Какой амперметр лучше с малым или большим внутренним сопротивлением

Из чего состоит амперметр и принцип действия этого устройства

Для измерения силы постоянного или переменного электрического тока используются амперметры. Графическое обозначение этого прибора на электрических схемах — круг с размещенной внутри буквой «А». Это измерительное устройство определяет силу электрического тока в амперах, миллиамперах или микроамперах. Подключается амперметр последовательно в разрыв цепи.

Применение амперметров:

Амперметры применяются в промышленности, в телекоммуникациях, лабораторных исследованиях и в других сферах деятельности для измерений постоянного или переменного электрического тока в диапазоне от единиц мкА до десятков кА. При этом величина измеряемого тока не должна превышать максимального значения шкалы прибора с учетом схемы подключения. В зависимости от предела измерений современные амперметры подразделяются на:

• микроамперметры;
• миллиамперметры;
• амперметры;
• килоамперметры.

Как работают амперметр и вольтметр

Рассмотренные выше конструкции пригодны для создания одного и другого прибора. Разница – не только в схеме подключения. Отличаются разметка и сопротивление индукционной катушки. Встроенным резистором ограничивают силу тока/ мощность в амперметре/ вольтметре, соответственно.

В первом варианте он выполняет функции шунта. Параллельное подсоединение с минимальным электрическим сопротивлением обеспечивает прохождение большей части тока именно по этой цепи. Этим защищают индуктивный элемент от повреждений.

Какие бывают амперметры?

В зависимости от типа амперметры делятся на устройства для измерения:

• постоянного тока;
• переменного тока.

Существуют следующие типы амперметров:

• магнитоэлектрические — служат для измерения малых величин постоянного электрического тока;
• электромагнитные — обеспечивают измерение переменного (частота 50 Гц) и постоянного тока;
• электродинамические — выполняют измерение переменного (частота до 200 Гц) и постоянного тока;
• термоэлектрические — предназначены для измерения величины переменного электрического тока высокой частоты;
• ферродинамические — представляют собой самопишущие приборы и применяются в автоматических системах измерения.

В зависимости от вида используемой шкалы эти приборы бывают:

• стрелочные;
• электронные (цифровые).

Рейтинг лучших устройств

АВВ АМТD-2-R 2CSG213655R4011

Принцип устройства амперметра АВВ АМТD-2-R 2CSG213655R4011 таков, что он обладает высокой точностью. Прибор способен определять силу постоянного тока, а погрешность всего 0.5%. эксперты будут отмечать высокое качество изготовления, долговечность и надежность устройства. Цифровой прибор будет подключаться через шунт, и потребляемая мощность составляет 4 ВА. Компания-изготовитель предусмотрела горизонтальный тип ориентации, и это крайне важно учесть при установке амперметра (метод монтажа DIN 3.5 см). Измерительное устройство весит всего лишь 0.3 кг. Диапазон измерения токовой силы составляет от 5 до 600 А. Модель завоевывает первое место в обзоре. Профессиональные мастера по электрике нахваливают итальянский прибор благодаря качественному изготовлению, высокую точность, удобство использования. Недостатком устройства будет высокая стоимость.

Плюсы:

• Высокое качество сборки.
• Высокая точность.
• Надежность.
• Удобство в работе.

Рассмотрим еще один прибор.

АВВ АМТD-1 2СSМ320000R1011

Для того, чтобы производить замер силы переменного тока, прекрасно подойдет именно это устройство. Прибор тоже итальянский, и он обладает модульным исполнением, а подключение до сети проводится через DIN рейку. Определять токовую силу можно в широком диапазоне от 5 до 600 А. Эксперты смогли по достоинству оценить высокую измерительную точность (класс точности составляет 0.5%). Для удобства выполнения работы цифровые амперметры оснащены подсветкой для дисплея. Потери электроэнергии не более 2 Вт. Монтировать устройство можно и вертикально, и горизонтально. Вес всего 0.31 кг. Модель заняла второе место в обзоре. У отечественных производителей нет претензий к качеству создания, точности измерения и надежности устройства итальянского производства. Минусом можно назвать высокую стоимость.

Плюсы:

• Высокая измерительная точность.
• Большой диапазон измерений.
• Подсветка на дисплее.
• Высокое качество изготовления.

Рассмотрим, кто забрал «бронзу».

DigiТОР АМ-3м

Для того, чтобы измерять силу тока переменного типа в трехфазной сети отлично подойдет именно этот амперметр. На цифровом трехстрочном дисплее будут отражаться результаты на всех фазах. Эксперты по достоинству оценили демократичную стоимость и малый вес (0.15 кг) украинского приборы. Он будет уступать лидерам обзора лишь в диапазоне измерений, от 1 до 63 А, и в точности показаний (погрешность составляет 1.5%). В актив устройства можно заносить устойчивость к помехам и вибрации. Устройство устанавливаю в электрический щиток, размеры выреза должны быть аккурат 0.68*0.68 метров. Рабочий интервал температуры составляет от +5 до +50 градусов. Модель стала замыкающей призовой тройкой этого обзора. Российским потребителям устройство понравилось за простоту монтажа, весьма точные измерения и демократичную стоимость.

