На цифровых приборах максимальный предел измерения амперметра обычно обозначен на передней панели прибора, рядом с дисплеем. Если его там нет, обратитесь к технической документации прибора. Минимальное правильное значение принимается равным двум единицам младшего разряда (считается, что наименьшая погрешность таких приборов не должна быть меньше одной цифры младшего разряда).
Как подключить амперметр к электрической цепи
Термин "электрический ток" знаком каждому человеку, независимо от его образования и профессии. Многие знают, что ток можно измерить, что единицей измерения является ампер и что для его измерения нужен прибор, называемый амперметром.
Электрический ток определяется как скорость, с которой заряд переносится через единицу поперечного сечения проводника. Его трудно измерить напрямую и определить количественно. Столь же трудно и неудобно измерять ток непосредственно через силу проводников (именно так было введено понятие единицы измерения 1 ампер).
Однако, протекая по проводнику, электрический ток оказывает различные виды воздействия:
- тепловое;
- электрохимический;
- электромагнитные;
- другие.
Эти эффекты легче измерить, поэтому для измерения тока его эффекты измеряются количественно. Именно на этом принципе основаны амперметры.
Термин "амперметр" образован из единицы измерения тока "ампер" и греческого слова "metreo" – измерять.
Сфера применения амперметров
Амперметры используются везде, где необходимо измерить силу тока в цепи, а это очень широкая область применения. Контроль потребления электроэнергии на промышленном или бытовом объекте, мониторинг правильности работы электроустановок по электрическим параметрам, установка режима зарядки возобновляемых электрохимических источников энергии – это лишь малая часть спектра применения токоизмерительных приборов. Полный список вряд ли можно привести – он был бы огромен.
Все амперметры можно разделить на две большие категории:
- Цифровые.
- Сагитальные измерители (часто неправильно называемые аналоговыми).
Все они предназначены для одной и той же цели, но выполняют свои функции по-разному.
Стрелочные измерители
Хотя все стрелочные измерители внешне похожи, существует внутренняя классификация внутри этого класса амперметров. Она основана на конструкции измерительной системы и определяет диапазон каждого типа измерителей.
Магнитоэлектрические
Этот тип токоизмерительных приборов используется с первых дней развития электротехники. Его принцип работы основан на механическом воздействии электрического тока, который возникает в результате электромагнитного эффекта. В приборах этого типа измеряемый ток проходит через подвижную катушку, при этом создается магнитное поле. Магнитное поле катушки взаимодействует с полем постоянного магнита, в результате чего возникает вращающий момент, заставляющий катушку вращаться против действия пружины. Чем больше сила тока, тем больше угол поворота катушки, тем больше угол отклонения стрелки, которая находится на одной оси с катушкой.
Электромагнитный
Электромагнитный амперметр имеет тот же принцип действия (взаимодействие поля измеряемого тока и поля постоянного магнита), но по сравнению с предыдущим прибором имеет "витую" структуру. Измеряемый ток протекает через неподвижную катушку, а постоянный магнит установлен на оси со стрелкой.
Формула для расчета силы электрического тока
Предполагая, что течет электрический ток постоянной силы, силу электрического тока I можно рассчитать по следующей формуле:
- I – электрический ток (A);
- q – электрический заряд (Кл);
- t – время (с).
Из этого уравнения вытекает следующее соотношение между единицами измерения:
1 А = 1 Кулон / 1 секунда = 1 Кл / 1 с.
Электрический ток в проводнике также может быть рассчитан с помощью закона Ома для участка цепи:
- U – электрическое напряжение, приложенное к проводнику;
- R – электрическое сопротивление проводника.
Другие варианты расчета электрического тока с примерами рассмотрены в моей статье: https://www.asutpp.ru/kak-nayti-silu-toka.html.
Электрический ток в электрических цепях с последовательно и параллельно соединенными проводниками.
В статье "Последовательное и параллельное соединение проводников" мы уже рассмотрели особенности тока для электрической цепи с последовательным соединением проводников и отдельно для электрической цепи с параллельным соединением проводников.
Из этой статьи для электрической цепи с последовательным соединением проводников следует, что:
Iобщий = I1 = I2 = I3 = … = IN Другими словами, ток во всех проводниках одинаков.
Для электрической цепи с параллельным соединением проводников следует, что:
Iобщий = I1 + I2 + I3 + … + INДругими словами, ток в неразветвленной части цепи равен сумме токов в ее ветвях (в каждом параллельно соединенном проводнике).
