Un ampermetru este un dispozitiv care măsoară puterea curentului care trece într-un circuit electric, care este adesea considerabilă. Conform legii lui Ohm, pentru a trece mai mult curent, ampermetrul ar trebui să aibă o rezistență cât mai mică. Soluția este de a conecta un șunt paralel cu dispozitivul care oferă o valoare de rezistență atât de scăzută.
De ce este nevoie de un șunt?
Un șunt este o linie de bandă (șină armată pe placă) sau o bucată de sârmă cu o secțiune destul de groasă, o bobină cu rezistență redusă (mai puțin de 1 ohm) sau un rezistor cu o putere de 10 wați sau mai mult. Se folosește atunci când, de exemplu, un ampermetru de 10 A nu poate măsura, să zicem, 50 A curent consumat de dispozitivele conectate la circuitul de alimentare. În jargonul electrician, acest fenomen se numește „lipsă de amperi la scară”. Sau mai bine zis, gama de măsurători de curent pe același ampermetru nu acoperă curenți atât de mari.
Calculul rezistenței la șunt
Pe lângă legea lui Ohm pentru secțiunea circuitului - ruptura acestuia, în care este inclus ampermetrul - este luată în considerare și formula Kirchhoff. Curentul total care curge în locul în care dispozitivul este pornit este egal cu suma curenților care trec prin ampermetru în sine și șuntul acestuia.
Rezistența ampermetrului este de câteva ori mai mare decât șuntul extern. Curentul care trece prin șuntul extern este de câteva ori mai mare decât cel de pe ampermetru în sine.
În cazul unui dispozitiv digital, unde se utilizează un senzor de curent și un convertor analog-digital în locul unui cap de măsurare, distribuția curenților care alcătuiesc curentul total al circuitului nu se modifică.
Diagrama conexiunii dispozitivului
Amperometrul este conectat în serie pentru a deschide circuitul. Acesta din urmă poate fi localizat oriunde. Dispozitivul în sine arată câte amperi pe oră consumă acest circuit. Șuntul extern este, de asemenea, inclus în serie în circuit, dar în același decalaj se dovedește, paralel cu ampermetrul în sine.
Ce poți folosi?
În mod ideal, se folosește o bucată de sârmă sau sârmă din metal sau aliaj, care își schimbă ușor rezistența electrică atunci când este încălzită. Și șuntul va fi neapărat încălzit - cel puțin până la câteva zeci de grade, deoarece un curent de unități și zeci de amperi curge prin el. Experții recomandă utilizarea unui aliaj de manganină. Sârma (sau banda) de manganină este considerată cel mai stabil element electric: coeficientul său de temperatură de rezistență este de 200 de ori mai mic decât cel al cuprului și de 300 de ori mai mic decât cel al fierului. Utilizarea șunturilor de cupru și oțel este capabilă să producă o eroare perceptibilă la curenți semnificativi care îi determină să se încălzească.
Dar pentru o estimare aproximativă, uneori se folosește o agrafă sau o bucată de sârmă îndreptată.
Dacă vorbim despre un curent impresionant de la sute la mii de amperi - de exemplu, la pornirea motorului KamAZ, unde este creat un curent de pornire de 500 sau mai mulți amperi pentru a derula arborele motorului de la starter - un simplu șunt se va topi pur și simplu aici. Trebuie utilizată o clemă curentă - aceasta este o versiune mai puternică a șuntului. La fel se procedează și în instalațiile electrice și aparatele de comutare cu tensiune ridicată, unde curentul total al consumatorilor este destul de mare.
Ceea ce este necesar?
Pentru fabricarea unui șunt, pe lângă sârmă, fire, dielectric și elemente de fixare, sunt necesare următoarele dispozitive.
- Gata miliammetru. De asemenea, puteți utiliza un galvanometru - un cap de măsurare fără șunturi interne, rezistențe etc.
- O sursă de alimentare de laborator care furnizează intensitatea necesară. De asemenea, puteți utiliza o baterie auto într-un circuit cu care este conectat în serie, de exemplu, un far de 100/90 W bazat pe o lampă cu incandescență. Dacă nu există un astfel de far, puteți conecta o secțiune a unei bobine electrice nichrome sau o rezistență ceramică puternică pentru zeci de wați. Nu scurtcircuitați niciodată șuntul cu dispozitivul, fără sarcină.
- Când lucrați cu o rețea de iluminat de uz casnic - o punte cu diode redresoare (sau diode de înaltă tensiune unice) și un întrerupător suplimentar de 16 A, siguranțe pentru mai multe amperi.
Tensiunea se aplică numai după asamblarea corectă a circuitului.
Șunt DIY
Nu se recomandă înfășurarea în spirală a firului (sau a firului de email) - inductanța bobinei rezultate va reduce precizia ampermetrului. Manevrarea bobinelor are dezavantajul supratensiunilor de curent de amortizare, mai ales în cazul unei bobine sufocate (miez). Dacă bucata de sârmă este prea lungă, așezați-o într-un șarpe ondulat.
