[toc]В процессе эксплуатации электросети либо какого-нибудь устройства приходится делать измерение силы тока.
Из данной статьи вы узнаете, что понимается под этим термином и какие инструменты применяются для этой цели.
Заодно побеседуем о мерах безопасности при проведении схожих работ.
Единица измерения силы тока
Силой тока в физике принято именовать величину заряда, пересекающего поперечное сечение проводника за единицу времени. Единица измерения — ампер (А). Силу в 1 А имеет таковой ток, при котором за 1-у секунду через сечение проводника проходит заряд в 1 кулон (Кл).
Силу тока можно сопоставить с напором воды. Как понятно, в старину маленькие речки перегораживали плотинами, дабы сделать напор, способный крутить колесо мельницы.
Чем более сильным был напор, тем паче производительную мельницу можно было привести с его помощью в движение.
Точно так же и сила тока охарактеризовывает работу, которую может выполнить электричество. Обычный пример: лампочка при увеличении силы тока в цепи будет пылать ярче.
Для чего необходимо знать, какой силы ток протекает в проводнике? От силы тока зависит то, как он будет действовать на человека при случайном контакте с токоведущими частями. Производимый электричеством эффект отобразим в таблице:
| Сила тока, А (переменный с частотой 50 Гц) | Эффект |
| Наименее 0,5 мА | является неприметным для человека |
| От 0,5 до 2 мА | Возникает нечувствительность к разным раздражителям |
| От 2 до 10 мА | Болевые чувства, спазм мускул |
| От 10 мА до 20 мА | Усиленные спазмы, некоторые ткани повреждаются. При силе тока от 16 мА человек теряет способность разжать либо отдернуть руку, дабы разомкнуть контакт с токоведущей частью |
| От 20 мА до 100 мА | Дыхательный паралич |
| От 100 мА до 3 А | Фибрилляция сердца, необходимы безотложные меры по реанимированию пострадавшего |
| Выше 3 А | Сильные ожоги, остановка сердца (при краткосрочном воздействии возможность реанимирования сохраняется) |
А вот еще несколько обстоятельств:
- Сила тока охарактеризовывает нагрузку на проводник. Наибольшая пропускная способность последнего находится в зависимости от материала и площади поперечного сечения. Если сила тока окажется очень большой, провод либо кабель будет сильно нагреваться. Это может привести к расплавлению изоляции с последующим маленьким замыканием. Вот почему проводку всегда защищают от перегрузок автоматическими выключателями либо предохранителями. С особенным вниманием к протекающей в проводах силе тока следует отнестись обладателям квартир и домов со старенькой проводкой: ввиду использования все большего количества электроприборов она нередко оказывается в перегруженном состоянии.
- По соотношению значений силы тока в разных цепях электроприбора можно прийти к выводу о его исправности. К примеру, в фазах электродвигателя должны протекать токи равной силы. Если наблюдаются расхождения, означает мотор неисправен или работает с перегрузкой. Таким же методом определяется состояние нагревательного устройства либо электрического «теплого пола»: замеряется сила тока во всех составляющих устройства.
Работа электричества, поточнее говоря его мощность (количество работы за единицу времени), зависит не только лишь от силы тока, но и от напряжения. Фактически говоря, произведение этих величин и определяет мощность:
W = U * I,
- W – мощность, Вт;
- U – напряжение, В;
- I – сила тока, А.
Таким макаром, зная напряжение в сети и мощность устройства, можно высчитать, какая сила тока будет через него протекать при условии исправного состояния: I = W/U. Например, если понятно, что мощность обогревателя составляет 1,1 кВт и работает он от обыкновенной сети напряжением 220 В, то сила тока в нем составит: I = 1100 / 220 = 5 А.
Формула измерения силы тока
При всем этом необходимо учесть, что согласно законам Кирхгофа сила тока в проводе до разветвления представляет собой сумму токов в ветвях. Так как в квартире либо доме все приборы подключаются по параллельной схеме, то если, допустим, сразу работают два устройства с током в 5 А, то в подводящем проводе и в общем нулевом будет протекать ток силой в 10 А.
Оборотная операция, другими словами расчёт мощности потребителя методом перемножения измеренной силы тока на напряжение, не всегда дает верный итог. Если в устройстве-потребителе имеются обмотки, как к примеру в электродвигателях, которым присуще индуктивное сопротивление, часть мощности будет расходоваться на преодоление этого сопротивления (реактивная мощность).
Дабы найти активную мощность (нужная работа электричества), необходимо знать фактический коэффициент мощности для данного устройства, представляющий из себя соотношение активной и реактивной мощностей.
Приборы для измерения силы тока и напряжения
Вот какие измерительные инструменты посодействуют электрику в данном вопросе:
Амперметр
Существует несколько разновидностей данного устройства, которые различаются принципом деяния:
- Электромагнитный: снутри имеется катушка, протекаю по которой ток делает электромагнитное поле. Это поле втягивает в катушку металлический сердечник, связанный со стрелкой. Чем большей будет сила тока, тем посильнее будет втягиваться сердечник и тем паче будет отклоняться стрелка.
