V tem članku se naučimo, kako sestaviti preprosto vezje AC ampermetra, ki se lahko uporablja za preverjanje trenutne porabe gospodinjskih 220 V ali 120 V aparatov.
Glavni razlog za visoke mesečne račune za komunalne storitve je uporaba velike električne opreme, kot so hladilniki, pralni in sušilni stroji, pomivalni stroji itd. Te naprave, ki so bile prej vrhunske in energetsko učinkovite, začnejo s staranjem porabljati vedno več energije.
Eden od načinov za prihranek pri stroških električne energije je redkejša uporaba velikih naprav. Vendar občasna uporaba naprav, kot so hladilniki in zamrzovalniki, morda ni sprejemljiva.
Če želite izvedeti, kateri aparati so odgovorni za vaše visoke račune za elektriko, seveda uporabite svoj zaupanja vreden multimeter. Vendar se zavedate, da je območje AC toka merilnika omejeno na nekaj miliamperov.
Ker so za izvajanje meritev izmeničnega toka potrebni visokonapetostni upori, manjši multimetri niso zasnovani za zaznavanje velikih količin toka.
Opozorilo: Spodaj razloženo vezje ni izolirano od omrežja izmeničnega toka in se ga je zato izjemno nevarno dotikati, ko je nepokrit in vklopljen. Med uporabo ali preskušanjem te opreme je strogo priporočljiva ustrezna previdnost.
Opis vezja
Zgornja slika prikazuje osnovno vezje ampermetra. Upor (R) je zaporedno povezan z bremenom znotraj tega vezja. Serijski upor mora biti vedno zaporedno povezan z obremenitvijo in sprejemati ves dovedeni tok.
Po Ohmovem zakonu nastane padec napetosti, ko tok teče skozi upor. Ta padec napetosti, ki se razvije na uporu, je natančno sorazmeren s tokom, ki teče skozenj. Ne pozabite, da vsi voltmetri, vključno z izmeničnimi, prikazujejo odčitke samo v enosmernem toku.
To pomeni, da je treba vhodni AC signal, preden se lahko napaja v DC meter, popraviti v DC, da ga lahko ampermeter odčita. Za ustvarjanje poštene predstavitve toka, ki teče skozenj, mora serijski upor dovolj znižati napetost.
Poleg tega mora biti nazivna moč serijskega upora čim manjša. Poleg tega mora biti vrednost upora dovolj majhna, da se večina napetosti prenese na dejansko obremenitev.
Izračun vrednosti upora
Za ponazoritev si predstavljajmo, da ima naše vezje serijsko upornost 'R' 1 ohm in tok 'I' 1 amper, ki teče skozi breme. Padec napetosti (E) na uporu bo po Ohmovem zakonu naslednji:
- E = I x R = 1 (amp) x 1 (ohm) = 1 (volt)
- Z uporabo Ohmovega potenčnega zakona (P = I x E) dobimo:
- P=1 x 1=1 vat
- Iz zgornjega izračuna lahko domnevamo, da če se uporabi naprava z obremenitvijo 220 V, 1 amper, potem bi upor serije 1 Ohm padel okoli 1 Volta čez to.
Zdaj pa predpostavimo, da je obremenitev hladilnik 500 vatov z napajalno napetostjo 220 V.
V tem primeru bi bil tok, ki teče skozi upor, 500/200 = 2,27 ampera
Spet z reševanjem Ohmovega zakona lahko izračunamo vrednost upora, da dobimo optimalen padec 1 V na njem.
- E = I x R
- 1 = 2,27 x R
- R = 1 / 2,27 = 0,44 ohma,
- moč ali moč upora bi bila P = 1 x 2,27 = 2,27 vata ali preprosto 3 vate.
Vendar obstaja en problem. Ker naše vezje uporablja mostični usmernik za pretvorbo izmenične napetosti preko upora v enosmerni potencial, imamo vedno dve zaporedni diodi za vsak izmenični cikel. Zdaj, ker bo vsaka dioda padla za 0,6 V, bi na teh diodah skupaj padlo 0,6 + 0,6 = 1,2 V.
Zato mora biti upor sposoben razviti padec potenciala 1 + 1,2 = 2,2 V, da dobi efektivnih 1 V na merilniku.
Če se vrnemo k našemu prejšnjemu izračunu, bi bila vrednost serijskega upora za 500-vatno napravo zdaj:
- R = 2,2 / 2,27 = 0,96 Ohmov.
- Moč = 2,2 x 2,27 = 4,99 vatov ali preprosto 5 vatov.
To pomeni, da mora biti za merjenje toka, ki teče skozi 500-vatno napravo, serijski upor v našem vezju AC ampermetra ocenjen na 0,96 ohmov in 5 vatov.
Seznam delov
Deli, potrebni za izdelavo preprostega vezja AC ampermetra, so navedeni spodaj:
- Upor 1 Ohm 5 vatov = 1 št
- 1N5408 diode = 4 št
- Dvovhodni vtič = 1 št
- 1 V FSD merilnik gibljive tuljave = 1 št
- 3-polna vtičnica za obremenitev = R(obremenitev) v diagramu je mogoče zamenjati s 3-polno vtičnico za vtič v želeno obremenitev.
