Почему амперметр нельзя подключить к зажимам источника тока без нагрузки

Законы постоянного тока – FIZI4KA

Почему амперметр нельзя подключить к зажимам источника тока без нагрузки

ЕГЭ 2018 по физике ›

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц.

Условия существования электрического тока в проводнике:

  • наличие свободных заряженных частиц;
  • наличие электрического поля.

Напряженность электрического поля должна быть постоянной.

Цепь постоянного тока должна быть замкнутой.

Важно!
Тепловое движение заряженных частиц нельзя назвать электрическим током, так как оно беспорядочное.

Электрический ток можно обнаружить по его действиям:

  • тепловому – при протекании тока проводник нагревается;
  • химическому – изменяется состав вещества при прохождении электрического тока (электролиз);
  • магнитному – электрический ток создает магнитное поле.

За направление тока принимают направление движения положительно заряженной частицы.

Сила тока – это скалярная физическая величина, равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени, за которое этот заряд переносится.

Обозначение – ​\( I \)​, единица измерения в СИ – ампер (А) (является основной).

Вычисляется по формуле:

Если за одинаковые промежутки времени через поперечное сечение проводника проходит одинаковый заряд, то ток постоянный.

Для измерения силы тока используют амперметр.

Условное обозначение на схемах:

Амперметр – измерительный прибор для определения силы тока в электрической цепи.

При измерении силы тока амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют, и с соблюдением полярности. Клемму амперметра со знаком «+» нужно обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока.

Для того чтобы включение амперметра не влияло на величину измеряемого тока, его сопротивление по сравнению с сопротивлением нагрузки должно быть как можно меньшим. Каждый амперметр рассчитывается на некоторое определенное максимальное значение измеряемой величины. Но возникают ситуации, когда необходимо выполнить измерение силы тока больше предельно допустимого значения силы тока.

Для этого параллельно амперметру присоединяют проводник (шунт), по которому проходит часть измеряемого тока. Значение сопротивления этого проводника рассчитывается так, чтобы сила тока, проходящего через амперметр, не превышала его максимально допустимого значения.

Сопротивление шунта рассчитывается по формуле:

где ​\( I_ц \)​ – сила тока в цепи, \( I_а \) – максимально допустимая для данного амперметра сила тока, \( R_а \) – сопротивление амперметра, ​\( n=\frac{I_ц}{I_а} \)​.

При этом цена деления прибора увеличивается в n раз, а точность измерений во столько же раз уменьшается.

Работающим с электрическими цепями надо знать, что для человеческого организма безопасной считается сила тока до 1 мА. Сила тока больше 100 мА приводит к серьезным поражениям организма.

Постоянный электрический ток. Напряжение

В проводнике, по которому протекает ток, заряды движутся под действием сил электростатического поля. Работу электростатических сил характеризуют разностью потенциалов или напряжением.

Электрическое напряжение – скалярная физическая величина, равная отношению работы по перемещению электрического заряда между двумя точками цепи к величине этого заряда.

Обозначение – ​\( U \)​, единица измерения в СИ – вольт (В).

Формула для вычисления:

Напряжение равно разности потенциалов только в том случае, если рассматриваемый участок цепи не содержит источник тока (ЭДС = 0).

Измеряют напряжение вольтметром.

Изображение вольтметра на схеме:

При измерении напряжения вольтметр включают в цепь параллельно с тем прибором, напряжение на котором измеряют, и с соблюдением полярности. Клемму вольтметра со знаком «+» нужно обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока. Для того чтобы включение вольтметра не влияло на измерение напряжения, его сопротивление должно быть большим.

Для измерения напряжения больше, чем допустимое для данного вольтметра, используют добавочное сопротивление – резистор, включаемый последовательно с вольтметром.

Величина добавочного сопротивления рассчитывается по формуле:

где ​\( U \)​ – напряжение, которое нужно измерить, ​\( U_В \)​ – напряжение, на которое рассчитан вольтметр, ​\( n=\frac{U}{U_В} \)​, ​\( R_В \)​ – сопротивление вольтметра.

При этом цена деления прибора увеличивается в ​\( n \)​ раз, а точность измерений во столько же раз уменьшается.

Закон Ома для участка цепи

Взаимосвязь между силой тока, протекающей по проводнику, и напряжением на его концах была экспериментально установлена Г. Омом и носит название закона Ома для участка цепи.

Закон Ома для участка цепи

Сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению:

График зависимости силы тока от напряжения называется вольт-амперной характеристикой. Из закона Ома для участка цепи следует, что при постоянном сопротивлении сила тока прямо пропорциональна напряжению. Следовательно, вольт-амперная характеристика для металлического проводника представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат.