- Термический: в приборе установлена натянутая железная нить, связанная со стрелкой. Протекающий ток вызывает нагрев нити, степень которого находится в зависимости от силы тока. А чем посильнее нагреется нить, тем посильнее она удлинится и провиснет, соответственно, тем посильнее отклонится стрелка.
- Магнитоэлектрический: в приборе имеется неизменный магнит, в поле которого находится связанная со стрелкой дюралевая рамка с намотанной на нее проволокой. При протекании через проволоку электрического тока рамка в магнитном поле стремится оборотиться на некоторый угол, который находится в зависимости от силы протекающего тока. А от угла поворота зависит положение стрелки, отмечающей на шкале значение силы тока.
- Электродинамический: снутри устройства имеются две последовательно соединенные катушки, одна из которых является подвижной. При протекании по катушкам тока в итоге взаимодействия возникающих при всем этом электромагнитных полей подвижная катушка стремится оборотиться относительно недвижной и при всем этом тянет за собой стрелку. Угол поворота будет зависеть от силы протекающего тока.
- Индукционный: ток пропускается через обмотки недвижных катушек, соединенных магнитной системой. В итоге появляется крутящееся либо бегущее электромагнитное поле, воздействующее с некоторой силой (находится в зависимости от силы тока) на подвижный железный цилиндр либо диск. Тот связан со стрелкой.
- Электронный: такие приборы еще именуют цифровыми. Снутри имеется электрическая схема, информация выводится на жидкокристаллический экран.
Необходимо проверить трансформатор на наличие дефектов? Как проверить трансформатор мультиметром – особенности прямого и косвенного способов проверки.
Принцип деяния защитного заземления описан здесь.
Виды заземляющих клемм и их технические свойства тщательно описаны в этой статье.
Мультиметр для измерения силы тока
Так принято именовать универсальный электронный измеритель характеристик тока. Он может переключаться как в режим амперметра, так и в режим вольтметра, омметра и мегомметра (измеряются сопротивления большой величины, обычно изоляции).
Измерение силы тока мультиметром
Результаты измерений показываются на жидко-кристаллическом мониторе. Для работы устройству нужно питание от батареек.
Тестер
По функциональности это тот же мультиметр, но аналоговый. Результаты измерений обозначаются на шкале с помощью стрелки, батарейки требуются только при наличии омметра.
Измерительные клещи
Измерительные клещи более удобны. Ими необходимо просто зажать участок тестируемого провода, после этого устройство покажет силу протекающего в нем тока.
При всем этом необходимо учесть, что в клещах должен оказаться только проверяемый проводник. Если зажать несколько проводников, устройство покажет геометрическую сумму токов в них.
Измерительные клещи
Таким макаром, при помещении в токоизмерительные клещи 1-фазного провода полностью устройство покажет «нуль», так как в фазном и нулевом проводниках протекают разнонаправленные токи одинаковой величины.
Способы измерения
1-ые три устройства для проведения измерений должны быть включены в цепь нагрузки последовательно с ней, другими словами в разрыв провода. Для 1-фазной сети это может быть как фазный, так и нулевой провод. Для 3-фазной — только фазный, так как в нулевом протекает геометрическая сумма токов во всех фазах (при одинаковой нагрузке равна нулю).
Отметим два принципиальных происшествия:
- В отличие от вольтметра (измеритель напряжения), амперметр нельзя применять без нагрузки, по другому получится куцее замыкание.
- Щупами устройства можно касаться проводов либо контактов только при отсутствии напряжения, другими словами тестируемая линия должна быть обесточена. В неприятном случае между близко расположенными щупом и проводом может появиться дуга с выделением тепла, достаточного для расплавления металла.
Все измерительные приборы имеют переключатель спектра, которым регулируется чувствительность.
Заземление нужно для неопасной эксплуатации электричества. Шина заземления – более принципиальный компонент электрической сети.
Трансформатор 220 на 12 Вольт – предназначение и советы по изготовлению вы отыщите по ссылке.
Заметим, что ток, потребляемый некоторыми устройствами, такими как телевизионная и компьютерная техника, энергосберегающие и светодиодные лампы, не является синусоидальным.
Потому некоторые измерительные приборы, принцип деяния которых нацелен на переменное напряжение, могут определять значение силы такового тока с ошибкой.
Статья "Приборы для измерения электрического тока"
Средства электрических измерений обширно используются в энергетике, связи, индустрии, на транспорте, в научных исследовательских работах, медицине, также в быту — для учёта потребляемой электроэнергии. Используя особые датчики для преобразования неэлектрических величин в электрические, электроизмерительные приборы можно применять для измерения самых различных физических величин, что ещё больше расширяет спектр их использования.
