Что такое предел измерения амперметра

Амперметр

Амперметр — это измерительный прибор, позволяющий определить силу тока и напряжение в электрической цепи («ампер» — единица измерения, названная так в честь французского физика/математика/естествоиспытателя Андре-Мари Ампера, «метрио» — измерять).

Прибор широко применяется в промышленности, народном хозяйстве, энергетике, радиоэлектронике; может использоваться в научных целях, а также в бытовых (например, для выявления неисправностей электрооборудования в автомобиле, замера силы тока аккумулятора и др.).

Какие бывают разновидности, что измеряют

аналоговые (магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, ферродинамические);
цифровые.

Аналоговые

Принцип работы магнитоэлектрических амперметров строится на взаимосвязи магнитного поля и находящейся в его корпусе подвижной катушки. Такие приборы отличаются низким электропотреблением, высокой чувствительностью и точностью измерений.

К недостаткам магнитоэлектрических амперметров можно отнести некоторые конструктивные особенности. Магнитоэлектрический амперметр измеряет силу лишь постоянного тока.

Устройство электромагнитных амперметров проще: они не имеют движущейся катушки; внутри корпуса имеется особое приспособление и один, либо несколько сердечников, установленных на оси. Эти приборы обладают меньшей чувствительностью (в сравнении с магнитоэлектрическими), следовательно, точность их измерений ниже. Однако ими возможно измерение силы как постоянного, так и переменного тока, что характеризует их, как универсальные.

Работа электродинамических амперметров основывается на взаимодействии электрических полей токов, проходящих по электромагнитным катушкам. Прибор состоит из подвижной и неподвижной катушек и является универсальным. Недостаток: очень большая чувствительность (реагируют на самые незначительные магнитные колебания; возникают помехи), поэтому электродинамические амперметры применяются только в защищенном экраном месте.

Конструкция ферродинамического амперметра состоит из замкнутого ферримагнитного провода, сердечника и неподвижной катушки. Магнитные поля возле прибора не оказывают сколь-нибудь существенного влияния на точность измерений, поэтому его показания предельно точны и, в целом, работа прибора — надежна и эффективна.

Цифровые

Цифровой амперметр является более сложной конструкцией, включающей аналогово-цифровой преобразователь, где осуществляется конверсия силы тока в цифровые показатели, которые отражаются на ЖК-дисплее.

Плюсы: небольшие размеры, удобство использования, точность измерений. Такому типу амперметров не страшны вибрации или незначительные механические удары и на сегодняшний день он все шире используется в промышленности и в быту.

Кроме того, возможно деление амперметров по виду тока:

для переменного;
для постоянного.

Включение амперметра в электрическую цепь

Перед тем, как включить амперметр, важно учесть следующие моменты:

замеряемый в цепи электрический ток не должен превышать максимально допустимого для данного прибора;
при включении в цепь необходимо соблюдать полярность.

При проведении измерений следует обеспечить абсолютное отсутствие вибраций в месте установки амперметра.

Действия при подключении прибора:

Определяются входящий и выходящий контакты, их полярность; положительный контакт окрашен в красный цвет, отрицательный — в черный (на некоторых моделях возможен еще один контакт, вероятнее всего, зеленого цвета — заземление).
В зависимости от того, в цепи с каким током (постоянным или переменным) будут проводиться замеры, переключатель прибора ставится в положение «AC» или «DC»: первые символы обозначают цепь с переменным током, вторые — с постоянным.
В любом месте, между источником питания и устройством-энергопотребителем, производится разрыв одного провода электрической цепи.
Амперметр последовательно включается в цепь.

Как только движение стрелки или смена цифр на дисплее прекратятся, снимаются показания.

Погрешность

Выяснить значение силы тока с предельной ясностью невозможно, поэтому принято учитывать показания приборов с погрешностью. Погрешность (отклонение выходного сигнала от истинного значения входного) выступает одной из основных характеристик любых средств измерений.