Плюсы:

• Высокое качество сборки.
• Устойчивость к помехам и вибрации.
• Трехфазное подключение.
• Малый вес.

Минусы:

• Ограниченный измерительный интервал.

Четвертый измерительный прибор (амперметр) вам понравится не меньше.

ЕКF РRОхima АD-723

Трехфазный амперметр российского производства понравился экспертам за счет наличия сенсорной панели управления, а также цифрового дисплея. Посредством такого прибора можно измерит силу переменного тока, подключая его до сети через трансформатор. Энергетические приборы при работе составляют 6 ВА. В актив изделию можно заносить высокую степень точности (погрешность всего 0.5%), а также малый вес 0.23 кг и демократичная стоимость. Правда, изготовитель не продумал подсветку дисплея, а еще модель уступает лидерам в плане габаритов. В щите потребуется сделать нишу 0.72*0.72 метра. Устройства остановилось в шаге от призового пьедестала. Электрики довольны тем, что измерения очень точные, сборка высокого качества, а стоимость демократичная. Из минусов выделим громоздкость и полное отсутствие хотя бы какой-то подсветки.

Плюсы:

• Трехфазное подключение.
• Приемлемая стоимость.
• Высокая степень точности.
• Надежность.

Минусы:

• Громоздкость.
• Нет никакой подсветки.

Пятый прибор не менее интересный.

DigiТОР АVМ-1

В одно и то же время измерять токовую силу и напряжение в однофазной сети дает возможность амперметр-вольтметр. Прибор представляет собой продукт сотрудничества украинских разработчиков и изготовителя из России. Эксперты отметили конкурентоспособную стоимость, прекрасную измерительную точность (погрешность составляет 1%). Посредством этого устройства можно производить замеры тока в диапазоне от 1 до 63 А. Интервал напряжения переменного типа составляет от 40 до 400 В. Амперметр-вольтметр требуется для установки в отапливаемом помещении при температуре воздуха от +5 до +50 градусов (степень защиты от пыли и влаги составляет IР 20). Пользователям из Росси устройство понравилось за простоту подключения (будет занимать пару мест на рейке), сборку высокого качества и доступную стоимость. Но есть случаи попадания в торговую сеть изделий бракованного типа.

Плюсы:

Доступная стоимость.

Минусы:

• В магазины попадает бракованная продукция.

Рассмотрим предпоследнее устройство.

ЕКF РRОхimа АD-G31

Это электроизмерительный цифровой амперметр попал на 6-е место обзора благодаря высокой точности (погрешность составляет 0.5%). Изготовитель установил специальное устройство с микропроцессором, которое и будет обеспечивать скорость и точность результатов. Прибор можно подключать через особый трансформатор, который и будет ограничивать диапазон измерения силы переменного тока. Изделие обладает модульным исполнением с установкой на DIN рейку. Энергетические потери при работе составляет 6 Вт. Экспертам понравилось интуитивно понятное управление, а еще все кнопки расположены под дисплеем цифрового типа. Отечественные пользователи лестно отзываются о точности измерений, простоте установки и доступности в плане цены. К минусам отнесем отсутствие подсветки на дисплее, а также нестабильное сборочное качество.

Плюсы:

• Удобство управления.
• Демократичная стоимость.
• Простота установки.
• Точность измерений.

Минусы:

• Отсутствие подсветки на дисплее.
• Качество сборки хромает.

Рассмотрим последний экземпляр.

ТDМ SQ1102-0057

Теперь вы знаете, как выбрать амперметр, но прежде рассмотрим последний прибор. Именно на него сейчас самая низкая стоимость. Он требуется для измерения силы переменного тока в цепях однофазного типа. Эксперты обратили внимание на корпус прибора, который изготовлен из негорючего самозатухающего пластика. Электрическая безопасность подключения будет обеспечена защитными крышками на внешних подсоединенных зажимах. В актив устройству требуется занести высокую степень защиты от влаг и пыли IР 54. А вот в точности измерений (погрешность составляет 1.5%) и рабочем диапазоне от 5 до 200 А устройство уступает лидерам обзора. Люди отдают предпочтение стрелочным амперметрам по низкой цене, простоте применения, безопасность. Минусами прибора можно назвать невысокую точность и ограниченный измерительный диапазон.

Плюсы:

• Безопасность.
• Простота включения.
• Надежность.
• Низкая стоимость.

Минусы:

• малый измерительный диапазон.
• Не очень высокая точность.

Обратите внимание, что этот рейтинг носит исключительно субъективный характер, не является рекламой и не будет служить руководством к покупке. До этого требуется консультация со специалистом.

Принцип действия амперметра

В основе работы различных типов амперметров лежат разные принципы действия. Используемые методы измерения электрического тока в основном зависят от сферы применения прибора.

Принцип действия магнитоэлектрического амперметра основан на том, что постоянное магнитное поле и протекающий через обмотки рамки электрический ток вызывают возникновение крутящего момента. Протекание электротока через прибор вызывает движение стрелки. Последняя непосредственно связана с рамкой. Поэтому угол поворота стрелки прямо пропорционален амплитуде измеряемого электрического тока.

