Kết nối ampe kế và vôn kế trong mạng hiện tại trực tiếp và xoay chiều

Dòng điện trực tiếp không thay đổi hướng trong thời gian. Một ví dụ là pin trong đèn pin hoặc radio, pin trong xe hơi. Chúng tôi luôn biết nơi kỳ thị tích cực của nguồn năng lượng và nơi tiêu cực.

Dòng điện xoay chiều Là một dòng điện thay đổi hướng chuyển động với một chu kỳ nhất định. Dòng điện như vậy trong ổ cắm của chúng tôi khi chúng tôi kết nối một tải với nó. Không có cực dương và cực âm, mà chỉ có pha và không. Điện áp ở mức 0 gần với tiềm năng tiếp đất. Điện thế ở đầu ra pha thay đổi từ dương sang âm với tần số 50 Hz, có nghĩa là dòng điện dưới tải sẽ thay đổi hướng 50 lần mỗi giây.

Trong một thời gian dao động, dòng điện tăng từ 0 đến tối đa, sau đó giảm dần và đi qua 0, và sau đó quá trình ngược lại diễn ra, nhưng với một dấu hiệu khác.

Việc nhận và truyền AC đơn giản hơn nhiều so với trực tiếp: ít mất năng lượng hơn. Với sự trợ giúp của máy biến áp, chúng ta có thể dễ dàng thay đổi điện áp AC.

Khi truyền một điện áp lớn, cần ít dòng điện hơn cho cùng một công suất. Điều này cho phép một cuộc tranh luận tinh tế hơn. Trong máy biến áp hàn, quá trình ngược lại được sử dụng - chúng hạ thấp điện áp để tăng dòng hàn.

Đo dòng điện trực tiếp

Để trong một mạch điện đo hiện tại, cần phải bật ampe kế hoặc milliammeter nối tiếp với bộ thu công suất. Ngoài ra, để loại trừ ảnh hưởng của thiết bị đo đến hoạt động của người tiêu dùng, ampe kế phải có điện trở trong rất nhỏ, để nó thực tế có thể được lấy bằng 0, do đó có thể bỏ qua việc giảm điện áp trên thiết bị.

Sự bao gồm của một ampe kế trong mạch luôn luôn nối tiếp với tải. Nếu bạn kết nối ampe kế song song với tải, song song với nguồn điện, thì ampe kế sẽ chỉ đốt hoặc đốt nguồn, vì tất cả dòng điện sẽ chạy qua điện trở ít ỏi của thiết bị đo.

Shunt

Giới hạn đo của ampe kế được thiết kế để đo trong mạch DC có thể mở rộng bằng cách kết nối ampe kế không trực tiếp với cuộn đo với tải, nhưng bằng cách kết nối cuộn đo của ampe kế song song với shunt.

Vì vậy, thông qua cuộn dây của thiết bị luôn chỉ là một phần nhỏ của dòng điện đo được, phần chính của nó chảy qua một shunt nối tiếp với mạch. Đó là, thiết bị sẽ thực sự đo điện áp rơi ở mức điện trở đã biết và dòng điện sẽ tỷ lệ thuận với điện áp này.

Trong thực tế, ampe kế sẽ hoạt động như một millivoltmeter. Tuy nhiên, vì quy mô của thiết bị được phân chia thành các ampe, người dùng sẽ nhận được thông tin về cường độ dòng điện đo được. Hệ số bỏ qua thường được chọn là bội số của 10.

Các shunt được thiết kế cho dòng điện lên tới 50 ampe được gắn trực tiếp vào vỏ dụng cụ và các shunt để đo dòng điện cao được thực hiện từ xa, sau đó thiết bị được kết nối với shunt bằng đầu dò. Đối với các thiết bị được thiết kế để hoạt động liên tục với shunt, các thang đo ngay lập tức được phân loại theo các giá trị hiện tại cụ thể có tính đến hệ số shunt và người dùng không còn cần phải tính toán bất cứ điều gì.

Nếu shunt là bên ngoài, thì trong trường hợp shunt hiệu chỉnh, dòng điện định mức và điện áp định mức được chỉ định trên nó: 45 mV, 75 mV, 100 mV, 150 mV.Đối với các phép đo hiện tại, một shunt được chọn sao cho mũi tên lệch tối đa - toàn bộ thang đo, nghĩa là điện áp danh định của shunt và thiết bị đo phải giống nhau.