Различаются несколько видов погрешностей:

Абсолютная — разность между показанием прибора и истинным (действительным) значением измеряемой величины (абсолютная погрешность с обратным знаком называется поправкой).
Относительная — является соотношением абсолютной погрешности к истинному (действительному) значению измеряемой величины.
Приведенная — отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению, выраженное в % (нормирующее — условно принятое значение, которое может быть равным конечному значению диапазона измерений (предельному значению шкалы устройства).

Погрешность характеризуется классом точности, а именно — значением приведенной погрешности в %.

Класс точности указывается числом предпочтительного рода. К примеру, 0,05. Применяется для приборов, у которых предел допускаемой приведенной погрешности постоянен на всех отметках рабочей части шкалы. Подобным образом обозначаются классы точности и амперметров.

Пределы измерения

Амперметр имеет несколько диапазонов измерения тока. Выбор диапазона осуществляется при помощи переключателя. Шкала приборов градуируется в следующих значениях: мкА (микроампер), мА (миллиампер), А (ампер), кА (килоампер). В соответствии с требуемой точностью и пределами измерения выбирается подходящий. Изменение (увеличение) пределов измеряемой величины тока возможно посредством включения в электрическую цепь специальных устройств:

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Пределы измерения амперметров : 0 5; 1, 2, 5, 10, 20 а, включение приборов — непосредственное: 30, 50 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500 а, включение приборов — с наружным шунтом 75 мв. [1]

Пределы измерения амперметров : 0, 5; 1, 2, 5, 10, 20 а, включение приборов — непосредственное: 30, 50 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750, 1000, 1500 а, включение приборов — с наружным шунтом 75 мв. [2]

Пределы измерения амперметров типа М1500 и М1600 имеют следующие значения: 5, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 500 и 750 а; 1; 1 5; 2, 3, 4, 5, 6 и 7 5 ка. [3]

Трансформаторы тока позволяют расширить пределы измерения амперметров . Вторичная обмотка замыкается на амперметр. Так как сопротивление обмотки амперметра мало, трансформатор практически работает в режиме короткого замыкания. По первичной обмотке трансформатора протекает весь ток нагрузки. Число витков первичной обмотки очень мало, нередко применяются одновитковые трансформаторы. Вторичная обмотка, наоборот, имеет большое количество витков. [4]

Формула (25.20) позволяет рассчитать сопротивление шунта, расширяющего пределы измерения амперметра в п раз. [6]

При выборе амперметра для системы электрооборудования следует учитывать, что пределы измерения амперметра должны соответствовать току полной нагрузки генератора. Все амперметры, независимо от пределов измерения, имеют одну и ту же конструкцию механизма и отличаются друг от друга выполнением шкалы, наличием незначительных дополнительных устройств, габаритными, установочными размерами и способами крепления. [8]

Образцовые резисторы rl и г2 ( рис. 49) позволяют расширить пределы измерения амперметра и вольтметра. Цепь на рис. 49, а используется для измерения тока 8 А, цепь на рис. 49, б — для измерения напряжения 400 В. [9]

Образцовые резисторы R и RZ ( рис. 61) позволяют расширить пределы измерения амперметра и вольтметра. Цепь на рис. 61 а используется для измерения тока 8 А, цепь на рис. 61 6 — для измерения напряжения 400 В. [11]

Если такой измерительный прибор нужно приспособить для измерения значительной силы тока — расширить пределы измерения амперметра , TJ он снабжается шунтом. [12]

Пределы изменения токов при насторйке реле, как правило, не укладываются в пределы измерений амперметров , применяемых на практике. [14]

Пределы измерения амперметров с простыми шунтами ( рис. 8 — 7, о) можно изменять лишь после обесточивания измеряемой цепи ( или необходим безобрывной переключатель пределов), так как в противном случае возможны многократная перегрузка измерителя и перегорание его рамки ( катушки) или токо-подводящих пружин. [15]

Расширение предела измерения амперметра и вольтметра

. Силу тока приходится измерять гораздо реже, чем напряжение или сопротивление, но, тем не менее, если нужно определить потребляемую мощность электроприбором, то без зная величины потребляемого ним тока, мощность не определить.