Конструкция электродинамического амперметра включает в себя неподвижную и подвижную катушки. Для измерения токов малой величины они соединяются последовательно, большой величины — параллельно. Стрелка крепится к подвижной катушке и двигается в результате взаимодействия между токами, протекающими в неподвижной и подвижной катушке.

В основе конструкции термоэлектрического амперметра лежит магнитоэлектрическое устройство с контактным или бесконтактным преобразователем. Последний представляет собой проводник с приваренной к нему термопарой. Проходя по преобразователю, электроток вызывает его нагревание, которое регистрируется термопарой. Возникающее при этом термическое излучение воздействует на магнитоэлектрическое устройство. Его рамка отклоняется на пропорциональный значению протекающего электрического тока угол.

Работа цифрового амперметра основана на аналого-цифровом преобразовании амплитуды измеряемого тока. Проходя через аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), сигнал квантуется по времени, а потом по уровню. Полученная информация преобразуется в цифровой вид и индицируется на табло.

Отличия амперметров различных конструкций

Амперметр постоянного тока, предназначенный для измерения малых значений, может иметь в основании магнитоэлектрическую систему. Его принцип действия основан на взаимодействии катушки, через которую протекает ток и постоянного магнита. Преимуществом такой конструкции является высокая чувствительность и равномерная шкала. Недостатками магнитоэлектрической системы является невозможность работы с переменным током и сложность конструкции. Высокая цена на магниты также снижает конкурентную способность приборов такого типа. Наиболее точная фиксация показаний начинается после 2/3 шкалы. Данная система применяется и на вольтметрах.

Магнитоэлектрическая система

В отличие от предыдущего прибора амперметр переменного тока в своей основе имеет электромагнитную систему. Наиболее часто такие устройства используются в сетях на 50-60 Герц. Устройство амперметра предполагает наличие одного либо двух сердечников, соединенных с стрелочным механизмом. Преимуществом конструкции является универсальность, позволяющая помимо переменного измерять и постоянный ток. Сопротивление амперметра электромагнитного типа выше, чем у других моделей, что отражается в худшую сторону на точность результата. Шкала нелинейная, поэтому показания амперметра считать затруднительно. В некоторых случаях в первой половине шкалы ставится точка, говорящая о невозможности измерить ток в данном диапазоне, сохраняя в норме погрешность.

Электромагнитный измеритель

Для уменьшения воздействия влияния внешних магнитных полей используются амперметры ферродинамического типа. Устройство характеризуется высокой точностью измерений. Это позволяет отказаться от установки в приборе дополнительных защитных экранов. В основе конструкции лежит замкнутый ферримагнитный провод. Стрелки амперметра показывает измеряемую величину на нелинейной шкале. Показания амперметра можно снять с требуемой погрешностью не во всем диапазоне измерений, а лишь начиная со значения, обозначенного точкой.

Ферродинамический высокоточный прибор

Среди стрелочных амперметров существует электродинамический тип. Особую популярность он не получил из-за высокой чувствительности к окружающим магнитным полям. Перед тем как подключить амперметр важно обеспечить защиту от внешнего воздействия. Преимуществом прибора является его универсальность. Также при хорошем магнитном экранировании прибор покажет высокую точность, поэтому электродинамические устройства используются для поверки других амперметров.

Цифровой амперметр

Цифровой измеритель силы тока наиболее удобен в пользовании, так как сразу показывает требуемое значение без необходимости получения данных с помощью стрелок амперметра. Часто он входит в состав мультиметра или электронного вольтамперметра. Наиболее современные приборы имеют возможность автоматически выбирать предел измерений. Прибор не чувствителен к горизонтальному либо вертикальному положению. Точность измерений зависит от дискретизации и алгоритма, заложенного для осуществления снятия показаний.

Мультиметр с функцией цифрового амперметра

Как рассчитать шунт для амперметра?

В случаях, когда требуется измерить электрический ток, превышающий максимальное значение шкалы амперметра, необходимо использовать шунт. Его сопротивление рассчитывается по следующей формуле:

• Rш — искомое сопротивление шунта (в Омах);
• Rа – внутреннее сопротивление амперметра (в Омах);
• Iа — максимальная величина тока, измеряемая амперметром (в Амперах);
• Iш — ориентировочная величина измеряемого тока (в Амперах).

Способы подключения амперметра

Как самостоятельно подключить люстру к выключателю

Основная особенность прибора заключается в том, что он должен обладать маленьким сопротивлением. Это нужно для обеспечения незначительного падения напряжения на нем. Для идеального замера прибор должен иметь нулевое внутреннее сопротивление, но это недостижимо. Подключение амперметра в цепь производится последовательно, в отличие от вольтметра. Если подключить его параллельно источнику питания, ток пойдет фактически короткозамкнутым путем и может повредить прибор.

Схема подсоединения амперметра

Схема подключения амперметра может быть прямой и косвенной. При прямой схеме прибор непосредственно подключается в цепь между источником питания и нагрузкой.

