان در مدار را دارید، دقت کنید که آیا جریان مستقیم یا متناوب در مدار می گذرد. یک دستگاه اندازه گیری مناسب بردارید و اگر قدرت جریان مورد انتظار در مدار را نمی دانید، کلید اندازه گیری جریان را روی حداکثر موقعیت قرار دهید.

اجازه دهید نحوه اندازه گیری قدرت جریان را با یک وسیله الکتریکی به طور مفصل در نظر بگیریم.

برای ایمنی اندازه گیری مصرف فعلیلوازم برقی ما یک سیم کشی خانگی با دو پریز می سازیم. پس از مونتاژ، سیم پسوندی بسیار شبیه به سیم استاندارد فروشگاهی دریافت می کنیم.

اما اگر سیم کشی داخلی و فروشگاهی را جدا کرده و با یکدیگر مقایسه کنیم، تفاوت‌های ساختار داخلی را به وضوح خواهیم دید. نتیجه گیری های داخل سوکت های یک سیم کشی خانگی به صورت سری و در فروشگاه به صورت موازی وصل می شوند.

عکس به وضوح نشان می دهد که پایانه های بالایی توسط یک سیم زرد به هم متصل شده اند و ولتاژ اصلی به پایانه های پایینی سوکت ها می رسد.

اکنون شروع به اندازه گیری جریان می کنیم، برای این کار دوشاخه دستگاه الکتریکی را به یکی از پریزها و پروب های آمپرمتر را در پریز دیگر وارد می کنیم. قبل از اندازه گیری جریان، اطلاعاتی را که در مورد نحوه صحیح و ایمن اندازه گیری جریان خوانده اید فراموش نکنید.

اکنون نحوه تفسیر صحیح قرائت آمپرمتر اشاره گر را در نظر بگیرید. در اندازه گیری مصرف فعلیابزار، سوزن آمپر متر در تقسیم 50 متوقف شد، سوئیچ به حداکثر حد اندازه گیری 3 آمپر تنظیم شد. مقیاس آمپرمتر من 100 تقسیم دارد. این بدان معنی است که تعیین قدرت جریان اندازه گیری شده با فرمول (3/100) X 50 \u003d 1.5 آمپر آسان است.

فرمول محاسبه توان دستگاه با توجه به جریان مصرفی.

با داشتن اطلاعاتی در مورد میزان جریان مصرفی هر وسیله برقی (تلویزیون، یخچال، اتو، جوشکاری و ...) به راحتی می توانید میزان مصرف برق این دستگاه را تعیین کنید. یک الگوی فیزیکی در دنیا وجود دارد که الکتریسیته همیشه از آن پیروی می کند. کاشفان این الگو، امیل لنز و جیمز ژول هستند و به افتخار آنها، اکنون قانون ژول-لنز نامیده می شود.

• I - قدرت جریان، اندازه گیری شده در آمپر (A)؛
• U - ولتاژ، اندازه گیری شده در ولت (V)؛
• P توان است که بر حسب وات (W) اندازه گیری می شود.

بیایید یکی از محاسبات فعلی را انجام دهیم.

جریان مصرفی یخچال را اندازه گرفتم برابر با 7 آمپر است. ولتاژ در شبکه 220 ولت است. بنابراین، مصرف برق یخچال 220 ولت X 7 A \u003d 1540 وات است.

در حین کار از شبکه اصلی یا هر وسیله ای، اندازه گیری قدرت جریان ضروری است.

از این مقاله خواهید فهمید که منظور از این اصطلاح چیست و چه ابزارهایی برای این منظور استفاده می شود.

در عین حال، بیایید در مورد اقدامات امنیتی هنگام انجام چنین کارهایی صحبت کنیم.

واحد فعلی

در فیزیک مرسوم است که قدرت جریان را مقدار باری که از سطح مقطع هادی در واحد زمان عبور می کند نامیده می شود. واحد اندازه گیری آمپر (A) است. نیروی 1 A دارای چنان جریانی است که در 1 ثانیه بار 1 آویز (C) از قسمت هادی عبور می کند.

