Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 15 марта 2016 года; проверки требуют 37 правок.
Токовые клещи — амперметр для бесконтактного измерения больших токов.
Схема включения амперметра
Амперме́тр (от ампер + μετρέω «измеряю») — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в [микро,микро] амперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора.
В электрическую цепь амперметр включается последовательно[1] с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют. Поэтому, чем ниже внутреннее сопротивление амперметра (в идеале — 0), тем меньше будет влияние прибора на исследуемый объект, и тем выше будет точность измерения[2]. Для увеличения предела измерений амперметр снабжается шунтом (для цепей постоянного и переменного тока), трансформатором тока (только для цепей переменного тока) или магнитным усилителем (для цепей постоянного тока). Очень опасно пытаться использовать амперметр в качестве вольтметра (подключать его непосредственно к источнику питания): это приведёт к короткому замыканию. В технике используются амперметры с разной ценой деления,в зависимости от назначения
Бесконтактное устройство из токоизмерительной головки и трансформатора тока специальной конструкции называется токоизмерительные клещи (на фото).
Общая характеристика[править | править код]
По конструкции амперметры делятся:
- со стрелочной измерительной головкой без электронных схем;
- со стрелочной измерительной головкой с использованием электронных схем;
- с цифровым индикатором.
Приборы со стрелочной головкой[править | править код]
Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол крена, пропорциональный величине измеряемого тока.
Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими.
Магнитоэлектрическими амперметрами измеряют силу постоянного тока; индукционными и детекторными — силу переменного тока; амперметры других систем измеряют силу любого тока. Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры.
Приборы со стрелочной головкой могут снабжаться дополнительными электронными схемами для усиления сигнала, подаваемого на головку (для измерения токов, существенно меньших чем ток полного отклонения головки, который для большинства магнитоэлектрических приборов составляет 50 мкА и более), защиты головки от перегруза и прочее.
Приборы с цифровым индикатором[править | править код]
В последнее время приборы со стрелочной измерительной головкой стали вытесняться приборами с цифровым индикатором на основе жидких кристаллов и светодиодов.
Принцип действия стрелочной измерительной головки[править | править код]
Принцип действия самых распространённых в амперметрах систем измерения:
- В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момент стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки прямо пропорционален силе тока, поэтому шкала магнитоэлектрического прибора линейна. Направление поворота стрелки зависит от направления протекающего через рамку тока, поэтому магнитоэлектрические амперметры непригодны для непосредственного измерения силы переменного тока (стрелка будет дрожать возле нулевого значения), и требуют правильной полярности подключения в цепи постоянного тока (иначе стрелка будет отклоняться левее нуля).
- В электромагнитной системе прибора вращающий момент стрелки создаётся между катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником, к которому прикрепляется указательная стрелка.
- В электродинамической системе измерительная головка состоит из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействие между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки.
Во всех вышеуказанных системах угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента сопротивления пружины.
Включение амперметра в электрическую цепь[править | править код]
В электрической цепи амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при больших токах — через трансформатор тока, магнитный усилитель или шунт.
Для измерения токов может также применяться милливольтметр и калиброванный шунт (первичные токи шунтов могут быть выбраны из стандартного ряда, вторичное напряжение стандартизировано – чаще всего 75 мВ).
При высоких напряжениях (выше 1000В) – в цепях переменного тока для гальванической развязки амперметров также применяют трансформаторы тока, а цепях постоянного тока – магнитные усилители.
См. также[править | править код]
- Ампер-весы
- Вольтметр
- Гальванометр
- Омметр
- Мультиметр
Примечания[править | править код]
- ↑ Важно знать! Подключение амперметра напрямую к источнику напряжения приводит к протеканию токов короткого замыкания, и может вызвать возгорание токовых шунтов, измерительного трансформатора и всего прибора. Для предотвращения такой ситуации, амперметр может быть оснащён цепями защиты на основе плавких предохранителей и быстродействующих автоматических выключателей.
- ↑ Это особенно заметно в низковольтных схемах, в которых падение напряжения на элементах схемы сравнимо с напряжением на зажимах амперметра (типичное значение — десятки милливольт).
