Doğrudan ve alternatif akım şebekesine bir ampermetre ve bir voltmetre bağlantısı

Doğru akım zaman içinde yön değiştirmez. Bir el feneri veya radyodaki bir pil, arabadaki bir pildir. Her zaman güç kaynağının pozitif damgasının nerede ve negatif olduğunu biliyoruz.

Alternatif akım Belirli bir periyodiklikle hareket yönünü değiştiren bir akımdır. Bu tür bir akım, ona bir yük bağladığımızda çıkışımızda akar. Pozitif ve negatif kutup yoktur, sadece faz ve sıfır vardır. Sıfırdaki voltaj, toprak potansiyeline yakındır. Faz çıkışındaki potansiyel 50 Hz'lik bir frekansla pozitiften negatife değişir, bu da yük altındaki akımın yönünü saniyede 50 kez değiştireceği anlamına gelir.

Bir salınım periyodu sırasında, akım sıfırdan maksimuma çıkar, daha sonra azalır ve sıfıra geçer ve sonra ters işlem gerçekleşir, ancak farklı bir işaretle.

AC'yi almak ve iletmek doğrudan olmaktan çok daha kolaydır: daha az enerji kaybı Transformatörlerin yardımıyla AC voltajını kolayca değiştirebiliriz.

Büyük bir voltaj iletirken, aynı güç için daha az akım gerekir. Bu daha ince bir argümana izin verir. Kaynak transformatörlerinde, ters işlem kullanılır - kaynak akımını arttırmak için voltajı düşürürler.

Doğru akım ölçümü

Elektrik devresinde akımı ölç, ampermetreyi veya milliammetreyi güç alıcısı ile seri olarak açmak gerekir. Ayrıca, ölçüm cihazının tüketicinin çalışması üzerindeki etkisini dışlamak için, ampermetre pratik olarak sıfıra eşit olarak alınabilmesi için çok küçük bir iç dirence sahip olmalıdır, böylece cihazdaki voltaj düşüşü basitçe ihmal edilebilir.

Devreye bir ampermetrenin dahil edilmesi her zaman yük ile seri olarak bulunur. Ampermetreyi yüke paralel, güç kaynağına paralel olarak bağlarsanız, ampermetre kaynağı yakar veya yakar, çünkü tüm akım ölçüm cihazının yetersiz direncinden akacaktır.

şönt

DC devrelerinde ölçümler için tasarlanan ampermetrelerin ölçüm sınırları, ampermetreyi doğrudan yük ile seri ölçüm bobinine değil, ampermetrenin ölçüm bobinini şant paralel olarak bağlayarak genişletilebilir.

Böylece, ölçülen akımın sadece küçük bir kısmı her zaman cihazın bobininden geçecek, ana kısmı seri olarak bağlanmış bir şant içinden akacaktır. Yani, cihaz aslında bilinen bir direncin şöntündeki voltaj düşüşünü ölçecek ve akım bu voltajla doğrudan orantılı olacaktır.

Pratikte, ampermetre milivoltmetre olarak çalışacaktır. Bununla birlikte, cihazın ölçeği amper cinsinden mezun olduğundan, kullanıcı ölçülen akımın büyüklüğü hakkında bilgi alacaktır. Baypas katsayısı genellikle 10'un katı olarak seçilir.

50 ampere kadar akımlar için tasarlanmış şantlar doğrudan cihaz gövdelerine monte edilir ve yüksek akımları ölçmek için şantlar uzaktan yapılır ve daha sonra cihaz şant problarına bağlanır. Şönt ile sürekli çalışma için tasarlanan enstrümanlar için, teraziler şant katsayısı dikkate alınarak derhal belirli akım değerlerinde derecelendirilir ve kullanıcının artık hiçbir şey hesaplaması gerekmez.

Şant harici ise, kalibre edilmiş bir şant durumunda, anma akımı ve anma gerilimi üzerinde gösterilir: 45 mV, 75 mV, 100 mV, 150 mV.Akım ölçümleri için, bir maksimum değeri saptıracak şekilde bir şönt seçilir - tüm ölçek, yani şantın ve ölçüm cihazının nominal gerilimleri aynı olmalıdır.