Проводник с такими свойствами называется резистором.

Угол наклона графика к оси напряжений зависит от сопротивления проводника. Тангенс угла наклона графика равен проводимости резистора.

Электрическое сопротивление. Удельное сопротивление вещества

Электрическое сопротивление – свойство материала проводника препятствовать прохождению через него электрического тока.

Обозначение – ​\( R \)​, единица измерения в СИ – Ом.

Объяснить наличие сопротивления можно на основе строения металлических проводников. Свободные электроны при движении по проводнику встречают на своем пути ионы кристаллической решетки и другие электроны и, взаимодействуя с ними, неизбежно теряют часть своей энергии. Различные металлические проводники, имеющие различное атомное строение, оказывают различное сопротивление электрическому току.

Чем больше сопротивление проводника, тем хуже он проводит электрический ток.

Сопротивление различных проводников зависит от материала, из которого они изготовлены, их длины, геометрической формы и температуры. Для характеристики электрического сопротивления различных материалов введено понятие так называемого удельного сопротивления.

Удельным сопротивлением называется сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м2.

Обозначение – ​\( \rho \)​, единица измерения в СИ – Ом·м.

Каждый материал, из которого изготовляется проводник, обладает своим удельным сопротивлением.

Например, удельное сопротивление меди равно 1,7·10-8 Ом·м, т. е. медный проводник длиной 1 м и сечением 1 м2 обладает сопротивлением 1,7·10-8 Ом. На практике часто используют единицу удельного сопротивления (Ом·мм2)/м.

Электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника.

Формула для вычисления:

Сопротивление проводника увеличивается с ростом температуры. Удельное сопротивление зависит от температуры:

где ​\( \rho_0 \)​ – удельное сопротивление при ​\( T_0 \)​ = 293 К (20°С), ​\( \Delta T=T-T_0 \)​, ​\( \alpha \)​ – температурный коэффициент сопротивления.

Единица измерения температурного коэффициента сопротивления – К-1.

При нагревании увеличивается интенсивность движения частиц вещества. Это создает трудности для направленного движения электронов. Увеличивается число столкновений свободных электронов с ионами кристаллической решетки.

Свойство изменения сопротивления при изменении температуры используется в термометрах сопротивления. Эти приборы могут измерять температуру, основываясь на зависимости сопротивления от температуры. У термометров сопротивления высокая точность измерений.

Электродвижущая сила. Внутреннее сопротивление источника тока

Для создания электрического поля в проводниках используют источник тока. Внутри источника тока происходит перераспределение зарядов, в результате которого на полюсах источника возникает избыток зарядов разных знаков.

Виды источников тока:

  • электрофорная машина;
  • термопара;
  • фотоэлемент;
  • аккумулятор;
  • гальванический элемент.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Чем шаровая молния отличается от обычной молнии

Сторонними называются силы неэлектрической природы, действующие внутри источника тока.

Когда проводник соединяют с полюсами источника, то на внешнем участке цепи заряженные частицы движутся под действием электростатической силы. А внутри источника на заряды действуют сторонние и электростатические силы.

Под действием этих сил внутри источника происходит перемещение положительных зарядов от отрицательного полюса источника к положительному. Это перемещение происходит до тех пор, пока сторонние силы не станут равными электростатическим. При переносе заряда эти силы совершают работу. Работа сторонних сил по перемещению заряда компенсирует потери энергии заряженными частицами при их движении по цепи.

Электродвижущей силой (ЭДС) называется отношение работы сторонних сил по перемещению положительного заряда к величине этого заряда.

Источник: https://fizi4ka.ru/egje-2018-po-fizike/zakony-postojannogo-toka.html

Амперметр постоянного тока: включение амперметра в цепь постоянного тока

Почему амперметр нельзя подключить к зажимам источника тока без нагрузки

В любой электросети чрезвычайно важно знать показатели тока. От них зависит срок эксплуатации проводки и электроприборов, а также безопасность подключения. Для измерения используется специальный прибор — амперметр.

Что это такое

Амперметр — устройство для измерения силы тока. Результаты замеров он показывает в амперах. Единица измерения названа в честь ученого Андре-Мари Ампера, жившего с 1775 по 1836 гг. Он сделал большой вклад в изучение электричества.

Амперметр: внутреннее устройство

Дополнительная информация. Сила тока — электрический заряд, прошедший через проводник за 1 секунду.

Для человека безопасным является показатель не более 0,5 А. В современных розетках сила тока равна 16А, а если она подключена к трехфазной сети, то 32А.