Ссылки[править | править код]
- Амперметр. Измерение силы тока (учебный видеоролик)
Литература[править | править код]
- Войнаровский П. Д.,. Электрические измерительные аппараты // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Л.И. Байда, Н.С. Добротворский, Е.М. Душин и др. “Электрические измерения”, М, “Энергия”, 1980г.
АМПЕРМЕТР
- АМПЕРМЕТР
-
- АМПЕРМЕТР
-
прибор для измерения силы электрич. тока. В соответствии с верх. пределом измерений различают кило-, милли-, микро- и наноамперметры. А. включается в цепь тока последовательно. Для уменьшения искажающего влияния А. должен обладать малым входным сопротивлением. Осн. частью простейших А. явл. электроизмерит. механизм (магнитоэлектрический, электромагнитный, электродинамический, ферродинамический; см. соответствующие статьи). А. для измерения малых токов представляет собой сочетание измерительного усилителя тока с электроизмерит. механизмом, воспринимающим выходной сигнал усилителя. Для измерения больших токов в А. встраивают шунты или измерит. трансформаторы тока либо используют А. совместно с указанными добавочными устройствами (рис.). Широкое распространение получили цифровые А. (см. ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР). Для измерений в цепях перем. тока на ВЧ и СВЧ применяют А., в к-рых перед электроизмерит. механизмом включен преобразователь перем. тока в постоянный (см. ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР,ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР).
Схема включения амперметра: а — с шунтом (1 — шунт, 2 — нагрузка); б — через трансформатор тока Совр. А. характеризуются след. данными: верх. предел измерений для, А. с электроизмерит. механизмом (без внеш. добавочных устройств) — от единиц мА до сотен А, для А. с шунтом — до 10 кА, для А. с трансформатором тока — до 100 кА и выше, для А. с измерит. усилителем — до 10-15 А. Осн. погрешность А. (в % от верх. предела измерений) — от 0,05 до 2 (для сверхмалых и сверхбольших токов 5—10%); диапазон частот — от десятых долей Гц до сотен МГц. Техн. требования к А. стандартизованы в ГОСТе 22261—76 и ГОСТе 8711—78.
Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия.
.
1983.
.
Синонимы:
Полезное
Смотреть что такое “АМПЕРМЕТР” в других словарях:
-
амперметр — амперметр … Орфографический словарь-справочник
-
АМПЕРМЕТР — АМПЕРМЕТР, прибор для измерения тока в амперах (а). Подключается к цепи последовательно. Амперметр для постоянного тока имеет подвижную катушку, измеряемый ток проходит по катушке, подвешенной в магнитном поле, и отклоняет стрелку, прикрепленную… … Научно-технический энциклопедический словарь
-
амперметр — а, м. ampèremètre m. Прибор для измерения силы электрического тока. СИС 1985. Иван неподвижно стоял у стены и пялил сонные глаза на ярко освещенные циферблаты вольтметров и амперметров. Вересаев Васька. Лекс.Гранат: амперметр; СИС 1937:… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
-
АМПЕРМЕТР — АМПЕРМЕТР, прибор, служащий для измерения силы электрического тока. Имеется несколько систем А.: 1) сист.Депре д Арсон валя, 2) А. «с мягким железом», 3) А. тепловые, 4) сист. Феррариса и ряд других. Первая из перечисленных систем… … Большая медицинская энциклопедия
-
амперметр-кліщі — амперметр клещи bus bar ammeter *Amperezange – переносний амперметр, що працює за принципом трансформатора і застосовується з метою уточнення урівноваження верстатів качалок шляхом контролювання струму, який споживає електродвигун верстата… … Гірничий енциклопедичний словник
-
АМПЕРМЕТР — АМПЕРМЕТР, прибор для измерения силы электрического тока в амперах (А). В электрическую цепь включается последовательно. Шкалу амперметра часто градуируют в кратных и дольных единицах от А (мкА, мА, кА) … Современная энциклопедия
-
АМПЕРМЕТР — (от ампер и …метр) электроизмерительный прибор для измерения силы постоянного и (или) переменного тока; в электрическую цепь включается последовательно. Шкала амперметра градуируется в мкА, мА, А или кА … Большой Энциклопедический словарь
-
АМПЕРМЕТР — АМПЕРМЕТР, а, муж. Прибор для измерения силы электрического тока. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
-
АМПЕРМЕТР — (Ampere meter) прибор для измерения силы тока. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
-
АМПЕРМЕТР — прибор для измерения силы тока. Распространение получили А. электромагнитные, магнитоэлектр., электродинамические, тепловые и индукционные. В электромагнитных А. измеряемый ток, проходя по катушке, втягивает внутрь ее сердечник из мягкого железа… … Технический железнодорожный словарь
В процессе своего движения вдоль проводника заряженные частицы (в металлах это электроны) переносят некоторый заряд. Чем больше заряженных частиц, чем быстрее они движутся, тем больший заряд будет ими перенесён за одно и то же время. Электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 1 секунду, определяет силу тока в цепи.
