Instrumente pentru măsurarea curenților continui. Aparat de măsurare a curentului

: Curentul dintr-un circuit este direct proportional cu tensiunea si invers proportional cu rezistenta.

FORTA ACTUALA este o caracteristică cantitativă curent electric este o mărime fizică egală cu cantitatea de electricitate care trece printr-o secțiune transversală a unui conductor pe unitatea de timp. Măsurată în amperi.

Pentru cablajul electric dintr-un apartament, puterea curentului joacă un rol imens, deoarece se bazează pe maxim sens posibil pentru o linie separată care vine de la tabloul electric, depind de secțiunea transversală a conductorului și de valoarea curentului maxim al întreruptorului, care protejează cablul electric de deteriorare în cazul unei apariții.

Prin urmare, dacă secțiunea transversală și întrerupătorul nu sunt alese corect, va fi pur și simplu demontat, iar înlocuirea acestuia cu unul mai puternic pur și simplu nu va funcționa.

De exemplu, cele mai comune fire și cabluri din cablajul electric cu o secțiune transversală de 1,5 milimetri pătrați sunt realizate din cupru sau 2,5 milimetri pătrați de aluminiu. Sunt proiectate pentru un curent maxim de 16 Amperi sau o conexiune de putere de cel mult 3 kilowați și jumătate. Dacă conectați consumatori electrici puternici care depășesc aceste limite, atunci nu puteți înlocui pur și simplu întrerupătorul cu unul de 25 A; cablajul electric nu va rezista și va trebui să îl mutați de la tablou de distribuție. cablu de cupru secțiune transversală 2,5 mp. mm, care este proiectat pentru un curent maxim de 25 A.

Unități de măsurare a puterii curentului electric.

Pe lângă Amperi, întâlnim adesea conceptul de putere a curentului electric. Această valoare arată munca efectuată de curent pe unitatea de timp.

Puterea este egală cu raportul dintre munca efectuată și timpul în care a fost efectuată. Puterea se măsoară în wați și se notează cu litera P. Se calculează folosind formula P = A x B, adică pentru a afla puterea, este necesar să se înmulțească tensiunea rețelei electrice cu curentul consumat de aparatele electrice conectate la acesta, aparate electrocasnice, iluminat etc.

La consumatorii de electricitate, plăcuțele sau pașapoartele indică adesea doar consumul de energie, știind care puteți calcula cu ușurință curentul. De exemplu, consumul de energie al unui televizor este de 110 wați. Pentru a afla cantitatea de curent consumată, împărțiți puterea la tensiune 220 volți și obținem 0,5 A.
Dar rețineți că aceasta este valoarea maximă; în realitate poate fi mai mică, deoarece televizorul la luminozitate scăzută și în alte condiții va consuma mai puțină energie electrică.

Instrumente pentru măsurarea curentului electric.

Pentru a afla consumul real de energie tinand cont de munca in moduri diferite pentru aparate electrice, aparate electrocasnice etc. - vom avea nevoie de instrumente electrice de măsură:

1. Ampermetru- bine cunoscut tuturor de la lecțiile practice de fizică de la școală (Figura 1). Dar nu sunt folosite în viața de zi cu zi și de către profesioniști din cauza impracticității.
2. Multimetrul- Acest dispozitiv electronic efectuează o varietate de măsurători, inclusiv puterea curentului (Figura 2). Foarte răspândită, atât în ​​rândul electricienilor, cât și în viața de zi cu zi. V-am spus deja cum să măsurați puterea curentului folosindu-l.
3. Tester- practic la fel ca un multimetru, dar fara utilizarea electronicii cu o sageata care indica valoarea masurata prin diviziuni pe ecran. Rareori văzute astăzi, au fost utilizate pe scară largă în perioada sovietică.
4. Cleme de măsură electrician (Figura 3), acestea sunt cele pe care le folosesc în munca mea, deoarece nu necesită ruperea conductorului pentru măsurare, nu este nevoie să treci sub tensiune și să deconectați sarcina. Este o plăcere să măsori cu ei - rapid și ușor.

Cum se măsoară corect curentul.

