Электротехника
Электротехника
ОглавлениеПРЕДИСЛОВИЕИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ  ТОК И НАПРЯЖЕНИЕ1.2. ПРОСТЕЙШАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 1.3. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ 1.4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ 1.5. ВКЛЮЧЕНИЕ АМПЕРМЕТРА И ВОЛЬТМЕТРА 1.6. МОЩНОСТЬ 1.7. СОПРОТИВЛЕНИЕ ЦЕПИ И ЗАКОН ОМА 1.8. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ 1.9. ПОЧЕМУ ЦЕПИ, ПОДЧИНЯЮЩИЕСЯ ЗАКОНУ ОМА, НАЗЫВАЮТ ЛИНЕЙНЫМИ 1.10. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЦЕПИ 1.11. ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ 1.12. ТЕПЛОВОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА И ЗАКОН ДЖОУЛЯ — ЛЕНЦА 1.13. НАПРАВЛЕНИЕ ТОКА И ЕГО ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ 1.14. НАПРАВЛЕНИЕ ТОКА И ВЫПРЯМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 1.15. АККУМУЛЯТОРЫ И ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 1.16. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ 1.17. ТОК В СЛОЖНЫХ ЦЕПЯХ 1.18. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА И ПОТЕРЯ НАПРЯЖЕНИЯ 1.19. ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ПОТЕНЦИАЛ 1.20. ЗАКОНЫ КИРХГОФА ГЛАВА ВТОРАЯ. МАГНИТЫ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. МАГНИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА 2.1. МАГНИТЫ И МАГНИТНОЕ ПОЛЕ 2.2. МАГНИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ТОКА 2.3. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ДЕЙСТВУЕТ НА ПРОВОДНИК С ТОКОМ 2.  4. МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ2.6. НАГЛЯДНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ 2.7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОВ 2.8. ИЗМЕНЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ СОЗДАЕТ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩУЮ СИЛУ 2.9. ПРАВИЛО ЛЕНЦА 2.10. МАГНИТНЫЙ ПОТОК 2.11. ЗАКОН НАВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ 2.12. НАВЕДЕНИЕ ЭДС В ПРЯМОЛИНЕЙНОМ ПРОВОДНИКЕ, ДВИЖУЩЕМСЯ В ПОЛЕ 2.13. ВЗАИМНАЯ ИНДУКДИЯ 2.14. САМОИНДУКЦИЯ 2.15. ВЛИЯНИЕ САМОИНДУКЦИИ НА ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ 2.16. ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ЖЕЛЕЗО В МАГНИТНОМ ПОЛЕ. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ. ПОСТОЯННЫЕ МАГНИТЫ 3.1. ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА ДЛЯ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПРИ ОТСУТСТВИИ ЖЕЛЕЗА 3.2. НАМАГНИЧИВАНИЕ ЖЕЛЕЗНОГО КОЛЬЦА 3.3. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ 3.4. РАСЧЕТ ПОЛЯ В КОЛЬЦЕВОЙ КАТУШКЕ СО СПЛОШНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ ПО МАГНИТНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ 3.6. ЗАКОН ПОЛНОГО ТОКА ДЛЯ ПОЛЯ В НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ 3.7. СТАЛЬНОЕ КОЛЬЦО С РАЗРЕЗОМ 3.8. НАПРЯЖЕННОСТЬ МАГНИТНОГО ПОЛЯ, РАСЧЕТ МАГНИТНОЙ 3.  9. НАМАГНИЧЕННОСТЬГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ 4.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЗАРЯДЫ 4.2. ИЗОЛЯТОРЫ И ПРОВОДНИКИ 4.3. ПРОСТЕЙШИЕ ОПЫТЫ С НЕПОДВИЖНЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ЗАРЯДАМИ (ЭЛЕКТРОСТАТИКА) 4.4. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ 4.5. НАПРЯЖЕНИЕ (РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ) 4.6. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЕМКОСТЬ. КОНДЕНСАТОРЫ 4.7. КОНДЕНСАТОР В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ 4.8. ДВИЖЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗАРЯДОВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ ГЛАВА ПЯТАЯ. ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК 5.1. ЗАЧЕМ НУЖЕН ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК? 5.2. ПОЛУЧЕНИЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 5.3. ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 5.4. СИНУСОИДА 5.5. ЗАКОН ОМА ДЛЯ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ГЛАВА ШЕСТАЯ. ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 6.1. КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 6.2. ФАЗОВЫЙ СДВИГ В ИНДУКТИВНОЙ ЦЕПИ 6.3. КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ 6.4. КОНДЕНСАТОВ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 6.5. КОМПЕНСАЦИЯ СДВИГА ФАЗ 6.6. РАСЧЕТ ПРОСТЕЙШИХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 6.7. РЕЗОНАНС ТОКОВ 6.8. РЕЗОНАНС НАПРЯЖЕНИЙ ГЛАВА СЕДЬМАЯ.  ТРЕХФАЗНЫЙ ТОК7.1. ТРЕХФАЗНАЯ СИСТЕМА 7.2. РАЗМЕТКА КОНЦОВ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ 7.3. СЛОЖЕНИЕ ФАЗНЫХ ЭДС 7.4. СОЕДИНЕНИЕ В ЗВЕЗДУ 7.5. СОЕДИНЕНИЕ ТРЕУГОЛЬНИКОМ 7.6. МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА 7.7. ПОТЕРИ МОЩНОСТИ В ТРЕХФАЗНОЙ ЛИНИИ ГЛАВА ВОСЬМАЯ. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ НА МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРАХ 8.1. КАК РАБОТАЕТ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОР 8.2. ПРОСТЕЙШИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 8.3. О ТОЧНОСТИ ВЫЧИСЛЕНИЙ 8.4. ПРОГРАММИРУЕМЫЕ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРЫ 8.5. РАСЧЕТЫ НА ПРОГРАММИРУЕМЫХ МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРАХ 9.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ПОЛУПРОВОДНИКАХ 9.2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ. ВЫПРЯМИТЕЛИ 9.3. ТРАНЗИСТОРЫ. УСИЛИТЕЛИ ЭЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ 9.4. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ В УСИЛИТЕЛЯХ 9.5. ГЕНЕРАТОРУ СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ 9.6. ТИРИСТОРЫ, УПРАВЛЯЕМЫЕ ВЫПРЯМИТЕЛИ 9.7. КЛЮЧИ 9.8. НЕИЗБЕЖНОСТЬ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ 9.9. ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ ГЛАВА ДЕСЯТАЯ. МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА 10.1. НАЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 10.  2. МАГНИТНАЯ СИСТЕМА МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОМА10.3. КОЛЛЕКТОР 10.4. ЯКОРНЫЕ ОБМОТКИ 10.5. РАБОЧИЙ РЕЖИМ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА 10.6. СПОСОБЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ МАШИН 10.7. ОБРАТИМОСТЬ МАШИН ПОСТОЯННОГО ТОКА. РАБОТА ДВИГАТЕЛЯ 10.8. ДВИГАТЕЛИ С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ. ТРАНСФОРМАТОРЫ 11.1. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ТРАНСФОРМАТОРА 11.2. РАБОТА ТРАНСФОРМАТОРА 11.3. ТРАНСФОРМАТОР ТРЕХФАЗНОГО ТОКА 11.4. ПОТЕРИ В ТРАНСФОРМАТОРЕ 11.1. АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ. МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 12.1. ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 12.2. СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 12.3. ТРЕХФАЗНЫЕ МАШИНЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 12.4. РАБОТА СИНХРОННЫХ МАШИН 12.5. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ 12.6. ВРАЩАЮЩЕЕСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ 12.7. АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ 12.8. КПД ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН ГЛАВА ТРИНАДЦАТАЯ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ 13.1. ВЫКЛЮЧАТЕЛИ, КНОПКИ И КЛАВИШИ 13.2. РАБОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНТАКТОВ 13.  3. ЭЛЕКТРОМАГНИТЫ13.4. КОНТАКТОРЫ 13.5. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РЕЛЕ 13.6. ПРЕДОХРАНИТЕЛИ, РЕЛЕ ТОКА И ТЕПЛОВЫЕ РЕЛЕ 13.7. ПУТЕВЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ ГЛАВА ЧЕТЫРНАДЦАТАЯ. УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МАШИНАМИ 14.2. ДВА ТИПА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СХЕМ 14.3. КАК ВКЛЮЧИТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ 14.4. СХЕМЫ ТОРМОЖЕНИЯ 14.5. ЗАЩИТА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ 14.6. КАК ОПИСАТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ СХЕМУ ГЛАВА ПЯТНАДЦАТАЯ. ИЗМЕРЕНИЯ В ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ 15.1. РОЛЬ ИЗМЕРЕНИЙ В ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ 15.2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 15.3. ШУНТЫ И ДОБАВОЧНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ 15.4. ИЗМЕРЕНИЕ ОЧЕНЬ МАЛЫХ ТОКОВ. ГАЛЬВАНОМЕТРЫ 15.5. ПРИБОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 15.6. КАК ИЗМЕРИТЬ МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА 15.7. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЧЕТЧИК ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 15.8. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ И ЭНЕРГИИ В ЦЕПЯХ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА 15.9. САМОПИСЦЫ И ОСЦИЛЛОГРАФЫ 15.10. ЦИФРОВЫЕ ПРИБОРЫ 15.11. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЦЕПИ |
§102.
Измерение мощности и электрической энергииИзмерение мощности. В цепях постоянного тока мощность измеряют электро- или ферродинамическим ваттметром. Мощность может быть также подсчитана перемножением значений тока и напряжения, измеренных амперметром и вольтметром.
В цепях однофазного тока измерение мощности может быть осуществлено электродинамическим, ферродинамическим или индукционным ваттметром. Ваттметр 4 (рис. 336) имеет две катушки: токовую 2, которая включается в цепь последовательно, и напряжения 3, которая включается в цепь параллельно.
Ваттметр является прибором, требующим при включении соблюдения правильной полярности, поэтому его генераторные зажимы (зажимы, к которым присоединяют проводники, идущие со стороны источника 1) обозначают звездочками.
Рис. 336. Схема для измерения мощности
Для расширения пределов измерения ваттметров их токовые катушки включают в цепь при помощи шунтов или измерительных трансформаторов тока, а катушки напряжения — через добавочные резисторы или измерительные трансформаторы напряжения.
Измерение электрической энергии. Способ измерения. Для учета электрической энергии, получаемой потребителями или отдаваемой источниками тока, применяют счетчики электрической энергии. Счетчик электрической энергии по принципу своего действия аналогичен ваттметру. Однако в отличие от ваттметров вместо спиральной пружины, создающей противодействующий момент, в счетчиках предусматривают устройство, подобное электромагнитному демпферу, создающее тормозящее усилие, пропорциональное частоте вращения подвижной системы. Поэтому при включении прибора в электрическую цепь возникающий вращающий момент будет вызывать не отклонение подвижной системы на некоторый угол, а вращение ее с определенной частотой.
Число оборотов подвижной части прибора будет пропорционально произведению мощности электрического тока на время, в течение которого он действует, т. е. количеству электрической энергии, проходящей через прибор. Число оборотов счетчика фиксируется счетным механизмом. Передаточное число этого механизма выбирают так, чтобы по показаниям счетчика можно было отсчитывать не обороты, а непосредственно электрическую энергию в киловатт-часах.
Наибольшее распространение получили ферродинамические и индукционные счетчики; первые применяют в цепях постоянного тока, вторые — в цепях переменного тока. Счетчики электрической энергии включают в электрические цепи постоянного и переменного тока так же, как и ваттметры.
Ферродинамический счетчик (рис. 337) устанавливают на э. п. с. постоянного тока. Он имеет две катушки: неподвижную 4 и подвижную 6. Неподвижная токовая катушка 4 разделена на две части, которые охватывают ферромагнитный сердечник 5 (обычно из пермаллоя). Последний позволяет создать в приборе сильное магнитное поле и значительный вращающий момент, обеспечивающий нормальную работу счетчика в условиях тряски и вибраций. Применение пермаллоя способствует уменьшению погрешности счетного механизма 2 от гистерезиса магнитной системы (он имеет весьма узкую петлю гистерезиса).