Сила тока (I) — скалярная величина, равная отношению заряда (q), прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени (t), в течение которого шёл ток.
I=qt
, где (I) — сила тока, (q) — заряд, (t) — время.
Единица измерения силы тока в системе СИ — ([I]~=~1~A) (ампер).
В 1948 г. было предложено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током:
при прохождении тока по двум параллельным проводникам в одном направлении проводники притягиваются, а при прохождении тока по этим же проводникам в противоположных направлениях — отталкиваются.
За единицу силы тока (1~A) принимают силу тока, при которой два параллельных проводника длиной (1) м, расположенные на расстоянии (1) м друг от друга в вакууме, взаимодействуют с силой (0,0000002)H (рис. 1.).
Рис. 1. Определение единицы силы тока
Единица силы тока называется ампером ((A)) в честь французского учёного А.-М. Ампера (рис. 2).
|
|
| Андре-Мари Ампер (1775 – 1836) |
Рис. 2. Ампер Андре-Мари
А.-М. Ампер ввёл термины: электростатика, электродинамика, соленоид, ЭДС, напряжение, гальванометр, электрический ток.
Ампер — довольно большая сила тока. Например, в электрической сети квартиры через включённую (100) Вт лампочку накаливания проходит ток с силой, приблизительно равной (0,5A). Ток в электрическом обогревателе может достигать (10A), а для работы карманного микрокалькулятора достаточно (0,001A).
Помимо ампера на практике часто применяются и другие (кратные и дольные) единицы силы тока, например, миллиампер (мА) и микроампер (мкА):
(1 мA = 0,001 A), (1 мкA = 0,000001 A), (1 кA =1000 A).
То есть (1 A = 1000 мA), (1 A = 1000000 мкA), (1 A = 0,001 кA).
Если электроны перемещаются в одном направлении, т.е. — от одного полюса источника тока к другому, то такой ток называют постоянным.
Переменным называется ток, сила и направление которого периодически изменяются.
В бытовых электросетях используют переменный ток напряжением (220) В и частотой (50) Гц. Это означает, что ток за (1) секунду (50) раз движется в одном направлении и (50) раз — в другом. У многих приборов имеется блок питания, который преобразует переменный ток в постоянный (у телевизора, компьютера и т.д.).
Силу тока измеряют амперметром. В электрической цепи он обозначается так:
Рис. 3. Схематичное изображение единицы силы тока
Амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить.
Обрати внимание!
Амперметр нельзя подсоединять к источнику тока, если в цепь не подключён потребитель!
Измеряемая сила тока не должна превышать максимально допустимую силу тока для измерения амперметром. Поэтому существуют различные амперметры (рис. 4), где измерительная шкала представлена с использованием кратных и дольных единиц 1 А (миллиампер — мА, микроампер — мкА, килоампер — кА).
Рис. 4. Изображение миллиамперметра
Различают амперметры для измерения силы постоянного тока и силы переменного тока (рис. 5).
Обозначения диапазона измерения амперметров:
- «(sim)» означает, что амперметр предназначен для измерения силы переменного тока;
- «(-)» означает, что амперметр предназначен для измерения силы постоянного тока.
Можно обратить внимание на клеммы прибора. Если указана полярность («(+)» и «(-)»), то это прибор для измерения постоянного тока.
Иногда используют буквы (AC/DC). В переводе с английского (AC) (alternating current) — переменный ток, а (DC) (direct current) — постоянный ток.
| Для измерения силы постоянного тока | Для измерения силы переменного тока |
 |  |
Рис. 5. Амперметры для измерения силы постоянного и переменного токов
Для измерения силы тока можно использовать и мультиметр (рис. 6). Перед измерением необходимо прочитать инструкцию, чтобы правильно подключить прибор.