Параметры

Амперметры бывают аналоговые и цифровые. Последние зачастую продаются не отдельно, а в составе мультиметров — универсальных приборов для замеров не только силы тока, но и других величин. В современных условиях предпочитают пользоваться именно такими устройствами из-за ряда преимуществ:

  • простота и скорость измерений;
  • бесконтактный замер, а значит, полная безопасность;
  • низкая погрешность.

Однако и аналоговые до сих пор востребованы. Они используются в лабораториях, на промышленных предприятиях, на ТЭЦ и других точках производства электроэнергии. Аналоговые делятся на несколько подвидов:

  • магнитоэлектрические (классические);
  • электромагнитные;
  • электродинамические;
  • ферродинамические.

Среди аналоговых конструкций ферродинамические — самые точные, но по соотношению цена-качество выигрывают магнитоэлектрические и электромагнитные.

Приборы делятся и по уровню максимальной нагрузки. Так, для измерения небольших величин используются устройства со шкалой в микроамперах и миллиамперах. Если следует узнать показатели стандартной бытовой сети или промышленной, используются шкалы в амперах и килоамперах соответственно.

Принцип работы

Амперметр показывает измерения после соединения с электрической цепью. Через него проходит ток, сила которого регистрируется за счет воздействия магнитного поля. Если говорить о классическом, магнитоэлектрическом варианте прибора, то он действует так:

  1. На оси крепится катушка и стрелка. Над катушкой устанавливается магнит, который создает магнитное поле и задает первоначальное положение стрелки — 90 градусов относительно оси.
  2. Если подключить устройство к сети, возникнет и второе магнитное поле, исходящее от электричества. Поля будут «соперничать» друг с другом, перетягивая к себе стрелку. От разности потенциалов магнитных полей и зависит, на каком делении в итоге остановится стрелка.

Вам это будет интересно  Особенности профессии КИПиАПринцип действия

Однако принцип действия может меняться в зависимости от конструкции амперметра.

Какой ток показывает

Устройство бывает трех типов: для измерения постоянного тока, переменного, а также универсальное, для обоих разновидностей.

В чем отличие? Постоянный ток — это движение электродов от одного полюса к другому. Из-за наличия полюсов и электронного потока есть постоянное направление. В переменной электрической цепи полюса отсутствуют. Электроды движутся вперед и назад, с переменным направлением.

Чаще используется второй тип тока — так, в жилых домах в розетках он именно переменный. Однако ряд приборов нуждается в постоянном. В телевизорах, компьютерах и подобных устройствах встроен блок питания, который задает электронному потоку единое направление.

Понять, для каких именно измерений предназначен амперметр, не сложно. Если для постоянного электричества, то будет стоять знак «—», для переменного «~». Это касается отечественной системы обозначений.

Амперметр постоянного тока

Западные и европейские приборы зачастую маркируют буквами: AC — alternating current (переменный), DC — direct current (постоянный).

Западный амперметр переменного тока

Как подключить амперметр в цепь постоянного тока

Для измерения показателей прибор подсоединяют к цепи последовательно. Сначала идет источник тока, далее — амперметр, затем потребитель.

Важно! Амперметр в цепи не устанавливают, если потребитель не подключен.

Если замеряются показатели постоянного тока, то нужно использовать подходящий для этого прибор с клеммами разной полярности. К проводу, который идет от положительного полюса источника электроэнергии, подключают клемму со знаком плюс, и, наоборот — к проводу от отрицательного со знаком минус.

Подключение амперметра постоянного тока

Для подключения амперметра в цепь переменного тока полярность соблюдать не нужно:

Отличия в подключении

Правила безопасности

Чтобы при измерениях не произошел удар током, необходимо соблюдать технику безопасности:

  1. Перед включением амперметра в цепь отключить электропитание.
  2. Удостовериться, что параметры источника энергии не превышают допустимые лимиты измерительного прибора. Максимальная нагрузка указана в сопроводительной документации.
  3. Если в виду особенностей эксплуатации электросеть нельзя оставить без питания на время замеров, следует использовать бесконтактное устройство — токовые клещи.
  4. Если планируется измерение больших токов, необходимо осуществить шунтирование катушки амперметра. Эта процедура позволит проводить через прибор лишь небольшой процент тока, но без погрешностей в измерении. Большую часть электричества возьмет на себя шунт.
  5. При измерении переменного тока нельзя подключаться при разомкнутой вторичной обмотке трансформатора. Это приведет к возгоранию прибора. Также нужно убедиться, что на обмотке имеется надежная изоляция.
  6. При измерении больших токов корпус амперметра следует заземлить.

Вам это будет интересно  Работа с тестером электрическим

Еще одним правилом безопасности является соблюдение полярности при измерении постоянного тока.