Pentru a măsura puterea pentru consumatori, este necesar să conectați o clemă de la un ampermetru, tester sau multimetru la borna pozitivă a bateriei sau a firului de la sursa de alimentare sau transformator, iar a doua clemă la firul care merge la consumator. iar după pornirea modului de măsurare curent continuu cu o marjă pe limita maximă superioară - efectuați măsurători.

Aveți grijă când deschideți un circuit de lucru, apare un arc, a cărui magnitudine crește odată cu puterea curentului.

Pentru a măsura curentul pentru consumatori conectați direct la o priză sau la un cablu electric de la sursa de alimentare a casei, dispozitivul de măsurare este comutat în modul de măsurare curent alternativ cu o marjă la limita superioară. Apoi, testerul sau multimetrul este conectat la întreruperea firului de fază. Care este o fază în care citim.

Toate lucrările trebuie efectuate numai după ce tensiunea a fost îndepărtată.

După ce totul este gata, porniți-l și verificați puterea curentă. Doar asigurați-vă că nu atingeți contactele sau firele expuse.

De acord că metodele descrise mai sus sunt foarte incomode și chiar periculoase!

Sunt în al meu de mult timp activitate profesională Folosesc un electrician pentru a măsura curentul cleme de curent(poza din dreapta). Ele vin adesea în aceeași carcasă cu un multimetru.

Este ușor de măsurat cu ele - îl pornim și îl comutăm în modul de măsurare AC, apoi separăm mustațele situate deasupra și trecem firul de fază înăuntru, după aceea ne asigurăm că se potrivesc strâns între ele și luăm măsurători. .

După cum puteți vedea, este rapid, simplu și puteți măsura curentul sub tensiune folosind această metodă, doar aveți grijă să nu scurtcircuitați accidental firele adiacente din panoul electric.

Nu uitați că pentru măsurători corecte, trebuie să faceți o circumferință dintr-un singur fir de fază, iar dacă apuci un cablu solid în care fază și fază merg împreună de dimensiune zero va fi imposibil de realizat!

Materiale conexe:

În timpul funcționării unei rețele electrice sau a oricărui dispozitiv, este necesar să se măsoare puterea curentului.

Din acest articol veți afla ce se înțelege prin acest termen și ce instrumente sunt folosite în acest scop.

În același timp, vom vorbi despre măsurile de siguranță atunci când efectuați astfel de lucrări.

Unitatea curentă

În fizică, puterea curentului este de obicei numită cantitatea de sarcină care traversează secțiunea transversală a unui conductor pe unitatea de timp. Unitatea de măsură este amperul (A). Un curent de 1 A este astfel încât în ​​1 secundă o sarcină de 1 coulomb (C) trece prin secțiunea transversală a conductorului.

Puterea curentului poate fi comparată cu presiunea apei. După cum știți, pe vremuri, râurile mici erau blocate cu baraje pentru a crea o presiune capabilă să rotească o roată de moară.

Cu cât presiunea este mai puternică, cu atât moara ar putea fi pusă în mișcare cu ajutorul ei mai productivă.

În același mod, puterea curentului caracterizează munca pe care o poate face electricitatea. Un exemplu simplu: un bec va arde mai puternic pe măsură ce crește curentul din circuit.

De ce trebuie să știi cât de mult curent curge într-un conductor? Puterea curentului determină cum va acționa asupra unei persoane când contact accidental cu piese sub tensiune. Afișăm efectul produs de electricitate în tabel:

Iată încă câteva motive:

1. Puterea curentului caracterizează sarcina asupra conductorului. Maxim debitului acesta din urmă depinde de material și de aria secțiunii transversale. Dacă curentul este prea mare, firul sau cablul va deveni foarte fierbinte. Acest lucru poate duce la topirea izolației, urmată de scurt circuit. De aceea, cablajul este întotdeauna protejat de suprasarcini întrerupătoare automate sau sigurante. CU atentie speciala Curentul care curge în fire ar trebui să fie luat în considerare de către proprietarii de apartamente și case cu cablaje vechi: datorită utilizării tuturor Mai mult aparate electrice, se găsește adesea într-o stare supraîncărcată.
2. Pe baza raportului dintre valorile curentului în diferite circuite ale unui aparat electric, putem concluziona că funcționează corect. De exemplu, curenții trebuie să circule în fazele unui motor electric putere egală. Dacă se observă discrepanțe, motorul este defect sau este supraîncărcat. Starea unui dispozitiv de încălzire sau a unei „pardoseli calde” electrice este determinată în același mod: se măsoară puterea curentului în toate componentele dispozitivului.