Чтобы уменьшить влияние внешних магнитных полей на показания счетчика, магнитные потоки отдельных частей токовой катушки имеют взаимно противоположное направление (астатическая система).
При этом внешнее поле, ослабляя поток одной части, соответственно усиливает поток другой части и оказывает в целом небольшое влияние на результирующий вращающий момент, создаваемый прибором. Подвижная катушка 6 счетчика (катушка напряжения) расположена на якоре, выполненном в виде диска из изоляционного материала или в виде алюминиевой чаши. Катушка состоит из отдельных секций, соединенных с пластинами коллектора 7 (эти соединения на рис. 337 не показаны), по которому скользят щетки из тонких серебряных пластин.
Ферродинамический счетчик работает принципиально как двигатель постоянного тока, обмотка якоря которого подключена параллельно, а обмотка возбуждения — последовательно с потребителем электроэнергии. Якорь вращается в воздушном зазоре между полюсами сердечника. Тормозной момент создается в результате взаимодействия потока постоянного магнита 1 с вихревыми токами, возникающими в алюминиевом диске 3 при его вращении.
Для компенсации влияния момента трения и уменьшения благодаря этому погрешности прибора в ферродинамических счетчиках устанавливают компенсационную катушку или в магнитном поле неподвижной (токовой) катушки помещают лепесток из пермаллоя, который имеет высокую магнитную проницаемость при малой напряженности поля.
При небольших нагрузках этот лепесток усиливает магнитный поток токовой катушки, что приводит к увеличению вращающего момента и компенсации трения. При увеличении нагрузки индукция магнитного поля катушки увеличивается, лепесток насыщается и его компенсирующее действие перестает возрастать.
При работе счетчика на э. п. с. возможны сильные толчки и удары, при которых щетки могут отскакивать от коллекторных пластин. При этом под щетками будет возникать искрение. Для его предотвращения между щетками включают конденсатор С и резистор R1. Компенсация температурной погрешности осуществляется с помощью термистора Rт (полупроводникового прибора, сопротивление которого зависит от температуры). Он включается совместно с добавочным резистором R2 параллельно подвижной катушке. Чтобы уменьшить влияние тряски и вибраций на работу счетчиков, их устанавливают на э. п. с. на резинометаллических амортизаторах.
Индукционный счетчик имеет два электромагнита (рис. 338,а), между которыми расположен алюминиевый диск 7.
Вращающий момент в приборе создается в результате взаимодействия переменных магнитных потоков Ф1 и Ф2, созданных катушками электромагнитов, с вихревыми токами Iв1 и Iв2, индуцируемыми ими в алюминиевом диске (так же, как и в обычном индукционном измерительном механизме, см. § 99).
В индукционном счетчике вращающий момент М должен быть пропорционален мощности P=UIcos?. Для этого катушку 6 одного из электромагнитов (токовую) включают последовательно с нагрузкой 5, а катушку 2 другого (катушку напряжения) — параллельно нагрузке. В этом случае магнитный поток Ф1 будет пропорционален току I в цепи нагрузки, а поток Ф2 — напряжению U, приложенному к нагрузке. Для обеспечения требуемого угла сдвига фаз ? между потоками Ф1 и Ф2 (чтобы sin? = cos?) в электромагните катушки напряжения предусмотрен магнитный шунт 3, через который часть потока Ф2 замыкается
Рис. 337. Ферродинамический счетчик электрической энергии
Рис. 338. Индукционный счетчик электрической энергии
помимо диска 7.
Угол сдвига фаз между потоками Ф1 и Ф2 точно регулируется изменением положения металлического экрана 1, расположенного на пути потока, ответвляющегося через магнитный шунт 3.
Тормозной момент создается так же, как в ферродинамическом счетчике. Компенсация момента трения осуществляется путем создания небольшой несимметрии в магнитной цепи одного из электромагнитов с помощью стального винта.