Токовые клещи

Соблюдение техники безопасности позволит избежать пожаров, продлить срок эксплуатации прибора, предотвратить короткое замыкание в цепи.

Амперметры используются повсеместно. Их приобретают для научных лабораторий, промышленных предприятий, производств, занятых в изготовлении электротехнике. Приборы востребованы и в быту. С их помощью можно обнаружить неисправность в автомобиле или домашней проводке. Именно поэтому полезно знать, какими бывают амперметры и как их подключать для измерения.

Источник: https://rusenergetics.ru/instrumenty/ampermetr-postoyannogo-toka

Сопротивление выходное — что это такое?

Почему амперметр нельзя подключить к зажимам источника тока без нагрузки

Когда говорят о выходном сопротивлении, подразумевают модель выхода как линейной электрической цепи, в которой сопротивление RВЫХ включено последовательно с идеальным источником напряжения U0 (источником ЭДС), как показано на рисунке.

Собственно, идеальный источник напряжения в данной эквивалентной схеме и отличает  выход от входа, и отличает понятие выходного сопротивления от входного сопротивления.

Также наличие активного источника напряжения или тока отличает активную цепь от пассивной.

Идеальный источник напряжения называется идеальным потому, что он обладает нулевым внутренним сопротивлением (это способность отдать сколь угодно большой ток нагрузки IВЫХ при неизменности напряжения U0). А выходное сопротивление RВЫХ  вносит неидеальность, присущую всем физически реализуемым (реальным) выходам напряжения и тока, и ограничивает максимальный ток нагрузки IВЫХ значением тока короткого замыкания IВЫХ = IКЗ = U0 / RВЫХ .

Отметим, что применённые выше два термина выходное сопротивление и внутреннее сопротивление эквивалентны. Обычно термин выходное сопротивление применяют к объектам, для которых можно применить понятие «выход». Термин внутреннее сопротивление носит более общий характер и может быть применим к входам, выходам и любым пассивным или активным объектам.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Почему гремит гром и сверкает молния

Практически, если значение выходного сопротивления выхода неизвестно, то его можно оценить простым методом двух измерений с использованием вольтметра и резистора с известным номиналом RН (желательно близким к номинальному сопротивлению нагрузки для данного выхода или хотя бы предположительно соответствующим номинальному сопротивлению нагрузки).

Первое измерение: Измерить вольтметром напряжение холостого хода на выходе (без нагрузки) UXХ.

Второе измерение: Подсоединить к выходу резистор RН и измерить на резисторе напряжение UH.

Вычислить RВЫХ по формуле RВЫХ = RН (UXХ– UН) / UH

Метод применим и для выходов напряжения переменного тока, если вольтметр способен измерять средневадратическое значение (СКЗ) напряжения при данной частоте сигнала, тогда RВЫХ будет иметь физический смысл модуля импеданса выходного сопротивления на данной частоте сигнала.

Но есть ограничение: данный метод нельзя применять к выходам, для которых отсутствие нагрузки является нерабочим режимом. Например, для выходов генераторов тока этот метод неприменим.

Для выходов тока применяют обычно модель с идеальным источником тока (это источник тока, способный сохранить ток неизменным при бесконечном увеличении сопротивления нагрузки) и параллельным резистором RВЫХ, делающим этот источник тока неидеальным, как показано на рисунке ниже.

Для выходов генераторов тока применима схожая методика двух измерений, но основанная на измерении амперметром тока короткого замыкания и тока назгрузки при включенении в цепь резистора с известным сопротивлением RН.

Когда употребляют термин низкоомный источник сигнала, то, в зависимости от динамики протекания электрических процессов (в том контексте, в котором этот термин употрелён) может подразумеваться как низкое сопротивление по постоянному току, так и малый импеданс в широкой полосе частот, начиная с нулевой частоты. Приведём три поясняющих примера.

Пример 1.  Когда говорят о низкоомности источников сигнала для АЦП с входным  коммутатором канала, то подразумевают низкий импеданс датчика, включая кабель от него.

— На столько низкий импеданс, чтобы переходный процесс от переключения коммутатора успел полностью затухнуть за период времени T переключения коммутатора.

Таким образом, оценочно, малый импеданс должен соблюдаться, как минимум, в полосе частот от 0 до 1/T [Гц], а не в полосе частот полезного сигнала от датчика.

Пример 2. Когда говорят о низкоомности выхода ICP датчика (порядка 100 Ом), то низкое выходное сопротивление оговаривается, как правило, до верхней частоты полосы частот пропускания датчика (порядка 10 кГц).

Пример 3. Когда говорят о низкоомности электронного ключа, управляющего включением-выключением неполяризованного электромеханического реле, то подразумевают, как правило, выходное сопротивление ключа по постоянному току, которое существенно для режима долговременного удержания реле в активном состоянии.