قدرت جریان را می توان با فشار آب مقایسه کرد. همانطور که می دانید در قدیم رودخانه های کوچک توسط سدها مسدود می شدند تا فشاری ایجاد کنند که بتواند چرخ آسیاب را بچرخاند.

هر چه فشار قوی تر باشد، آسیاب را می توان با کمک آن به حرکت در آورد.

به همین ترتیب، قدرت جریان مشخصه کاری است که الکتریسیته می تواند انجام دهد. یک مثال ساده: یک لامپ با افزایش جریان در مدار روشن تر می سوزد.

چرا باید بدانید چه مقدار جریان در یک هادی جریان دارد؟ قدرت جریان بستگی به این دارد که در صورت تماس تصادفی با قطعات حامل جریان بر روی شخص چگونه عمل می کند. اثر تولید شده توسط الکتریسیته در جدول نمایش داده شده است:

و در اینجا چند دلیل دیگر وجود دارد:

1. قدرت جریان مشخص کننده بار روی هادی است.حداکثر توان عملیاتی دومی به مواد و سطح مقطع بستگی دارد. اگر جریان خیلی زیاد باشد، سیم یا کابل بسیار داغ می شود. این می تواند منجر به ذوب شدن عایق و به دنبال آن یک اتصال کوتاه شود. به همین دلیل است که سیم کشی همیشه در برابر بار اضافی توسط قطع کننده مدار یا فیوز محافظت می شود. صاحبان آپارتمان ها و خانه های دارای سیم کشی قدیمی باید توجه ویژه ای به جریان جاری در سیم ها داشته باشند: به دلیل استفاده از تعداد روزافزون وسایل برقی، اغلب بیش از حد بار می شود.
2. با توجه به نسبت مقادیر قدرت جریان در مدارهای مختلف یک وسیله الکتریکی، می توان نتیجه گرفت که در شرایط خوبی قرار دارد.به عنوان مثال، در فازهای یک موتور الکتریکی، جریان هایی با قدرت برابر باید جریان یابد. در صورت مشاهده مغایرت، موتور معیوب است یا با اضافه بار کار می کند. به همین ترتیب، وضعیت بخاری یا الکتریکی "کف گرم" تعیین می شود: قدرت جریان در تمام اجزای دستگاه اندازه گیری می شود.

کار برق، به طور دقیق تر، توان آن (میزان کار در واحد زمان)، نه تنها به قدرت جریان، بلکه به ولتاژ نیز بستگی دارد. در واقع حاصل ضرب این کمیت ها توان را تعیین می کند:

W=U*I

• W قدرت است، W;
• U – ولتاژ، V;
• I - قدرت فعلی، A.

بنابراین، با دانستن ولتاژ در شبکه و قدرت دستگاه، می توان محاسبه کرد که در شرایط خوب چقدر جریان از آن عبور می کند: I \u003d W / U. به عنوان مثال، اگر مشخص شود که قدرت بخاری 1.1 کیلو وات است و از یک شبکه معمولی با ولتاژ 220 ولت کار می کند، قدرت جریان در آن خواهد بود: I = 1100/220 = 5 A.

فرمول اندازه گیری فعلی

در این مورد باید در نظر گرفت که طبق قوانین کیرشهوف، قدرت جریان در سیم قبل از انشعاب، مجموع جریان های انشعابات است. از آنجایی که در یک آپارتمان یا خانه همه دستگاه ها به صورت موازی به هم متصل می شوند، به عنوان مثال، اگر دو دستگاه با جریان 5 آمپر به طور همزمان کار کنند، جریان 10 آمپر در سیم تغذیه و در صفر مشترک جریان می یابد.