Для предотвращения вращения якоря при отсутствии нагрузки под действием усилия, созданного устройством, компенсирующим трение, на оси счетчика укрепляется стальной тормозной крючок. Этот крючок притягивается к тормозному магниту 4, благодаря чему предотвращается возможность вращения подвижной системы без нагрузки.
При работе же счетчика под нагрузкой тормозной крючок практически не влияет на его показания.
Чтобы диск счетчика вращался в требуемом направлении, необходимо соблюдать определенный порядок подключения проводов к его зажимам. Нагрузочные зажимы прибора, к которым подключают провода, идущие от потребителя, обозначают буквами Я (рис.
338,б), генераторные зажимы, к которым подключают провода от источника тока или от сети переменного тока,— буквами Г.
Как измерить ток | Hioki
Зачем нужно измерять ток? Причины, методы и меры предосторожности
Обзор
Вы не можете увидеть электрический ток своими глазами. Следовательно, для измерения таких свойств, как ток, необходимы специально разработанные измерительные приборы. Но зачем вообще нужно измерять ток? И как это достигается?
На этой странице подробно описаны причины измерения тока и методы использования соответствующих приборов.
Необходимость измерения тока
Электронные устройства чрезвычайно чувствительны и точны. Следовательно, многие устройства необходимо регулярно проверять, и обслуживание является ключевым фактором. Если бы не было измерительных приборов, было бы трудно точно определить проблемы во время обслуживания и поломки оборудования. По этой причине измерение тока является важной частью технического обслуживания электронных устройств и выявления причин неисправностей и отказов.
Существует ряд измерительных приборов, которые можно использовать для измерения силы тока. Наиболее часто используются следующие три:
Цифровые мультиметры
Датчики тока
Токоизмерительные клещи
Каждый из этих приборов можно использовать для измерения тока. Важно выбрать лучший инструмент для вашего приложения.
На этой странице объясняется, как измерять ток с помощью каждого типа прибора.
Как измерить ток с помощью цифрового мультиметра
Цифровой мультиметр — это прибор, обеспечивающий основные функции измерения электрических цепей, от силы тока до напряжения и сопротивления. Доступны различные типы, от больших моделей до карточных устройств, и они используются в различных сценариях измерения электроэнергии.
Большинство цифровых мультиметров имеют поворотный переключатель для изменения функций, поэтому первым шагом является настройка прибора на текущую функцию.
Затем подключите черную (отрицательную) клемму измерительных проводов к «COM», а красную (положительную) клемму к «A».
При подключении измерительных проводов к цепи подсоедините черный провод к отрицательной стороне источника питания, а красный провод к стороне нагрузки, чтобы прибор был последовательно подключен к цепи.
Необходимо соблюдать осторожность, так как подача напряжения, когда измерительный провод вставлен в клемму «А», может привести к повреждению цифрового мультиметра. Следовательно, хорошей практикой является отключение питания измеряемой цепи, чтобы случайно не подать напряжение. Затем подключите ток последовательно с измерительными клеммами и снова включите питание.
Как измерять ток с помощью токового пробника
Токовый пробник — это инструмент, который позволяет прибору, например осциллографу, измерять формы тока путем преобразования тока в напряжение. Они полезны в широком диапазоне сценариев измерения тока, поскольку позволяют наблюдать за сигналом снаружи изоляции (без разрезания кабеля или другого проводника) и поскольку они могут выдерживать токи различной величины.
Доступны следующие шесть типов токоизмерительных датчиков, которые следует выбирать в соответствии с применением.
Тип ТТ
Эти датчики тока предназначены исключительно для измерения переменного тока. Они сравнительно недороги и не требуют источника питания, хотя их нельзя использовать для измерения постоянного тока.
Датчик Холла
Эти датчики тока могут использоваться для измерения переменного и постоянного тока. Они недороги, но имеют недостатки, в том числе сравнительно низкую точность и дрейф, вызванный температурой и временем, что делает их плохо подходящими для приложений, в которых ток должен измеряться в течение длительного периода времени.