В заключение добавим, что понятия источник ЭДС, источник тока, активный и пассивный двухполюсник, а также выходное сопротивление генератора явлются базовыми понятиями Теории линейных электрических цепей в курсе ТОЭ. В частности, к этим понятиям впрямую относится метод эквивалентного генератора: 

«По отношению к выделенной ветви (электрической цепи) двухполюсник можно заменить эквивалентным генератором, ЭДС которого равна напряжению холостого хода на зажимах выделенной ветви, а внутреннее сопротивление равно входному сопротивлению двухполюсника» (Бессонов Л. А. ТОЭ. Электрические цепи, §2.26, стр. 64).

Термин используется для описания электрических свойств аналоговых выходов преобразователей и выходов ЦАП систем сбора данных.

Платы АЦП/ЦАП на шину PCI

Источник: https://www.lcard.ru/lexicon/res_outp

Простое двухполярное зарядное устройство

Длительное хранение или эксплуатация  автомобильных аккумуляторов приводит к возникновению на пластинах и на клеммах кристаллического сульфата свинца. При отсутствии контакта клеммы можно почистить напильником с крупной насечкой или наждачной бумагой, а вот очистить пластины таким методом невозможно.

Нагрузка на аккумулятор во время заводки автомобиля составляет 120-150 ампер, то есть почти 1,5 киловатта и зависит от состояния двигателя.

Из-за внутреннего сопротивления, созданного плохой проводимостью кристаллов сульфата свинца, автомашина, возможно, и заведётся но не более одного раза, снижается напряжение на клеммах аккумулятора, при  подключении нагрузки — ниже допустимых пределов, стартер при таком напряжении источника тока  не в состоянии провернуть вал двигателя.  

Надеяться, что аккумулятор зарядится в пути при таком состоянии пластин  нереально.

Если рассматривать генератор автомобиля как источник питания, зарядить аккумулятор возможно, а вот снять «застаревшую»  кристаллизацию пластин он  не в состоянии.

Поверхностная (рабочая) сульфатация пластин снимается  при рабочем напряжении зарядки аккумулятора в 13,8-14,2 Вольт, а внутренняя кристаллизация пористой структуры  пластин  на такое напряжение слабо реагирует  из-за высокого сопротивления кристаллов  сульфата свинца и низкого напряжения заряда.

Для восстановления пластин — снятия кристаллизации требуется нестандартное напряжение  источника тока заряда.

Добавлять напряжение генератора ни в коем случае нельзя — из-за опасности повреждения электрического и электронного оборудования автомобиля  нестандартным напряжением, это иногда случается при повреждении реле-регулятора напряжения.
Выход прост -зарядить аккумулятор внешним зарядным устройством с повышенным напряжением источника.

Средний ток заряда при снятии сульфатации пластин не превышает рекомендуемый для заряда заводом — изготовителем, а напряжение заряда в импульсе  превышает стандартное почти в половину. Время импульса невелико и такая зарядка с восстановлением не приводит к излишнему нагреву   аккумулятора, и короблению пластин.

Двухполярное восстановление  пластин позволяет продлить срок эксплуатации аккумулятора  и поддержать его рабочее состояние. Повышенное напряжение источника зарядного тока позволяет передать в импульсе мощность, достаточную, для расплавления и перевода кристалла  сульфата свинца в аморфный свинец.

Устранение крупнокристаллической сульфатации  элементов аккумулятора, снижает внутреннее сопротивление  до рабочего состояния, устраняется саморазряд  и межэлектродные замыкания, повышается напряжение под нагрузкой, что облегчает запуск автомобиля.

Предлагаемая схема позволяет выполнить эти условия  с небольшими затратами  из радиодеталей используемых от отслуживших свой срок электронных приборов.

Характеристики устройства:1. Напряжение сети 210- 230 вольт.2. Мощность трансформатора 50-100 ватт3. Напряжение аккумуляторов 6/12 вольт.4. Ток заряда макс. средний 1 ампер5. Ток разряда 12 мА.6. Ток заряда импульсный макс. 3 ампера7. Время восстановления  6- 18 часов.8. Аккумулятор : а) открытого типа ;б) закрытого типа ; в) гелиевый.9. Ёмкость аккумулятора от 2 до 100 А/час.

Зарядное устройство не предназначено для питания  радиоэлектронных устройств.

Принципиальная схема зарядного устройства состоит из силового трансформатора Т2 и защиты от перегрузки FU1.Снижение помех коммутации достигается введением  фильтра  на двухзвенном трансформаторе Т1  и конденсаторах С1,С2.

