вимірювання електричного струму вимірювання сили електричного струму

Основними визначальними параметрами будь електричного кола є напруга, сила струму і опір. Їх взаємозв’язок визначається відомим зі шкільної фізики законом Ома, суть якого полягає в тому, що будь-яку з цих величин можна визначити, знаючи дві інші (формула нижче).

При цьому сила струму має пряму залежність від напруги і зворотний від опору. Існує три основні методи вимірювання сили струму і параметрів електричного кола.

Прямий метод вимірювання електричного струму

Даний спосіб отримання будь-яких характеристик електричного кола найбільш поширений на практиці. Під прямим методом вимірювання мається на увазі отримання шуканих значень сили струму, напруги або опору за допомогою відповідних вимірювальних приладів. Інформація на них може відображатися цифровим або аналоговим способом. Вибір конкретної моделі залежить від необхідної точності шуканих значень і власної похибки пристрою.

Вимірювання сили струму в електричному ланцюзі здійснюється амперметрами. Чим менше буде внутрішні опір приладу, тим точніші дані він відобразить. Необхідно відзначити що пристрої, оснащені стрілочним покажчиком менш точні в порівнянні з приладами, які відображають інформацію в цифровому вигляді.

Вимірювання сили струму в зібраної ланцюга проводитися при послідовному включенні приладу в розрив між елементами. Це одне з важливих умов при наявності постійного струму. Вимірювання сили в електричному ланцюзі зі змінним електричним струмом можна провести без порушення її цілісності, просто охопивши провід спеціальними кліщами. В даному варіанті амперметр працює за принципом трансформатора. Будь-провідник при проходженні змінного струму, володіє зовнішнім магнітним полем, яке створює потік на вимірювальних контактах і індукує напругу на обмотках.

Але в окремих випадках використання прямого методу вимірювання неможливо. Це, наприклад, відноситься до варіантів попереднього розрахунку електричної схеми або, коли сама конструкція робочої схеми не дозволяє провести розрив ланцюга. У цій ситуації вдаються до непрямому або компенсаційному методам вимірювання сили струму.

Непрямий метод визначення сили струму в електричному ланцюзі

В основі даного методу вимірювання лежить правило: знаючи залежність трьох параметрів, завжди можна визначити один з них при відомих даних двох інших значень. Для електричного кола справедливий закон Ома, відповідно до якого сила струму (I) має пряму залежність від напруги (U) або різниці потенціалів. Формула закону для ділянки кола вигладить наступним чином:

I = U / R, де R — це опір (в Омах) на ділянці електричного кола. З рівняння видно, що сила струму має зворотну залежність від опору.

Непрямий метод дозволяє здійснювати вимірювання сили струму як емпіричним шляхом, так і математичним обчисленнями. У першому випадку вихідні значення напруги та опору визначаються вольтметром і омметром. У другому варіанті ці дані беруться з розрахункових показників електричної схеми. Необхідно пам’ятати, що при математичному розрахунку параметрів електричного кола будуть отримані абсолютні значення, відповідні ідеальним даними. На практиці, вони можуть значно відрізнятися через характеристик матеріалів, зовнішніх факторів і т.д.

Також при непрямому методі можна визначити шукані параметри знаючи споживану потужність пристрою (Р), яка є твором напруги і сили струму (Р = U x I).

Компенсаційний метод вимірювання сили струму

Компенсаційний метод базується на зрівноважуванні двох електрично самостійних параметрів (Напруги або струму) і виконується за допомогою введення таких величин в ланцюг індикатора балансу.

При цьому варіанті вимірювання сили струму використовують додаткове навантаження з відомим значенням опору. При породженні струму через резистор на виході вимірюють падіння напруги на ділянці і порівнюють дані. В результаті отримуємо рівняння, за допомогою якого можна легко визначити шукане значення.

Цей метод вимірювань покладено в принцип дії потенціометрів. Перевагою вимірювання сили струму в даному варіанті є висока точність показників при мінімальній похибки. Компенсаційний метод вимірювання показав своє найбільшу ефективність при вимірюванні мінімальних значень сили струму в соті і тисячні частки ампера.

Схема компенсатора ЕРС з нормальним елементом: Uвсп — джерело допоміжного напруги; R — калібрований опір; rpeг — регулювальне опір; EN — нормальний елемент; Ip — робочий струм; Г — гальванометр; П — перемикач; Ux — вимірювана напруга.

На закінчення відзначимо що найбільш поширеним варіантом вимірювання сили струму можна назвати прямий метод. Він є найпростішим для використання в побутових цілях. Для отримання більш точних даних і зниження похибки необхідно вдатися до непрямого або компенсаційному способу.

Ссылка на основную публикацию