Jak můžete měřit proud?
Měření proudu (zkráceně měření proudu) je užitečná dovednost, která se vám bude nejednou v životě hodit. Při stanovení příkonu je nutné znát velikost proudu. Pro měření proudu se používá zařízení zvané ampérmetr.
Existuje střídavý a stejnosměrný proud, proto se k jejich měření používají různé měřicí přístroje. Proud je vždy označen písmenem I a jeho síla se měří v ampérech a je označena písmenem A. Například I = 2 A znamená, že proudová síla v testovaném obvodu je 2 ampéry.
Zvažme podrobně, jak jsou označeny různé měřicí přístroje pro měření různých typů proudů.
- Na měřicím zařízení pro měření stejnosměrného proudu je před písmenem A umístěn symbol „–“.
- Na měřicím zařízení pro měření střídavého proudu je na stejném místě umístěn symbol „~“.
- ~Přístroj pro měření střídavého proudu.
- -Přístroj pro měření stejnosměrného proudu.
Zde je fotografie ampérmetru určeného pro Měření stejnosměrného proudu.
Síla proudu protékajícího v uzavřeném okruhu v libovolném bodě se podle zákona rovná stejné hodnotě. V důsledku toho, abyste mohli měřit proud, musíte odpojit obvod na jakémkoli místě vhodném pro připojení měřicího zařízení.
Je třeba si uvědomit, že velikost napětí v elektrickém obvodu nemá žádný vliv na měření proudu. Zdrojem proudu může být buď domácí zdroj 220 V nebo 1,5 V baterie atd.
Při plánování měření proudu v obvodu věnujte pozornost tomu, jaký proud v obvodu protéká, stejnosměrný nebo střídavý. Vezměte si příslušný měřicí přístroj a pokud neznáte předpokládanou sílu proudu v obvodu, nastavte přepínač měření proudu do polohy maximum.
Podívejme se podrobně na to, jak měřit proudovou sílu pomocí elektrického spotřebiče.
Pro bezpečnost měření aktuální spotřeby elektrospotřebiče vyrobíme domácí prodlužovačku se dvěma zásuvkami. Po sestavení získáme prodlužovačku velmi podobnou běžné prodlužovačce zásobníků.
Když si to ale rozebereme a porovnáme domácí a koupenou prodlužovačku, jasně uvidíme rozdíly ve vnitřní struktuře. Svorky uvnitř zásuvek domácí prodlužovací šňůry jsou zapojeny do série a v obchodě jsou zapojeny paralelně.
Fotografie jasně ukazuje, že horní svorky jsou navzájem spojeny žlutým vodičem a na spodní svorky zásuvek je přivedeno síťové napětí.
Nyní začneme měřit proud, abychom to udělali, zasuňte zástrčku elektrického spotřebiče do jedné ze zásuvek a ampérmetrové sondy do druhé zásuvky. Před měřením proudu, nezapomeňte na informace, které jste si přečetli, jak správně a bezpečně měřit proud.
Nyní se podíváme na to, jak správně interpretovat hodnoty číselníku ampérmetru. Na měření spotřeby proudu přístroj se ručička ampérmetru zastavila na dílku 50, přepínač byl nastaven na maximální limit měření 3 Ampéry. Stupnice mého ampérmetru má 100 dílků. To znamená, že je snadné určit měřený proud pomocí vzorce (3/100) X 50 = 1,5 A.
Vzorec pro výpočet výkonu zařízení na základě aktuální spotřeby.
S údaji o množství proudu spotřebovaného jakýmkoli elektrickým spotřebičem (TV, lednička, žehlička, svářečka atd.) snadno zjistíte, jakou spotřebu má tento elektrospotřebič. Ve světě existuje fyzikální zákon, kterému se elektřina vždy podřizuje. Objeviteli tohoto vzoru byli Emil Lenz a James Joule a na jejich počest se nyní nazývá Joule-Lenzův zákon.
- I je síla proudu měřená v ampérech (A);
- U je napětí měřené ve voltech (V);
- P je výkon, měřený ve wattech (W).
Udělejme jeden z aktuálních výpočtů.
Měřil jsem aktuální spotřebu lednice a je rovných 7 Ampérů. Síťové napětí je 220 V. Proto je příkon chladničky 220 V X 7 A = 1540 W.
Pokud měřený proud nepřekračuje meze měření daného ampérmetru, pak jej lze měřit připojením ampérmetru přímo do obvodu (obr. 1).
Pro měření velkých proudů se používají stejnosměrné bočníky (obr. 2) a střídavé proudové transformátory (obr. 3).
Obr. 1. Schéma zapojení pro připojení ampérmetru přímo do obvodu
Obr. 2. Schéma zapojení pro připojení ampérmetru s bočníkem
Obr. 3. Schéma zapojení pro připojení ampérmetru pomocí proudových transformátorů: Л1, L2 — svorky primárního vinutí proudového transformátoru; A1, A2 — svorky sekundárního vinutí transformátoru
2. Měření elektrického napětí
Elektrické napětí se měří voltmetrem.
Pokud naměřené napětí nepřesahuje meze měření daného voltmetru, pak jej lze měřit přímým připojením voltmetru k síti (obr. 4).