Рис. 6. Изображение мультиметра
Включая амперметр в цепь постоянного тока, необходимо соблюдать полярность (рис. 7):
-
провод, который идёт от положительного полюса источника тока, нужно соединять с клеммой амперметра со знаком «(+)»;
-
провод, который идёт от отрицательного полюса источника тока, нужно соединять с клеммой амперметра со знаком «(-)».
Если полярность на источнике тока не указана, следует помнить, что длинная линия соответствует плюсу, а короткая — минусу.
Рис. 7. Изображение электрической схемы (постоянный ток)
В цепь переменного тока включается амперметр для измерения переменного тока. Он полярности не имеет.
Амперметр подключается последовательно к тому прибору, на котором измеряется сила тока (рис. 7).
Безопасным для организма человека можно считать переменный ток силой не выше (0,05~A), ток силой более (0,05)-(0,1~A) опасен и может вызвать смертельный исход.
Источники:
Рис. 1. By Patrick Nordmann – http://schulphysikwiki.de/index.php/Datei:Definition_Ampere.png, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=91011035.
Рис. 2. By Ambrose Tardieu – The Dibner collection ::::::::::,,,;at the Smithsonian Institution (USA),, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6366734.
Рис. 3. Указание авторства не требуется, лицензия Pixabay, 2021-06-14, может использоваться в коммерческих целях, https://clck.ru/VVqyJ.
Рис. 4. Изображение миллиамперметра. © ЯКласс.
Рис. 5. Амперметры для измерения силы постоянного и переменного токов. © ЯКласс.
Рис. 6. Multimeter with probes on white, CC BY 2.0, 2021-06-14, https://www.flickr.com/photos/30478819@N08/50838190626/in/photostream/.
Рис. 7. Изображение электрической схемы (постоянный ток). © ЯКласс.
Как написать слово «амперметр» правильно? Где поставить ударение, сколько в слове ударных и безударных гласных и согласных букв? Как проверить слово «амперметр»?
амперме́тр
Правильное написание — амперметр, ударение падает на букву: е, безударными гласными являются: а, е.
Выделим согласные буквы — амперметр, к согласным относятся: м, п, р, т, звонкие согласные: м, р, глухие согласные: п, т.
Количество букв и слогов:
- букв — 9,
- слогов — 3,
- гласных — 3,
- согласных — 6.
Формы слова: амперме́тр, -а.
Амперметр — основные характеристики, предназначение
Не для кого не секрет, что амперметр – это специальный прибор, предназначенный для измерения силы электрического тока. Любые измерительные приборы помогают проверить не только точность и правильность научных выводов, но и с помощью них производится необходимый контроль и управление определенными технологическими процессами. И амперметр не является исключением.
Впервые действие электрического тока на магнитную стрелку открыл французский ученый Ампер. Он сумел установить определенное правило для точного определения направления действия магнитного поля на магнитную стрелку. Сейчас это правило называется – правило Ампера. Именно в честь этого знаменитого физика, члена Парижской Академии наук и почетного члена Петербуржской Академии наук в дальнейшем был и назван амперметр.
Виды амперметров
На сегодняшний день, существует несколько видов амперметров. Рассмотрим технические характеристики основных из этих приборов:
1. Магнитоэлектрические амперметры. Такие амперметры основаны именно на взаимодействии подвижной катушки и магнитных полей постоянного магнита. Этот прибор конечно имеет как свои плюсы, так и минусы. Положительные стороны магнитоэлектрического амперметра заключаются в том, что для него характерна очень высокая чувствительность и очень малая потребляемая мощность. Равномерная шкала прибора также не может не послужить большим плюсом основных характеристик этого амперметра. Но есть и отрицательные стороны: очень сложное устройство по своей сути (объясняется наличием подвижной катушки) и работа только на постоянном токе, что конечно является не универсальностью устройства.