Nếu chúng ta đang nói về một shunt cá nhân cho một thiết bị cụ thể, thì tất nhiên mọi thứ sẽ đơn giản hơn. Theo các lớp chính xác, các shunt được chia thành: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 và 0,5 - đây là lỗi cho phép trong phân số phần trăm.

Các shunt được làm bằng kim loại có hệ số điện trở nhiệt độ thấp và có điện trở suất đáng kể: Constantan, niken, manganin, do đó khi dòng điện chạy qua shunt làm nóng nó, điều này sẽ không ảnh hưởng đến số đọc của thiết bị. Để giảm hệ số nhiệt độ trong quá trình đo, một điện trở bổ sung từ vật liệu cùng loại được đưa vào nối tiếp với cuộn dây của ampe kế.

Đo điện áp DC

Để đo điện áp không đổi giữa hai điểm của mạch, song song với mạch, giữa hai điểm này, nối một vôn kế. Vôn kế luôn được bật song song với máy thu hoặc nguồn. Và để vôn kế được kết nối không ảnh hưởng đến hoạt động của mạch, không gây giảm điện áp, không gây tổn thất, nó phải có điện trở trong đủ cao để có thể bỏ qua dòng điện qua vôn kế.

Điện trở bổ sung

Và để mở rộng phạm vi đo của vôn kế, một điện trở bổ sung được nối nối tiếp với cuộn dây làm việc của nó để chỉ một phần điện áp đo được rơi trực tiếp vào cuộn dây đo của thiết bị, tỷ lệ với điện trở của nó. Và với giá trị đã biết của điện trở của điện trở bổ sung, tổng điện áp đo được trong mạch này được xác định dễ dàng bằng điện áp được ghi trên nó. Đây là cách tất cả các vôn kế cổ điển làm việc.

Hệ số kết quả từ việc bổ sung một điện trở bổ sung sẽ cho thấy số lần điện áp đo được lớn hơn điện áp được quy cho cuộn dây đo của thiết bị. Nghĩa là, giới hạn đo của thiết bị phụ thuộc vào giá trị của điện trở bổ sung.

Một điện trở bổ sung được tích hợp vào thiết bị. Để giảm ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đến các phép đo, một điện trở bổ sung được làm bằng vật liệu có hệ số điện trở nhiệt độ thấp. Do điện trở của điện trở bổ sung lớn hơn nhiều lần so với điện trở của thiết bị, nên điện trở của cơ chế đo của thiết bị không phụ thuộc vào nhiệt độ. Các lớp chính xác của các điện trở bổ sung được biểu thị theo cách tương tự như các lớp chính xác của các shunt - tính theo phần trăm giá trị lỗi được chỉ định.

Để tiếp tục mở rộng phạm vi đo của vôn kế, bộ chia điện áp được sử dụng. Điều này được thực hiện để khi đo điện áp trên thiết bị tương ứng với giá trị danh nghĩa của thiết bị, nghĩa là, nó sẽ không vượt quá giới hạn trên thang đo của nó. Hệ số chia của bộ chia điện áp là tỷ lệ của điện áp đầu vào của bộ chia với đầu ra, điện áp đo được. Hệ số phân chia được lấy bằng 10, 100, 500 trở lên, tùy thuộc vào khả năng của vôn kế được sử dụng. Bộ chia không gây ra lỗi lớn nếu điện trở của vôn kế cũng cao và điện trở trong của nguồn nhỏ.

Đo AC

Để đo chính xác các thông số AC với thiết bị, cần có máy biến áp đo. Máy biến áp đo được sử dụng cho mục đích đo lường cũng cung cấp cho nhân viên sự an toàn, vì máy biến áp đạt được sự cách ly điện từ mạch điện áp cao. Nói chung, các biện pháp phòng ngừa an toàn nghiêm cấm kết nối các thiết bị điện mà không có máy biến áp như vậy.

Việc sử dụng máy biến áp đo cho phép bạn mở rộng giới hạn đo của thiết bị, nghĩa là có thể đo được điện áp và dòng điện lớn bằng cách sử dụng các thiết bị điện áp thấp và dòng điện thấp. Vì vậy, máy biến áp đo có hai loại: máy biến điện áp và máy biến dòng.