Ток, как и напряжение, бывает постоянным и переменным и для измерения их величины требуются разные измерительные приборы. Обозначается ток буквой I

, а к числу, чтобы было ясно, что это величина тока, приписывается буква
А
. Например, I=5 A обозначает, что сила тока в измеренной цепи составляет 5 Ампер.

На измерительных приборах для измерения переменного тока перед буквой А ставится знак «

«, а предназначенных для измерения постоянного тока ставится «
–
«. Например,
–А
означает, что прибор предназначен для измерения силы постоянного тока.

О том, что такое ток и законы его протекания в популярной форме Вы можете прочитать в статье сайта «Закон силы тока». Перед проведением измерений настоятельно рекомендую ознакомиться с этой небольшой статьей. На фотографии Амперметр, рассчитанный на измерение силы постоянного тока величиной до 3 Ампер.

Физическая величина

Амперметром измеряется физическая величина Ампер.

Амперметр внешний вид

Ампер определяет силу тока. Силой тока является скорость прохождения заряженных частиц объемом 1 Кулон через 2 параллельных проводника длинной 1 метр. Этот закон был открыт французским физиком Андре-Мари Ампером.

Гальванометр

Первое же функциональное устройство для измерения силы тока изобрел Йохан Швейгер в 1820 году. Тогда оно носило название гальванометр.

Амперметр

Амперметр — это прибор, который используется для измерения силы тока. Он представляет собой устройство со шкалой и стрелкой. Внутри устройства располагается металлическая или магнитная рама. Внутри рамы установлена катушка. Принцип работы амперметра следующий:

Через катушку проходит электрический ток.
Ток создает магнитное поле, которое сдвигает стрелку прибора.

Измерение имеет практически нулевую погрешность, по причине того, что сопротивление амперметра совсем незначительное. Оно не может влиять или изменять параметр проходящего напряжения.

Принцип работы

Табло каждого механического амперметра имеет шкалу. Шкала показывает предел измерения амперметра. Подобными устройствами можно измерять от высокой величины 10 Ампер, до самой низкой в единицах до 200 микроампер. При работе необходимо учитывать предел измерений. Его можно расширить путем подключения трансформатора или шунтирующего элемента.

При работе также необходимо знать, для измерения какого тока предназначен амперметр. Они бывают: постоянными и переменными. На шкале каждого устройства есть обозначение, для какого вида напряжения предназначено устройство.

Амперметр постоянного тока используется для замера силы тока в приборах, которые работают через понижающий трансформатор и диодный мост. Часто потребители оснащаются амперметрами для контроля величины нагрузки. В принципиальной схеме очень легко найти амперметр — он обозначается буквой «А», заключенной в круг.

Амперметры переменного тока используются для замера нагрузки бытовых или высоковольтных сетей. Они работают при параллельном подключении трансформатора или шунтирующего резистора с большой величиной сопротивления. Таким образом удается снизить нагрузку на сам измерительный прибор. Далее будут рассмотрены основные типы амперметров.

Расширение пределов измерения амперметра

Лекция Измерение электрического тока и напряжения, мощности и энергии, сопротивления

Измерение тока

Для измерения тока используется амперметр, включаемый в цепь последовательно с электроприемником. Показания амперметра позволяют судить с определенной погрешностью о токе IН протекающем через данный электроприемник–нагрузку RН.

При измерении переменного синусоидального токастрелкиприборов электромагнитной, электродинамической, выпрямительной и тепловой систем будут давать отклонения пропорционально действующему значению тока,и в этих значениях, как правило, градуируют шкалы таких приборов.

При измерении несинусоидального переменного токапоявляется дополнительная погрешность, вызванная влиянием высших гармоник в кривой тока на вращающий момент подвижной части и отклонение стрелки и, следовательно, на показания прибора.

Сопротивление измерительной катушки амперметра очень малои его последовательное включение с нагрузкой практически не вызывает увеличение сопротивления цепи и потери мощности. Так, внутреннее сопротивление амперметров колеблется от RА= 0,2 Ом (электромагнитные и электродинамические системы амперметров) до RА= 0,01 Ом (магнитоэлектрические приборы).