2. Электромагнитные амперметры. Данный амперметр представляют собой особый механизм с неподвижной катушкой, по которой протекает электрический ток, а также имеется специальные сердечники – один или несколько, установленных непосредственно на оси. Недостатками такого прибора являются низкая чувствительность (в отличии от магнитоэлектрического амперметра), а также низкая точность измерения. Достоинства – работа как при постоянном, так и при переменном токе, очень просты в своем устройстве.
3. Электродинамические амперметры. Такие устройства основаны на взаимодействии магнитных полей токов, которые протекают по подвижной и неподвижной катушкам. В этих амперметрах в основном используются параллельное и последовательное включение этих катушек. Главным недостатком таких измерительных приборов является очень сильная реакция на сторонние магнитные поля, поэтому их применение в качестве измерителей не желательно.
4. Ферродинамические амперметры. Вот такие приборы вполне достойны уважения. Они почти не подвергаются воздействию сторонних магнитных полей и обладают достаточно высокой прочностью. Ферродинамический амперметр состоит из замкнутого магнитопровода из ферромагнитного материала, центрального сердечника, а также неподвижной катушки. Применяются в основном в сфере безопасности и обороны благодаря своей высокой точности измерения.
Цифровой амперметр
Научно-технический прогресс не стоит на месте, поэтому наибольшую популярность на современном этапе набирают именно – цифровые амперметры. Во-первых, такое устройство очень компактное и легкое, что конечно же упрощает его применение. Механических движущихся деталей нет, в результате – его можно применять в условиях, при которых стрелочный прибор не покажет точного результата измерений (сильная вибрация или тряска). Минимальная чувствительность к ударам – можно не бояться располагать прибор вблизи с другими механизмами, которые могут его повредить. Еще одним несомненным плюсом цифрового амперметра является его использование как в горизонтальном, так и в вертикальном положении. К таким цифровым амперметрам относятся амперметры щитовые. Так же стоит упомянуть о том, что подаваемая информация в электронном виде дает возможность проследить изменения величин даже в автоматическом режиме при отсутствии оператора. Ну и, конечно, главный плюс – точность показаний. Погрешность любых измерений составляет лишь сотые доли процентов, в отличие от стрелочных приборов, погрешность которых иногда достигает более одного процента. Влияние температуры и атмосферного давления также не играет роли при получении необходимых измерений, будь то подвальное помещение или измерение на открытом воздухе. Поэтому можно сказать, что цифровой амперметр занимает лидирующее место среди других измерительных приборов данного типа.
Правила подключения амперметра
Существуют определенные правила подключения амперметра к прибору, благодаря которым можно произвести точные и правильные измерения силы тока. Во-первых, нужно выбрать необходимый шунт, предельный ток которого будет порядком ниже измеряемого тока. Теперь, необходимо прикрепить шунты к амперметру при помощи специальных гаек на амперметре.
Во-вторых, необходимо в обязательном порядке обесточить измеряемое устройство путем разрыва цепи питания. Затем необходимо включить амперметр в цепь с шунтом. Не стоит забывать, что соблюдение полярности крайне важно. После всего этого можно подключать питание и читать необходимые показания на амперметре.
Применение амперметров
Область применения такого прибора, как амперметр достаточно обширна. Например, их очень широко используют на промышленных предприятиях, связанных с производством электрической и тепловой энергии. Несомненно, каждая физическая лаборатория просто обязана иметь в своем наличии такие измерительные приборы для точных показаний. Строительство, наука и индустрия, автомобильная промышленность – везде амперметры нашли свое достаточно широкое применение. Даже рядовые автолюбители стараются иметь в наличии этот прибор, чтобы всегда суметь выявить характеристику работы энергоснабжения своего автомобиля.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.
амперме́тр
амперме́тр, -а
Источник: Орфографический
академический ресурс «Академос» Института русского языка им. В.В. Виноградова РАН (словарная база
2020)
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать
Карту слов. Я отлично
умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я обязательно научусь отличать широко распространённые слова от узкоспециальных.
Насколько понятно значение слова пармский:
Ассоциации к слову «амперметр»
Синонимы к слову «амперметр»
Предложения со словом «амперметр»
- Ровно загудели электродвигатели, стрелки амперметров резко прыгнули на красные сегменты.
- Для расширения пределов измерения амперметр включают параллельно с шунтом (при постоянном токе) или через измерительный трансформатор (при переменном токе).
