Амперметр включается в электрическую цепь

Как амперметр включается в цепь: последовательно или паралельно

Измерения

27.04.201617.09.2016 shishkin 0 Комментариев

Знать силу тока, проходящую через определенный участок цепи довольно важно. Это помогает рассчитать сечение кабеля и избежать перегрева токопроводящих жил. Эта статья поможет начинающим электрикам разобраться в нюансах работы и подключения измерительного прибора. Но сначала вспомним немного азов из школьной программы.

Как известно, амперметром называется измерительный прибор, позволяющий определить силу постоянного и переменного тока в электрической цепи. В зависимости от планируемой сферы применения, шкалу измерительного устройства градуируют в амперах, микро- или миллиамперах. Для измерений больших величин используется прибор, шкала которого разделена на килоамперы.

Схема и особенности подключения

Чтобы точно произвести замеры и не вывести прибор из строя, его нужно правильно включить в электрическую цепь. Амперметр подключается последовательно к участку сети, на котором нужно произвести замеры. Для единичного измерения используют щупы, а для постоянного снятия показаний устройство подключается при помощи зажимов.

Важно! Обязательно нужно соблюдать полярность подключения! К фазному проводу подключается положительный щуп, а к нулевому выводу – отрицательный щуп.

Особенностью амперметра является возможность повысить предел его измерений. Для этого измерительный прибор включается в сеть при помощи таких дополнительных устройств:

Для замеров постоянного тока требуется дополнительно подключить магнитный усилитель;
При замерах переменного значения в цепь дополнительно включается трансформатор;
Подключение через шунт. Этот способ считается универсальным и подходит для измерений не только переменного, но и постоянного тока.

Именно поэтому чаще всего используется этот вид подключения. Рассмотрим подробнее, что это такое.

Устройство и подключение шунта

Для подключения амперметра используют стандартный шунт, представляющий собой медную пластину, закрепленную на изоляторе из карболита. На медной пластине с каждой стороны имеется по два винта: потенциальные и токовые зажимы. В комплекте идут заводские изделия, имеющие установленное сопротивление и рассчитанные на определенную силу тока. Чтобы правильно включить шунт в цепь измерения, придерживайтесь следующего алгоритма:

Выбирать изделие следует с большими показателями предполагаемых значений. Например, если предполагаемая сила тока в проверяемой линии составляет 12–15 A, выбирается изделие, позволяющее проводить замеры до 20 A;
Далее подключаются измерительные провода от амперметра к потенциальным зажимам на медной планке;
Измеряемая линия обесточивается;
Затем отсоедините питающие провода от устройства, на котором нужно проверить потребляемое значение;
Шунт включается в разрыв электрической линии: отсоединенные провода подключаются к токовым зажимам.

[ads-pc-1][ads-mob-1]
Теперь включается питание, и снимаются показания с амперметра. После этого линия опять обесточивается, измеряющее устройство отключается, а соединения восстанавливаются.

Обратите внимание! Полученные показания умножаются на коэффициент, который указывается на изоляционной пластине шунта. Если этот коэффициент не указан, можно самостоятельно рассчитать цену деления прибора. Для этого максимальное значение шкалы умножается на расчетные показатели дополнительной пластины.

Особенности расчета

Если стандартные шунты с заводскими обозначениями отсутствуют, эти значения можно рассчитать самостоятельно, если вместо сопротивления использовать промышленные резисторы. В этом случае поступают следующим образом:

Чтобы расширить диапазон шкалы измерений, параллельно к устройству подсоединяется резистор, через который проходит основная часть тока. При этом через измеряющее устройство проходит незначительная часть, достаточная для замеров;
Следующим шагом определяется максимальное значение тока. Для этого вольтметром, соблюдая полярность, измеряется напряжение на источнике питания. Также определяется общее сопротивление цепи, на которое делится величина напряжения;
Теперь нужно узнать сопротивление обмотки амперметра. Эта величина указывается в паспорте к прибору или измеряется самостоятельно;

Остается рассчитать требуемое сопротивление резистора, используемого в качестве шунта. Для этого максимальный ток умножается на общее сопротивление линии, а полученное значение делится на номинальное напряжение источника питания.

Теперь вы знаете не только как пользоваться амперметром, но и как правильно его подключить в электрическую цепь. Надеемся, что этот материал помог вам выйти из ситуации, когда шкалы измерения прибора не хватает для точных замеров. Мы разобрались, что для этого нужно подключить стандартный шунт или рассчитать его самостоятельно.