Munca electricității, mai precis puterea sa (cantitatea de lucru pe unitatea de timp), depinde nu numai de puterea curentului, ci și de tensiune. De fapt, produsul acestor mărimi determină puterea:

W = U * I,

• W – putere, W;
• U – tensiune, V;
• I – puterea curentului, A.

Astfel, cunoscând tensiunea din rețea și puterea dispozitivului, puteți calcula cât de mult curent va trece prin acesta cu condiția să fie în stare bună: I = W/U. De exemplu, dacă se știe că puterea încălzitorului este de 1,1 kW și funcționează de la rețea obișnuită tensiune 220 V, atunci curentul din acesta va fi: I = 1100 / 220 = 5 A.

Formula de măsurare a curentului

Trebuie avut în vedere faptul că, conform legilor lui Kirchhoff, puterea curentului din fir înainte de ramificare este suma curenților din ramuri. Deoarece într-un apartament sau casă toate dispozitivele sunt conectate prin circuit paralel, atunci dacă, să zicem, două dispozitive cu un curent de 5 A funcționează simultan, atunci un curent de 10 A va circula în firul de alimentare și în firul neutru comun.

Operația inversă, adică calcularea puterii consumatorului prin înmulțirea curentului măsurat cu tensiunea, nu dă întotdeauna rezultatul corect. Dacă dispozitivul consumator are înfășurări, cum ar fi în motoarele electrice, care au reactanța inductivă, o parte din putere va fi cheltuită pentru depășirea acestei rezistențe (putere reactivă).

A determina putere activă (muncă utilă electricitate), trebuie să cunoașteți factorul de putere real pentru un dispozitiv dat, care este raportul dintre puterile active și reactive.

Instrumente pentru măsurarea curentului și tensiunii

Iată câteva instrumente de măsurare care vor ajuta un electrician în această problemă:

Ampermetru

Există mai multe varietăți ale acestui dispozitiv, care diferă prin principiul lor de funcționare:

1. Electromagnetic:Înăuntru există o bobină, curentul care curge prin ea creează un câmp electromagnetic. Acest câmp atrage miezul de fier conectat la săgeată în bobină. Cu cât curentul este mai mare, cu atât miezul va fi retras mai mult și acul se va abate mai mult.
2. Termic: Dispozitivul conține un fir metalic tensionat conectat la o săgeată. Curentul care curge determină încălzirea filamentului, gradul căruia depinde de puterea curentului. Și cu cât firul se încălzește mai mult, cu atât se va lungi și se va lăsa mai mult și, în consecință, cu atât acul se va devia mai mult.
3. Magnetoelectric: Aparatul are un magnet permanent, în câmpul căruia există un cadru de aluminiu conectat la săgeată cu un fir înfășurat în jurul lui. Când curentul electric trece printr-un fir, cadrul într-un câmp magnetic tinde să se rotească printr-un anumit unghi, care depinde de puterea curentului care curge. Iar poziția săgeții, care marchează valoarea curentă pe scară, depinde de unghiul de rotație.
4. Electrodinamic:În interiorul dispozitivului există două bobine conectate în serie, dintre care una este mobilă. Când curentul trece prin bobine ca urmare a interacțiunii câmpurilor electromagnetice rezultate, bobina în mișcare tinde să se rotească în raport cu bobina staționară și, în același timp, trage săgeata împreună cu ea. Unghiul de rotație va depinde de puterea curentului care curge.
5. Inducţie: curentul este trecut prin înfășurările bobinelor fixe conectate printr-un sistem magnetic. Ca urmare, se formează un câmp electromagnetic rotativ sau care se deplasează, care acționează cu o anumită forță (în funcție de puterea curentului) asupra unui cilindru sau disc de metal mobil. Acela este conectat la săgeată.
6. Electronic: Astfel de dispozitive sunt numite și digitale. Înăuntru există schema electrica, informațiile sunt afișate pe afișajul cu cristale lichide.