عمل معکوس، یعنی محاسبه توان مصرف کننده با ضرب جریان اندازه گیری شده در ولتاژ، همیشه نتیجه درستی نمی دهد. اگر در دستگاه مصرف کننده سیم پیچی وجود داشته باشد، به عنوان مثال در موتورهای الکتریکی، که ذاتی مقاومت القایی هستند، بخشی از توان صرف غلبه بر این مقاومت می شود (قدرت راکتیو).

برای تعیین توان اکتیو (کار مفید الکتریسیته)، باید ضریب توان واقعی یک دستگاه معین را بدانید که نسبت توان اکتیو و راکتیو است.

ابزار اندازه گیری جریان و ولتاژ

در اینجا چند ابزار اندازه گیری وجود دارد که به برقکار در این مورد کمک می کند:

آمپرمتر

انواع مختلفی از این دستگاه وجود دارد که در اصل عملکرد متفاوت است:

1. الکترومغناطیسی:در داخل یک سیم پیچ وجود دارد که از طریق آن جریان یک میدان الکترومغناطیسی ایجاد می کند. این میدان هسته آهنی متصل به سوزن را به داخل سیم پیچ می کشد. هر چه قدرت جریان بیشتر باشد، هسته قوی تر کشیده می شود و فلش بیشتر منحرف می شود.
2. حرارتی:یک نخ فلزی کشیده که با یک فلش متصل است در دستگاه نصب شده است. جریان جاری باعث گرم شدن رشته می شود که درجه آن به قدرت جریان بستگی دارد. و هرچه نخ بیشتر گرم شود به ترتیب بلندتر و افتادگی آن بیشتر می شود و تیر بیشتر منحرف می شود.
3. مغناطیس الکتریک:دستگاه دارای یک آهنربای دائمی است که در میدان آن یک قاب آلومینیومی با یک سیم پیچ خورده به فلش متصل است. هنگامی که جریان الکتریکی از سیم عبور می کند، قاب در یک میدان مغناطیسی تمایل به چرخش در یک زاویه خاص دارد که بستگی به قدرت جریان دارد. و موقعیت فلش که مقدار قدرت فعلی را در مقیاس مشخص می کند به زاویه چرخش بستگی دارد.
4. الکترودینامیک:در داخل دستگاه دو سیم پیچ به صورت سری به هم متصل شده اند که یکی از آنها متحرک است. هنگامی که جریان از سیم پیچ ها عبور می کند، در نتیجه برهم کنش میدان های الکترومغناطیسی ایجاد شده در این مورد، سیم پیچ متحرک تمایل به چرخش نسبت به سیم پیچ ثابت دارد و در عین حال فلش را همراه با خود می کشد. زاویه چرخش بستگی به قدرت جریان دارد.
5. القاء:جریان از طریق سیم پیچ سیم پیچ های ثابت که توسط یک سیستم مغناطیسی به هم متصل شده اند عبور می کند. در نتیجه یک میدان الکترومغناطیسی دوار یا در حال حرکت تشکیل می شود که با نیروی معینی (بسته به قدرت فعلی) روی یک سیلندر یا دیسک فلزی متحرک عمل می کند. یکی با فلش متصل است.
6. الکترونیکی:به چنین دستگاه هایی دیجیتال نیز می گویند. در داخل یک مدار الکتریکی وجود دارد، اطلاعات بر روی یک صفحه نمایش کریستال مایع نمایش داده می شود.

مولتی متر برای اندازه گیری قدرت جریان

بنابراین مرسوم است که یک متر الکترونیکی جهانی پارامترهای فعلی را فراخوانی کنیم. می تواند هم به حالت آمپرمتر و هم به حالت ولت متر، اهم متر و مگاهم متر سوئیچ کند (مقاومت های بالا اندازه گیری می شوند، معمولاً عایق).

اندازه گیری جریان با مولتی متر

نتایج اندازه گیری ها بر روی صفحه نمایش کریستال مایع نمایش داده می شود. دستگاه برای کار کردن به باتری نیاز دارد.

