Как измерить силу тока трансформатора


Как определить мощность трансформатора: формула для нахождения сечения магнитопровода, как рассчитать обмотки

В быту и технике широко применяется низковольтная аппаратура. Этот факт требует использования устройств, понижающих стандартное напряжение до необходимого уровня. Нужно создать прибор, который соответствует предъявляемым нормам. Перед электриком встаёт задача, как определить мощность трансформатора. Знание элементарных физических законов помогает решить проблему.

Латинское слово transformare переводится на русский язык как «превращение». Трансформатор предназначен для изменения уровня входного напряжения на определённую величину. Устройство состоит из одной или нескольких обмоток на замкнутом магнитопроводе. Катушки наматываются из алюминиевого или медного провода. Сердечник набирается из пластин с повышенными ферромагнитными свойствами.

Первичная обмотка присоединяется к электрической сети переменного тока. Во вторичную обмотку включается устройство, которому требуется напряжение другой величины.

После подключения к трансформатору питания в магнитопроводе появляется замкнутый магнитный поток, который индуцирует в каждой катушке переменную электродвижущую силу. Закон Фарадея гласит, что ЭДС равна скорости изменения магнитного потока, который проходит через электромагнитный контур. Знак «минус» указывает на противоположность направлений магнитного поля и ЭДС.

Формула e = − n (∆Ф ∕ ∆ t) объединяет следующие понятия:

  • Электродвижущая сила e, исчисляемая в вольтах.
  • Количество витков n в индукторе.
  • Магнитный поток Ф, единица измерения которого называется вебером.
  • Время t, необходимое для одной фазы изменения магнитного поля.

Учитывая незначительность потерь в катушке индуктивности, ЭДС приравнивается к напряжению в обмотке. Отношение напряжений в первичной и вторичной обмотке равно отношению количества витков в двух катушках. Отсюда выводится формула трансформатора:

K ≈ U ₁ ∕ U ₂ ≈ n ₁ ∕ n ₂.

Коэффициент K всегда больше единицы. В трансформаторе изменяется только напряжение и сила тока. Умноженные друг на друга, они определяют мощность прибора, постоянную величину для конкретного устройства. Соотношение тока и напряжения в обмотках раскрывает формула:

K = n₁ ∕ n₂ = I ₂ ∕ I₁ = U₁ ∕ U₂.

Иначе говоря, во сколько раз уменьшено напряжение во вторичной обмотке в сравнении с напряжением в первичной катушке, во столько раз сила тока во вторичной катушке больше тока в первичной обмотке. Различное напряжение устанавливается количеством витков в каждом индукторе. Формула, описывающая коэффициент K, объясняет, как рассчитать трансформатор.

Трансформатор предназначен для работы в цепи переменного напряжения. Постоянный ток не индуцирует ЭДС в магнитопроводе, и электрическая энергия не передаётся в другую обмотку.

Ещё в 1822 году Фарадей озаботился мыслью, как превратить магнетизм в электрический ток. Многолетние исследования приводят к созданию цикла статей, в которых описывалось физическое явление электромагнитной индукции. Фундаментальный труд публиковался в научном журнале английского Королевского общества.

Суть опытов состояла в том, что исследователь намотал два куска медной проволоки на кольцо из железа. К одной из катушек подключался постоянный ток. Гальванометр, соединённый с контактами другой обмотки, фиксировал кратковременное появление напряжения. Чтобы восстановить индукцию, экспериментатор отключал источник питания, а затем вновь замыкал контакты на батарею.

Работу Майкла Фарадея высоко оценило научное сообщество Великобритании. В 1832 году физик удостоился престижной награды. За выдающиеся работы в области электромагнетизма учёный награждён медалью Копли.

Однако устройство, собранное Фарадеем, ещё трудно назвать трансформатором. Аппарат, который действительно преобразовывал напряжение и ток, запатентован в Париже 30 ноября 1876 года. В 80-х годах позапрошлого столетия автор изобретения и конструктор трансформатора П. Н. Яблочков жил во Франции. В это же время выдающийся русский электротехник представил миру и прообраз прожектора — «свечу Яблочкова».