- Различают аналоговые амперметры, у которых подвижная часть прибора со стрелочным указателем поворачивается на угол, пропорциональный измеряемой силе тока, и цифровые, в которых измеренная величина силы тока отображается в виде числа на цифровом индикаторе.
- (все предложения)
Значение слова «амперметр»
-
АМПЕРМЕ́ТР, -а, м. Прибор для измерения силы электрического тока. (Малый академический словарь, МАС)
Все значения слова АМПЕРМЕТР
Ответ:
Правильное написание слова — амперметр
Ударение и произношение — амперм`етр
Значение слова -прибор для измерения силы электрического тока
Выберите, на какой слог падает ударение в слове — ПОВТОРИМ?
или
Слово состоит из букв:
А,
М,
П,
Е,
Р,
М,
Е,
Т,
Р,
Похожие слова:
вольтамперметр
миллиамперметр
телеамперметр
Рифма к слову амперметр
термометр, петр, скипетр, смотр, ротмистр, центр, театр, недосмотр, быстр, вахмистр, министр, бурмистр
Толкование слова. Правильное произношение слова. Значение слова.
→
амперметре — существительное, предложный п., муж. p., ед. ч.
Часть речи: существительное
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Сила тока $I$ — важная характеристика в электричестве. Она напрямую зависит от величины электрического заряда $q$, переносимого частицами, и от времени $t$, за которое этот заряд проходит через поперечное сечение проводника.
Далеко не всегда есть возможность заглянуть внутрь проводника, измерить переносимый заряд и рассчитать силу тока по формуле $I = frac{q}{t}$. Зато есть возможность измерить силу тока с помощью специального прибора.
Этот прибор называется амперметром. На данном уроке вы узнаете, как с его помощью измерять силу тока и как правильно подключать его к электрической цепи.
Амперметр
Амперметр — это прибор для измерения силы тока в электрической цепи.
По принципу работы и внешнему виду амперметр очень похож на гальванометр. Его устройство изменено, чтобы можно было не просто фиксировать наличие тока в цепи, но и измерять его силу.
В каких единицах градуируют шкалу амперметра? Так как он измеряет силу тока, то и его шкала будет проградуирована в амперах.
Различные виды амперметров могут отличаться друг от друга в зависимости от сферы использования. На рисунке 1, а изображен демонстрационный амперметр. Такие приборы чаще всего используют в школе при демонстрации опытов.
На рисунке 1, б представлен амперметр, который чаще используют для лабораторных работ.
Как вы видите, эти два амперметра рассчитаны на измерение определенного диапазона значений силы тока. Шкала первого амперметра покажет максимальное значение в $3 space А$, а второго — в $2 space А$. Превышать эти значения не рекомендуется, так как приборы могут выйти из строя.
Амперметр в электрической цепи
Амперметр — измерительный прибор. Поэтому, когда мы подключаем его к электрической цепи, он не будет влиять на величину силы тока. Он будет лишь показывать ее значение.
На схемах электрических цепей амперметр обозначается специальным условным знаком — кружочком с буквой “А” (рисунок 2).
Правила подключения амперметра в электрическую цепь
- Амперметр необходимо включать в цепь последовательно с тем прибором/проводником, силу тока в котором нужно измерить (рисунок 3)
- У амперметра имеется две клеммы для подсоединения проводников. Клемму, на которой стоит знак “+” нужно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока. И, соответственно, клемму, на которой стоит знак “-” нужно соединять с проводом, идущим от отрицательного полюса источника тока (рисунок 4).
- Нельзя подключать амперметр к цепи, в которой нет потребителя (приемника) тока (рисунок 5). Это может привести к выходу прибора из строя.
Измерение силы тока амперметром
Первое правило подключения амперметра в цепь говорит о его последовательном подключении. А есть ли разница, где именно при таком подсоединении мы расположим амперметр?
Давайте соберем электрическую цепь. Она будет состоять из источника тока, ключа, электрической лампочки и амперметра (рисунок 6).
После замыкания цепи, зафиксируем силу тока, которую показал амперметр.
А теперь давайте переместим амперметр в цепи так, чтобы он стоял после лампы, а не до нее (рисунок 7).
Амперметр покажет нам ту же величину силы тока, что и в предыдущем случае.