آزمایشکننده

از نظر عملکرد، این همان مولتی متر است، اما آنالوگ. نتایج اندازه‌گیری با فلش روی ترازو نشان داده می‌شود، باتری‌ها فقط در صورت وجود اهم‌متر مورد نیاز هستند.

گیره های اندازه گیری

انبردست های اندازه گیری کاربردی تر هستند. آنها فقط باید قسمت سیم مورد آزمایش را گیره دهند، پس از آن دستگاه قدرت جریان جریان در آن را نشان می دهد.

در این مورد، باید در نظر داشت که فقط هادی آزمایش شده باید در گیره ها باشد. اگر چندین هادی را گیره دهید، دستگاه مجموع هندسی جریان های موجود در آنها را نشان می دهد.

گیره های اندازه گیری

بنابراین، هنگامی که یک سیم 1 فاز در گیره های جریان قرار می گیرد، کل دستگاه "صفر" را نشان می دهد، زیرا جریان های چند جهته با همان اندازه در هادی های فاز و خنثی جریان دارند.

روش های اندازه گیری

سه دستگاه اول برای انجام اندازه گیری ها باید در مدار بار به صورت سری با آن، یعنی در قطع سیم، گنجانده شوند. برای یک شبکه 1 فاز، این می تواند یک سیم فاز یا یک سیم خنثی باشد. برای 3 فاز - فقط فاز، زیرا مجموع هندسی جریان ها در تمام فازها در صفر جریان دارد (در همان بار برابر با صفر است).

ما به دو واقعیت مهم اشاره می کنیم:

1. برخلاف ولتمتر (ولتاژ متر)، آمپرمتر را نمی توان بدون بار استفاده کرد، در غیر این صورت اتصال کوتاه ایجاد می شود.
2. پروب های دستگاه فقط در صورت عدم وجود ولتاژ می توانند سیم ها یا کنتاکت ها را لمس کنند، یعنی خط مورد آزمایش باید قطع شود. در غیر این صورت، ممکن است یک قوس بین پروب و سیم با فاصله نزدیک ایجاد شود و حرارت کافی برای ذوب فلز ایجاد کند.

همه کنتورها دارای یک سوئیچ برد هستند که حساسیت را تنظیم می کند.

زمین برای عملکرد ایمن برق ضروری است. مهمترین جزء شبکه برق است.

ترانسفورماتور 220 تا 12 ولت - هدف و توصیه هایی برای ساخت پیدا خواهید کرد.

توجه داشته باشید که جریان مصرفی برخی دستگاه ها مانند تلویزیون و تجهیزات کامپیوتری، کم مصرف و لامپ های ال ای دی سینوسی نیست.

بنابراین، برخی از ابزارهای اندازه گیری، که اصل آنها بر ولتاژ متناوب متمرکز است، می توانند مقدار قدرت چنین جریانی را با خطا تعیین کنند.

ویدیو مرتبط

. جارییا قدرت فعلیتعداد الکترون هایی که از یک نقطه یا عنصر مدار در یک ثانیه عبور می کنند را تعیین کنید. بنابراین، برای مثال، در هر ثانیه حدود 2,000,000,000,000,000 (دو تریلیون) الکترون از رشته یک لامپ جیبی در حال سوختن عبور می کند. با این حال، در عمل، این تعداد الکترون ها نیست که اندازه گیری می شود، بلکه حرکت آنها است که در بیان می شود آمپر(ولی).

آمپر- این یک واحد جریان الکتریکی است که به افتخار فیزیکدان و ریاضیدان فرانسوی A. Ampère که برهمکنش رساناها با جریان را مطالعه کرد، نامگذاری شد. به طور تجربی ثابت شده است که در جریان 1A حدود 6250000000000000 الکترون از یک نقطه یا عنصر مدار عبور می کند.

علاوه بر آمپر، واحدهای کوچکتر قدرت جریان نیز استفاده می شود: میلی آمپر(mA) برابر با 0.001 A و میکرو آمپر(μA) برابر با 0.000001 A یا 0.001 میلی آمپر است. در نتیجه: 1 A = 1000 mA = 1,000,000 µA.