Выходная обмотка трансформатора  подключена одним выводом — через зарядный тиристор VD1, к  минусовой шине аккумулятора GB1, вторым выводом — через прибор контроля зарядного тока PA1, к плюсу аккумулятора..  Выпрямитель импульсного тока обратной полярности  -VD2 подаёт в аккумулятор GB1 разрядный ток  ограниченный резистором R3.

Двухполярный ток облегчает восстановление пластин аккумулятора   и защищает трансформатор T1  от перемагничивания железа, как в случае однополярного   тока. Выпрямитель импульсного тока восстановления выполнен  на одном диоде VD2, что ведёт к ускоренному восстановлению пластин аккумулятора, снижению нагрева как в с использованием   моста из четырёх диодов.

Диодные мосты, используемые в заводских зарядных устройствах, из-за отсутствия временного разрыва между импульсами зарядного тока  не позволяют вести рекристаллизацию пластин, что  приводит к преждевременному  электролизу электролита, кипению и нагреву аккумулятора.

При использовании аккумуляторов с гелиевым наполнителем  или   отсутствием воздушных пробок (закрытого типа) — это недопустимо,  из-за возможной разгерметизации корпуса.

Однополупериодная импульсная схема восстановления, в данном случае с регулятором тока на тиристоре, с перерывами между импульсами равными по времени периоду положительного импульса тока, снижает температуру электролита и увеличивает время на рекомбинацию (перестроение) ионов электролита.

Регулирование тока происходи за счёт изменения времени заряда конденсатора С3, резистором R1. Контроль зарядного тока выполнен на гальваническом приборе РА1 с внутренним шунтом.

Аккумулятор  подключается к зарядному устройству с помощью зажимов типа «Крокодил». Восстановление аккумулятора возможно производить без снятия с автомобиля, предварительно положительную клемму питания автомобиля отключить.

Детали устройства

В схеме зарядного устройства отсутствуют покупные радиодетали.

Силовой трансформатор Т1 использован от ламповых радиоприёмников :железо предварительно разбирается, сетевая обмотка используется без изменений, повышающая и накальная аккуратно удаляются послойно — перекусыванием кусачками витков, вместо них наматывается проводом сечением 0,5мм -0,6 мм обмотка до заполнения с отводом (примерно ) от середины, количество витков  новой вторичной обмотки 2х 9 вольт переменного тока должна соответствовать виткам удалённой обмотки накала ламп на 6,3 вольта.. Далее проводится обратная сборка железа, несколько листов ш- образного железа  не войдут — это не повлияет на характеристики трансформатора. При подключенном  сетевом напряжении вторичное напряжение на отводах должно быть в пределах 2х 18вольт.

Заводской   трансформатор типа ТПП243 или ТН.

Коммутационный переключатель SA1  использован от сетевых тумблеров на ток в 3 ампера.Конденсатор С1 типа К17  с напряжением 250 — 400Вольт.

Светодиод индикации HL1  допустимо установить любого свечения.

При отсутствии в наличии амперметра указанного тока, используется любой гальванометр от магнитофонов (индикация выходного сигнала), поскольку обмотка такого прибора не выдержит ток заряда, параллельно выводам прибора подключается шунт состоящий из 5-8 витков  провода сечением 0,6-1,0 мм. В разрыв положительной шины зарядного тока подключается временно тестер и сверяются показания зарядного тока. Количество витков обмотки шунта необходимо  подогнать  по  показаниям  действующего амперметра.

Зарядка аккумулятора
Наличие амперметра позволяет отследить процесс рекристаллизации пластин — в начальный момент ток заряда имеет минимальное значение,  далее по мере очистки пластин электродов аккумулятора от кристаллизации, ток возрастёт до максимального значения, и через время, определяемое состоянием аккумулятора, ток начнёт падать практически до нулевого значения, что и будет индикацией  окончания  времени восстановления аккумулятора.

При отсутствии гальванометра  ток заряда можно проверить тестером и при удовлетворительных показателях установить в разрыв  перемычку.

При неверной полярности  подключения аккумулятора GB1 светодиод гореть не будет, стрелка амперметра повернётся влево — на разряд. Длительно, в неверном подключении, аккумулятор держать нельзя, незаряженное состояние может привести к переполюсовке электродов и полной невозможности дальнейшего использования.

После нескольких часов восстановления ёмкости аккумулятора элементы схемы проверяются на нагрев, при удовлетворительных результатах восстановление продолжают.

Ввиду небольшого количества элементов  схема собрана в корпусе от  блока питания компьютера или типа  БП-1 навесным монтажом с установкой тумблеров SA1, светодиода HL1, высокочастотного гальванометра РА1 типа Т210-М1  на передней панели. Предохранитель FU1  крепится на задней стенке, переменный резистор типа СП-3.