Косвенная схема реализуется двумя способами:

1. Установка шунта параллельно амперметру, когда почти весь ток пропускается через шунт, обладающий небольшим сопротивлением, а на катушку прибора попадает незначительная его часть. Соотношение между токами и сопротивлениями шунта и прибора:

Таким образом, применяя откалиброванные шунты можно расширить диапазон измеряемых токов;

1. Использование измерительных трансформаторов. Применяется для фиксации токов больших величин на электрооборудовании высокого напряжения. Ток в силовых электроцепях преобразуется посредством трансформаторов в маленькие величины (обычно это 5 А). К выводам вторичной обмотки подключаются измерительные приборы.

Важно! Выводы вторичной обмотки всегда замыкаются на резистор, а работа в разомкнутой цепи запрещается из-за того, что она может оказаться под фазным напряжением силовой цепи.

Внутреннее сопротивление амперметра

Для корректной работы величина внутреннего сопротивления амперметра должна быть на порядок меньше значения сопротивления цепи. В некоторых случаях такая информация отсутствует. Тогда следует измерить внутреннее сопротивление используемого амперметра. Для этого к источнику питания последовательно подключаются нагрузочное сопротивление и амперметр, а параллельно последнему включается чувствительный вольтметр. После включения схемы снимаются показания приборов. Величина внутреннего сопротивления амперметра определяется, как отношение показаний чувствительного вольтметра и амперметра.

Где и как используется

Такие измерительные аппараты широко используются в самых разных областях. Они задействованы в промышленности, строительной сфере, предприятиях, которые занимаются распределением и генерацией электро- и теплоэнергии. Также применяются для научных исследований в лабораториях.

Устройство и его разновидности входят в конструкцию других подобных приборов. В омметре, принцип действия которого основан на законе Ома, (устройстве для определения сопротивления) есть резистор R (ограничивает ток) и чувствительная измерительная головка, через которую проходят миллиамперы. Иначе она называется миллиамперметром.

Как подключить амперметр

При подключении амперметра важно придерживаться последовательности действий и техники безопасности.

Большая часть амперметров должна подключаться последовательно с несущей ток цепью, или же нужно последовательно подключить их резисторы (шунтирующие). Так или иначе, электрический ток протекает через шунт измерительного устройства.

Амперметр не должен подключаться напрямую к источнику тока и напряжения, так как их внутренне сопротивление довольно низкое и существует большая вероятность протекания избыточного электрического тока. Устройства рассчитаны на низкий уровень спада напряжения на клеммах, что гораздо меньше, чем 1 В. Дополнительные потери цепи, которые вызываются устройством, имеют название «нагрузки» на измеряемую цепь.

Измерительный аппарат последовательно соединяется с цепью, что позволяет всем электронам электрического тока проходить через устройство. Спад мощности возможен из-за тока, который измеряется, и из-за внутреннего сопротивления. Это связано с тем, что цепь устройства обладает низким сопротивлением и именно там происходит основной спад напряжения.

Как выбрать

• Упаковка должна быть сухой, чистой и без повреждений.
• Правильность написания названия продукции.
• Обязательное наличие штрихкода (и/или QR-кода).
• Все параметры и характеристики написаны на упаковке.
• Наличие паспорта и/или инструкции.

Для того, чтобы не ошибиться в при покупке амперметра, очень важно знать о его параметрах и конструкции. В противном случае есть большой риск приобрести подделку.

Технические характеристики

Как и конструкция, характеристики и параметры могут сильно отличаться в зависимости от производителя и модели.

На примере модели амперметра M42100 рассмотрены средние характеристики.

• Диапазон измерений: от 5 мА до 15 А (при непосредственном способе включения).
• От 15 А до 6000 А (при способе включения с наружным шунтом на 75 мВ).
• Рабочая температура: -50 до +60 градусов
• Размеры: 80х80 мм (вырез в щите 77.5 мм).
• Класс точности: 1.5.

Чувствительность амперметра определяется величиной тока, необходимого катушке измерителя для создания отклонения указателя от полной шкалы. Чем меньше величина тока, необходимого для создания этого отклонения, тем выше чувствительность измерителя. Движение, которое требует только 100 микроампер для полного отклонения, имеет большую чувствительность, чем движение, которое требует 1 мА для того же отклонения.

Устройство и принцип действия амперметра для измерения тока

Амперметр является самым распространённым устройством для измерения электрического тока. Для того, чтобы приобрести и использовать данное устройство, очень важно знать о его конструкции и характеристиках. В статье подробно рассказывается, что измеряет амперметр. Также подробно со всеми нюансами объясняется, для чего нужен амперметр и как использовать его разновидности. Прилагаются схемы включения и иллюстрации того, из чего состоит амперметр.

Что такое амперметр

Амперметр – это измерительный прибор, который предназначен для измерения электрического тока в цепи. Название происходит от единицы измерения электрического тока – Ампер (А). Аппараты, используемые с целью измерения меньшего уровня тока в миллиамперах или микроамперах, называются миллиамперметрами или микроамперметрами.

Сфера применения

Каким амперметром пользуетесь Вы?

Амперметры используют в быту и в разных сферах промышленности – например, в компаниях, связанных с продуцированием и распределением тепловой или электрической энергии:

• строительстве;
• исследовательских институтах;

• электролабораториях;
• автомобильной промышленности.

