Амперметр - назначение и принцип действия

Прибор амперметр используют в энергетике, строительстве, электролабораториях, электротехнике. Незаменим он на предприятиях, распределяющих электрическую и тепловую энергию. 

Если вышесказанное Вам известно со школьной скамьи, то для более глубокого понимания стандарта, по которому данный прибор проектируют и изготавливают, можно ознакомиться со следующими ГОСТами:

• ГОСТ 8.497-83 - Государственная система обеспечения единства измерений. Амперметры, вольтметры, ваттметры, варметры. Методика поверки
• ГОСТ 8711-93 (МЭК 51-2-84) - Особые требования к амперметрам и вольтметрам.

Назначение амперметра

Функции данного прибора в контроле за величиной силы тока с последующей реакцией на изменение:

• Сигнализация о выходе значения за требуемый диапазон, как в плюс так и в минус
• Отрабатывание защиты на отключение в результате достижения тока срабатывания
• При испытаниях автоматических выключателей, отсечек, релейных схем - амперметр на подающем приборе, например Ретоме, позволит контролировать ход испытаний.
• Аналогично с автоматикой на предприятии. Причем это могут быть как сложные цепочки процессов, так и банальное откл
• Так же значения прибора могут фиксироваться во времени с помощью црап для анализа внешних воздействий и моделирования ситуаций на оборудовании
• Ток утечки показываемый на АИД позволяет судить о качестве испытуемого оборудования грубо говоря 

В каких величинах измеряет амперметр?

В зависимости от мест, где применяется амперметр, величина измеряемого тока может быть от микроампер до килоампер. Другое дело, что большой ток измеряется  обычно с помощью шунта или трансформатора тока, а не напрямую.

• Микроампер - мкА - 10-6
• Миллиампер - мА - 10-3
• Ампер - А - 1
• Килоампер - кА - 1000

Могут быть и иные значения, если интересно посмотрите в таблице десятичных приставок.

На схеме прибор обозначается буквой А в кружочке с двумя отходящими линиями, что говорит о схеме подключения - последовательно.

Параметры амперметра

Характеристики служат для определения возможности применения в требуемых условиях. Если подумать логически, то прибор необходим для:

• Измерения тока нужной формы (постоянный, переменный)
• Измерения тока требуемого порядка 
• В указанном диапазоне
• С заданной погрешностью
• При определенных внешних воздействиях (погодные, динамические, электромагнитные)
• Определенное время

В отличие от вольтметра для амперметра сечение проводов влияет не только на погрешность, но и на их целостность и отсутствие аварии.

А если воздействие длительное, то необходимо знать зависимость сечения провода от силы тока.

Как пользоваться амперметром? 

Главное - подключаем в обесточенную цепь, проверив отсутствие напряжения. Если не умеем, лучше не лезть, а позвать знающего человека. Если обьект официальный - проходим инструктаж, получаем допуск.

Про сечение проводов я писал выше.

В общем случае, если величина тока, который мы измеряем, того же порядка, но меньшей величины - подключаем последовательно в цепь, в разрыв.

Если величина тока в цепи больше, то два пути:

• переключить предел на приборе на более подходящий,
• использовать шунт для амперметра нужной величины.

Для прибора типа Э59 переменного тока важна ли полярность? Нет.

А постоянного? Стрелка уйдет за шкалу и может сломаться, видел лично - подключал не лично.

Эти приборы постоянного тока - те еще проказники. На них и заряд надо снимать, чтоб дуги не было и за полярностью следить.

Можно ли включать амперметр под нагрузкой? Нельзя, но можно на клеммнике с мостиком, где есть возможность включить на обесточенный участок, а после переключится. 

Клеммник в релейном отсеке.

Виды амперметров

Приборы могут делиться в зависимости от способа отображения показаний:

• Цифровой амперметр постоянного тока (электронный).
• Стрелочный.

Аналоговые (стрелочные) варианты могут быть исполнены в одной из следующих систем:

• Электродинамические.
• Магнитоэлектрические.
• Ферродинамические.
• Электромагнитные.

Виды амперметров есть и по разновидности измеряемого тока. Так, амперметры бывают для постоянного тока или переменного тока. 

Устройство

Если разобрать цифровой прибор, то внутри можно найти следующие элементы:

• Шкала.
• Магнит.
• Пружины.
• Катушки.
• Стрелка.
• Ось.

Между собой они все взаимосвязаны и их взаимодействие позволяет замерить величину тока. Рассмотреть подробно можно на примере электродинамического устройства. В его состав входят 2 катушки: неподвижная и движущаяся. Между собой они соединены параллельно либо последовательно. Энергия, поступающая сквозь катушки, взаимодействует друг с другом. Из-за этого можно наблюдать отклонение движущейся катушки, к которой стрелка подсоединена.

Принцип действия

Принцип действия амперметра можно рассмотреть на классической схеме устройства. На оси кронштейна, параллельно постоянному магниту, устанавливают якорь из стали со стрелкой. Этот магнит, оказывая влияние на якорь, наделяет его магнитными свойствами. Сам якорь, при этом, пролегает вдоль силовых линий. Сами же они расположены вдоль магнита. Данная позиция отвечает нулевому положению стрелки на приборной шкале.

Когда проходит ток батареи либо генератора по шине, магнитный поток возникает вокруг нее. В месте расположения якоря силовые линии перпендикулярны таким же, но находящимся в магните постоянного типа. Но это не вся рабочая схема амперметра.

Магнитный поток, образуемый электричеством, оказывает действие на якорь, стремящийся повернуться под углом 90°. Но это ему мешает сделать поток, формирующийся в постоянном магните.

Уровень взаимодействия 2 потоков магнита зависит от проходящего по шине тока: его направления и величины. От показателя последней зависит местоположение стрелки на приборной шкале.