Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického proudu Pracovní list - příklad vytvořil: Ing. Lubomír Kořínek Období vytvoření VM: říjen 2013 Klíčová slova: elektrický proud, ampérmetr Materiál je určen k procvičení probíraného učiva pod vedením učitele
Měření elektrického proudu K měření elektrického proudu se používají přístroje nazývané ampérmetry. Ampérmetr zapojujeme vždy do série s prvkem obvodu, jehož proud chceme měřit. Ampérmetr, který se zapojuje do měřeného obvodu má mít co nejmenší vnitřní odpor, tak, aby měl co nejmenší vliv na úbytek napětí, který na něm při průchodu proudu vzniká. Ampérmetr se nikdy nesmí zapojovat do obvodu paralelně. Schematická značka ampérmetru v elektrických obvodech: Vlastní zapojení ampérmetru do obvodu, kde rezistor představuje zátěž: K měření elektrického proudu se používají analogové měřící přístroje a digitální měřicí přístroje. Ampérmetry můžeme měřit jak stejnosměrné, tak i střídavé proudy, ale musíme k měření použít vhodný měřicí přístroj. Při měření střídavého proudu měříme efektivní hodnotu tohoto proudu, při měření stejnosměrného proudu měříme střední hodnotu tohoto proudu. Pokud neznáme proud v měřeném obvodu, nastavíme na ampérmetru nejvyšší rozsah a teprve po připojení, dle hodnoty proudu (výchylky měřicího přístroje), volíme rozsah nižší.
Při měření stejnosměrného proudu musíme u výchylkových měřících přístrojů vždy dodržet polaritu měřeného proudu, aby na výchylku ručky nepůsobil opačný pohybový moment. Pro měření stejnosměrných proudů používáme u analogových měřících přístrojů nejčastěji magnetoelektrické ampérmetry, které se vyznačují vysokou přesností. Při měření střídavých proudů jsou vhodné feromagnetické měřicí přístroje, které se ale vyznačují jednoduchou, velmi odolnou konstrukcí a nízkou cenou. Výhodou těchto ampérmetrů je skutečnost, že měří efektivní hodnotu i nesinusových střídavých proudů. K nevýhodám feromagnetických ampérmetrů patří poměrně velká vlastní spotřeba a možnost měření pouze v oblastech technických kmitočtů (50 Hz). Pro měření střídavých proudů lze použít i magnetoelektrické ampérmetry s usměrňovačem, jejichž výhodou je malá spotřeba a možnost měření střídavých proudů v rozsahu 0,2 ma až 10 A. Tyto ampérmetry však neměří efektivní, ale střední hodnotu proudu. Proto je stupnice cejchována v efektivních hodnotách, což platí pouze pro sinusový průběh proudu, takže v obvodech s nesinusovým průběhem je nemůžeme použít. Při měření výchylkovými měřicími přístroji musíme zjistit velikost hodnoty měřeného proudu pro příslušnou výchylku na daném rozsahu. K tomuto účelu musíme vypočítat konstantu přístroje, což je číslo, kterým je nutné vynásobit výchylku přístroje v dílcích, abychom dostali hodnotu měřeného proudu v ampérech. Pro konstantu měřicího přístroje platí: k X S ( A / dílek ) Kde X jmenovitý rozsah přístroje (A) S celkový počet dílků stupnice (dílky) Hodnota měřené veličiny je určena součinem konstanty měřicího přístroje a počtem dílků výchylky: X M k. Kde X M je hodnota měřené veličiny v ampérech Změna rozsahu ampérmetru se ve stejnosměrných obvodech provádí pomocí tzv. bočníku, což je rezistor zařazený paralelně s měřící cívkou ampérmetru:
Pro odpor bočníku platí: b m n 1 kde: I n - kolikrát se zvětší proudový rozsah ampérmetru I m Ke změně rozsahu střídavých ampérmetrů se používá měřící proudový transformátor s jmenovitou hodnotou výstupního proudu 5 A, čímž je dán poměr transformátoru. Vstupní svorky (primární vinutí) měřícího transformátoru se označují K a L, výstupní svorky (sekundární vinutí) se označují k, l :
Použité zdroje: Elektrotechnická měření, BEN technická literatura, Praha 2002, ISBN 80-7300-022-9 Jan, Kubát, Žďárský - Automobily, elektrotechnika motorových vozidel I,nakladatelství AVID s.r.o., ISBN 978-80-87143-05-6