Расчёт параметров прибора

Иногда в руки к электрику попадает прибор без описания технических характеристик. Тогда специалист определяет мощность трансформатора по сечению магнитопровода. Площадь сечения находится перемножением ширины и толщины сердечника. Полученное число возводится в квадрат. Результат укажет на примерную мощность устройства.

Желательно, чтобы площадь магнитопровода немного превышала расчётное значение. Иначе тело сердечника попадёт в область насыщения магнитного поля, что приведёт к падению индуктивности и сопротивления катушки. Этот процесс увеличит уровень проходящего тока, вызовет перегрев устройства и поломку.

Практический расчёт силового трансформатора не займёт много времени. Например, перед домашним мастером стоит задача осветить рабочий уголок в гараже. В помещении имеется бытовая розетка на 220 В, в которую необходимо подключить светильник с лампой мощностью 40 Вт на 36 В. Требуется рассчитать технические параметры понижающего трансформатора.

Определение мощности

Во время работы устройства неизбежны тепловые потери. При нагрузке, не превышающей 100 Вт, коэффициент полезного действия равен 0,8. Истинная потребная мощность трансформатора P₁ определяется делением мощности лампы P₂ на КПД:

P₁ = P₂ ∕ μ = 40 ∕ 0‚8 = 50

Округление осуществляется в бо́льшую сторону. Результат 50 Вт.

Вычисление сечения сердечника

От мощности трансформатора зависят размеры магнитопровода. Площадь сечения определяется следующим образом.

S = 1‚2∙√P₁ = 1‚2∙ 7‚07 = 8‚49

Поперечное сечение сердечника должно иметь площадь не менее 8‚49 см².

Расчёт количества витков

Площадь магнитопровода помогает определить количество витков провода на 1 вольт напряжения:

n = 50 ∕ S = 50 ∕ 8‚49 = 5‚89.

Разности потенциалов в один вольт будут соответствовать 5‚89 оборотам провода вокруг сердечника. Поэтому первичная обмотка с напряжением 220 В состоит из 1296 витков, а для вторичной катушки потребуется 212 витков. Во вторичной обмотке происходят потери напряжения, вызванные активным сопротивлением провода. Вследствие этого специалисты рекомендуют увеличить количество витков в выходной катушке на 5−10%. Скорректированное число витков будет равно 233.

Токи в обмотках

Следующий этап — нахождение силы тока в каждой обмотке, которое вычисляется делением мощности на напряжение. После нехитрых подсчётов получается требуемый результат.

В первичной катушке I₁ = P₁ ∕ U₁ = 50 ∕ 220 = 0‚23 ампера, а во вторичной катушке I₂ = P₂ ∕ U₂ = 40 ∕ 36 = 1‚12 ампера.

Диаметр провода

Расчёт обмоток трансформатора завершается определением толщины провода, сечение которого вычисляется по формуле: d = 0‚8 √ I. Слой изоляции в расчёт не берётся. Проводник входной катушки должен иметь диаметр:

d₁ = 0‚8 √I₁ =0‚8 √0‚23 = 0‚8 ∙ 0‚48 = 0‚38.

Для намотки выходной обмотки потребуется провод с диаметром:

d₂ = 0‚8 √I₂ =0‚8 √1‚12 = 0‚8 ∙ 1‚06 = 0‚85.

Размеры определены в миллиметрах. После округления получается, что первичная катушка наматывается проволокой толщиной 0‚5 мм, а на вторичную обмотку подойдёт провод в 1 мм.

Виды и применение трансформаторов

Области использования трансформаторов разнообразны. Устройства, повышающие напряжение, эксплуатируются в промышленных целях для транспортировки электроэнергии на значительные расстояния. Понижающие трансформаторы используются в радиоэлектронике и для подсоединения бытовой техники.

Некоторые народные умельцы, недовольные пониженным напряжением в сети, рискуют включать бытовые приборы через повышающий трансформатор. Спонтанный скачок напряжения может привести к тому, что яркий комнатный свет заменит очень яркое пламя пожара.