Multimetru pentru masurarea curentului

Acesta este ceea ce se numește în mod obișnuit un contor de curent electronic universal. Poate comuta atât în ​​modul ampermetru, cât și în modul voltmetru, ohmmetru și megohmmetru (se măsoară rezistențe mari, de obicei izolația).

Măsurarea curentului cu un multimetru

Rezultatele măsurătorilor sunt afișate pe un afișaj cu cristale lichide. Dispozitivul necesită baterie pentru a funcționa.

Tester

În ceea ce privește funcționalitatea, acesta este același multimetru, dar analog. Rezultatele măsurătorii sunt indicate pe scară cu ajutorul unei săgeți; bateriile sunt necesare numai dacă aveți un ohmmetru.

Cleme de măsură

Clememetre sunt mai practice. Trebuie doar să prindă secțiunea firului testat, după care dispozitivul va arăta puterea curentului care curge în el.

Trebuie avut în vedere că numai conductorul testat trebuie să fie în cleme. Dacă prindeți mai mulți conductori, dispozitivul va afișa suma geometrică a curenților din ei.

Cleme de măsură

Astfel, atunci când plasați întregul fir monofazat într-o clemă de curent, dispozitivul va afișa „zero”, deoarece în fază și conductoare neutre curenți multidirecționali de curgere de mărime egală.

Metode de măsurare

Primele trei instrumente de măsură trebuie incluse în circuitul de sarcină în serie cu acesta, adică într-o rupere a firului. Pentru o rețea cu 1 fază, aceasta poate fi fie un fir de fază, fie neutru. Pentru o fază trifazată - numai, deoarece la zero suma geometrică a curenților curge în toate fazele (la aceeași sarcină este egală cu zero).

Să notăm două circumstanțe importante:

1. Spre deosebire de un voltmetru (contor de tensiune), un ampermetru nu poate fi utilizat fără sarcină, altfel va avea loc un scurtcircuit.
2. Sondele dispozitivului pot atinge fire sau contacte numai atunci când nu există tensiune, adică linia testată trebuie deconectată. În caz contrar, poate apărea un arc între sonda strâns distanțată și fir, generând suficientă căldură pentru a topi metalul.

Toate instrumentele de măsurare au un comutator de gamă care reglează sensibilitatea.

Împământarea este necesară pentru funcționarea în siguranță a energiei electrice. - cel mai componentă importantă reteaua electrica.

Transformator 220 la 12 Volți - veți găsi scopul și recomandările pentru fabricație.

Rețineți că curentul consumat de unele dispozitive, cum ar fi televizorul și tehnologia calculatoarelor, economisirea energiei și becuri LED, nu este sinusoidal.

Prin urmare, unele instrumente de măsurare pe al căror principiu de funcționare se concentrează Tensiune AC, poate determina valoarea puterii unui astfel de curent cu o eroare.

Video pe tema

Ce poți face cu un mic microcontroler Attiny13? Multe lucruri. De exemplu, un contor de tensiune, curent, temperatură, cu rezultate afișate pe un afișaj precum HD44780. Așa că să-l punem împreună dispozitiv universal, care poate fi folosit cu succes ca modul în surse de alimentare, încărcătoare, UMZCH și în acele locuri unde este necesar foarte puțin precizie ridicată. Dimensiunea plăcii este de doar 35 x 16 mm.

Circuitul contorului U, I, T pe Attiny13

• Domeniul de măsurare a tensiunii 0-99V cu o rezoluție de 0,1 V.
• Intervalul de măsurare a curentului este 0-9,99 A cu o rezoluție de 10 mA.
• Interval de măsurare a temperaturii 0-99C cu rezoluție 0,1C.
• Consumul de curent al contorului în sine este de 35 mA.

În primul rând, trebuie să știți în ce interval de tensiune va funcționa dispozitivul. Pentru a stabili acest lucru, trebuie să calculați divizorul de tensiune. De exemplu, pentru a obține o măsurătoare de 10V, divizorul ar fi 1/10 (înmulțim x 10 pentru că tensiunea ar fi de 10 ori baza 1V), pentru 30V ar fi 1/30 și așa mai departe. Apoi trebuie să configurați programul pentru acest interval. Înmulțim acești 30 V cu 640 și împărțim rezultatul la 1023. Numărul rezultat este scris aproximativ la începutul programului, constanta de tensiuneși trebuie să compilați programul (pentru gama de 100 V, 8.2k).

