Ampermetar je uređaj koji mjeri snagu struje koja prolazi u električnom krugu, a koja je često znatna. Prema Ohmovu zakonu, da bi prošao više struje, ampermetar bi trebao imati što manji otpor. Rješenje je spajanje paralelnog šanta s uređajem koji pruža tako malu vrijednost otpora.
Zašto je potreban shunt?
Shunt je linija trake (ojačana staza na ploči) ili komad žice prilično debelog presjeka, zavojnice s malim otporom (manje od 1 ohma) ili otpornik snage 10 vata ili više. Koristi se kada, na primjer, ampermetar od 10 A ne može izmjeriti, recimo, 50 A struju koju troše uređaji spojeni na krug napajanja. U električarskom žargonu taj se fenomen naziva "nestašica ampera na ljestvici". Ili točnije, raspon mjerenja struje na istom ampermetru ne pokriva tako velike struje.
Proračun otpora ranžiranja
Uz Ohmov zakon za presjek kruga - njegovo puknuće, u kojem je ampermetar, uzima se u obzir i Kirchhoffova formula. Ukupna struja koja teče na mjestu uključenja uređaja jednaka je zbroju struja koje prolaze kroz sam ampermetar i njegov šant.
Otpor ampermetra nekoliko je puta veći od vanjskog šanta. Struja koja prolazi kroz vanjski šant nekoliko je puta veća od one na samom ampermetru.
U slučaju digitalnog uređaja, gdje se umjesto mjerne glave koriste senzor struje i analogno-digitalni pretvarač, raspodjela struja koje čine ukupnu struju kruga ne mijenja se.
Preklopni krug uređaja
Ampermetar je povezan u seriju da bi se krug otvorio. Potonji se mogu nalaziti bilo gdje. Uređaj sam pokazuje koliko ampera na sat ovaj krug troši. Vanjski shunt također je serijski uključen u krug, ali ispada da je u istoj praznini paralelno sa samim ampermetrom.
Što možete koristiti?
U idealnom slučaju koristi se komad žice ili žice izrađeni od metala ili legure, koji pri zagrijavanju malo mijenja svoj električni otpor. I šant će nužno biti zagrijan - barem do nekoliko desetaka stupnjeva, budući da kroz njega teče struja jedinica i desetaka ampera. Stručnjaci preporučuju upotrebu legure manganina. Manganinova žica (ili traka) smatra se najstabilnijim električnim elementom: njezin temperaturni koeficijent otpora je 200 puta niži od bakra i 300 puta niži od željeza. Korištenje bakrenih i čeličnih ranžira sposobno je ponijeti osjetnu pogrešku kod značajnih struja zbog kojih se zagrijavaju.
Ali za grubu procjenu, ponekad se koristi ispravljena spajalica ili komad žice.
Ako govorimo o impresivnoj struji od stotina do tisuća ampera - na primjer, na početku motora KamAZ, gdje se stvara početna struja od 500 ili više ampera da bi se vratilo motora zavrtilo prema starteru, ovdje će se jednostavno otopiti jednostavan šant. Mora se koristiti trenutna stezaljka - ovo je snažnija verzija šanta. Isto se radi u električnim instalacijama i rasklopnim postrojenjima s visokim naponom, gdje je ukupna struja potrošača prilično velika.
Što je potrebno?
Za izradu šanta, osim žice, žica, dielektrika i pričvrsnih elemenata, potrebni su sljedeći uređaji.
- Spremni milliammetar. Također možete koristiti galvanometar - mjernu glavu bez unutarnjih šantova, otpornika i tako dalje.
- Laboratorijsko napajanje koje isporučuje potrebnu amperažu. Također možete koristiti automobilsku bateriju, u krugu s kojim je povezan u seriju, na primjer, prednje svjetlo snage 100/90 W na bazi žarulje sa žarnom niti. Ako nema takvog prednjeg svjetla, možete spojiti komad nikrom električne zavojnice ili snažni keramički otpornik za desetke vata. Nikada nemojte kratko spajati uređaj, bez opterećenja.
- Kada radite s kućanskom rasvjetnom mrežom - ispravljačkim diodnim mostom (ili pojedinačnim visokonaponskim diodama) i dodatnim prekidačem od 16 A, osigurači za nekoliko ampera.
Napon se primjenjuje samo nakon ispravnog sastavljanja kruga.
Uradi sam
Ne preporučuje se spiralno navijati žicu (ili caklinsku žicu) - induktivitet rezultirajuće zavojnice smanjit će točnost ampermetra. Manevriranje zavojnica ima nedostatak u prigušivanju prenaponskih struja, posebno u slučaju prigušene (jezgrene) zavojnice. Ako je komad žice predug, stavite ga u valovitu zmiju.
