В тази статия научаваме как да изградим проста верига на AC амперметър, която може да се използва за проверка на текущата консумация на домакински 220 V или 120 V уреди.
Основната причина за високите месечни сметки за комунални услуги е използването на голямо електрическо оборудване като хладилници, перални и сушилни, съдомиялни машини и т.н. Тези уреди, които преди са били авангардни и енергийно ефективни, започват да консумират все повече и повече енергия, когато остареят.
Един от методите за спестяване на електрически разходи е по-рядкото използване на големи уреди. Въпреки това периодичното използване на уреди като хладилници и фризери може да не е просто приемливо.
За да разберете кои уреди са отговорни за високите ви сметки за електричество, естествено отивате при вашия доверен мултицет. Но разбирате, че обхватът на променлив ток на измервателния уред е ограничен до няколко милиампера.
Тъй като резисторите с висока мощност са необходими за прилагане на измерване на променлив ток, по-малките мултиметри не са проектирани да откриват големи количества ток.
Предупреждение: Веригата, обяснена по-долу, не е изолирана от електрическата мрежа и следователно е изключително опасна за докосване в непокрито и включено състояние. Строго се препоръчва подходящо внимание при използване или тестване на това оборудване.
Описание на веригата
Фигурата по-горе изобразява основна верига на амперметър. Резистор (R) е свързан последователно с товара в тази верига. Серийният резистор винаги трябва да бъде свързан последователно с товара и да приема целия ток, доставен към него.
Според закона на Ом се създава спад на напрежението, когато токът протича през съпротивление. Този спад на напрежението, който се развива в съпротивлението, е точно пропорционален на тока, който протича през него. Сега не забравяйте, че всички волтметри, включително AC, показват показания само в DC.
Това означава, че преди входният променливотоков сигнал да може да бъде подаден към измервателния уред за постоянен ток, той трябва да бъде коригиран към постоянен ток, така че амперметърът да може да го отчете. За да създаде справедливо представяне на тока, протичащ през него, серийният резистор трябва да намали напрежението достатъчно.
Също така номиналната мощност на серийния резистор трябва да бъде възможно най-малка. Освен това, стойността на съпротивлението трябва да е достатъчно малка, така че по-голямата част от напрежението да се изхвърля върху действителния товар.
Изчисляване на стойността на резистора
Като илюстрация, нека си представим, че нашата верига има серийно съпротивление 'R' от 1 ом и ток 'I' от 1 ампер, протичащ през товара. Спадът на напрежението (E) през резистора ще бъде както следва съгласно закона на Ом:
- E = I x R = 1 (ампер) x 1 (ом) = 1 (волт)
- Използвайки степенния закон на Ом (P = I x E), получаваме:
- P=1 x 1=1 ват
- От горното изчисление можем да предположим, че ако се използва 220 V, 1 ампер товар, тогава сериен резистор от 1 ом ще падне около 1 волт върху него.
Сега да предположим, че товарът е хладилник от 500 вата, със захранващо напрежение 220 V.
В тази ситуация токът, преминаващ през резистора, ще бъде 500 / 200 = 2,27 ампера
Отново, решавайки закона на Ом, можем да изчислим стойността на резистора, за да получим оптимален спад от 1 V върху него.
- E = I x R
- 1 = 2,27 x R
- R = 1 / 2,27 = 0,44 ома,
- мощността или мощността на резистора ще бъде P = 1 x 2,27 = 2,27 вата или просто 3 вата.
Има обаче един проблем. Тъй като нашата схема използва мостов токоизправител за преобразуване на променливотоково напрежение през резистора в постоянен потенциал, винаги имаме два диода в серия за всеки променливотоков цикъл. Сега, тъй като всеки диод ще падне с 0,6 V, общо 0,6 + 0,6 = 1,2 V ще падне през тези диоди.
Следователно, за да получите ефективен 1 V през измервателния уред, резисторът трябва да може да развие потенциален спад от 1 + 1,2 = 2,2 V.
Връщайки се към предишното ни изчисление, серийната стойност на резистора за 500-ватов уред сега ще бъде:
- R = 2,2 / 2,27 = 0,96 ома.
- Мощност = 2,2 x 2,27 = 4,99 вата или просто 5 вата.
Това означава, че за измерване на тока, преминаващ през 500-ватов уред, серийният резистор в нашата верига на променливотоковия амперметър трябва да бъде оценен на 0,96 ома и 5 вата.
Списък с части
Частите, необходими за изграждане на проста верига на AC амперметър, са дадени по-долу:
- Резистор 1 Ом 5 вата = 1 бр
- 1N5408 диоди = 4 бр
- Щепсел с два входа = 1 бр
- 1 V измервателен уред с подвижна бобина FSD = 1 бр
- 3-щифтов контакт за товара = R(товар) в диаграмата може да бъде заменен с 3-пинов контакт за плъгин в желания товар.