А теперь подключим в цепь сразу два амперметра (рисунок 8). И что мы увидим? Они будут показывать одинаковые значения силы тока, точно такие же, как и в предыдущих опытах.
О чем это нам говорит?
В цепи с последовательным подключением проводников (так, что конец одного проводника соединяется с началом другого) сила тока во всех участках цепи одинакова.
Почему она одинакова? Дело в том, что заряд, который проходит через любое поперечное сечение проводников цепи за $t = 1 space с$, одинаков. Ведь ток равномерно протекает по всем проводам цепи, нигде не накапливаясь. Его течение можно сравнить с протеканием воды по трубам.
Безопасные и опасные пределы значений силы тока
Работа с электрическими цепями может быть опасной при несоблюдении правил безопасности. Если мы говорим о постоянном токе (величина силы тока и его направление со временем не изменяются), то эффекты воздействия такого тока на человеческий организм приведены в таблице 1.
| $I$, $мА$ | Воздействие на человеческий организм |
| 0 — 3 | Не ощущается |
| 4 — 7 | Зуд. Ощущение нагревания |
| 8 — 10 | Усиление нагревания |
| 11 — 25 | Еще большее усиление нагревания, незначительные сокращения мышц рук |
| 26 — 80 | Сильное ощущение нагревания. Сокращения мышц рук. Судороги, затруднение дыхания. |
| 81 — 100 | Паралич дыхания |
Это интересно: амперметр и Minecraft
Упражнения
Упражнение №1
При включении в цепь амперметра так, как показано на рисунке 9, а, сила тока была $0.5 space А$. Каковы будут показания амперметра при включении его в ту же цепь так, как изображено на рисунке 9, б?
Сила тока будет точно такая же. Амперметр покажет значение в $0.5 space А$. Это объясняется тем, что в данной электрической цепи все элементы соединены последовательно. В этом случае сила тока на всех участках цепи одинакова.
Упражнение №2
Как можно проверить правильность показаний амперметра с помощью другого амперметра, точность показаний которого проверена?
Можно собрать цепь, как на рисунке 6, используя точный амперметр. Зафиксировать значение силы тока, которое он покажет. Потом заменить его другим — тем, правильность показаний которого мы хотим проверить. Далее останется просто сравнить показания этого амперметра с полученными ранее.
Можно сделать это и другим способом. Для этого нужно собрать цепь, как на рисунке 8 с последовательным соединений всех элементов. Мы уже знаем, что в такой цепи два исправных амперметра должны показывать одинаковые значения. Главное при такой проверке — это отметить для себя, какой амперметр показывает точные результаты измерений, чтобы не запутаться.
Упражнение №3
Рассмотрите амперметры, данные на рисунке 1. Определите цену деления шкалы каждого амперметра. Какую наибольшую силу тока они могут измерять? Перерисуйте шкалу амперметра (смотрите рисунок 1, а) в тетрадь и покажите, каково будет положение стрелки при силе тока $0.3 space А$ и $1.5 space А$.
Шкала демонстрационного амперметра с рисунка 1, а будет иметь цену деления, равную $0.2 space А$.
Шкала лабораторного амперметра с рисунка 1, б будет иметь цену деления, равную $0.05 space А$.
На рисунке 10, а мы изобразили шкалу демонстрационного амперметра, который показывает значение $I = 0.3 space А$,а на рисунке 10, б — $I = 1.5 space А$.
Упражнение №4
Имеется точный амперметр. Как, пользуясь им, нанести шкалу на другой, ещё не проградуированный амперметр?
Для этого нужно подключить оба амперметра в электрическую сеть. Например, как на рисунке 8.
Сначала перед замыканием ключа на пустую шкалу амперметра нанесем первую отметку — $0 space А$.
Замыкаем цепь. Точный амперметр покажет нам какое-то определенное значение силы тока. Его стрелка отклонится. Например, она покажет значение в $1 space А$. Стрелка второго амперметра тоже отклонится. Отметим ее положение — $1 space А$. Мы можем так сделать, потому что сила тока при последовательном соединении элементов в цепи на всех ее участках одинакова.
Затем можно, используя линейку, самостоятельно нанести дополнительную отметки на шкале амперметра, выбрав удобную для вас цену деления.