Амперметром пользуются многие автомобилисты – для контроля величины силы тока в бортовой сети машины, для определения энергопотребления узлов машины и т.д.

В быту чаще всего используются однофазные приборы, для промышленных сетей – трехфазные.

Принцип действия амперметров разных категорий

Различные силы и крутящие моменты обязательны в измерении для таких измерительных приборов.

Отклоняющий крутящий момент (сила)

Дефект любого амперметра определяется комбинированным эффектом отклоняющего крутящего момента (силы), управляющего крутящего момента (силы) и демпфирующего момента (силы). Значение отклоняющего момента должно зависеть от измеряемого электрического сигнала; этот момент (сила) заставляет движение инструмента вращаться от его нулевого положения.

Управление крутящим моментом (силой)

Этот крутящий момент (сила) должен действовать в противоположном значении самого отклоняющего крутящего момента (силы). Таким образом движение достигнет равновесного или определенного положения, когда отклоняющий и управляющий крутящий моменты равны по величине. Обычно за обеспечение крутящего момента отвечают спиральные пружины или гравитация

Демпфирующий крутящий момент (демпфирующая сила)

Демпфирующая сила должна действовать в направлении, противоположном движению движущейся системы. Это приводит к тому, что движущаяся система достаточно быстро останавливается в отклоненном положении без каких-либо колебаний или очень малых колебаний. Это обеспечивается воздушным трением; фрикцией жидкости; вихревым током.

Следует отметить, что любая демпфирующая сила не должна влиять на прогиб в уже установленном режиме, который создаётся данной отклоняющей силой или крутящим моментом. Демпфирующая сила увеличивается с угловой скоростью движущейся системы, так что когда вращение быстрое, ее эффект является наибольшим и равен нулю, когда вращение системы аналогично равно нулю.

Существует несколько видов таких устройств. У каждого амперметра принцип работы отличается.

Амперметр PMMC

Тут проводник расположен между полюсом постоянного магнита. Когда ток проходит через катушку, происходят отклонения. Отклонение катушки зависит от величины тока, протекающего через нее. Устройство применяется только для измерения постоянного тока.

Амперметр с подвижной катушкой (MI)

Этот аппарат может измерять как переменный, так и постоянный ток. В этом типе амперметра катушка свободно перемещается между полюсами постоянного магнита. В то время, когда ток проходит через катушку, он начинает отклоняться под определенным углом. Отклонение катушки пропорционально току, проходящему через катушку.

Электродинамический амперметр

Это устройство аналогично применяется для измерения как переменного и постоянного тока. Точность прибора высокая по сравнению с приборами PMMC и MI. Калибровка амперметра одинакова как для переменного, так и для постоянного тока. Если постоянный ток калибрует прибор, то без повторной калибровки он используется для измерения переменного тока.

Выпрямительный амперметр

Прибор применяется для измерения переменного тока. Это устройство является выпрямительным, которое используется вместе с другими разновидностями. Оно преобразует направление тока и передает его PMMC.

Схемы многопредельных выпрямительных миллиамперметров с переключаемыми шунтами

Чтобы повысить стабильность сопротивления амперметра, в схему мостового типа вместо двух диодов надо включить постоянные резисторы сопротивлением приблизительно 100 или 1000 Ом. Во время включения резисторов R3 и R4, где общее сопротивление измерителя меньше зависит от электрического тока в его цепи и внешних температурных условий, начальный нелинейный участок шкалы значительно расширяется. Включая данные резисторы по схеме, а также выбирая сопротивления R3 = R4 = r в степени 20,5 (где r – прямое сопротивление диода) удаётся немного увеличить уровень напряжения в диодах. Это улучшает линейность шкалы. Использование как первой, так и второй схем, значительно снижает чувствительность амперметра.

Измерение напряжения

Одним из наиболее востребованных в быту замеров было и остается измерение напряжения. Заряд аккумуляторной батареи измеряют автомобилисты, напряжение в сети проверяют при перебоях в работе электрических приборов.

Учитывая, что напряжение – это разница потенциалов между двумя точками, для определения переменного напряжения щупы устройства необходимо подключить параллельно прибору, напряжение которого оценивается.

Как измерить напряжение, например, аккумуляторной батареи:

1. Подключить щупы.
2. Установить переключатель на максимальное значение в секторе ACV.
3. Удерживая щупы за изолированные участки, прикоснуться оголенными концами к разным контактам батареи.
4. Зафиксировать результаты измерений в вольтах, отображаемые на экране.
5. Если показания не точны, следует изменить значение предельного измерения путем перемещения ручки переключателя на оптимальное значение из предлагаемого диапазона.

Для измерения постоянного напряжения следует установить ручку переключателя на сектор DCV (режим вольтметр). Соблюдение полярности не обязательно, поскольку при обратном подключении на экране будет отображено отрицательное значение.

Где и как используется

Такие измерительные аппараты широко используются в самых разных областях. Они задействованы в промышленности, строительной сфере, предприятиях, которые занимаются распределением и генерацией электро- и теплоэнергии. Также применяются для научных исследований в лабораториях.