Расширение пределов измерения амперметра

Для расширения пределов измерения амперметров применяют шунты и измерительные трансформаторы тока.

Шунт представляет собой активное сопротивление (резистор) RШ сравнительно малой величины, включаемое параллельно к зажимам амперметра.

В том случае, когда сопротивление шунта RШ меньше сопротивления измерительной катушки амперметра RA, сравнительно большая часть измеряемого токаIН проходит через шунт, а в амперметр ответвляется только его небольшая часть IA, определяемая соотношением сопротивлений амперметра RA и шунта RШ:

Из этой формулы можно получить выражение для расчета необходимой величины сопротивления шунта:

Шкала амперметра с шунтом градуируется на полный ток IН, протекающий через нагрузку.

Таким образом, использование в амперметрах шунтов позволяет измерять большие постоянные или синусоидальные токи приборами, измерительные катушки которых рассчитаны на малые токи.

Измерение напряжения

Для измерения напряжения используются вольтметры. Зажимы этих приборов включаются параллельно нагрузке, как показано на рисунке ниже.

Чтобы включение вольтметра не приводило к изменению токов в цепи и режима работы нагрузки, его собственное сопротивление RB должно быть намного больше сопротивления нагрузки RH. Оно колеблется от 3–5 кОм (электромагнитные и электродинамические приборы) до 6–10 кОм (магнитоэлектрические приборы) и свыше 10 кОм (электронные приборы).

При включении вольтметра параллельно участку цепи отклонение его стрелки будет пропорционально напряжению на этом участке цепи. Вольтметры переменного тока указывают действующее значение измеряемого напряжения.

При ошибочном включении вольтметра, то есть последовательно с электроприемником, напряжение которого должно быть измерено, прибор не будет поврежден, так как через него будет протекать ничтожно малый ток из-за очень большого внутреннего сопротивления вольтметра. В то же время, показания вольтметра при таком включении будут неверны, так как напряжение на нагрузке значительно уменьшится (в сотни и тысячи раз), а вольтметр будет показывать напряжение, близкое к напряжению источника питания.

Расширение пределов измерения вольтметра

Для расширения пределов измерения вольтметра используют добавочное активное сопротивление RД, включаемое последовательно с измерительной катушкой вольтметра.

Величина добавочного сопротивления RД рассчитывается, исходя из требуемой кратности расширения предела измерения nu:

nu = UН/UB

по формуле: RД = RB (n-1),

где UН – измеряемое напряжение на нагрузке, UB – напряжение на вольтметре, RB – активное сопротивление измерительной катушки вольтметра.

С помощью разных добавочных сопротивлений можно получить многопредельный вольтметр с разной ценой деления шкалы.

Измерение мощности

Мощность РН, выделяемая в нагрузке с сопротивлением RН, может быть измеренакосвенным методом с помощью амперметра и вольтметра, так как РН = UI.

Более точно мощность можно измерить непосредственно электродинамическим ваттметром.

Вращающий момент подвижной катушки ваттметра пропорционален произведению токов в проводниках обеих катушек: МВР= К I IU,

где I – ток в неподвижной токовой катушке, практически равный току нагрузки; IU=U/RU – ток в подвижной катушке напряжения (причем IU<< I); RU – сопротивление цепи подвижной катушки напряжения (причем RU>>RН).

Следовательно МВР= К×I×U/RU=C×U×I = C×P, где С – коэффициент пропорциональности.

Таким образом, вращающий момент ваттметра пропорционален мощности Р и его шкала отградуирована непосредственно в ваттах или киловаттах.

Дляизмерения мощности в однофазной цеписинусоидального тока в основном используются электродинамические ваттметры, которые включают так же, как и при измерениях в цепи постоянного тока.

Ток IU в подвижной катушке пропорционален напряжению U и практически совпадает с ним по фазе, а ток I в неподвижной токовой обмотке равен току нагрузки. Поэтому вращающий момент ваттметра

МВР=CUIcosj = CP,

где j – угол сдвига фаз между U и I; С – коэффициент пропорциональности.