De asemenea, măsurarea curentă o putem personaliza Intr-un mod similar, dați alt divizor, alt interval și enumerați-l, dar nu îl voi descrie. Nu există o calibrare analogică a temperaturii aici, pentru că părea complet inutilă.

O corectăm experimental în program, temperatura constantă este responsabilă pentru asta. Un rezistor de 1K între masă și ieșirea senzorului stabilește tensiunea; aceasta poate fi chiar redusă la 100 ohmi.

Cum funcționează schema

Tensiunea pe care dorim să o măsurăm este aplicată punctelor V și V+ de pe placă, intrarea de masă a sursei de alimentare este conectată la punctul GND, iar ieșirea de masă este conectată la punctul B (măsurarea are loc la masă). Un șunt este conectat între punctele GND și V. Contorul este alimentat de la punctele V și V+ prin stabilizatorul 7805. Placa are spațiu pentru un stabilizator în pachetul TO252, dar poate fi folosit cu succes și un stabilizator 78L05 mai mare din pachetul TO92. Tensiune maximă, care poate fi specificat pentru punctul V și V+, pentru un 7805 obișnuit va fi până la 35V, pentru 78L05 va fi, desigur, mai puțin, dar nu mai mult de 30. Pentru a măsura tensiuni mari, cipul trebuie să fie completat separat - pe partea de imprimare, calea trebuie întreruptă sub potențiometrul de reglare a tensiunii și aplicați putere la punctul A. Sistemul funcționează cu un afișaj 16x1 cu un controler HD44780 sau 16x2.

Video cu contorul de funcționare

Când afișați firmware-ul microcontrolerului, trebuie să setați pinul de resetare ca un pin normal (activați fusebit RSTDISBL). Înainte de a efectua această operațiune, asigurați-vă că totul este bine stabilit, că după oprire este resetat și nu există acces la procesor cu un programator obișnuit! Sursele, precum și toate celelalte documente și fișiere, sunt postate

Aș dori să vă prezint atenției o versiune modernizată pt bloc laborator nutriție. A fost adăugată capacitatea de a opri sarcina atunci când este depășit un anumit curent prestabilit. Puteți să flashați firmware-ul pentru un voltametru îmbunătățit.

Circuit digital de contor de curent și tensiune

La diagramă au fost adăugate și câteva detalii. Din comenzi există un buton și un rezistor variabil cu o valoare de la 10 kilo-ohmi la 47 kilo-ohmi. Rezistența sa nu este critică pentru circuit și, după cum puteți vedea, poate varia într-o gamă destul de largă. S-a schimbat puțin și aspect pe ecran. Adăugat afișaj al puterii și amperi-oră.

Variabila curentului de declanșare este stocată în EEPROM. Prin urmare, după oprire, nu va trebui să configurați totul din nou. Pentru a intra în meniul de setări curent, trebuie să apăsați butonul. Mâner de întoarcere rezistor variabil trebuie să setați curentul la care se va opri releul. Este conectat printr-un comutator tranzistor la ieșire PB5 microcontroler Atmega8.

În momentul opririi, afișajul va indica faptul că curentul maxim setat a fost depășit. După apăsarea butonului vom reveni la meniul de setare maximă curentă. Trebuie să apăsați din nou butonul pentru a comuta în modul de măsurare. Spre ieșire PB5 Microcontrolerul va trimite jurnalul 1 și releul se va porni. Acest tip de monitorizare curentă are și dezavantajele sale. Protecția nu va funcționa instantaneu. Declanșarea poate dura câteva zeci de milisecunde. Pentru majoritatea dispozitivelor experimentale acest dezavantaj nu critic. Această întârziere nu este vizibilă pentru oameni. Totul se întâmplă deodată. Nu a fost dezvoltat niciun PCB nou. Oricine dorește să repete dispozitivul îl poate edita puțin placă de circuit imprimat din versiunea anterioara. Schimbările nu vor fi semnificative.

Măsurarea curentului(abreviat ca măsurare curentă) este o abilitate utilă care va fi utilă de mai multe ori în viață. Este necesar să se cunoască magnitudinea curentului atunci când se determină consumul de energie. Pentru a măsura curentul, se folosește un dispozitiv numit ampermetru.