Orice izolator este potrivit ca dielectric - de la ceramică la textolit. În plus, un fir răsucit sub formă de bobină poate supraîncălzi un dielectric care nu poate rezista la o temperatură ridicată - mai mult de 150 de grade -. Și numai ceramica și sticla călită sunt rezistente la supraîncălzire.
- În primul rând, este decupată o placă dielectrică, în care sunt găurite găuri pentru șuruburi cu șaibe și piulițe. Material - textolit, getinax, lemn sau materiale compozite.
- Pentru o izolare substanțială a căldurii firului de pe placa de transport, inele ceramice sunt instalate pe șuruburi. După ele, sunt așezate șaibe care fixează firul.
- Pentru a preveni desfacerea spontană și căderea din sârmă și fire, șaibele cu arc sunt plasate în fața piulițelor.
- În cele din urmă, firele și capetele firelor sunt introduse între șaibe și piulițele se strâng.
Partea rezultată este conectată în paralel cu un ampermetru sau un galvanometru.
Recalibrarea dispozitivului
O nouă calibrare a cadrometrului actualizat pentru un nou șunt trebuie făcută după cum urmează.
- Scoateți partea din față a carcasei (fereastra de vizualizare a instrumentului) împreună cu sticla.
- Conectați una dintre becurile cunoscute în serie cu ampermetrul la o baterie sau un adaptor de curent alternativ. Deci, becurile cu incandescență indică curentul în amperi și tensiunea în volți. Dacă conectați un panou LED sau un far, care, de exemplu, indică o tensiune de 12 V și o putere de 24 W, curentul dvs. de funcționare va fi de 2 A (puterea împărțită la tensiunea sursei de alimentare).
- Marcați unghiul spre care s-a abătut săgeata instrumentului, cu un punct cu un număr (în acest caz, este 2).
- În mod ideal, porniți aceleași becuri sau faruri în paralel, crescând numărul acestora cu unul de fiecare dată. Deci, puteți „marca” întreaga scară a ampermetrului. Această metodă este bună pentru curentul alternativ - scala ampermetrului este neliniară datorită influenței frecvenței curentului și a căderii unei părți a tensiunii pe diode. Marcarea „cu ochiul” sau utilizarea unui raportor (sau conform „riglei” deja existente a dispozitivului), așa cum se face adesea cu curent continuu, nu va funcționa. Mai bine să-l joci în siguranță și să fii mai precis.
- După terminarea marcării, asamblați dispozitivul și verificați dacă suportul de șunt este ținut ferm, dacă contactul electric dintre acesta și ampermetru este bun. Dacă dimensiunile ampermetrului permit, șuntul este adesea turnat cu adeziv epoxidic, iar apoi elementul rezultat (sub formă de bară) este lipit de peretele din spate al capului de măsurare.
Amperometrul cu un nou șunt este gata de utilizare. Sonde sau clemă de curent pot fi conectate.
Cu șunturi multiple
Un ampermetru va face, de asemenea, un kiloametru de casă. Deci, dintr-un dispozitiv de 100 amperi este ușor să faceți un ampermetru pentru 2 kA. Este puțin probabil ca valorile mai mari să fie necesare în practică. Dacă aveți la dispoziție un contor de un amp, faceți mai multe șunturi comutate. Nu este nevoie să redimensionați scala - este suficient să selectați șunturi pentru 5, 10, 50, 100 și mai multe amperi. Acestea sunt adăpostite într-o singură carcasă exterioară împreună cu bornele de ieșire (pentru sonde) și un comutator cu mai multe poziții prevăzut pentru aceste valori de curent.
Modurile sunt marcate cu un marker „x5”, „x10” și așa mai departe. Când modul este unul, iar ampermetrul este convertit de la unu la zece amperi, atunci la stânga literei „A” scrieți „x10” într-un font mai mic.
La realizarea unui ampermetru multi-mod, firele care conectează comutatorul la șunturi și instrument trebuie să fie cât mai scurte posibil. Sârmele excesiv de lungi conectate la un șunt gata făcut cu o rezistență exactă și un dispozitiv deja calibrat vor duce la o eroare de măsurare vizibilă - sunt conectate în serie cu șuntul și dispozitivul, au propria lor rezistență, deși foarte mică. Un comutator de calitate slabă, cu contacte semnificativ oxidate, va duce la faptul că dispozitivul va începe pur și simplu să „mintă” - piesele sale sub tensiune și bila de închidere cu arc primesc, de asemenea, o rezistență parazită.
Ammetrele din fabrică sunt supuse unei calibrări amănunțite, abia ieșind din linia de asamblare. Deficiențele sunt luate în considerare atunci când instalația de fabricare a instrumentelor eliberează următorul lot de ampermetre. Ammetrele cu erori semnificative sunt respinse și trimise spre reciclare.
Cum se calculează șuntul pentru ampermetru, vezi mai jos.