По задачам, которые решает трансформатор, приборы делятся на основные виды:

  • Автотрансформатор имеет один магнитопровод, на котором собран индуктор. Часть витков выполняет функции первичной обмотки, а остальные витки действуют как вторичные катушки.
  • Преобразователи напряжения работают в измерительных приборах и в цепях релейной защиты.
  • Преобразователи тока предназначены для гальванической развязки в сетях сигнализации и управления.
  • Импульсные трансформаторы применяются в вычислительной технике, автоматике, системах связи.
  • Силовые устройства работают с напряжением до 750 киловольт.

Любое изменение параметров электричества в цепи связано с трансформатором. Специалисту, проектирующему электронные схемы, необходимо знание природы электромагнетизма. Технология расчёта обмоток трансформатора основана на базовых формулах физики.

Электротехнику, занятому рутинным делом намотки трансформатора, стоит помянуть добрым словом дядюшку Фарадея, который открыл замечательный закон электромагнитной индукции. Глядя на готовое устройство, следует также вспомнить великого соотечественника, русского изобретателя Павла Николаевича Яблочкова.

220v.guru

Как узнать мощность и ток трансформатора по его внешнему виду

Если на трансформаторе имеется маркировка, то вопрос определения его параметров исчерпывается сам собой, достаточно лишь вбить эти данные в поисковик и мгновенно получить ссылку на документацию для нашего трансформатора. Однако, маркировки может и не быть, тогда нам потребуется самостоятельно эти параметры вычислить.

Для определения номинальных тока и мощности неизвестного трансформатора по его внешнему виду, необходимо в первую очередь понимать, какие физические параметры устройства являются в данном контексте определяющими. А такими параметрами прежде всего выступают: эффективная площадь сечения магнитопровода (сердечника) и площадь сечения проводов первичной и вторичной обмоток.

Речь будем вести об однофазных трансформаторах, магнитопроводы которых изготовлены из трансформаторной стали, и спроектированы специально для работы от сети 220 вольт 50 Гц. Итак, допустим что с материалом сердечника трансформатора нам все ясно. Движемся дальше.

Сердечники бывают трех основных форм: броневой, стержневой, тороидальный. У броневого сердечника эффективной площадью сечения магнитопровода является площадь сечения центрального керна. У стержневого — площадь сечения стержня, ведь именно на нем и расположены обмотки. У тороидального — площадь сечения тела тороида (именно его обвивает каждый из витков).

Для определения эффективной площади сечения, измерьте размеры a и b в сантиметрах, затем перемножьте их — так вы получите значение площади Sс в квадратных сантиметрах.

Суть в том, что от эффективной площади сечения сердечника зависит величина амплитуды магнитного потока, создаваемого обмотками. Магнитный поток Ф включает в себя одним из сомножителей магнитную индукцию В, а вот магнитная индукция как раз и связана с ЭДС в витках. Именно поэтому площадь рабочего сечения сердечника так важна для нахождения мощности.

Далее необходимо найти площадь окна сердечника — того места, где располагаются провода обмоток. В зависимости от площади окна, от того насколько плотно оно заполнено проводниками обмоток, от плотности тока в обмотках — также будет зависеть мощность трансформатора.

Если бы, к примеру, окно было полностью заполнено только проводами обмоток (это невероятный гипотетический пример), то приняв произвольной среднюю плотность тока, умножив ее потом на площадь окна, мы получили бы общий ток в окне магнитопровода, и если бы затем разделили его на 2, а после - умножили на напряжение первичной обмотки — можно было бы сказать, что это и есть мощность трансформатора. Но такой пример невероятен, поэтому нам необходимо оперировать реальными значениями.

Итак, давайте найдем площадь сечения окна.

Наиболее простой способ определить теперь приблизительную мощность трансформатора по магнитопроводу — перемножить площадь эффективного сечения сердечника и площадь его окна (все в кв.см), а затем подставить их в приведенную выше формулу, после чего выразить габаритную мощность Pтр.