Пример задачи.
Условие задачи. По проводнику течет постоянный электрический ток силой 0,5 А, который поддерживается в течение 30 минут. Какая величина электрического заряда протекла за это время?
Измерение электрического тока
Электрический ток измеряется с помощью амперметров. Также часто используются многофункциональные электроизмерительные приборы, такие как мультиметры, которые можно переключить так, чтобы они также измеряли электрический ток и работали как амперметры.
Амперметры всегда подключаются последовательно с нагрузкой, в которой измеряется ток. Это означает, что ток, протекающий через нагрузку, будет соответствовать току, протекающему через амперметр.
Для определения тока таким способом необходимо разорвать электрическую цепь в месте измерения и подключить амперметр.
Амперметр подключается к цепи через две клеммы, имеющиеся на приборе. Одна из клемм амперметра обычно имеет знак "+", а другая – знак "-" (иногда знак "-" отсутствует). Клемма '+' всегда должна быть подключена к проводу, идущему от положительного полюса источника тока.
Поскольку амперметр также имеет внутреннее сопротивление, это влияет на электрическую цепь во время измерения. Однако сопротивление амперметра обычно настолько мало, что им можно пренебречь.
На рисунке 1 показано такое последовательное соединение на примере лампочки и амперметра.
Если вы не хотите вмешиваться в электрическую цепь, отсоединяя провода, электрический ток также можно измерить косвенно с помощью токовых клещей. Другой вариант – измерить напряжение на нагрузке, а затем, зная электрическое сопротивление нагрузки, рассчитать силу тока по закону Ома.
Реальные примеры измерения тока
Ниже мы рассмотрим несколько примеров подключения измерительного прибора для бытового использования. При измерении тока в аккумуляторе поместите один щуп на клемму аккумулятора, а другой – на клемму нагрузки, при этом другая клемма нагрузки подключается к свободной клемме аккумулятора.
Если вы хотите проверить токовую нагрузку на обмотки трехфазного двигателя, подключайте измерительный прибор к каждой фазе по очереди, или, если у вас есть три амперметра, вы можете использовать их одновременно. Для этого подключите щуп одним концом к выводам обмотки в бортсети, а другим – к питающему проводу соответствующей фазы.
В настоящее время видеоурок не может быть показан или распространен среди студентов
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам из комплекта, необходимо добавить его в личный кабинет.
1. открыть доступ ко всем видеоурокам в комплекте.
2. распространять видеоуроки среди студентов в их личных кабинетах.
3. просматривать статистику просмотра видеоуроков учащимися.
Доступ
Конспект урока "Сила тока. Измерение силы тока".
На прошлом уроке мы говорили о том, какие эффекты может оказывать электрический ток, протекающий в различных средах. Узнав о трех взаимодействиях тока, спросите себя: от чего зависит эффективность каждого из этих взаимодействий, т.е. от количества тепла, выделяемого в нити накала электрической лампы, массы меди, выделяемой в ходе эксперимента, создаваемой подъемной силы электромагнита?
Эффективность этих действий будет зависеть от нескольких причин. Электрический ток, как известно, представляет собой направленное движение заряженных частиц. Поэтому, чем больше электрический заряд, переносимый частицами в поперечном сечении проводника в данный момент времени, тем больше будет действие тока.
Здесь можно провести аналогию: выход воды на водяной мельнице или гидроэлектростанции, очевидно, зависит от массы воды, проходящей через такое устройство каждую секунду. Поэтому наиболее важной характеристикой электрического тока является величина, называемая силой тока.
Ток – это физическая величина, численно равная электрическому заряду, протекающему через поперечное сечение проводника в единицу времени. Обозначается буквой I.
Пусть q – заряд, протекающий через поперечное сечение проводника за определенное время t. Тогда очевидно, что для нахождения заряда, протекающего каждую секунду, нужно разделить общий заряд на величину временного интервала, что приводит нас к формуле для силы тока:
Единица силы тока не вводится никакой формулой, а просто выбирается условно, как это уже было сделано с единицами массы, времени и длины.
На этом месте можно сказать, что такая постановка вопроса лишена логики: принятие единицы силы тока в качестве фундаментальной величины – это не единица заряда, которая рассматривалась гораздо раньше, а единица тока, т.е. единица силы тока. величина, которая получается в результате логической операции с электрическим зарядом.