Устройство и его разновидности входят в конструкцию других подобных приборов. В омметре, принцип действия которого основан на законе Ома, (устройстве для определения сопротивления) есть резистор R (ограничивает ток) и чувствительная измерительная головка, через которую проходят миллиамперы. Иначе она называется миллиамперметром.

Особенности конструкции

Устройство амперметра зависит непосредственно от модели и производителя.

У классического амперметра имеется катушка, стрелка и градуированная шкала. Через катушку устройства проходит некоторая часть тока, который необходимо измерить. Это количество тока обратно пропорционально сопротивлению катушки. Она включена параллельно шунту (калиброванный) малого сопротивления.

Выпрямленный или прямой ток проходит через катушку. Это приводит к повороту стрелки аппарата. В связи с этим угол наклона стрелки становится пропорционален величине электрического тока, который надо измерить.

Благодаря катушке аппарата, электрический ток инициирует крутящий момент. Он получается в результате взаимодействия магнитного поля амперметра и магнитного поля стационарного магнита. Так как катушка и стрелка соединены, то катушка наклоняется в соответствии с углом и показывает значение электрического тока непосредственно на шкале.

Помимо классического типа устройства, существует также цифровой.

Электрическая схема цифрового амперметра:

Принцип работы

Первый прибор в начале XIX века изобрел Швейгер, но он тогда назывался гальванометром. Рисунок простейшего амперметра выглядит так. На оси кронштейна расположен якорь из стали со стрелкой. Эта конструкция расположена параллельно постоянному магниту, который воздействует на якорь и придает ему магнитные свойства.

Вдоль магнита и стрелки проходят силовые линии, что соответствует нулевому положению на шкале. Как только начнет проходить электрический ток по шине, то произойдет образование магнитного потока. Его силовые линии будут расположены перпендикулярно линиям постоянного магнита.

Под таким воздействием якорь будет стараться повернуться на 90°, а магнитный поток воспрепятствует его возвращению в исходное положение. От величины и направления тока, который проходит по шине, зависит взаимодействие магнитных потоков. Соответственно этой величине стрелка отклонится от нуля по шкале.

Технические характеристики

Как и конструкция, характеристики и параметры могут сильно отличаться в зависимости от производителя и модели.

На примере модели амперметра M42100 рассмотрены средние характеристики.

• Диапазон измерений: от 5 мА до 15 А (при непосредственном способе включения).
• От 15 А до 6000 А (при способе включения с наружным шунтом на 75 мВ).
• Рабочая температура: -50 до +60 градусов
• Размеры: 80х80 мм (вырез в щите 77.5 мм).
• Класс точности: 1.5.

Чувствительность амперметра определяется величиной тока, необходимого катушке измерителя для создания отклонения указателя от полной шкалы. Чем меньше величина тока, необходимого для создания этого отклонения, тем выше чувствительность измерителя. Движение, которое требует только 100 микроампер для полного отклонения, имеет большую чувствительность, чем движение, которое требует 1 мА для того же отклонения.

Популярные модели

Как отечественными, так и зарубежными производителями выпускается довольно большое количество приборов, разнообразной классификации. Особенно ценятся цифровые устройства, которые нужны для измерения показаний. К ним относятся:

1. А-05 (DC-2) — прибор устроен с внешним шунтом 75 мВ для измерения показаний в цепях постоянного напряжения. В зависимости от используемого трансформатора, амперметр используется в сетях с током от 100 до 1 тыс. А. Единицей измерения является ампер, замеры которого получают с погрешностью 1%, если класс точности шунта не менее 0,5. Потребляемая мощность не более 5 Вт.
2. ВАР-М01−083 AC 20−450 В УХЛ4 — универсальный прибор, применяемый как вольтметр, так и амперметр. Устройство может использоваться в качестве основного и дополнительного оборудования. Питается за счет проверяемой электрической цепи. Прибор обладает функцией сохранения в памяти минимального и максимального значения. Управление осуществляется одной кнопкой, переключением которой можно вызвать все функции.
3. ТДМ SQ 1102−0060 400А/5А — недорогой стрелочный прибор, применяемый в однофазных сетях. Корпус выполнен из негорючего пластика и имеет полную совместимость со многими маркировками трансформаторов. Средний срок службы составляет около 12 лет.
4. АМ-1 — стационарный измерительный прибор, устанавливаемый на DIN-рейку. В комплект входит дополнительный трансформатор. Погрешность измерения составляет не более 0,5 А.

Стоит отметить еще модели амперметров АМ-3, IEK Э 47−1500/5 А, ACS 712 30 А RD и др. Чтобы избежать больших погрешностей, следует выбирать устройства с сопротивлением до 0,5 Ом. Корпус устройств должен быть герметичным и состоять из негорючего материала. Клеммы обычно покрывают антикоррозийным слоем, назначение которых считается обеспечение более прочного контакта.

Как подключить амперметр

При подключении амперметра важно придерживаться последовательности действий и техники безопасности.

Большая часть амперметров должна подключаться последовательно с несущей ток цепью, или же нужно последовательно подключить их резисторы (шунтирующие). Так или иначе, электрический ток протекает через шунт измерительного устройства.