Амперметр. Измерение силы тока | 8 класс

Содержание

Сила тока $I$ — важная характеристика в электричестве. Она напрямую зависит от величины электрического заряда $q$, переносимого частицами, и от времени $t$, за которое этот заряд проходит через поперечное сечение проводника.

Далеко не всегда есть возможность заглянуть внутрь проводника, измерить переносимый заряд и рассчитать силу тока по формуле $I = \frac{q}{t}$. Зато есть возможность измерить силу тока с помощью специального прибора.

Этот прибор называется амперметром. На данном уроке вы узнаете, как с его помощью измерять силу тока и как правильно подключать его к электрической цепи.

Амперметр

Амперметр — это прибор для измерения силы тока в электрической цепи.

По принципу работы и внешнему виду амперметр очень похож на гальванометр. Его устройство изменено, чтобы можно было не просто фиксировать наличие тока в цепи, но и измерять его силу.

В каких единицах градуируют шкалу амперметра? Так как он измеряет силу тока, то и его шкала будет проградуирована в амперах.

Различные виды амперметров могут отличаться друг от друга в зависимости от сферы использования. На рисунке 1, а изображен демонстрационный амперметр. Такие приборы чаще всего используют в школе при демонстрации опытов.

На рисунке 1, б представлен амперметр, который чаще используют для лабораторных работ.

Как вы видите, эти два амперметра рассчитаны на измерение определенного диапазона значений силы тока. Шкала первого амперметра покажет максимальное значение в $3 \space А$, а второго — в $2 \space А$. Превышать эти значения не рекомендуется, так как приборы могут выйти из строя.

{"questions":[{"content":"С помощью амперметра измеряют[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["силу тока","электрический заряд проводника","электрическую энергию","давление в электрической цепи"],"answer":[0]}}}]}

Амперметр в электрической цепи

Амперметр — измерительный прибор. Поэтому, когда мы подключаем его к электрической цепи, он не будет влиять на величину силы тока. Он будет лишь показывать ее значение.

На схемах электрических цепей амперметр обозначается специальным условным знаком — кружочком с буквой “А” (рисунок 2).

{"questions":[{"content":"На схеме электрической цепи амперметр принято обозначать[[choice-5]]","widgets":{"choice-5":{"type":"choice","options":["кружком с буквой \"А\"","квадратом с буквой \"А\"","стрелкой","словом"],"answer":[0]}}}]}

Правила подключения амперметра в электрическую цепь

Амперметр необходимо включать в цепь последовательно с тем прибором/проводником, силу тока в котором нужно измерить (рисунок 3)

У амперметра имеется две клеммы для подсоединения проводников. Клемму, на которой стоит знак “+” нужно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока. И, соответственно, клемму, на которой стоит знак “-” нужно соединять с проводом, идущим от отрицательного полюса источника тока (рисунок 4).

Нельзя подключать амперметр к цепи, в которой нет потребителя (приемника) тока (рисунок 5). Это может привести к выходу прибора из строя.

{"questions":[{"content":"Положительный полюс источника тока следует соединять с [[fill_choice-9]] клеммой амперметра, а отрицательный - с [[fill_choice-10]] клеммой.","widgets":{"fill_choice-9":{"type":"fill_choice","options":["положительной","отрицательной"],"answer":0},"fill_choice-10":{"type":"fill_choice","options":["отрицательной","положительной"],"answer":0}}}]}

Измерение силы тока амперметром

Первое правило подключения амперметра в цепь говорит о его последовательном подключении. А есть ли разница, где именно при таком подсоединении мы расположим амперметр?

Давайте соберем электрическую цепь. Она будет состоять из источника тока, ключа, электрической лампочки и амперметра (рисунок 6).

После замыкания цепи, зафиксируем силу тока, которую показал амперметр.

А теперь давайте переместим амперметр в цепи так, чтобы он стоял после лампы, а не до нее (рисунок 7).

Амперметр покажет нам ту же величину силы тока, что и в предыдущем случае.

А теперь подключим в цепь сразу два амперметра (рисунок 8). И что мы увидим? Они будут показывать одинаковые значения силы тока, точно такие же, как и в предыдущих опытах.

О чем это нам говорит?

В цепи с последовательным подключением проводников (так, что конец одного проводника соединяется с началом другого) сила тока во всех участках цепи одинакова.