В этой формуле: j - плотность тока в А/кв.мм, f - частота тока в обмотках, n – КПД, Вm – амплитуда магнитной индукции в сердечнике, Кс — коэффициент заполнения сердечника сталью, Км — коэффициент заполнения окна магнитопровода медью.

Но мы поступим проще: примем сразу частоту равной 50 Гц, плотность тока j= 3А/кв.мм, КПД = 0,90, максимальную индукцию в сердечнике — ни много ни мало 1,2 Тл, Км = 0,95, Кс=0,35. Тогда формула значительно упростится и примет следующий вид:

Если же есть потребность узнать оптимальный ток обмоток трансформатора, то задавшись плотностью тока j, скажем теми же 3 А на кв.мм, можно умножить площадь сечения провода обмотки в квадратных миллиметрах на эту плотность тока. Так вы получите оптимальный ток. Или через диаметр провода d обмотки:

Узнав по сечению проводников обмоток оптимальный ток каждой из обмоток, разделите полученную по габаритам мощность трансформатора на каждый из этих токов — так вы узнаете соответствующие найденным параметрам напряжения обмоток.

Одно из этих напряжений окажется близким к 220 вольтам — это с высокой степенью вероятности и будет первичная обмотка. Далее вольтметр вам в помощь. Трансформатор может быть повышающим либо понижающим, поэтому будьте предельно внимательны и аккуратны если решите включить его в сеть.

Кроме того, перед вами может оказаться выходной трансформатор от акустического усилителя. Данные трансформаторы рассчитываются немного иначе чем сетевые, но это уже совсем другая и более глубокая история.

Смотрите также по этой теме: Как определить параметры неизвестного трансформатора

Андрей Повный

electrik.info

Как измерить силу переменного тока мультиметром

  1. Как измерить силу тока в розетке мультиметром
  2. Как измерить силу тока трансформатора мультиметром
  3. Как измерить силу тока батарейки мультиметром
  4. Как измерить силу постоянного тока мультиметром
  5. Как измерить силу переменного тока мультиметром
  6. Видео

Одним из основных параметров в электротехнике является сила тока, представляющая собой электрический ток в определенном количестве, проходящий через проводник определенного сечения. Данная величина имеет большое значение для нормальной работы электрических систем, поэтому нередко актуальным становится вопрос, как измерить силу тока мультиметром. Данная процедура необходима для того, чтобы точно знать о том или ином уровне тока, установленном для конкретной цепи. Мультиметр является основным прибором, с помощью которого выполняются измерения.

Как измерить силу тока в розетке мультиметром

Перед началом проведения замеров к прибору в первую очередь подключаются измерительные щупы. Каждый из них имеет собственный цвет – черный и красный. Щуп черного цвета обычно общий, нулевой или минусовой, поэтому его подключение осуществляется к нижнему разъему, обозначенному символами СОМ. Другой щуп красного цвета при выполнении измерений подключается к среднему разъему. Существует разъем, расположенный в верхней части мультиметра, в который подключается красный щуп когда измеряется переменный ток величиной до 10 ампер.

После подключения щупов выбирается нужный режим работы путем поворота круглого переключателя и установки его в нужное положение. Если величина измеряемого параметра известна заранее, то выставляемый предел измерений должен немного превышать его. Такая мера позволяет уберечь мультиметр от перегорания. В том случае когда сведения о возможных показаниях прибора отсутствуют, выставляется максимально возможный предел измерений.

При измерении напряжения прибор включается в цепь параллельно, а для замеров силы тока – последовательно. Измерение полупроводников или параметров сопротивления выполняется при отключенном питании в данной схеме. Напряжение в электрической розетке 220В также можно измерить с помощью мультиметра. Для этого переключатель необходимо перевести в положение ACV на отметку 750 вольт, после чего провести замер. Точно так же выполняется измерение в сети с напряжением 380В. Сила тока в розетке измеряется путем выставления прибора в режим замеров переменного тока.

