Šajā rakstā mēs uzzinām, kā izveidot vienkāršu maiņstrāvas ampērmetra ķēdi, ko var izmantot, lai pārbaudītu sadzīves 220 V vai 120 V ierīču strāvas patēriņu.
Galvenais augsto ikmēneša komunālo pakalpojumu rēķinu iemesls ir lielu elektrisko iekārtu, piemēram, ledusskapju, veļas mazgājamo un žāvētāju, trauku mazgājamo mašīnu uc izmantošana. Šīs ierīces, kas iepriekš bija vismodernākās un energoefektīvas, novecojot sāk patērēt arvien vairāk enerģijas.
Viena no metodēm, kā ietaupīt elektrības izdevumus, ir retāk izmantot lielas ierīces. Tomēr periodiska tādu ierīču kā ledusskapju un saldētavu izmantošana var nebūt vienkārši pieņemama.
Lai uzzinātu, kuras ierīces ir atbildīgas par jūsu lielajiem elektrības rēķiniem, protams, izvēlieties savu uzticamo multimetru. Bet jūs saprotat, ka skaitītāja maiņstrāvas diapazons ir ierobežots līdz dažiem miliamperiem.
Tā kā maiņstrāvas ampēra mērīšanai ir nepieciešami lieljaudas rezistori, mazāki multimetri nav paredzēti liela strāvas daudzuma noteikšanai.
Brīdinājums: tālāk aprakstītā ķēde nav izolēta no maiņstrāvas tīkla, un tāpēc to ir ārkārtīgi bīstami pieskarties neaizsegtā un IESLĒGTA stāvoklī. Lietojot vai testējot šo aprīkojumu, stingri ieteicams ievērot atbilstošu piesardzību.
Ķēdes apraksts
Iepriekš redzamajā attēlā ir attēlota pamata ampērmetra ķēde. Rezistors (R) ir savienots virknē ar slodzi šajā ķēdē. Sērijas rezistoram vienmēr jābūt virknē savienotam ar slodzi un jāpieņem visa tai piegādātā strāva.
Saskaņā ar Oma likumu, strāvai plūstot caur pretestību, rodas sprieguma kritums. Šis sprieguma kritums, kas attīstās pāri pretestībai, ir precīzi proporcionāls strāvai, kas plūst caur to. Tagad atcerieties, ka visi voltmetri, ieskaitot maiņstrāvas, parāda rādījumus tikai līdzstrāvas režīmā.
Tas nozīmē, ka pirms ieejas maiņstrāvas signālu var ievadīt līdzstrāvas skaitītājam, tas ir jākoriģē uz līdzstrāvu, lai ampērmetrs varētu to nolasīt. Lai izveidotu godīgu caur to plūstošās strāvas attēlojumu, sērijas rezistoram ir pietiekami jāsamazina spriegums.
Arī sērijas rezistora jaudai jābūt pēc iespējas mazākai. Turklāt pretestības vērtībai jābūt pietiekami mazai, lai lielākā daļa sprieguma tiktu izvadīta pāri faktiskajai slodzei.
Rezistora vērtības aprēķināšana
Kā ilustrāciju iedomāsimies, ka mūsu ķēdes virknes pretestība 'R' ir 1 omi un strāva 'I' ir 1 amp, kas plūst caur slodzi. Sprieguma kritums (E) pāri rezistoram saskaņā ar Ohma likumu būs šāds:
- E = I x R = 1 (ampērs) x 1 (omi) = 1 (volts)
- Izmantojot Ohma jaudas likumu (P = I x E), mēs iegūstam:
- P = 1 x 1 = 1 vats
- No iepriekšminētā aprēķina mēs varam pieņemt, ka, ja ierīce tiek izmantota 220 V, 1 ampēra slodze, tad 1 Ohm sērijas rezistors nokristos aptuveni par 1 voltu.
Tagad pieņemsim, ka slodze ir 500 vatu ledusskapis ar 220 V barošanas spriegumu.
Šajā situācijā strāva, kas iet caur rezistoru, būtu 500 / 200 = 2,27 ampēri
Atkal, atrisinot Ohma likumu, mēs varam aprēķināt rezistora vērtību, lai iegūtu optimālu 1 V kritumu.
- E = I x R
- 1 = 2,27 x R
- R = 1/2,27 = 0,44 omi,
- jauda vai rezistora jauda būtu P = 1 x 2,27 = 2,27 vati vai vienkārši 3 vati.
Tomēr ir viena problēma. Tā kā mūsu ķēdē tiek izmantots tilta taisngriezis, lai pārveidotu maiņstrāvas spriegumu pāri rezistoram līdzstrāvas potenciālā, mums vienmēr ir divas diodes virknē katram maiņstrāvas ciklam. Tagad, tā kā katra diode nokritīs par 0,6 V, kopā šīm diodēm tiks nomests 0,6 + 0,6 = 1,2 V.
Tāpēc, lai iegūtu efektīvu 1 V pāri skaitītājam, rezistoram jāspēj attīstīt potenciāla kritumu 1 + 1,2 = 2,2 V.
Atgriežoties pie mūsu iepriekšējā aprēķina, sērijas rezistora vērtība 500 vatu ierīcei tagad būtu:
- R = 2,2 / 2,27 = 0,96 omi.
- Jauda = 2,2 x 2,27 = 4,99 vati vai vienkārši 5 vati.
Tas nozīmē, ka, lai izmērītu strāvu, kas iet caur 500 vatu ierīci, mūsu maiņstrāvas ampērmetra ķēdes sērijas rezistoram jābūt nominālam uz 0,96 omi un 5 vati.
Detaļu saraksts
Tālāk ir norādītas detaļas, kas nepieciešamas vienkāršas maiņstrāvas ampērmetra ķēdes izveidošanai:
- Rezistors 1 omi 5 vati = 1 nē
- 1N5408 diodes = 4 nr
- Divu ieeju spraudnis = 1 nē
- 1 V FSD kustīgās spoles mērītājs = 1 nē
- 3 kontaktu kontaktligzda slodzei = R (slodze) diagrammā var aizstāt ar 3 kontaktu ligzdu spraudnim vēlamajā slodzē.