Тип Rogowski
Эти датчики измеряют ток путем преобразования напряжения, индуцируемого в катушке с воздушным сердечником переменным магнитным полем, которое возникает вокруг измеряемого тока. Они недороги и могут измерять большие токи, поскольку отсутствие магнитного сердечника устраняет проблему магнитного насыщения.
Кроме того, они не страдают от недостатка магнитных потерь. Однако они чувствительны к воздействию шума и поэтому плохо подходят для высокоточных измерений. Кроме того, у них есть недостаток, заключающийся в том, что они не могут измерять постоянные токи из-за принципа их действия.
Датчик переменного тока с нулевым потоком
Эти преобразователи улучшают характеристики преобразователей типа CT в низкочастотном диапазоне. Благодаря малой фазовой ошибке они могут выполнять измерения в широкой полосе частот, что делает их хорошо подходящими для измерения мощности. Однако они используют метод ТТ и поэтому не могут измерять постоянные токи.
Тип AC/DC с нулевым потоком (с датчиком Холла)
Эти датчики сочетают в себе метод ТТ с элементом Холла, что позволяет им измерять как постоянный, так и переменный ток.
Тип AC/DC с нулевым потоком (феррозондовый датчик)
Эти датчики сочетают в себе метод CT с элементом FG (феррозонд), что позволяет им измерять как постоянный, так и переменный ток.
Поскольку благодаря своему принципу работы феррозонд имеет чрезвычайно малый дрейф смещения в широком диапазоне температур, он может обеспечивать исключительно точные и стабильные измерения, что делает этот тип датчика тока идеальным для сопряжения с высокоточными измерителями мощности для бескомпромиссной точности
Как измерить ток токоизмерительными клещами
Для измерения тока токоизмерительными клещами сначала установите поворотный переключатель в положение «А». Затем выполните регулировку нуля и зажмите губки поперек троса. Поскольку токоизмерительные клещи могут измерять ток, просто закрепляя их на кабеле, их также можно использовать для проверки значений тока без отключения цепей. В этих приборах используется тот факт, что магнитное поле, возникающее при протекании тока, пропорционально величине тока; измеряя это поле, можно измерить ток.
Если токоизмерительные клещи зажать вокруг двух проводов туда и обратно, магнитные поля будут компенсировать друг друга.
Необходимо избегать зажима счетчика вокруг таких пар проводов, за исключением случаев измерения тока утечки.
Поскольку магнитное поле увеличивается пропорционально количеству витков катушки в том же направлении вокруг сердечника зажима, точность можно повысить, добавив витки к инструменту для усиления магнитного поля.
Выбор лучшего прибора для вашего приложения
Измерительные инструменты необходимы для измерения таких свойств, как сила тока, для поддержания и выявления неисправностей в точных, чувствительных электронных приборах. Для измерения тока часто используются такие инструменты, как цифровые мультиметры, токовые пробники и токоизмерительные клещи. Почему бы не попробовать использовать для измерения тока прибор, соответствующий вашим требованиям и целям?
Применение
Как использовать
Сопутствующие товары
- Датчик переменного/постоянного тока CT6904A
- Clamp Logger LR5051
- Digital Multimeter DT4282
- AC/DC Clamp Meter CM4375-50
- Current Probe CT6711
- Power Quality Analyzer PQ3198
Learn More
How to Use a Digital Multimeter How использовать цифровой мультиметр.
Обзор преимуществ и недостатковЧто такое электрический ток? Что такое электрический ток? Разница между напряжением и током, разные виды тока и методы измерения тока
Как пользоваться токоизмерительными клещами Готовы учиться? Советы по использованию токоизмерительных клещей, соответствующие меры предосторожности и многое другое
Как пользоваться токоизмерительными пробниками Узнайте больше о том, как пользоваться токоизмерительными пробниками. Обзор основных методов и мер предосторожности
Обзор преимуществ и недостатковКак пользоваться мультиметром для измерения тока
В наши дни существует так много электронных гаджетов и приборов, предназначенных для самых разных целей. Общим фактором является то, что все они питаются от электричества. Последний бывает двух видов: постоянный ток (DC) и переменный ток (AC). Возможность измерения этих токов имеет решающее значение для выявления проблем в электронной схеме или устройстве.