Зажимы токовой обмотки и обмотки напряжения ваттметра, помеченные звездочками (*) и называемыегенераторными,следует включать в электрическую цепь со стороны источника питания.

Дляизмерения активной мощности в трехфазной цепи переменного тока применяется несколько способов измерения мощности в зависимости от характера трехфазной нагрузки.

Присимметричной нагрузке активную мощность в трехфазной цепи можно измерить путемзамера мощности в одной фазе с помощью ваттметра.

После измерения мощности в одной из фаз РФ, соединенных звездой (U) или треугольником (D) показания ваттметра умножают на три, так как при симметричной нагрузке мощности всех трех фаз одинаковы:

РYсим=3РФ; РDсим=3РФ,

где РYсим и РDсим – активная мощность в трехфазной симметричной нагрузке соединенной звездой и треугольником, соответственно.

В трехпроводной трехфазной цепи при любой нагрузке (симметричной или несимметричной) и любом способе соединения электроприемников (звездой или треугольником) общую активную мощность трехфазной нагрузки можно измерять с помощьюдвух ваттметров.

При этом алгебраическая сумма активных мощностей РW1 и РW2 2-х ваттметров W1 и W2 равна активной мощности РY,D в трехпроводной трехфазной цепи при соответствующем способе соединения фаз (Y или D):

PY,D = PW1+PW2 = UABIAcosjA + UBCICcosjC.

Суммарная мощность двух ваттметров вычисляется с учетом знака мощностей этих ваттметров, как алгебраическая сумма. Практически, для отсчета отрицательной мощности по показаниям ваттметра необходимо изменить направление тока в обмотке напряжения, для чего переключатель направления тока на корпусе ваттметра надо переключить с «+» на «—».

Измерить активную мощность в четырехпроводной трехфазной цепи при несимметричной нагрузке соединенной звездой можно тремя ваттметрами.

Поскольку, в этом случае каждый из ваттметров измеряет активную мощность одной фазы, то мощность в четырехпроводной трехфазной цепи:

РY = PA + PB + PC,

где PA, PB, PC – активные мощности фаз А, В, С, соответственно.

Применяются также специальные ваттметры трехфазного тока.

При измерении мощности в трехфазных цепях высокого напряжения и с большими токами ваттметры включаются через измерительные трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Разновидности

Описываемый измерительный прибор прошел долгий путь и множество модернизаций. На сегодняшний день существуют аналоговые и цифровые виды этих устройств. Также существуют: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, ферродинамические типы амперметров. Каждый тип имеет свои особенности устройства и работы с ним. Далее будет описан более подробно каждый тип.

Магнитоэлектрический прибор

Особенностью этих приборов является магнитная катушка, которая приходит в движение при воздействии электрического напряжения.

Магнитоэлектрический амперметр

Все подобные устройства используются для измерения силы постоянного тока. Преимуществом является очень высокая чувствительность и точность измерения.

Электромагнитный

Прибор не имеет в своей конструкции вращающейся катушки.

Электромагнитный амперметр

Изменение угла положения стрелки на циферблате происходит за счет магнитного поля, воздействующего на сердечники катушек. Подобные амперметры универсального типа. С их помощью можно замерять силу постоянного и переменного тока. Главным недостатком является наличие погрешности.

Электродинамический

Прибор по конструкции схож с магнитоэлектрическим. Основное отличие заключается в наличие подвижной и неподвижной катушек.

Электродинамический амперметр

При подключении, магнитные поля двух элементов воздействуют друг на друга, что приводит к изменению положения стрелки. Прибор достаточно точный. Единственный недостаток в том, что на его работу могут влиять посторонние магнитные поля.

Ферродинамический

Этот измерительный прибор считается наиболее точным. Устройство амперметра, включает в себя провод из феррита, металлический сердечник и катушку.

Ферродинамический амперметр

Работает прибор по принципу вращения катушки, за счет образования магнитного поля. Основной особенностью является полная независимость от воздействий посторонних магнитных полей. Обладает высокой чувствительностью.

