Obvod AC ampérmetra na meranie prúdu cez 220 V spotrebiče

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





V tomto článku sa dozvieme, ako zostaviť jednoduchý obvod striedavého ampérmetra, ktorý možno použiť na kontrolu spotreby prúdu domácich spotrebičov 220 V alebo 120 V.

Hlavným dôvodom vysokých mesačných účtov za energie je používanie veľkých elektrických zariadení, ako sú chladničky, práčky a sušičky, umývačky riadu atď. Tieto spotrebiče, ktoré boli predtým špičkové a energeticky účinné, začínajú s pribúdajúcim vekom spotrebúvať stále viac energie.



Jedným zo spôsobov, ako ušetriť náklady na elektrinu, je menej časté používanie veľkých spotrebičov. Prerušované používanie spotrebičov, ako sú chladničky a mrazničky, však nemusí byť jednoducho prijateľné.

Ak chcete zistiť, ktoré spotrebiče sú zodpovedné za vaše vysoké účty za elektrinu, prirodzene si vyberiete svoj dôveryhodný multimeter. Ale uvedomíte si, že rozsah striedavého prúdu merača je obmedzený na niekoľko miliampérov.



Pretože na implementáciu merania AC zosilňovača sú potrebné vysokovýkonné rezistory, menšie multimetre nie sú určené na detekciu veľkého množstva prúdu.

Varovanie: Obvod vysvetlený nižšie nie je izolovaný od elektrickej siete, a preto je mimoriadne nebezpečný dotyk v nezakrytom a zapnutom stave. Pri používaní alebo testovaní tohto zariadenia sa prísne odporúča primeraná opatrnosť.

Popis okruhu

Vyššie uvedený obrázok znázorňuje základný obvod ampérmetra. Rezistor (R) je zapojený do série so záťažou v tomto obvode. Sériový rezistor musí byť vždy zapojený do série so záťažou a musí akceptovať všetok prúd, ktorý sa do neho dodáva.

Podľa Ohmovho zákona vzniká úbytok napätia, keď prúd preteká odporom. Tento pokles napätia, ktorý sa vyvíja cez odpor, je presne úmerný prúdu, ktorý ním preteká. Teraz si pamätajte, že všetky voltmetre, vrátane AC, zobrazujú hodnoty iba v DC.

To znamená, že predtým, než sa vstupný signál AC privedie do merača jednosmerného prúdu, musí sa usmerniť na jednosmerný prúd, aby ho ampérmeter mohol prečítať. Aby sa vytvorilo spravodlivé zobrazenie prúdu, ktorý ním preteká, sériový odpor musí dostatočne znížiť napätie.

Tiež menovitý výkon sériového odporu by mal byť čo najmenší. Navyše, hodnota odporu by mala byť dostatočne malá, aby sa väčšina napätia uvoľnila cez skutočné zaťaženie.

Výpočet hodnoty rezistora

Pre ilustráciu si predstavme, že náš obvod má sériový odpor „R“ 1 ohm a prúd „I“ 1 ampér pretekajúci záťažou. Pokles napätia (E) na rezistore bude podľa Ohmovho zákona nasledovný:

  • E = I x R = 1 (ampér) x 1 (ohm) = 1 (volt)
  • Pomocou Ohmovho mocninového zákona (P = I x E) dostaneme:
  • P = 1 x 1 = 1 watt
  • Z vyššie uvedeného výpočtu môžeme predpokladať, že ak sa použije spotrebič s napätím 220 V, 1 ampér, potom na sériovom rezistore 1 Ohm klesne okolo 1 V.

Teraz predpokladajme, že záťaž je chladnička s výkonom 500 wattov s napájacím napätím 220 V.

V tejto situácii by prúd prechádzajúci cez odpor bol 500 / 200 = 2,27 ampérov

Opäť, pri riešení Ohmovho zákona môžeme vypočítať hodnotu odporu, aby sme získali optimálny 1 V pokles naprieč ním.

  • E = I x R
  • 1 = 2,27 x R
  • R = 1 / 2,27 = 0,44 ohmov,
  • príkon alebo výkon odporu by bol P = 1 x 2,27 = 2,27 wattu alebo jednoducho 3 watty.

Je tu však jeden problém. Pretože náš obvod využíva mostový usmerňovač na konverziu striedavého napätia cez odpor na jednosmerný potenciál, máme vždy dve diódy v sérii pre každý cyklus striedavého prúdu. Teraz, pretože každá dióda klesne o 0,6 V, celkovo by na týchto diódach kleslo 0,6 + 0,6 = 1,2 V.

Preto, aby sa dosiahol efektívny 1 V na meracom prístroji, musí byť rezistor schopný vyvinúť potenciálny pokles 1 + 1,2 = 2,2 V.

Ak sa vrátime späť k nášmu predchádzajúcemu výpočtu, hodnota sériového odporu pre 500 wattový spotrebič by teraz bola:

  • R = 2,2 / 2,27 = 0,96 ohmov.
  • Výkon = 2,2 x 2,27 = 4,99 wattov alebo jednoducho 5 wattov.

To znamená, že na meranie prúdu prechádzajúceho 500 wattovým zariadením musí byť sériový odpor v našom obvode AC ampérmetra dimenzovaný na 0,96 Ohmov a 5 wattov.

Zoznam položiek

Časti potrebné na zostavenie jednoduchého obvodu AC ampérmetra sú uvedené nižšie:

  • Rezistor 1 Ohm 5 watt = 1 č
  • 1N5408 diódy = 4 č
  • Dvojitá zástrčka = 1 č
  • 1 V FSD merač pohyblivej cievky = 1 č
  • 3-kolíková zásuvka pre záťaž = R(záťaž) v schéme môže byť nahradená 3-kolíkovou zásuvkou pre zásuvku v požadovanom zaťažení.