Мы покажем вам, как измерить ток с помощью цифрового мультиметра.
Понимание тока простыми словами
Электрический ток просто понять с помощью аналогии с системой протока воды внутри здания, где вода перекачивается из-под земли в верхний резервуар, а вода течет обратно в землю через трубы. Электрическая система очень похожа: по цепи вместо воды перемещаются электроны. Другие компоненты электрической системы также можно визуализировать с помощью той же модели.
Сходства между обеими системами
Положительная клемма источника питания (например, батареи) аналогична уровню верхнего бака, а отрицательная клемма — уровню земли. Эта разность потенциалов между обеими клеммами называется напряжением и измеряется в вольтах, сокращенно «В».
Чем выше бак, тем больше давление воды. Точно так же, чем выше разность потенциалов между клеммами батареи, тем больше электрическое напряжение (напряжение). Именно это напряжение управляет током в цепи. Чем больше напряжение, тем больший ток циркулирует в цепи.
Ток измеряется в амперах, сокращенно «А».
Напряжение измеряется на клеммах источника питания (аналогично измерению высоты верхнего бака). Ток измеряется внутри контура (аналогично измерению воды расходомером). Ток измеряется с помощью амперметра, который входит в состав мультиметра.
Возможности мультиметра для измерения тока
Цифровой мультиметр имеет ЖК-дисплей, поворотный переключатель и порты для подключения проводов датчика. Обычно он питается от батареи 9V. Два датчика должны быть подключены к соответствующим портам в зависимости от типа измерения. Черный щуп подключен к COM (сокращение от «общий»), соединенному с землей. Что касается красного щупа, то для малых токов используется порт мА; для больших токов используется порт 10А.
Для 10 А предупреждение на нашем мультиметре показывает «БЕЗ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ 10 А МАКС. В течение 10 СЕКУНД МАКС» (у вас может отличаться). Это означает, что мультиметр может выдерживать постоянный ток 10 А в течение максимум 10 секунд, прежде чем провода внутри станут достаточно горячими и, возможно, расплавятся.
Измерение тока, потребляемого электронными компонентами постоянного тока
Тестовая плата оснащена аккумуляторной батареей, светодиодами, зуммером, низкоскоростным двигателем и высокоскоростным двигателем. Используя переключатели, каждый из них будет включен по очереди для измерения тока.
Это электрическая схема тестовой платы. Ток можно измерить, подключив мультиметр последовательно к любой части цепи.
Для удобства щупы подключены ближе к батарее. Это поможет измерить ток, когда какой-либо или все переключатели включены. Черный щуп подключается к отрицательной клемме аккумулятора, а красный щуп подключается к другому проводу, образуя последовательную цепь.
Прежде чем приступить к измерению тока с помощью мультиметра, целесообразно получить приблизительную оценку тока, который будет измеряться. Это необходимо, поскольку красный щуп необходимо подключить к правильному порту мультиметра.
Для оценки просмотрите характеристики компонента.
Например, если двигатель постоянного тока 5 В имеет номинальную мощность 0,5 Вт:
- Ток = мощность / напряжение
- Ток = 0,5 / 5
- Ток = 0,1 А = 100 мА
Теперь, когда у вас есть приблизительное значение ток, подключите провод к обычному порту мА и установите поворотный переключатель мультиметра на 200 мА.
Однако на практике быстрее начать с более высокого значения на поворотной шкале мультиметра и перейти к более низким значениям для точности. Если у вас нет доступа к спецификации электронного компонента, это то, что вы должны сделать. 9Известно, что светодиоды 0007
потребляют мало энергии, поэтому мультиметр настроен на измерение тока в миллиамперах (мА). При измерении два ярких светодиода потребляют всего 7,43 мА.
Точно так же зуммеры не потребляют много энергии. Это еще более экономно при 2,04 мА.