Электронный

С развитием электроники, амперметры стали выпускать в цифровых вариациях. Наиболее известны 2: простой бытовой мультиметр и тестер с токоизмерительными клещами.

Электронный амперметр

Основным преимуществом подобных приборов является простота и универсальность измерения силы тока. Они не восприимчивы к воздействию внешних магнитных полей, не боятся ударов, мелких повреждений и тряски. Близок к идеальному амперметру.

Для информации! Идеальный амперметр — амперметр с нулевым собственным сопротивлением.

Токоизмерительные клещи

Все описанные приборы используются и по сей день, в приборостроении, лабораториях, промышленности и отдельными энтузиастами.

Типы амперметров их устройство и принцип работы

Каждый тип амперметра использует различные физические явления, связанные с протеканием электрического тока через проводник. Некоторые из них перечислены ниже.

Магнитоэлектрический амперметр

На проводник с электрическим током, помещенный в магнитное поле, действует электродинамическая сила, величина которой зависит от абсолютной величины электрического тока, длины проводника и величины магнитной индукции.

Конструкция магнитоэлектрического амперметра, основанного на этом явлении, показана на рис. 2. Вращающаяся катушка, через которую протекает измеряемый электрический ток, отмечена красным цветом. Части катушки, перпендикулярные плоскости рисунка, используются в качестве проводника.

Магнитное поле создается постоянным магнитом, сформированным таким образом, чтобы поле было радиальным. Таким образом, каждый фрагмент взаимодействующего проводника всегда перпендикулярен вектору индукции магнитного поля, независимо от положения катушки с указателем.

Схема работы магнитоэлектрического амперметра

Рис. 2. Схема работы магнитоэлектрического амперметра. Красный цвет — это катушка в которой течет ток, зеленый — пружина.

Формула, описывающая силу магнитного взаимодействия, действующую на прямолинейный проводник с током, помещенным в магнитное поле, имеет вид: F = I * L * B (1), где:

L — вектор вдоль проводника с величиной, равной его длине, и направлением — таким же как и направление протекания электрического тока;
B — вектор индукции магнитного поля.

Согласно этой формуле, на токоведущие проводники перпендикулярно плоскости (см. рисунок 2) действует сила, направление которой перпендикулярно как этим проводникам, так и вектору индукции магнитного поля. Эта сила вызывает вращение катушки. Значение силы, согласно формуле (1), равно F = I * l * B * sin α (2), где:

где α — угол между направлениями вектора L и вектора индукции магнитного поля B. Как было сказано выше, этот угол всегда равен 900, если магнитное поле радиальное.

Пружина, обозначенная зеленым цветом на рисунке 2, противодействует вращению катушки таким образом, что устанавливается равновесное положение в зависимости от силы тока, значение которой можно определить по стрелке, расположенной над шкалой амперметра.

Таким образом, описанный амперметр показывает направление протекания электрического тока. Его можно использовать только для постоянного или однонаправленного тока. Такова, в частности, конструкция гальванометров.

Электродинамический амперметр

Две катушки, по которым течет электрический ток, взаимодействуют друг с другом с помощью магнитного взаимодействия.

Электродинамический амперметр состоит из двух катушек — подвижной и неподвижной (см. рисунок 3).

Устройство электродинамического амперметра

Рис. 3. Устройство электродинамического амперметра. 1 — неподвижная катушка, 2 — подвижная катушка, 3 — пружина

Если через обе катушки протекает электрический ток, значение которого мы хотим измерить, магнитные поля будут взаимодействовать, вызывая отклонение подвижной катушки и прикрепленного к ней указателя (стрелки). Этот эффект не зависит от направления протекания электрического тока. Электродинамический амперметр может использоваться для измерения постоянного и переменного тока, включая быстро меняющийся ток. Это точные устройства, но дорогие. Чаще всего они используются в лабораториях в качестве эталонных измерительных приборов.

Индукционный амперметр

В металлическом вращающемся диске вихревые токи индуцируются под воздействием магнитных полей, создаваемых катушками, в которых протекает переменный электрический ток.