1. وسیله ای برای اندازه گیری قدرت جریان.

مانند ولتاژ، جریان است مقدار ثابتو متغیر. ابزارهای مورد استفاده برای اندازه گیری جریان نامیده می شوند آمپر متر, میلی‌مترو میکرو آمپرمترها. درست مانند ولت متر، آمپرمترها هم هستند مشارکتو دیجیتال.

در نمودارهای الکتریکی، دستگاه ها با یک دایره و یک حرف در داخل نشان داده می شوند: ولی(آمپر متر) mA(میلی‌متر) و uA(میکرو آمپرمتر). در کنار نماد آمپرمتر، علامت آن " PA” و شماره سریال موجود در طرح. مثلا. اگر دو آمپرمتر در مدار وجود داشته باشد، در نزدیکی اولین آمپرمتر می نویسند " PA1"، و در مورد دوم" PA2».

برای اندازه گیری جریان، آمپرمتر روشن می شود. مستقیماً در مدار به صورت سری با باریعنی مدار منبع تغذیه بار را قطع کند. بنابراین، آمپرمتر در زمان اندازه گیری، به عنوان یک عنصر دیگر از مدار الکتریکی که جریان از آن عبور می کند، می شود، اما در عین حال، آمپرمتر هیچ تغییری در مدار ایجاد نمی کند. شکل زیر نموداری از گنجاندن یک میلی‌متر در مدار قدرت یک لامپ رشته‌ای را نشان می‌دهد.

همچنین باید به خاطر داشت که آمپرمترها در محدوده های مختلف (مقیاس) موجود هستند و اگر هنگام اندازه گیری از دستگاهی با برد کمتر نسبت به مقدار اندازه گیری شده استفاده کنید، ممکن است دستگاه آسیب ببیند. مثلا. محدوده اندازه گیری یک میلی آمپر 0 ... 300 میلی آمپر است، به این معنی که جریان فقط در این محدوده ها اندازه گیری می شود، زیرا هنگام اندازه گیری جریان بالای 300 میلی آمپر، دستگاه از کار می افتد.

2. اندازه گیری قدرت جریان با مولتی متر.

اندازه گیری جریان با مولتی متر عملاً هیچ تفاوتی با اندازه گیری با آمپرمتر یا میلی متر معمولی ندارد. تنها تفاوت این است که یک دستگاه معمولی فقط یک محدوده اندازه گیری دارد که برای حداکثر مقدار جریان مشخص طراحی شده است، در حالی که یک مولتی متر دارای چندین محدوده است و قبل از اندازه گیری باید تعیین کرد که در حال حاضر از کدام محدوده استفاده شود.

مولتی مترهای معمولی، نه مولتی مترهای حرفه ای، برای اندازه گیری جریان مستقیم طراحی شده اند و دارای چهار زیر محدوده هستند که در سطح خانگی کاملاً کافی است. هر زیر محدوده حداکثر حد اندازه گیری خود را دارد که با یک مقدار عددی نشان داده می شود: 2 متر, 20 متر, 200 متر, 10A. مثلا. در حد " 20 متر» امکان اندازه گیری جریان مستقیم در محدوده 0…20 میلی آمپر وجود دارد.

به عنوان مثال، اجازه دهید جریان مصرف شده توسط یک LED معمولی را اندازه گیری کنیم. برای انجام این کار، مداری متشکل از یک منبع ولتاژ (باتری AAA) را جمع آوری می کنیم. GB1و LED VD1و مولتی متر را در قطع مدار روشن کنید RA1. اما قبل از گنجاندن مولتی متر در مدار، اجازه دهید آن را برای اندازه گیری ها آماده کنیم.