Există curent alternativ și curent continuu, prin urmare, pentru măsurarea acestora se folosesc diverse instrumente de măsură. Curentul este întotdeauna notat cu litera I, iar puterea sa este măsurată în Amperi și este notă cu litera A. De exemplu, I = 2 A arată că puterea curentului din circuitul testat este de 2 Amperi.

Să luăm în considerare în detaliu modul în care diferite instrumente de măsură sunt marcate pentru măsurare tipuri diferite curenti

• Pe un dispozitiv de măsurare pentru măsurarea curentului continuu, simbolul „-” este plasat înaintea literei A.
• Pe un dispozitiv de măsurare pentru măsurarea curentului alternativ, simbolul „~” este aplicat în același loc.

• ~Un aparat pentru măsurarea curentului alternativ.
• -Un dispozitiv pentru măsurarea curentului continuu.

Iată o fotografie a unui ampermetru proiectat pentru Măsurători de curent continuu.

Conform legii, puterea curentului care curge într-un circuit închis în orice punct este egală cu aceeași valoare. Ca urmare, pentru a măsura curentul, trebuie să deconectați circuitul în orice locație convenabilă pentru conectarea dispozitivului de măsurare.

Trebuie reținut că cantitatea de tensiune prezentă în circuitul electric nu are niciun efect asupra măsurarea curentului. Sursa de curent poate fi fie o sursă de alimentare de uz casnic de 220 V, fie o baterie de 1,5 V etc.

Când plănuiți să măsurați curentul într-un circuit, acordați o atenție deosebită ce tip de curent circulă în circuit, direct sau alternativ. Luați cea potrivită Aparat de măsură iar dacă nu cunoașteți curentul așteptat în circuit, setați comutatorul de măsurare a curentului în poziția maximă.

Să analizăm în detaliu cum să măsuram puterea curentului cu un aparat electric.

Pentru siguranță măsurători ale consumului de curent aparate electrice vom face un prelungitor de casă cu două prize. După asamblare, vom obține un prelungitor foarte asemănător cu un prelungitor standard pentru reviste.

Dar dacă îl demontați și comparați un prelungitor de casă și unul cumpărat din magazin, atunci structura interna vom vedea clar diferențele. Ştifturi în interiorul prizelor prelungitor de casă conectat în serie, iar în magazin conectat în paralel.

Fotografia arată clar că bornele superioare sunt conectate între ele prin cablu Culoarea galbena, iar tensiunea de rețea este furnizată la bornele inferioare ale prizelor.

Acum începem să măsurăm curentul; pentru a face acest lucru, introduceți ștecherul unui aparat electric într-una dintre prize și sondele ampermetrului în cealaltă priză. Înainte de măsurarea curentului, nu uitați de informațiile citite despre cum să măsurați curentul corect și în siguranță.

Acum să vedem cum să interpretăm corect citirile unui ampermetru cu cadran. La măsurarea consumului de curent instrument, acul ampermetrului sa oprit la diviziunea 50, comutatorul a fost setat la limita maximă de măsurare de 3 Amperi. Scara ampermetrului meu are 100 de diviziuni. Aceasta înseamnă că este ușor să determinați curentul măsurat folosind formula (3/100) X 50 = 1,5 Amperi.

Formula pentru calcularea puterii unui dispozitiv pe baza consumului de curent.

Având date despre cantitatea de curent consumată de orice aparat electric (TV, frigider, fier de călcat, sudare etc.), puteți determina cu ușurință ce consum de energie are acest aparat electric. Există o lege fizică în lume căreia electricitatea se supune mereu. Descoperitorii acestui tipar au fost Emil Lenz și James Joule, iar în onoarea lor, se numește acum Legea Joule-Lenz.

• I - puterea curentului, măsurată în Amperi (A);
• U - tensiune, măsurată în Volți (V);
• P este puterea măsurată în wați (W).

Să facem unul dintre calculele curente.

Am masurat consumul de curent al frigiderului si este egal cu 7 Amperi. Tensiunea rețelei este de 220 V. Prin urmare, consumul de energie al frigiderului este de 220 V X 7 A = 1540 W.