Электрические токи I1 и I2 (см. рисунок 4), протекающие в катушках электромагнитов, создают пульсирующие магнитные потоки, которые вызывают вихревые токи в диске, помещенном в воздушный зазор электромагнитов.

Вихревые токи также создают магнитное поле, которое отталкивающе взаимодействует с полем катушки, заставляя диск вращаться.

Индукционный амперметр

Рис. 4. Устройство индукционного амперметра

Индуктивный амперметр можно использовать только для измерения переменного тока, т.к. постоянный ток не будет вызывать вихревые токи в диске. Этот тип конструкции в настоящее время используются только в качестве счетчиков электроэнергии.

Проверка

Точность показаний любого измерительного прибора зависит от калибровки. На аналоговых устройствах ставился штамп, который подтверждал проверку в лаборатории. На современных цифровых мультиметрах с режимом замера силы тока, таких штампов нет, и проверку они не проходили. Многие начинающие электрики не знают, как проверить амперметр. Для проверки точности измерения необходимо:

Тестируемый прибор подключить параллельно с эталонным. Желательно, чтобы это был механический амперметр.
В цепь подключить переменный резистор.
К переменному резистору подключить резистор с мощным сопротивлением.
Подключить схему к источнику питания.
При помощи переменного резистора «R2» установить порог напряжения таким образом, чтобы стрелка механического прибора встала точно на середине своей шкалы.
Включить мультиметр на измерение силы тока.
Сопоставить результаты.
Переменным резистором регулировать отклонение стрелки механического прибора в сторону максимума.
При отклонении на каждое следующее значение, сравнить результаты теста.

Проверка

Таким образом можно проверить точность цифрового мультиметра при измерении силы тока. Для увеличения нагрузки, можно добавить в схему несколько ламп накаливания. Далее будет дано подробное описание, как пользоваться амперметром.

Как пользоваться и подключать амперметр к цепи?

Для измерения силы тока в простейшей электрической цепи мы должны обязательно разорвать цепь в любом месте и в этот разрыв подключить прибор (см. рисунок 5). Такое подключение называют последовательным. То есть, например, для измерения силы тока в проводнике амперметр подключают последовательно с этим проводником — в этом случае через проводник и амперметр идёт одинаковый ток.

Способ подключения амперметра в электрической цепи

Рис. 5. Способ подключения амперметра в электрической цепи

В цепи, состоящей из источника тока и ряда проводников, соединённых так, что конец одного проводника соединяется с началом другого, сила тока во всех участках одинакова. Это следует из того, что заряд, проходящий через любое поперечное сечение проводников цепи за 1 с, одинаков. Когда в электрической цепи существует ток, то заряд нигде в проводниках цепи не накапливается, подобно тому как нигде в отдельных частях трубы не собирается вода, когда она течёт по трубе. Поэтому при измерении силы тока амперметр можно включать в любое место цепи, состоящей из ряда последовательно соединённых проводников, так как сила тока во всех точках цепи одинакова. Если включить один амперметр в электрическую цепь до лампы, другой после неё, то оба они покажут одинаковую силу тока.

Внимание! Нельзя присоединять амперметр к зажимам источника без какого-либо приёмника тока, соединённого последовательно с амперметром. Можно испортить амперметр!

Для каждого амперметра существует верхний предел измерения (предельная сила тока), то есть по шкале амперметра видно, на какую наибольшую силу тока он рассчитан. Включение амперметра в электрическую цепь с большей силой тока недопустимо, так как он может выйти из строя.

При включении прибора необходимо соблюдать полярность, т. е. клемму прибора, о, нужно подключать только к проводу, идущему от клеммы со знаком «+» источника тока. При правильном включении прибора электрический ток через амперметр должен идти от клеммы « + » к клемме « — » .