Амперметр не должен подключаться напрямую к источнику тока и напряжения, так как их внутренне сопротивление довольно низкое и существует большая вероятность протекания избыточного электрического тока. Устройства рассчитаны на низкий уровень спада напряжения на клеммах, что гораздо меньше, чем 1 В. Дополнительные потери цепи, которые вызываются устройством, имеют название «нагрузки» на измеряемую цепь.

Измерительный аппарат последовательно соединяется с цепью, что позволяет всем электронам электрического тока проходить через устройство. Спад мощности возможен из-за тока, который измеряется, и из-за внутреннего сопротивления. Это связано с тем, что цепь устройства обладает низким сопротивлением и именно там происходит основной спад напряжения.

Прозвонка проводов с помощью мультиметра

Процесс оценки целостности проводников или p-n-переходов полупроводников среди специалистов обозначается коротко – прозвонка. Метод прозвонки позволяет определить места повреждения электропроводки, получая звуковой сигнал при замыкании цепи и отсутствие сигнала при выявленном обрыве.

Для производства работ следует:

1. Обесточить электрическую цепь.
2. Становить ручку переключателя в положение прозвонка, которое обозначено на панели знаком диода.
3. Проверить работоспособность мультиметра, закоротив щупы: наличие сигнала означает, что прибор к работе готов.
4. Последовательно проверять небольшие участки цепи до выявления обрыва.

Как выбрать

• Упаковка должна быть сухой, чистой и без повреждений.
• Правильность написания названия продукции.
• Обязательное наличие штрихкода (и/или QR-кода).
• Все параметры и характеристики написаны на упаковке.
• Наличие паспорта и/или инструкции.

Для того, чтобы не ошибиться в при покупке амперметра, очень важно знать о его параметрах и конструкции. В противном случае есть большой риск приобрести подделку.

Амперметр. Прибор для измерения тока в электрической цепи

Многие знают, что в электрической розетке помимо напряжения есть еще и ток, который опасен для человеческой жизни. Но как его померять? Насколько сложно это сделать? Для измерения тока существует специальный прибор, который называется амперметр.

Итак, амперметр — это электроизмерительный прибор, предназначенный для измерения тока в электрической цепи. Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц (электронов), измеряется он в Амперах и, соответственно, прибор который его измеряет носит название амперметр.

У идеального амперметра внутренне сопротивление равно нулю. Ну, где вы видели в нашем мире что-то идеальное? Поэтому и у реального амперметра внутреннее сопротивление хоть и минимально, но все же не равно нулю. Как и вольтметр, амперметр также может иметь диапазон измерения (например, 1, 2, 3, 5, 10 А), который зависит от внутреннего сопротивления электроизмерительного прибора. Как правило, добавочное сопротивление уже установлено в корпусе устройства и переключается с помощью специального переключателя.

Обозначение амперметра в электрической цепи

На электрических схемах амперметр представляют в виде круга с клеммами и буквой А в центре:

Почему амперметр всегда подключается последовательно?

Амперметр ВСЕГДА подключается в измеряемую электрическую цепь последовательно. Все «направленно движущиеся» электроны проходят через измерительный прибор. А как же потери мощности, спросите вы? Да, в этом случае это неизбежно, но следует помнить, что амперметр имеет минимальное внутреннее сопротивление, соответственно потери мощности в нем будут незначительны.

Сопротивление амперметра должно быть минимальным по двум причинам:

• Весь измеряемый ток проходит через амперметр.
• Амперметр должен оказывать минимальное влияние на электрическую цепь в которую он подключен.

Типы амперметров

Классификация амперметра зависит от их конструкции и рода тока, протекающего через него. Ниже приведены типы электроизмерительных приборов относительно конструкции.

1. Амперметр магнитоэлектрической системы с постоянным магнитом.
2. Электромагнитный амперметр.
3. Электродинамический амперметр.
4. Амперметр с выпрямительным мостом.

По роду тока амперметры делятся на:

• Амперметры постоянного тока;
• Амперметры переменного тока;

Магнитоэлектрический амперметр подвижной катушкой с постоянными магнитами (PMMC)

Магнитоэлектрический принцип лежит в основе работы такого устройства. Если совсем коротко — то суть его работы заключается в следующем: катушка измерительного прибора помещается в постоянное магнитное поле. При протекании через катушку тока будем создан вращающий момент, который и повернет стрелку прибора.

Электродинамический амперметр

Он используется для измерения как переменного, так и постоянного тока. Точность прибора достаточно высокая по сравнению с магнитоэлектрическим измерительным прибором. Калибровка прибора одинакова как для переменного, так и для постоянного тока, то есть если амперметр был откалиброван под постоянный ток, то его можно использовать для измерения переменного тока без повторной калибровки.

Амперметр детекторной системы (с выпрямительным мостом)

Используется для измерения переменного тока. Приборы используют выпрямительный мост, который преобразует переменный ток в постоянный, который измеряется с помощью магнитоэлектрического амперметра. Такой тип прибора используется для измерения тока в цепях управления и при использовании трансформаторов тока.

Измерительный шунт

Слишком большие токи, которые могут протекать в мощных силовых цепях, выведут измерительный прибой из строя при прямом подключении. Чтобы избежать этого используют измерительный шунт.

