Ammeter Werkprinsipe en Tipes Ammeters
Inleiding tot die Ammeter
Soos ons weet, is die woord "meter" verbind aan 'n meetstelsel. 'n Meter is 'n instrument wat 'n spesifieke hoeveelheid kan meet. Soos ons weet, is die eenheid van stroom Ampere. Ammeter beteken Ampere-meter wat ampere-waardes meet. Ampere is die eenheid van stroom, so 'n ammeter is 'n meter of 'n instrument wat stroom meet.
Werkprinsipe van 'n Ammeter
Die hoof prinsip van 'n ammeter is dat dit 'n baie lae weerstand en ook induktiewe reaktansie moet hê. Nou, hoekom het ons dit nodig? Kan ons nie 'n ammeter parallel verbind nie? Die antwoord op hierdie vraag is dat dit 'n baie lae impedansie het omdat daar 'n baie lae hoeveelheid spanning oor dit moet val en in 'n reeksverbinding verbonden moet word omdat die stroom dieselfde is in 'n reeks-sirkel.
Ook as gevolg van die baie lae impedansie sal die kragverlies laag wees en indien dit parallel verbind word, word dit byna 'n kortsluiting en sal al die stroom deur die ammeter vloei. As gevolg van die hoë stroom kan die instrument brand. Dus as gevolg hiervan moet dit in 'n reeksverbinding verbind word. Vir 'n ideale ammeter moet dit nul impedansie hê sodat daar nul spanningsoorslag oor dit is, so die kragverlies in die instrument is nul. Maar die ideale is nie prakties haalbaar nie.
Klassifikasie of Tipes van Ammeters
Afhanklik van die konstruksieprinsip, is daar baie tipes ammeters beskikbaar, hulle is hoofsaaklik –
Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) ammeter.
Moving Iron (MI) Ammeter.
Elektrodynamometer-type Ammeter.
Rectifier-type Ammeter.
Afhanklik van hierdie tipes meting wat ons doen, het ons -
DC Ammeter.
AC Ammeter.
DC Ammeters is hoofsaaklik PMMC-instrumente, MI kan beide AC en DC strome meet, ook Elektrodynamometer-tipe termiese instrument kan DC en AC meet, induksiemetings word nie algemeen vir ammeter-konstruksie gebruik nie as gevolg van hul hoër koste, onakkuraatheid in meting.
Beschrywing van Verskillende Tipes Ammeters
PMMC Ammeter
Prinsip PMMC Ammeter:
Wanneer 'n stroomdragende geleider in 'n magnetiese veld geplaas word, werk 'n meganiese krag op die geleider, as dit aan 'n bewegende sisteem geheg is, beweeg die skynpunt oor die skaal met die spoelbeweging.
Verduideliking: Soos die naam dui, het dit permanente magneetse wat in hierdie soort meetinstrumente gebruik word. Dit is veral geskik vir DC-meting omdat hier die afbuiging eweredig is aan die stroom en dus, as die stroomrigting omgekeer word, sal die skynpunt se afbuiging ook omgekeer word, dus word dit slegs vir DC-meting gebruik. Hierdie tipe instrument word D Arnsonval-tipe instrument genoem. Dit het die groot voordeel van 'n lineêre skaal, lae kragverbruik, hoë akkuraatheid. Groot nadeel is dat slegs DC-hoeveelhede gemeet word, hoër koste ens.
Afbuigtorque,
Waar,
B = Fluxdigtheid in Wb/m².
i = Stroom wat deur die spoel vloei in Amp.
l = Lengte van die spoel in m.
b = Breette van die spoel in m.
N = Aantal windinge in die spoel.
Uitbreiding van die Bereik in 'n PMMC Ammeter:
Dit lyk nou baie buitengewoon dat ons die meetbereik in hierdie tipe instrument kan uitbrei. Baie van ons sal dink dat ons 'n nuwe ammeter moet koop om hoër hoeveelhede stroom te meet en ook baie van ons kan dink dat ons die konstruksie kenmerke moet verander sodat ons hoër strome kan meet, maar daar is niks soos dit nie, ons moet net 'n shunt weerstand parallel verbind en die bereik van daardie instrument kan uitgebrei word, dit is 'n eenvoudige oplossing wat deur die instrument verskaf word.
In die figuur I = totale stroom wat in die sirkel vloei in Amp.
Ish is die stroom deur die shunt weerstand in Amp.
Rm is die ammeter weerstand in Ohm.
MI Ammeter
Dit is 'n moving iron instrument, gebruik vir beide AC en DC, Dit kan vir beide gebruik word omdat die afbuiging θ eweredig is aan die vierkant van die stroom, so wat ook al die rigting van die stroom is, dit wys rigtingafbuiging, verder word hulle in twee meer maniere geklassifiseer -
Aantrekkings-tipe.
Afstotings-tipe.
Sy torquee vergelyking is:
Waar,
I is die totale stroom wat in die sirkel vloei in Amp.
L is die self-induktansie van die spoel in Henry.
θ is die afbuiging in Radian.
Aantrekkings-Tipe MI Instrument Prinsip:
Wanneer 'n ongemagnetiseerde sagte ysklei in die magnetiese veld geplaas word, word dit na die spoel getrek, as 'n bewegende sisteem geheg is en stroom deur 'n spoel gestuur word, skep dit 'n magnetiese veld wat die ysklei aantrek en 'n afbuigtorque skep as gevolg waarvan die skynpunt oor die skaal beweeg.Afstotings-Tipe MI Instrument Prinsip:
Wanneer twee ysklieë met dieselfde polariteit gemagnetiseer word deur 'n stroom te laat vloei, dan vind afstoting tussen hulle plaas en die afstoting skep 'n afbuigtorque as gevolg waarvan die skynpunt beweeg.
Die voordele van MI-instrumente is dat hulle beide AC en DC kan meet, goedkoop, lae wrywingsfoute, robuustheid ens. Dit word hoofsaaklik vir AC-meting gebruik omdat by DC-meting foute meer sal wees as gevolg van histerezis.
Elektrodynamometer-Tipe Ammeter
Hierdie kan gebruik word om beide te meet, nl. AC en DC strome. Nou sien ons dat ons PMMC en MI-instrumente het vir die meting van AC en DC-strome, 'n vraag kan ontstaan – “hoekom het ons 'n Elektrodynamometer Ammeter nodig? As ons ook akkuraat stroom kan meet met ander instrumente?”. Die antwoord is Elektrodynamometer-instrumente het dieselfde kalibrering vir beide AC en DC, d.w.s. as dit met DC gekalibreer is, kan ons sonder kalibrering ook AC meet.
Prinsip Elektrodynamometer-Tipe Ammeter:
Daar het ons twee spoels, naamlik vas en bewegende spoels. As 'n stroom deur twee spoels gestuur word, sal dit in die nulpunt bly as gevolg van die ontwikkeling van gelyk en teenoorstaande torque. As op eniger manier, die rigting van een torque omgekeer word terwyl die stroom in die spoel omgekeer word, word 'n unidireksionele torque geproduseer.
Vir 'n ammeter is die verbinding 'n reeks een en φ = 0
Waar, φ is die fasehoek.
Waar,
I is die hoeveelheid stroom wat in die sirkel vloei in Amp.
M = Mutuele induktansie van die spoel.
Hulle het geen histerezisfout nie, gebruik vir beide AC en DC-meting, die hoof nadele is dat hulle 'n lae torque/gewig-verhouding het, hoë wrywingsverlies, duurder as ander meetinstrumente ens.
Rectifier Ammeter