پروب های اندازه گیری را همانطور که در شکل نشان داده شده است در سوکت های مولتی متر قرار می دهیم:

قرمزدیپستیک نامیده می شود مثبت، و در سوکتی که در مقابل آن نمادهای پارامترهای اندازه گیری شده نشان داده می شود وارد می شود: « VΩmA»;
سیاهمیله اندازه گیری است منفییا عمومیو داخل سوکت قرار می گیرد که روبروی آن نوشته شده است COM". تمام اندازه گیری ها نسبت به این پروب انجام می شود.

در بخش اندازه گیری DC، حد را انتخاب کنید " 2 متر"، که محدوده اندازه گیری آن 0 ... 2 میلی آمپر است. پروب های مولتی متر را طبق نمودار وصل می کنیم و سپس برق می زنیم. LED روشن شد و مصرف جریان آن 1.74 میلی آمپر بود. این، در اصل، کل فرآیند اندازه گیری است.

با این حال، این گزینه اندازه گیری زمانی مناسب است که مصرف فعلی مشخص باشد. در عمل، زمانی که لازم است جریان در بخشی از مدار اندازه گیری شود، که مقدار آن ناشناخته یا تقریباً مشخص است، اغلب موقعیتی پیش می آید. در چنین حالتی، اندازه گیری از بالاترین حد شروع می شود.

فرض کنید مصرف فعلی LED ناشناخته است. سپس سوئیچ را به حد مجاز ترجمه می کنیم. 200 متر” که مربوط به محدوده 0 ... 200 میلی آمپر است و پس از آن پروب های مولتی متر را به مدار متصل می کنیم.

سپس ولتاژ اعمال می کنیم و به قرائت مولتی متر نگاه می کنیم. در این مورد، قرائت های کنونی " 01,8 ” یعنی 1.8 میلی آمپر. با این حال، صفر جلو نشان می دهد که شما می توانید تا حد پایین بروید. 20 متر».

برق را قطع می کنیم. ما سوئیچ را به حد مجاز منتقل می کنیم " 20 متر". برق را روشن کنید و دوباره اندازه گیری را انجام دهید. خوانش 1.89 میلی آمپر بود.

اغلب موقعیتی وجود دارد که هنگام اندازه گیری جریان یا ولتاژ، صفحه نمایش نشان می دهد واحد. واحد نشان می دهد که یک حد اندازه گیری پایین انتخاب شده و کمتر از مقدار پارامتر اندازه گیری شده است. در این مورد، باید به حد بالا بروید.

همچنین ممکن است لحظه ای وجود داشته باشد که جریان اندازه گیری شده بالاتر از 200 میلی آمپر باشد و لازم است به حد اندازه گیری بروید. 10A". با این حال، یک نکته ظریف در اینجا وجود دارد که باید به خاطر بسپارید. علاوه بر این واقعیت که سوئیچ به حد مجاز منتقل شده است " 10Aهمچنین لازم است پروب مثبت (قرمز) را به سمت چپ ترین سوکت تنظیم کنید که در مقابل آن مقدار الفبایی "10A" قرار دارد که نشان می دهد این سوکت برای اندازه گیری جریان های بالا طراحی شده است.

و مشاوره بیشتر آن را به یک قانون تبدیل کنید: هنگامی که تمام اندازه گیری ها را در حد مجاز به پایان رساندید « 10A» فوراً پروب مثبت (قرمز) را در محل معمولی خود تنظیم کنید. این باعث صرفه جویی در اعصاب، پروب ها و مولتی متر شما می شود.

خب، در اصل، این تمام چیزی است که می خواستم در مورد اندازه گیری جریان با مولتی متر بگویم. نکته اصلی درک این است که وقتی ولت متر وصل می شود به موازات بارگذارییا منبع ولتاژ، در حالی که هنگام اندازه گیری جریان، آمپرمتر مستقیم به مدار متصل می شودو جریانی از آن عبور می کند که عناصر مدار را تغذیه می کند.

خوب، به عنوان تلفیق آنچه خوانده ام، پیشنهاد می کنم ویدیویی را تماشا کنید که در آن با استفاده از مثال مدارها، در مورد اندازه گیری ولتاژ و جریان با مولتی متر صحبت می کند.