Соединение зарядного устройства с аккумулятором выполнено многожильным проводом в виниловой изоляции сечением 2,5мм   с зажимами типа «крокодил» на концах.  

По окончании зарядки в первую очередь отключается сеть, затем снимаются зажимы с клемм аккумулятора.

Трансформатор допустимо  установить заводской, мощностью 70-120 ватт типа ТПП, ТН, ТС. Вторичная обмотка  используется на напряжение 15-18  Вольт для зарядки аккумуляторов для зарядки аккумуляторов  6-12 вольт.

Если аккумулятор не имел сбоев в работе, желательно провести профилактику, к примеру при стоянке на даче подключить на ночь. Основное требование при эксплуатации зарядных устройств — правильная полярность подключения. Недопустимо закрывать вентиляционные  устройства корпуса. Внешний вид зарядного устройства во включенном состоянии указано на фотографии зарядного устройства.

Список радиоэлементов

Скачать список элементов (PDF)

Источник: https://cxem.net/pitanie/5-239.php

Амперметры. Виды и работа. Устройство и применение. Особенности

Чтобы измерить силу тока в некоторой электрической цепи, существуют приборы, называемые амперметры. Они включаются в цепь по последовательной схеме. Внутреннее сопротивление амперметров очень мало, поэтому такое измерительное устройство не влияет на параметры электрического тока измеряемой цепи. Единицей измерения силы тока является ампер.

Шкалы приборов могут градуироваться в различных долях ампера: микроамперах, миллиамперах и т.д. Соответственно такие приборы называют микроамперметрами, миллиамперметрами и т.д. Чтобы расширить пределы измерений, амперметры включают в цепь с применением трансформатора, либо в параллели с шунтом. В этом случае только небольшая часть тока будет протекать через амперметр, а основная часть тока пойдет через шунт.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Какое сопротивление при коротком замыкании

Для крепления шунта к амперметру применяются специальные гайки. Запрещается подключать шунт к амперметру при включенном питании электрической сети. Полярность прибора при подключении также имеет большое значение. Если перепутать полярность, то стрелка прибора будет уходить в другую сторону, а цифровой амперметр, покажет отрицательную величину.

Виды амперметров

Точность показаний прибора зависит от принципа действия и вида устройства.

Первый вид в свою очередь делится на следующие устройства:

  • Магнитоэлектрические.
  • Электромагнитные.
  • Электродинамические.
  • Ферродинамические.

По виду измеряемого тока амперметры делятся:

  • Для переменного тока.
  • Для постоянного тока.

Существуют и другие специализированные приборы для измерения тока, которые применяются в узконаправленных областях, и не распространены так широко, как перечисленные выше.

Магнитоэлектрические амперметры

Принцип действия такого вида прибора основывается на взаимодействии магнитного поля магнита и подвижной катушки, находящейся в корпусе прибора.

Достоинствами такого амперметра является низкое потребление электроэнергии при функционировании, высокая чувствительность и точность измерений. Все магнитоэлектрические амперметры оснащены равномерной градуировкой шкалы измерений. Это позволяет произвести измерения с высокой точностью.

К недостаткам магнитоэлектрического амперметра относится его сложность внутренней конструкции, наличие движущейся катушки. Такой прибор не является универсальным, так как он действует только для постоянного тока.

Несмотря на недостатки, магнитоэлектрический вид прибора широко применяется в различных областях промышленности, в лабораторных условиях.

Электромагнитные

Амперметры с электромагнитным принципом работы не имеют в своем устройстве движущейся катушки, в отличие от магнитоэлектрических моделей. Устройство их значительно проще. В корпусе находится специальное устройство и один или несколько сердечников, которые установлены на оси.

Электромагнитный амперметр имеет меньшую чувствительность, по сравнению с магнитоэлектрическим прибором. А значит, точность его измерений будет ниже. Преимуществами таких приборов является универсальность работы. Это означает, что они могут измерять силу тока как в цепи постоянного, так и переменного тока. Это значительно расширяет его сферу применения.

Электродинамические

Метод работы таких приборов заключается во взаимодействии электрических полей токов, которые проходят по электромагнитным катушкам. Конструкция прибора состоит из подвижной и неподвижной катушки. Универсальная работа на любом виде тока является основным достоинством электродинамических амперметров.

Из недостатков стоит выделить большую чувствительность, так как они реагируют даже на незначительные магнитные поля, расположенные в непосредственной близости к ним. Подобные поля способны создавать для электродинамических приборов большие помехи, поэтому такие амперметры применяют только в защищенном экраном месте.