При включении в цепь амперметр, как всякий измерительный прибор, не должен влиять на измеряемую величину. Поэтому он устроен так, что при включении его в цепь сила тока в ней почти не изменяется. Как мы уже знаем, любые измерительные электроприборы обладают определенным электрическим сопротивлением. При включении последовательно в электрическую цепь амперметра его электрическое сопротивление добавляется к полному электрическому сопротивлению электрической цепи. Это вызывает нежелательное уменьшение силы тока. Чтобы этого не случилось, сопротивление амперметра должно быть мало. Идеальным был бы амперметр без сопротивления (R = 0), но на практике этого достичь невозможно.

Подключение

Далее рассмотрим 2 варианта замера силы тока: для цепи с переменным и постоянным напряжением. Перед тем как подключить измерительное устройство, нужно вспомнить, что любой амперметр имеет очень низкое собственное сопротивление. Измерять силу тока без нагрузки со стороны стороннего элемента нельзя. Это особенно важно при работе с переменным напряжением. Все инструкции будут даны на примере цифрового мультиметра в режиме замера силы тока.

Переменный ток

Для того чтобы замерить силу переменного тока необходимо:

Перевести переключатель мультиметра в режим замера силы переменного тока.
Выбрать наибольшую величину.
Красный измерительный щуп подключить в гнездо «10–20 А», в зависимости от типа прибора.
Черный щуп вставить в гнездо «COM».
К трансформатору подключить провод питания (запрещено включать в розетку).
К клемме «+» от трансформатора подключить один контакт контрольной лампы.
Второй контакт от лампы соединить с красным измерительным щупом тестера.
Черный измерительный щуп соединить со второй клеммой трансформатора.
Подать на трансформатор напряжение.

Проверка переменного тока

Амперметр покажет значение потребления контрольной лампой в амперах. Подключать измерительные щупы без лампы строго запрещено.

Переменный ток также можно измерить при помощи токоизмерительных клещей. Для этого необходимо:

Вынуть из гнезд контрольные щупы.
Перевести тестер в режим замера силы тока.
Обхватить клещами жилу провода.

Проверка измерительными клещами

Амперметр выдаст значение потребления.

Постоянный ток

Для замера постоянного тока также используется параллельное подключение тестера. Далее необходимо:

Перевести прибор в режим замера силы постоянного напряжения.
Красный измерительный щуп вставить в гнездо «mA».
Черный оставить в гнезде «COM».
Выбрать наибольший параметр замера в миллиамперах.
Вход «минус» измеряемого прибора подключить к клемме «минус» аккумулятора.
Вход «+» прибора подключить к черному измерительному щупу.
Красный измерительный щуп соединить с клеммой «+» аккумулятора.

Проверка постоянного тока

Таким образом можно узнать пороговое потребление прибора или устройства, работающего от постоянного напряжения.

Как увеличить диапазон измерения амперметра?

Чтобы измерение тока было как можно более точным, нам необходимо использовать соответствующий диапазон измерений. Попытка считывания значений в несколько мА, когда шкала перекрывает измерения до 100 А закончится тем, что мы даже не заметим отклонения стрелки амперметра.

Разработчики амперметров используют различные технические решения для того, чтобы иметь возможность измерять силу тока в различных диапазонах. В некоторых случаях мы можем сами изменить диапазон измерения прибора. Если мы добавим к нему дополнительный резистор (так называемый шунт), как показано на рис. 6, мы сможем измерять более высокие токи, не подвергая хрупкую структуру амперметра разрушению.

Расширение диапазона измерений амперметра

Рис. 6. Расширение диапазона магнитоэлектрического амперметра путем добавления шунтирующего резистора

Предположим, что мы хотим увеличить диапазон измерения амперметра в n раз. Полный ток I, протекающий через устройство (рис. 6), тогда равен n*IA . Тогда уравнения первого и второго правил Кирхгофа будут следующими:

n ⋅ IA = IA + IB
IB ⋅ RB = IA ⋅ RA

Следовательно, сопротивление шунтирующего резистора можно будет рассчитать так:

По конструктивным соображениям шунтирующий резистор используется только для магнитоэлектрического амперметра.

Что измеряет амперметр

Электрический ток имеет несколько измеряемых величин. Статья раскрывает тему — что такое амперметр, разновидности этого прибора и принцип действия амперметра.