Шунт имеет очень малое активное сопротивление, что оказывает минимальное влияние на измеряемую цепь. Параллельно к нему подключается амперметр, который уже и проводит измерение тока.

Влияние температуры на измерение тока

Амперметр — чувствительное устройство, на которое существенно влияет температура окружающей среды. Изменение температуры вызывает ошибку в показаниях. Вы можете использовать добавочное сопротивление (балластное сопротивление). Сопротивление с нулевым температурным коэффициентом называют добавочным сопротивлением (swamping resistance). Оно подключается последовательно с катушкой электроизмерительного прибора. Балластное сопротивление уменьшает влияние температуры на показания прибора.

Амперметр имеет встроенный предохранитель, который защищает его от скачков тока (неправильное подключение). Если через амперметр протекает значительный ток, предохранитель перегорит, тем самым разорвав электрическую цепь и сохранив измерительную систему прибора. Соответственно прибор нельзя будет использовать, пока не будет заменена плавкая вставка.

Как подключить амперметр?

Амперметр – прибор, с помощью которого измеряют силу электрического тока (постоянного или переменного). Как известно, сила электрического тока измеряется в амперах. На электрических схемах обозначается кружком, внутри которого пишется «А», что значит ампер, то есть Ампер – единица измерения тока.

Таким образом, амперметр измеряет силу электрического тока в амперах.

Применение амперметра

Амперметр применяется для измерения электрического тока как постоянной, так и переменной величины в диапазоне от мкА до кА. Амперметр следует применять на ток, не превышающий максимальный ток шкалы, с учетом схемы подключения. В зависимости от верхнего предела измерений амперметры делятся на микроамперметры (10 -6 ), миллиамперметры(10 -3 ), амперметры, килоамперметры(10 +3 ).

Как подключить амперметр правильно?

Амперметр подключается в разрыв цепи, последовательно. Схема подключения амперметра через шунт

Расчет шунта для амперметра

Шунт необходим в тех случаях, когда необходимо измерить ток больше максимального измеряемого тока амперметра. В этом случае производится расчет сопротивления шунта, по формуле.

• Rш – искомое сопротивление шунта, Ом
• RА – внутреннее сопротивление амперметра, Ом
• IА – максимальная величина тока, измеряемая амперметром, А
• IШ – величина тока, которую необходимо измерить (с шунтом).

Внутреннее сопротивление амперметра

Внутреннее сопротивление амперметра должно на порядок меньше сопротивления измеряемой цепи. Если внутреннее сопротивление амперметра неизвестно, то его можно измерить. Подключаем к источнику питания амперметр и нагрузочное сопротивление последовательно, а параллельно амперметру ставим еще чувствительный вольтметр. Разделив показания чувствительного вольтметра, на показания амперметра получим величину внутреннего сопротивления амперметра.

Подключение:

• С самого начала хотим предупредить, что шунт для амперметра должен быть из комплекта поставки данного прибора. Если возьмёте другой, это может привести к тому, что показания будут выдаваться неверно. С чем это связано? В первую очередь с тем, что даже у индикаторов разных марок с одинаковым током полного отклонения у стрелок может быть неодинаковое внутреннее сопротивление.
• Теперь выберите шунт для амперметра, предельный ток которого будет ниже измеряемого. Допустим, если подразумевается, что ток в цепи будет колебаться в следующих пределах – от 5 до 8А, тогда вам нужно выбрать шунт на 10А.
• На винтах прибора вы найдёте по две гайки. С каждого из винтов отверните первую из них, а вторую, которая находится ближе к корпусу, отворачивать не нужно, в противном случае винт провалится внутрь, и амперметр придётся вскрывать.
• Теперь на винты наденьте шунты и закрепите гайками. Между шунтом и вторыми гайками, которые расположены на каждом из этих винтов, должны быть две шайбы, не забудьте об этом.
• Схема подключения амперметра дальше такова: нужно обесточить устройство, у которого вы хотите измерить потребляемый ток. Просто разорвите цепь его питания, а затем, соблюдая полярность, амперметр включают в цепь с шунтом. Провода при этом зажимайте меду шайбами. После выполнения этих действий можно снова включать питание, прочитав показания, а затем опять обесточивайте цепь, убирайте амперметр и восстанавливайте соединение.
• Умножьте показания прибора на коэффициент, который указан на шунте. Если этих данных нет, вычислить цену деления можно самостоятельно. Как это сделать? Вот пример – если ток при полном отклонении индикатора равен 100 мкА, а шунт рассчитан на 10 А, то каждому микроамперу на шкале соответствовать будет 0,1 А тока в цепи.
• На худой конец вы можете воспользоваться шунтом без обозначений, а также любым магнитоэлектрическим индикатором. Последовательно соедините испытуемый и образцовый амперметр и затем смело подключайте их к стабилизатору тока. Постепенно повышайте ток от нуля, вследствие чего вы должны добиться полного отклонения стрелки испытуемого прибора. Таким образом, образцовый амперметр поможет вам узнать значение тока в цепи. Поделите это значение на количество делений, которые находятся на шкале, это поможет вычислить цену одного деления.

Теперь вы знаете, как подключить амперметр, надеемся, что вы сможете использовать предложенные инструкции на практике.