Belirli bir cihaz için bireysel bir şanttan bahsediyorsak, elbette her şey daha basittir. Doğruluk sınıflarına göre, şantlar ayrılır: 0.02, 0.05, 0.1, 0.2 ve 0.5 - bu, yüzde kesirlerde izin verilen hatadır.

Şantlar, düşük sıcaklık dayanımı katsayısına ve önemli dirençliliğe sahip metallerden yapılır: konstantan, nikel, manganin, böylece şant içinden akan akım onu ​​ısıtırsa, bu cihazın okumalarını etkilemez. Ölçümler sırasında sıcaklık faktörünü azaltmak için, aynı türden bir malzemeden ilave bir direnç, ampermetrenin bobini ile seri olarak dahil edilir.

DC gerilim ölçümü

o sabit voltajı ölçmek devrenin iki noktası arasında, devreye paralel olarak, bu iki nokta arasında bir voltmetre bağlayın. Voltmetre daima alıcıya veya kaynağa paralel olarak açılır. Ve bağlı voltmetrenin devrenin çalışmasını etkilememesi, voltajda bir azalmaya neden olmaması, kayıplara neden olmaması, voltmetreden geçen akımın ihmal edilebilmesi için yeterince yüksek bir iç dirence sahip olması gerekir.

Ek direnç

Ve voltmetrenin ölçüm aralığını genişletmek için, çalışma sargısı ile seri olarak ek bir direnç bağlanır, böylece ölçülen voltajın sadece bir kısmı direnciyle orantılı olarak cihazın ölçüm sargısına doğrudan düşer. Ve ilave direncin direncinin bilinen değeri ile, bu devrede etkili olan toplam ölçülen voltaj, üzerine kaydedilen voltaj ile kolayca belirlenir. Tüm klasik voltmetreler bu şekilde çalışır.

Ek bir direncin eklenmesinden kaynaklanan katsayı, ölçülen voltajın, cihazın ölçüm bobini başına voltajdan kaç kat daha fazla olduğunu gösterecektir. Yani, cihazın ölçüm sınırları ek direncin değerine bağlıdır.

Cihaza ek bir direnç yerleştirilmiştir. Ortam sıcaklığının ölçümler üzerindeki etkisini azaltmak için, düşük sıcaklık direnç katsayısına sahip bir malzemeden ek bir direnç yapılır. Ek direncin direnci, cihazın direncinden çok daha fazla olduğundan, cihazın ölçüm mekanizmasının direnci, sıcaklığa bağlı değildir. Ek dirençlerin doğruluk sınıfları, şöntlerin doğruluk sınıflarıyla aynı şekilde ifade edilir - yüzde kesirlerde hata değeri belirtilir.

Voltmetrelerin ölçüm aralığını daha da genişletmek için voltaj bölücüler kullanılır. Bu, cihazdaki voltajı ölçerken cihazın nominal değerine karşılık geldiğinde, yani ölçeğindeki sınırı aşmayacak şekilde yapılır. Voltaj bölücünün bölme faktörü, bölücünün giriş voltajının çıkışa, ölçülen voltaja oranıdır. Bölme katsayısı, kullanılan voltmetrenin yeteneklerine bağlı olarak 10, 100, 500 veya daha fazlasına eşit olarak alınır. Voltmetrenin direnci de yüksekse ve kaynağın dahili direnci küçükse, bölücü büyük bir hata vermez.

AC ölçümü

AC parametrelerini cihazla doğru bir şekilde ölçmek için bir ölçüm transformatörü gereklidir. Ölçüm amaçları için kullanılan ölçüm transformatörü, transformatör yüksek voltaj devresinden galvanik izolasyon sağladığı için personele de güvenlik sağlar. Genel olarak, güvenlik önlemleri bu tür transformatörsüz elektrikli cihazların bağlanmasını yasaklar.

Ölçüm transformatörlerinin kullanımı, cihazların ölçüm sınırlarını genişletmenize izin verir, yani, düşük voltaj ve düşük akım cihazları kullanarak büyük voltajları ve akımları ölçmek mümkün olur. Böylece, ölçüm transformatörleri iki tiptir: voltaj transformatörleri ve akım transformatörleri.

