Горещо жично устройство

Определение

Топлинен проводник е тип измервателен прибор, който използва топлинния ефект на електрическия ток, за да определи големината на този ток. Неговата работа се основава на принципа, че когато електрическият ток преминава през един проводник, генерираната топлина причинява разширяване на проводника, увеличавайки неговата дължина. Този универсален прибор е способен да измерва както алтернативен (AC), така и директен ток (DC), което го прави ценно средство в различни електрически приложения.

Конструкция на топлинния проводников прибор

Конструкцията на топлинния проводников прибор е илюстрирана на фигурата по-долу. В основата на неговата работа, токът, чиято големина трябва да бъде измерена, преминава през платиново-иридийски проводник. Този проводник е ключова компонента поради своята висока точка на топене и добра електрическа проводимост, които осигуряват надеждна работа под влияние на топлинния ефект на тока. Топлинният проводников прибор обикновено използва конфигурация от два проводника.

Конструкция на топлинния проводников прибор

Един проводник е здраво прикрепен между две контактни точки, докато вторият проводник е свързан между първия проводник и трета контактна точка, както е показано на фигурата по-горе. Няколко нишки са заведени през блок и после прикрепени към пружина. Тази пружина упражнява сила, която поддържа платиново-иридийския проводник под напрежение, поддържайки неговото начално състояние.

Принцип на действие на топлинните проводникови прибори

Когато електрическият ток протича през платиново-иридийския проводник, проводникът се затопля поради топлинния ефект на Джоул и след това се разширява. Като проводникът се затопля, неговото провисване се увеличава. Обаче, проводникът се връща към своето оригинално положение с помощта на пружината. Альтернативното разширяване и съкращаване на проводника причинява блока да се завърта, което на свой ред отклонява указателя на дисплея на прибора. Забележително е, че степента на разширяване на проводника е пряко пропорционална на квадрата на коренот от средноквадратичната (RMS) стойност на тока, който минава през него, позволявайки точно измерване на тока.

Преимущества на топлинния проводников прибор

Топлинният проводников прибор предлага няколко значими предимства:

• Универсална измервателна способност: Може да се използва за измерване както на алтернативен ток (AC), така и на директен ток (DC), като това го прави подходящ за широк диапазон от електрически приложения.

• Постоянство на калибрацията: Като прибор от тип преход, неговата калибрация остава една и съща както за AC, така и за DC измервания. Това опростява процеса на калибриране и осигурява надеждни и последователни резултати в различни видове ток.

• Имунитет към магнитни полета: Топлинният проводников прибор е имунен към случайни магнитни полета. Тази характеристика му позволява да предоставя точни измервания дори в околната среда с значителна електромагнитна интерференция.

• Проста и икономична конструкция: Неговата конструкция е относително проста и евтина, което го прави достъпна опция за различни потребители, от хобисти до професионалисти с ограничен бюджет.

Недостатъци на топлинния проводников прибор

Въпреки своите предимства, топлинният проводников прибор има няколко ограничения:

• Бавно време за реакция: Едно от основните му недостатъци е бавната реакция. Времето, необходимо за проводника да се затопли, разширится и за указателя да се отклони, означава, че може да не е подходящ за приложения, които изискват бързо измерване на променящите се стойности на тока.

• Нестабилност поради протягане на проводника: С времето, повторните цикли на затопляне и охлаждане могат да причинят проводника да се протегне, водейки до нестабилност в четенетата на прибора. Това протягане може постепенно да повлияе на точността на измерванията и да изисква честа калибрация или замяна на проводника.

• Високо потребителско напрежение: Топлинният проводников прибор използва сравнително голяма количества енергия в сравнение с други типове измервателни прибори. Това по-високо потребителско напрежение може да бъде проблем, особено в приложения, където ефективността на енергията е важна.

• Податливост към прекомерно напрежение и механичен шок: Той липсва способността да издържа условия на прекомерно напрежение и механичен шок. Дори краткосрочното излагане на прекомерен ток или внезапен удар може да повреди деликатния проводник и други компоненти, правейки прибора неработещ или неточен.

Поради споменатите недостатъци, топлинните проводникови прибори в голяма степен са заменени от по-напредък термоелектрични прибори в много модерни приложения.