Систематизация
Более значимым признаком для систематизации электроизмерительной аппаратуры является измеряемая либо воспроизводимая физическая величина, в согласовании с этим приборы разделяются на ряд видов:
амперметры — для измерения силы электрического тока;
вольтметры — для измерения электрического напряжения;
омметры — для измерения электрического сопротивления;
мультиметры ( по другому тестеры, авометры) — комбинированные приборы
частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока;
магазины сопротивлений — для проигрывания данных сопротивлений;
ваттметры и варметры — для измерения мощности электрического тока;
электрические счётчики — для измерения потреблённой электроэнергии
и огромное количество других видов.
Не считая этого есть систематизации по другим признакам:
по предназначению — измерительные приборы, меры, измерительные преобразователи, измерительные установки и системы, вспомогательные устройства;
по методу представления результатов измерений — показывающие и регистрирующие ( в виде графика на бумаге либо фотоплёнке, распечатки, или в электронном виде);
по способу измерения — приборы конкретной оценки и приборы сопоставления;
по методу использования и по конструкции — щитовые (фиксируемые на щите либо панели), переносные и стационарные;
по принципу деяния : электромеханические; магнитоэлектрические;
электромагнитные; электродинамические; электростатические;
ферродинамические; индукционные; магнитодинамические; электронные;
термоэлектрические; химические.
Обозначения:
В забугорных странах обозначения средств измерений инсталлируются предприятиями-изготовителями, в Рф (и отчасти в других странах СНГ) обычно принята унифицированная система обозначений, основанная на принципах деяния электроизмерительных устройств. В состав обозначения заходит строчная российская буковка, соответственная принципу деяния устройства, и число — условный номер модели.
К примеру: С197 — киловольтметр электростатический. К обозначению могут добавляться буковкы М (модернизированный), К (контактный) и другие, отмечающие конструктивные особенности либо модификации устройств.
В — приборы вибрационного типа (язычковые)
Д — электродинамические приборы
Е — измерительные преобразователи
И — индукционные приборы
К — многоканальные и всеохватывающие измерительные установки и системы
Л — логометры
М — магнитоэлектрические приборы
Н — самопишущие приборы
П — вспомогательные измерительные устройства
Р — меры, измерительные преобразователи, приборы для измерения характеристик частей электрических цепей
С — электростатические приборы
Т — термоэлектрические приборы
У — измерительные установки
Ф — электронные приборы
Х — обычные элементы
Ц — приборы выпрямительного типа
Ш — измерительные преобразователи
Щ — щитовые приборы
Э — электромагнитные приборы.
В 1733—1737 гг французский учёный Ш. Дюфе сделал электроскоп. В 1752—1754 гг его работы продолжили М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман в процессе исследовательских работ атмосферного электричества. Посреди 80-х годов XVIII века Ш. Кулон изобрёл крутильные весы — электростатический измерительный устройство.
В первой половине XIX века, когда уже были заложены базы электродинамики (законы Био — Савара и Фарадея, принцип Ленца), построены гальванометры и некоторые другие приборы, придуманы главные способы электрических измерений — баллистический (Э. Ленц, 1832 г.), мостовой (Кристи, 1833 г.), компенсационный (И. Поггендорф, 1841)
Посреди XIX века отдельные Исследователи в различных странах делают меры электрических величин, принимаемые ими в качестве стандартов, создают измерения в единицах, воспроизводимых этими мерами, и даже проводят сличение мер в различных лабораториях. В Рф в 1848 г. академик Б. С. Якоби предложил в качестве образца единицы сопротивления использовать медную проволоку длиной 25 футов (7,61975 м) и весом 345 гран (22,4932 г), навитую спирально на цилиндр из изолирующего материала. Во Франции образцом единицы сопротивления служила стальная проволока поперечником в 4 мм и длиной в 1 км (единица Бреге). В Германии таким образцом являлся столб ртути длиной 1 м и сечением 1 мм² при 0° С.
2-ая половина XIX века была периодом роста новейшей отрасли познаний — электротехники. Создание генераторов электроэнергии и использование их для разных практических целей побудили огромнейших электротехников 2-ой половины XIX в. заняться изобретением и разработкой разных электроизмерительных устройств, без которых стало невообразимо предстоящее развитие теоретической и практической электротехники.
В 1871 году А. Г. Столетов в первый раз применил баллистический способ для магнитных измерений и изучил зависимость магнитной восприимчивости ферромагнетиков от напряженности магнитного поля, создав этим базы правильного подхода к расчету магнитных цепей. Этот способ применяется в магнитных измерениях и в текущее время
В 1880—1881 гг. французские инженер Депре и физиолог д’Арсонваль выстроили ряд высокочувствительных гальванометров с зеркальным отсчетом.
В 1881 г. германский инженер Ф. Уппенборн изобрел электромагнитный устройство с эллиптическим сердечником, а в 1886 г. он же предложил электромагнитный устройство с круглой катушкой и 2-мя цилиндрическими сердечниками
В 1894 г. германский инженер Т. Бругер изобрел логометр
В развитии электроизмерительной техники конца 2-ой половины XIX и начала XX ст. значимые награды принадлежат М. О. Доливо-Добровольскому. Он разработал электромагнитные амперметры и вольтметры, индукционные приборы с вращающимся магнитным полем (ваттметр, фазометр) и ферродинамический ваттметр