Gerilim trafosu

Alternatif voltajı ölçmek için bir voltaj transformatörü kullanılır. Bu, birincil sargısı devrenin iki noktasına bağlı, aralarında voltajı ölçmeniz gereken ikincil ve doğrudan voltmetreye bağlı iki sargılı bir aşağı inen transformatördür. Diyagramlardaki ölçüm transformatörleri, normal transformatörler olarak tasvir edilmiştir.

Yüklü ikincil sargısı olmayan bir transformatör boş modda çalışır ve direnci yüksek olan bir voltmetre bağlandığında, transformatör pratik olarak bu modda kalır ve bu nedenle ölçülen voltaj, dönüş sayısının oranına eşit olan dönüşüm katsayısı dikkate alınarak birincil sargıya uygulanan voltajla orantılı olarak düşünülebilir. ikincil ve birincil sargılarında.

Bu şekilde, cihaza küçük bir güvenli voltaj uygulanırken yüksek bir voltaj ölçülebilir. Ölçülen voltajı, voltaj ölçüm transformatörünün dönüşüm katsayısı ile çarpmaya devam eder.

Başlangıçta voltaj transformatörleri ile çalışmak üzere tasarlanan voltmetreler, dönüşüm katsayısını dikkate alarak bir mezuniyet ölçeğine sahiptir, daha sonra ek hesaplamalar olmadan ölçekte, değiştirilen voltajın değerini hemen görebilirsiniz.

Cihazla çalışırken güvenliği arttırmak için, ölçüm transformatörünün yalıtımında hasar olması durumunda, transformatörün sekonder sargısının ve çerçevesinin terminallerinden biri topraklanır.

Akım Trafolarının Ölçülmesi

Ölçüm akım transformatörleri, ampermetreleri AC devrelerine bağlamak için kullanılır. Bunlar çift sargılı yükseltici transformatörlerdir. Birincil sargı ölçülen devreye seri, ikincisi ampermetreye bağlıdır. Ampermetre devresindeki direnç küçüktür ve akım trafosunun neredeyse kısa devre modunda çalıştığı ortaya çıkarken, birincil ve ikincil sargılardaki akımların ikincil ve birincil sargılardaki dönüş sayısı olarak birbiriyle ilişkili olduğu varsayılabilir.

Uygun bir dönüş oranı seçilerek, önemli akımlar ölçülebilirken, yeterince küçük olan akımlar her zaman cihazdan akacaktır. İkincil sargıda ölçülen akımı dönüşüm katsayısı ile çarpmaya devam eder. Akım trafoları ile sürekli çalışma için tasarlanan bu ampermetreler, dönüşüm katsayısını dikkate alarak ölçeklerden bir dereceye sahiptir ve ölçülen akımın değeri, hesaplamalar olmadan cihazın ölçeğinden kolayca okunabilir. Personel güvenliğini artırmak için, ölçüm akımı transformatörünün sekonder sargısının ve çerçevesinin terminallerinden biri topraklanır.

Birçok uygulamada, manyetik devrenin ve ikincil sargının izole edilmiş ve geçit izolatörünün içine ölçülmüş bir akıma sahip bir bakır veri yolunun geçtiği pencereden geçtiği geçit izolatörü transformatörleri uygundur.

Böyle bir transformatörün sekonder sargısı asla açık bırakılmaz, çünkü manyetik devredeki manyetik akıdaki güçlü bir artış sadece tahribatına yol açmakla kalmaz, aynı zamanda personel için tehlikeli olan ikincil sargıya EMF'yi indükler. Güvenli bir ölçüm yapmak için, ikincil sargı, voltajın ölçülen akımla orantılı olacağı bilinen bir direnç ile şöntlenir.

İki tür hata, transformatörlerin ölçüm özelliğidir: açısal ve dönüşüm katsayısı. Birincisi, birincil ve ikincil sargıların faz açısının 180 ° 'den sapması ile ilişkilidir, bu da wattmetrelerin yanlış okumalarına yol açar.Dönüşüm katsayısı ile ilgili hataya gelince, bu sapma doğruluk sınıfını gösterir: nominal değerin yüzdesi olarak 0.2, 0.5, 1, vb.