Bilo koji izolator prikladan je kao dielektrik - od keramike do tekstolita. Osim toga, žica uvijena u obliku zavojnice može pregrijati dielektrik koji ne može podnijeti povišenu temperaturu - više od 150 stupnjeva -. I samo su keramika i kaljeno staklo otporni na pregrijavanje.
- Prvo se izreže dielektrična ploča u kojoj se buše rupe za vijke s podloškama i maticama. Materijal - tekstolit, getinax, drvo ili kompozitni materijali.
- Za značajnu izolaciju topline žice s nosača, na vijke su ugrađeni keramički prstenovi. Nakon njih postavljaju se podloške koje stežu žicu.
- Kako bi se spriječilo spontano odvijanje i ispadanje žice i žica, opružne podloške postavljaju se ispred matica.
- Napokon, žice i krajevi žica umetnu se između podloški i matice se stegnu.
Rezultirajući dio povezan je paralelno s ampermetrom ili galvanometrom.
Ponovna kalibracija uređaja
Nova kalibracija ažuriranog ampermetra za biranje za novi shunt mora se izvršiti kako slijedi.
- Uklonite prednji dio kućišta (prozor za promatranje instrumenata) zajedno sa staklom.
- Priključite jednu od žarulja poznate nominalne vrijednosti s ampermetrom na bateriju ili adapter za izmjeničnu struju. Dakle, žarulje sa žarnom niti pokazuju struju u amperima i napon u voltima. Ako spojite LED ploču ili prednju svjetiljku, koja, na primjer, pokazuje napon od 12 V i snagu od 24 W, vaša će radna struja biti 2 A (snaga podijeljena s naponom napajanja).
- Označite kut pod kojim je strelica instrumenta odstupila, točkicom s brojem (u ovom slučaju to je 2).
- U idealnom slučaju, paralelno uključite iste žarulje ili farove, svaki put povećavajući njihov broj za jedan. Tako možete "označiti" cijelu skalu ampermetra. Ova metoda je dobra za izmjeničnu struju - skala ampermetra je nelinearna zbog utjecaja frekvencije struje i pada dijela napona na diodama. Označavanje "okom" ili korištenje uglomera (ili prema već postojećem "ravnalu" uređaja), kao što se to često radi s istosmjernom strujom, neće raditi. Bolje igrati na sigurno i biti precizniji.
- Nakon završetka označavanja, sastavite uređaj i provjerite je li nosač razvodnika čvrsto pričvršćen, je li električni kontakt između njega i ampermetra dobar. Ako dimenzije ampermetra dopuštaju, šant se često izlije epoksidnim ljepilom, a zatim se dobiveni element (u obliku šipke) zalijepi na stražnji zid mjerne glave.
Ampermetar s novim šantom spreman je za upotrebu. Mogu se povezati sonde ili strujne stezaljke.
S višestrukim šantovima
Ampermetar će također napraviti domaći kilometar. Dakle, od uređaja od 100 ampera lako je napraviti ampermetar od 2 kA. U praksi vjerojatno neće biti potrebne veće vrijednosti. Ako imate na raspolaganju mjerač od jednog pojačala, napravite nekoliko preklopnih šantova. Nije potrebno mijenjati veličinu ljestvice - dovoljno je odabrati šantove za 5, 10, 50, 100 i više ampera. Oni su smješteni u jednom vanjskom kućištu zajedno s izlaznim stezaljkama (za sonde) i višesatnim prekidačem predviđenim za ove vrijednosti struje.
Načini su označeni markerom "x5", "x10" i tako dalje. Kada je način rada jedan, a ampermetar se pretvori iz jedan u deset ampera, onda lijevo od slova "A" napišite "x10" manjim fontom.
Prilikom izrade višemodnog ampermetra, žice koje povezuju prekidač sa šantovima i instrumentom trebaju biti što kraće. Prekomjerno duge žice povezane s gotovim šantom, koji ima točan otpor, i već kalibriranim uređajem, dovest će do primjetne pogreške u mjerenju - povezane su u seriju sa šantom i uređajem, a imaju i svoj, iako vrlo nizak otpor. Nekvalitetni prekidač sa znatno oksidiranim kontaktima dovest će do činjenice da će uređaj jednostavno početi "ležati" - njegovi dijelovi pod naponom i zatvarajuća kugla s oprugom također uvode parazitski otpor.
Tvorničke ampermetre pažljivo su kalibrirane, jedva napuštajući montažnu liniju. Nedostaci se uzimaju u obzir kada tvornica za proizvodnju instrumenata izda sljedeću seriju ampermetara. Ampermetri sa značajnom pogreškom odbacuju se i šalju na recikliranje.
Kako izračunati shunt za ampermetar, pogledajte dolje.