Máy biến điện áp

Một máy biến điện áp được sử dụng để đo điện áp xoay chiều. Đây là một máy biến áp bước xuống có hai cuộn dây, cuộn dây sơ cấp được nối với hai điểm của mạch, giữa đó bạn cần đo điện áp và thứ cấp - trực tiếp với vôn kế. Máy biến áp đo trong sơ đồ được mô tả như máy biến áp thông thường.

Máy biến áp không có cuộn thứ cấp được tải hoạt động ở chế độ không tải, và khi vôn kế được kết nối, điện trở cao, máy biến áp vẫn hoạt động thực tế ở chế độ này, và do đó, điện áp đo được có thể được coi là tỷ lệ với điện áp đặt vào cuộn sơ cấp, có tính đến hệ số biến đổi bằng với tỷ số biến đổi trong cuộn dây thứ cấp và sơ cấp của nó.

Theo cách này, một điện áp cao có thể được đo, trong khi một điện áp an toàn nhỏ được áp dụng cho thiết bị. Nó vẫn để nhân điện áp đo được với hệ số biến đổi của máy biến áp đo điện áp.

Các vôn kế ban đầu được thiết kế để làm việc với máy biến điện áp có thang đo tốt nghiệp có tính đến hệ số biến đổi, sau đó trên thang đo mà không cần tính toán thêm, bạn có thể thấy ngay giá trị của điện áp thay đổi.

Để tăng tính an toàn khi làm việc với thiết bị, trong trường hợp làm hỏng lớp cách điện của máy biến áp đo, một trong các đầu nối của cuộn dây thứ cấp của máy biến áp và khung của nó được nối đất trước tiên.

Đo máy biến dòng

Máy biến dòng đo được sử dụng để kết nối ampe kế với mạch điện xoay chiều. Đây là máy biến áp bước lên cuộn dây đôi. Cuộn dây sơ cấp được nối nối tiếp với mạch đo và thứ cấp với ampe kế. Điện trở trong mạch ampe kế nhỏ, và hóa ra máy biến dòng hoạt động gần như ở chế độ ngắn mạch, trong khi có thể giả sử rằng các dòng điện trong cuộn sơ cấp và thứ cấp liên quan với nhau như số vòng trong cuộn thứ cấp và cuộn sơ cấp.

Bằng cách chọn tỷ lệ lần lượt phù hợp, có thể đo được dòng điện đáng kể, trong khi dòng điện đủ nhỏ sẽ luôn chảy qua thiết bị. Nó vẫn còn để nhân dòng điện đo được trong cuộn thứ cấp với hệ số biến đổi. Các ampe kế được thiết kế để hoạt động liên tục cùng với máy biến dòng hiện tại có thang đo có tính đến hệ số biến đổi và giá trị của dòng điện đo được có thể dễ dàng đọc được khỏi thang đo của thiết bị mà không cần tính toán. Để tăng tính an toàn cho nhân viên, một trong những thiết bị đầu cuối của cuộn dây thứ cấp của máy biến dòng đo và khung của nó được nối đất trước tiên.

Trong nhiều ứng dụng, máy biến dòng của ống lót rất thuận tiện, trong đó mạch từ và cuộn thứ cấp được cách ly và đặt bên trong ống lót, thông qua cửa sổ trong đó một chiếc xe buýt bằng đồng có dòng điện đo được.

Cuộn dây thứ cấp của máy biến áp như vậy không bao giờ bị hở, bởi vì từ thông tăng mạnh trong mạch từ không chỉ có thể dẫn đến sự phá hủy của nó, mà còn gây ra EMF trên cuộn thứ cấp, gây nguy hiểm cho nhân sự. Để thực hiện phép đo an toàn, cuộn dây thứ cấp được đặt với một điện trở có định mức đã biết, điện áp tại đó sẽ tỷ lệ thuận với dòng điện đo được.

Hai loại lỗi là đặc trưng của máy biến áp đo: hệ số góc và hệ số biến đổi. Đầu tiên được liên kết với độ lệch của góc pha của cuộn dây sơ cấp và thứ cấp từ 180 °, dẫn đến kết quả đọc không chính xác của oát kế.Đối với lỗi liên quan đến hệ số biến đổi, độ lệch này cho thấy lớp chính xác: 0,2, 0,5, 1, v.v., là phần trăm của giá trị danh nghĩa.