Почему она одинакова? Дело в том, что заряд, который проходит через любое поперечное сечение проводников цепи за $t = 1 \space с$, одинаков. Ведь ток равномерно протекает по всем проводам цепи, нигде не накапливаясь. Его течение можно сравнить с протеканием воды по трубам.

{"questions":[{"content":"Если все элементы в электрической цепи соединены между собой последовательно, то сила тока[[choice-14]]","widgets":{"choice-14":{"type":"choice","options":["одинакова на всех участках цепи","имеет большее значение у потребителя электроэнергии","имеет меньшее значение у источника тока"],"answer":[0]}}}]}

Безопасные и опасные пределы значений силы тока

Работа с электрическими цепями может быть опасной при несоблюдении правил безопасности. Если мы говорим о постоянном токе (величина силы тока и его направление со временем не изменяются), то эффекты воздействия такого тока на человеческий организм приведены в таблице 1.

$I$, $мА$	Воздействие на человеческий организм
0 — 3	Не ощущается
4 — 7	Зуд. Ощущение нагревания
8 — 10	Усиление нагревания
11 — 25	Еще большее усиление нагревания, незначительные сокращения мышц рук
26 — 80	Сильное ощущение нагревания. Сокращения мышц рук. Судороги, затруднение дыхания.
81 — 100	Паралич дыхания

Это интересно: амперметр и Minecraft

Упражнения

Упражнение №1

При включении в цепь амперметра так, как показано на рисунке 9, а, сила тока была $0.5 \space А$. Каковы будут показания амперметра при включении его в ту же цепь так, как изображено на рисунке 9, б?

Сила тока будет точно такая же. Амперметр покажет значение в $0.5 \space А$. Это объясняется тем, что в данной электрической цепи все элементы соединены последовательно. В этом случае сила тока на всех участках цепи одинакова.

Упражнение №2

Как можно проверить правильность показаний амперметра с помощью другого амперметра, точность показаний которого проверена?

Можно собрать цепь, как на рисунке 6, используя точный амперметр. Зафиксировать значение силы тока, которое он покажет. Потом заменить его другим — тем, правильность показаний которого мы хотим проверить. Далее останется просто сравнить показания этого амперметра с полученными ранее.

Можно сделать это и другим способом. Для этого нужно собрать цепь, как на рисунке 8 с последовательным соединений всех элементов. Мы уже знаем, что в такой цепи два исправных амперметра должны показывать одинаковые значения. Главное при такой проверке — это отметить для себя, какой амперметр показывает точные результаты измерений, чтобы не запутаться.

Упражнение №3

Рассмотрите амперметры, данные на рисунке 1. Определите цену деления шкалы каждого амперметра. Какую наибольшую силу тока они могут измерять? Перерисуйте шкалу амперметра (смотрите рисунок 1, а) в тетрадь и покажите, каково будет положение стрелки при силе тока $0.3 \space А$ и $1.5 \space А$.

Шкала демонстрационного амперметра с рисунка 1, а будет иметь цену деления, равную $0.2 \space А$.

Шкала лабораторного амперметра с рисунка 1, б будет иметь цену деления, равную $0.05 \space А$.

На рисунке 10, а мы изобразили шкалу демонстрационного амперметра, который показывает значение $I = 0.3 \space А$,а на рисунке 10, б — $I = 1.5 \space А$.

Упражнение №4

Имеется точный амперметр. Как, пользуясь им, нанести шкалу на другой, ещё не проградуированный амперметр?

Для этого нужно подключить оба амперметра в электрическую сеть. Например, как на рисунке 8.

Сначала перед замыканием ключа на пустую шкалу амперметра нанесем первую отметку — $0 \space А$.

Замыкаем цепь. Точный амперметр покажет нам какое-то определенное значение силы тока. Его стрелка отклонится. Например, она покажет значение в $1 \space А$. Стрелка второго амперметра тоже отклонится. Отметим ее положение — $1 \space А$. Мы можем так сделать, потому что сила тока при последовательном соединении элементов в цепи на всех ее участках одинакова.

Затем можно, используя линейку, самостоятельно нанести дополнительную отметки на шкале амперметра, выбрав удобную для вас цену деления.