Измерение тока низкоскоростного двигателя показывает 0,37 А (370 мА). Обратите внимание, что порт мультиметра и поворотный переключатель были изменены на 10 А.
Высокоскоростной двигатель, как и ожидалось, потребляет еще больше при 0,53А (530мА).
Измерение переменного тока
В отличие от постоянного тока, переменный ток (AC) не находит широкого применения в низковольтной электронике. По этой причине многие мультиметры не оснащены амперметром переменного тока. Но для тех, кто это делает, измерение переменного тока похоже на процесс постоянного; однако поворотный переключатель должен быть установлен на переменный ток.
Измерение тока в устройствах переменного тока
Основным преимуществом переменного тока являются минимальные потери мощности при передаче на большие расстояния. Переменное напряжение понижается с помощью трансформаторов и подается на электроприборы. Небольшие бытовые приборы преобразуют ток в постоянный и используют его (например, зарядные устройства для телефонов и ноутбуки). Более крупные приборы используют переменный ток напрямую (например, водонагреватели и двигатели).
Напряжение, подаваемое на эти приборы, варьируется от 120 до 230 В в зависимости от стандартов, принятых в разных странах.
Важно отметить, что эти напряжения достаточно высоки, чтобы вызвать травму или даже поставить под угрозу жизнь человека, если обращаться с ними без надлежащих мер предосторожности. Поскольку ток измеряется внутри цепи, настоятельно НЕ рекомендуется использовать мультиметр при измерении переменного тока высокого напряжения.
Вы можете использовать клещи для измерения переменного тока. Счетчик использует электромагнитное поле переменного тока для измерения тока, и ему не нужно контактировать с проводом, поэтому он безопасен. Зажим необходимо поместить вокруг провода, и показания будут отображаться; он может измерять токи до 1000А.
Изображение с Amazon.com Однако с токоизмерительными клещами есть одна проблема. Для получения показаний зажим должен быть размещен вокруг только одного провода. Но шнуры питания приборов обычно представляют собой связку из трех проводов (фаза, нейтраль и земля). Таким образом, настенный амперметр идеально подходит для измерения токов в электроприборах.
Измерение и мониторинг тока в 5-вольтовых гаджетах
Многие современные гаджеты питаются от 5-вольтовых USB-адаптеров и блоков питания. Полезно измерить ток, чтобы понять жизненно важные функции, например, чтобы не перезарядить аккумуляторы во время зарядки. Это можно сделать с помощью обычного мультиметра: можно использовать удлинитель USB, снять гильзу, обрезать плюсовой провод, затем подключить его концы к щупам мультиметра и измерить ток. Однако это громоздкое решение.
Проще всего использовать USB-мультиметр, специально предназначенный для измерения двух важных параметров: напряжения и тока. Просто подключите его в линию, и показания будут отображаться с перерывами.
Счетчик простой, но опять же очень полезный гаджет. Допустим, вы покупаете новый iPhone Pro Max 14 без официального зарядного устройства Apple. Вы покупаете стороннее зарядное устройство отдельно, доверяете наклейкам и подключаете его. Что будет дальше, зависит от того, насколько вам повезет.
Возможные результаты колеблются между звуковым сигналом и бумом.
Разумнее будет проверить адаптер, прежде чем подключать его к дорогому телефону. Если есть проблема, самое худшее, что может случиться, это то, что взорвется недорогой USB-метр, а не ваш телефон стоимостью более 1000 долларов.
Вы также можете использовать USB-метр для проверки портов компьютера и убедиться, что напряжение в норме и сила тока достаточна для питания периферийных устройств, таких как жесткий диск USB.
USB-метр также можно использовать для непрерывного мониторинга. Телефоны, не оснащенные светодиодными индикаторами зарядки, необходимо проверить, включив экран, чтобы убедиться, что зарядка завершена. USB-амперметр показывает непрерывный ток, протекающий по цепи. Высокое значение тока означает, что телефон все еще заряжается; низкий означает, что зарядка завершена.
Одноплатные компьютеры, такие как Raspberry Pi, также питаются от USB 5 В. Производительность Pi напрямую зависит от качества блока питания.