Ферродинамические

Такие приборы, обладают наибольшей эффективностью и точностью измерений. Магнитные поля, расположенные рядом с прибором, не оказывают на него заметного влияния, поэтому нет необходимости в установке дополнительных защитных экранов.

Конструкция такого амперметра включает в себя замкнутый ферримагнитный провод, а также сердечник и неподвижную катушку. Такое устройство позволяет повысить надежность работы прибора. Поэтому ферродинамические виды амперметров чаще всего используются в военной промышленности и оборонных учреждениях. К его преимуществам также можно отнести удобство и простоту пользования, точность всех измерений, по сравнению с ранее рассмотренными видами приборов.

Цифровые

Кроме рассмотренных приборов, существует цифровой вид амперметров. В настоящее время они все шире используются в различных сферах производства, а также в бытовых условиях. Такая популярность цифровых приборов связана с удобством пользования, небольшими размерами и точными измерениями. Вес прибора также очень незначительный.

Цифровые модификации используют в различных условиях, он невосприимчив к вибрациям, в отличие от механических аналоговых приборов.

Цифровые приборы, не боятся незначительных механических ударов, которые возможны от работающего рядом оборудования. Расположение в вертикальной или горизонтальной плоскости прибора не имеет влияния на его работоспособность, так же как изменение температуры и давления. Поэтому такой прибор применяют в условиях внешней среды.

Измерение переменного и постоянного тока

Все рассмотренные приборы способны измерять постоянный ток. Однако иногда требуется измерить силу переменного тока. Если у вас для этого нет отдельного амперметра, то можно собрать элементарную схему.

Существуют и специальные приборы, измеряющие переменный ток. Оптимальным выбором прибора будет мультиметр, в котором имеется возможность измерения переменного тока.

Чтобы выполнить правильное измерение, необходимо определить вид тока, то есть, переменный ток в сети, или постоянный. В противном случае измерение будет ошибочным.

Общий принцип действия амперметра

Если рассматривать классический принцип работы амперметра, то его действие заключается в следующем.

На оси кронштейна вместе с постоянным магнитом расположен стальной якорь с закрепленной на нем стрелкой. Воздействуя на якорь, постоянный магнит передает ему магнитные свойства. В этом случае позиция якоря находится вдоль силовых линий, проходящих вдоль магнита.

Такая позиция якоря определяет нулевое расположение стрелки по градуированной шкале. При протекании тока от генератора или другого источника по шине, возле нее возникает магнитный поток. Силовые линии этого потока в точке расположения якоря направлены под прямым углом к силовым линиям магнита.

Магнитный поток, образованный электрическим током, действует на якорь, который стремится повернуться на 90 градусов. В этом ему мешает магнитный поток, образованный в постоянном магните. Сила взаимодействия двух потоков зависит от направления и величины электрического тока, протекающего по шине. На эту величину и происходит отклонение стрелки прибора от нуля.

Сфера применения

Цифровые и аналоговые амперметры, используются в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Особенно широко они применяются в энергетической отрасли промышленности, радиоэлектронике, электротехнике. Также их могут использовать в строительстве, в автомобильном и другом транспорте, в научных целях.

В бытовых условиях прибор также часто используется обычными людьми. Амперметр полезно иметь с собой в автомобиле, на случай выявления неисправностей электрооборудования в пути.

Аналоговые приборы до сих пор также применяются в различных областях жизни. Их преимуществом является то, что для работы не требуется подключение питания, так как они пользуются электричеством от измеряемой цепи. Также их удобство состоит в отображении данных.

Многим людям привычнее смотреть за стрелкой. Некоторые устройства оснащены регулировочным винтом, который позволяет точно настроить стрелку на нулевое значение.

Инертность работы прибора отрицательно влияет на его применяемость, так как для стрелки необходимо время для нахождения устойчивой позиции.

Как выбрать

Для более точных измерений следует выбирать прибор сопротивлением до 0,5 Ом. Лучше, если зажимы контактов будут покрыты специальным антикоррозийным слоем.

Корпус должен быть качественного изготовления, без повреждений, желательно герметичного исполнения, для предотвращения проникновения влаги. Это продлит его срок службы и повысит точность показаний.

Наиболее удобный вид амперметра – это цифровой. Хотя в настоящее время более популярными являются мультиметры, в состав которых также входит функция измерения тока.

Запрещается подключение амперметра в сеть напрямую без нагрузки, во избежание выхода его из строя. При измерениях нельзя прикасаться к неизолированным токоведущим элементам прибора, так как возможен удар электрическим током. При работе с амперметром следует соблюдать осторожность и внимательность.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/slabotochnye-seti/oborudovanie/ampermetry/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электро Дело