Электросчетчики

Вольтметры

Вольтметры — это инструменты, используемые для измерения разности потенциалов между двумя точками в цепи. Вольтметр подключается параллельно измеряемому элементу, что означает создание альтернативного пути тока вокруг измеряемого элемента и через вольтметр. Вы правильно подключили вольтметр, если можете удалить вольтметр из цепи, не разорвав цепь. На схеме справа подключен вольтметр для правильного измерения разности потенциалов на лампе. Вольтметры имеют очень высокое сопротивление, чтобы свести к минимуму ток, протекающий через вольтметр, и влияние вольтметра на цепь.

Амперметры

Амперметры — это инструменты, используемые для измерения силы тока в цепи. Амперметр включен последовательно с цепью, так что измеряемый ток протекает непосредственно через амперметр. Цепь должна быть разорвана, чтобы правильно вставить амперметр. Амперметры имеют очень низкое сопротивление, чтобы свести к минимуму падение потенциала на амперметре и влияние амперметра на цепь, поэтому параллельное включение амперметра в цепь может привести к чрезвычайно высоким токам и может привести к выходу из строя амперметра. На схеме справа правильно подключен амперметр для измерения тока, протекающего по цепи.

Вопрос: На электрической схеме справа возможно расположение амперметра и вольтметра обозначены кружками 1, 2, 3 и 4. Где должен располагаться амперметр, чтобы правильно измерить общий ток и где должен ли вольтметр быть расположен правильно измерить общее напряжение?

Ответ: Для измерения полного тока амперметр нужно поставить в положение 1, так как весь ток в цепи должен проходить по этому проводу, а амперметры всегда подключаются последовательно.

Для измерения общего напряжения в цепи вольтметр можно поместить либо в положение 3, либо в положение 4. Вольтметры всегда располагают параллельно анализируемому элементу цепи, а положения 3 и 4 эквивалентны, поскольку они соединены проводами ( и потенциал всегда одинаков в любом месте идеального провода).

Вопрос: На какой приведенной ниже схеме правильно показано подключение амперметра A и вольтметра V для измерения тока и разности потенциалов на резисторе R?

Ответ: (4) показывает амперметр последовательно и вольтметр параллельно резистору.

Вопрос: По сравнению с сопротивлением измеряемой цепи внутреннее сопротивление вольтметра должно быть очень большим, чтобы

ток из цепи не поступало

слабый ток от цепи

большая часть тока от цепи

весь ток из цепи

Ответ: (2) вольтметр должен потреблять как можно меньший ток из цепи, чтобы свести к минимуму его влияние на цепь, но для его работы требуется небольшой ток.

Как подключаются амперметры в цепи и в резисторе?

Последнее обновление: 20 ноября 2019 г.

Амперметры соединены последовательно с батареями и резистором.

Другими словами, чтобы рассчитать ток, протекающий по цепи, мы должны подключить его между резистором и батареей. Амперметры измеряют ток. таким образом, они размещаются последовательно с другими компонентами в цепи, чтобы показать ток, протекающий через них.

Амперметр используется для измерения тока в цепи. для цепей постоянного тока амперметр включается в цепь последовательно. для возвратно-поступательных цепей можно использовать зажим на измерителе из-за переменного поля. амперметр — это прибор, используемый для измерения электрического тока.

Амперметр всегда подключается последовательно с компонентом, с которым используется ток. Амперметры всегда включают последовательно в цепь для измерения тока. Если ваша цепь состоит только из батареи и резистора, вы должны разомкнуть цепь, подключить последовательно амперметр, а затем замкнуть цепь. Амперметры для измерения расхода, которые могут измерять ток без размыкания цепи, являются исключением из правил. Для этого они измеряют магнитное поле вокруг провода с переменным током. Самый безопасный способ думать об амперметре - это провод, по которому будет проходить ток.

Не работает с источниками питания или батареями из-за короткого замыкания! часто используется рядом с блоком питания, если в нем нет амперметра!. амперметр включается последовательно с измеряемой цепью. Один из способов сделать это — отключить одно из силовых соединений тестируемой цепи. Если вы работаете с постоянным током, положительное соединение амперметра будет подключено к источнику питания, а отрицательное соединение амперметра будет подключено к цепи, при условии, что вы отключили положительную сторону источника питания.

Как амперметры включаются в цепь?

Амперметр используется для измерения тока в цепи. вы бы подключили его иначе, чем вольтметр, подключив его последовательно с цепью, а не параллельно. Для последовательного включения амперметра необходимо отсоединить один из проводов от цепи и соединить его с красным проводом амперметра. Черная нить идет туда, где вы оставили цепь. амперметр покажет ампер тока, протекающего в области, где вы сломали амперметр.