Pro rozšíření mezí měření se používá přídavný odpor při měření stejnosměrného napětí a napěťových transformátorů (lze použít i přídavný odpor) při měření střídavého napětí (obr. 5 a 46).
Je třeba mít na paměti, že je třeba použít přídavný odpor, který je určen pro daný voltmetr.
Obr. 4. Schéma zapojení voltmetru přímo do obvodu
Obr. 5. Schéma zapojení pro připojení voltmetru s přídavným odporem
Obr. 6. Schéma zapojení pro připojení voltmetru pomocí napěťového transformátoru: A, X – svorky primárního vinutí transformátoru napětí; a, x – svorky sekundárního vinutí transformátoru napětí; PR – pojistky
3. Měření elektrického výkonu
Elektrický výkon se měří wattmetrem – zařízením, které má dvě vinutí: proudové a napěťové (obr. 7).
Stupnice wattmetru je odstupňovaná ve wattech nebo kilowattech.
Rozšíření mezí měření při stejnosměrném napětí se provádí pomocí přídavných odporů – bočníků. Při měření na střídavý proud se meze rozšiřují pomocí proudových a napěťových transformátorů (obr. 8). V tomto případě je nutné zajistit správné připojení svorek generátoru (*) wattmetru.
Měření výkonu v třífázových třívodičových sítích se provádí pomocí dvou jednofázových wattmetrů zapojených dvoufázově podle schématu (obr. 9). V třífázových čtyřvodičových sítích se činný výkon měří pomocí tří jednofázových wattmetrů (obr. 10) nebo jednoho tříprvkového wattmetru.
Rozšíření mezí měření se provádí pomocí proudových a napěťových transformátorů. Ve stejných sítích se k měření výkonu používá třífázový wattmetr (obr. 11).
Obr. 7. Schéma zapojení pro jednofázový wattmetr: 1 – sériová (proudová) cívka; 2 – paralelní (napěťová) cívka; rg – přídavný odpor
Obr. 8. Schéma zapojení pro připojení wattmetru pomocí transformátorů proudu a napětí
Obr. 9. Schéma měření činného výkonu v třífázové třívodičové síti se dvěma wattmetry: Pcelkový = P1 + P2
Obr. 10. Schéma měření činného výkonu v třífázové čtyřvodičové síti se třemi wattmetry: Pcelkový = P1 + P2 + P3
Obr. 11. Schéma zapojení třífázového ferodynamického wattmetru
4. Měření elektřiny
Výběr zařízení. Měření elektřiny v AC sítích se provádí pomocí indukčního systémového měřiče. Indukční měřiče jsou k dispozici v jednofázové a třífázové verzi, přičemž poslední jmenované se dodávají ve dvou modifikacích – pro tří- a čtyřvodičovou síť.
Měření spotřeby činné a jalové energie v třífázové síti lze v zásadě provádět elektroměry stejného typu, když jsou zapojeny podle příslušných obvodů.
Pro eliminaci možnosti nesprávného připojení elektroměru a zajištění správného měření spotřeby činné a jalové energie vyrábí průmysl speciální měřiče činné a jalové energie.
Pro měření činné energie v třífázových sítích se používají měřiče typu CA3, CA4, CA4U; jalová energie – SR3, SR4, SR4U. Číslo 3 v typovém označení elektroměru udává, že je určeno pro třívodičovou síť, 4 pro čtyřvodičovou síť.
Elektroměry typu SA4U, SR4U jsou univerzální, určené k zapnutí pouze s měřicími transformátory. Konce proudového a napěťového vinutí těchto elektroměrů jsou připojeny k samostatným svorkám, které jsou od sebe izolované. Díky tomu je možné napojit proudové obvody měřičů činné a jalové energie na běžné proudové transformátory.
Další typy třífázových elektroměrů jsou transformátorové a přímo (přímo) připojené.
Pro zohlednění energie v jednofázových proudových obvodech se používají měřiče typu CO. Elektroměry činné energie jsou k dispozici ve třídách přesnosti 1,0; 2,0; 2,5; měřiče jalové energie – třídy přesnosti 2,0; 2,5; 4,0.
Chyby v měření elektřiny, požadavky na přístrojové transformátory. Při přímém připojení elektroměru k síti je chyba měření spotřeby elektřiny určena třídou přesnosti samotného elektroměru. Připojení měřiče přes měřicí transformátory přináší další chybu a snižuje se přesnost měření.
Pro měření elektřiny se používají proudové transformátory třídy 0,2; 0,5; 1. Požadovanou přesnost měření lze zajistit za předpokladu, že odpor proudových cívek všech elektroměrů a připojovacích vodičů zařazených do sekundárního okruhu nepřekročí dovolené jmenovité zatížení proudových transformátorů.
Pro přibližné výpočty je třeba brát odpor cívky proudu měřiče jako 0,05 Ohm a odpor propojovacích vodičů jako 0,2 Ohm.
Nejmenší přípustné průřezy propojovacích vodičů uvedených obvodů, vypočtené z těchto úvah, jsou uvedeny v tabulce.
Tabulka 4.1. Nejmenší přípustné průřezy vodičů od proudových transformátorů po měřiče
Délka drátu jednosměrná, m