Как измерить силу тока трансформатора мультиметром

Течение электрического тока в трансформаторе осуществляется исключительно в замкнутом контуре. Для того чтобы произвести измерения тока, нужно вначале подключить какую-нибудь нагрузку, а затем последовательно с ней в цепь включается мультиметр. В данном случае переключатель также выставляется в режим измерений переменного тока. Провод красного цвета подключается к отдельному выходу.

На подготовительном этапе нужно сделать следующее:

  • Щуп с проводом черного цвета устанавливается в соответствующее черное гнездо, а щуп с красным проводом – в красное гнездо, где имеется обозначение «А», то есть, ампер.
  • Тумблер переключается в нужное положение: для измерений переменного тока – АС, постоянного тока – DC.
  • Предел измерений устанавливается таким образом, чтобы он был выше предполагаемого уровня силы тока в цепи. Это поможет уберечь прибор от перегорания.

После подготовки можно переходить к непосредственным измерениям. С этой целью мультиметр нужно последовательно включить в разрыв электрической цепи между трансформатором и нагрузкой. Величина тока, проходящего через прибор, отобразится на дисплее мультиметра. При отсутствии нагрузки в цепочку можно включить ограничительное сопротивление – обычную лампочку или резистор.

Если на дисплее не отображается значение силы тока, значит предел измерений выбран неверно и его необходимо уменьшить на одну позицию. При отсутствии результата процедуру нужно повторить и продолжать делать это до того момента, пока на дисплее не появится какое-либо значение.

Как измерить силу тока батарейки мультиметром

Несмотря на внешнее сходство, все батарейки обладают различными параметрами и техническими характеристиками. В связи с этим довольно часто возникает необходимость в проверке работоспособности этих элементов, в частности – в замерах силы тока.

Основной способ проверки касается новых батареек, позволяя определить их работоспособность во время покупки. Для проведения измерений мультиметр выставляется в положение, соответствующее постоянному току. Далее порядок действий будет следующий:

  • Мультиметр должен быть установлен на максимальном пределе измерений.
  • Щупы мультиметра прикладываются к контактам батарейки.
  • После того как возрастание тока на экране прекратится, примерно через 1-2 секунды щупы убираются.

Нормальная величина силы тока в новой батарейке обычно составляет от 4 до 6 ампер. Если показатели составляют от 3 до 3,9А – это указывает на снижение эксплуатационного ресурса батареи. Следовательно ее можно использовать только в устройствах с пониженной мощностью. При более низких показателях, батарейки допускается применять лишь в очень слабых приборах или не использовать вообще.

Как измерить силу постоянного тока мультиметром

Измерение постоянного тока выполняется по такой же методике, как и при замерах батареек. Просто в данном случае мультиметр используется еще и для проверок более мощных устройств. В первую очередь это аккумуляторные батареи или выпрямители, применяемые в промышленности и в быту.

Для замеров с помощью мультиметра выбираются две любые точки, между которыми последовательно подключается измерительный прибор. Подключение должно быть выполнено с обязательным соблюдением полярности. Если мультиметр подключен неправильно, то на дисплее высветится значение со знаком «минус».

В том случае когда значение предполагаемой силы тока больше самого верхнего предела измерений, необходимо выставить переключатель в положение «10А». Одновременно из гнезда «V ΩmA» измерительный щуп перемещается в гнездо «10А».

Перед началом замеров необходимо точно определить, какой ток будет измеряться – переменный или постоянный. После этого переключатель мультиметра устанавливается в нужное положение. Далее нужно установить ориентировочную силу в данной цепи, для того чтобы подключить измерительный щуп в соответствующий разъем. Если сила тока предполагается до 200мА, щуп включается в гнездо «V ΩmA», а при силе тока более 200мА – в разъем «10А».

Иногда случается так, что информация о силе тока отсутствует вообще. Поэтому измерения следует начинать с максимальной величины. Если на дисплее появляется ток меньшего значения, значит штекер требуется переставить в другой разъем. В случае когда ток вновь меньше требуемого, штекер снова переставляется. При необходимости ручку регулятора следует выставить на более низкую отметку силы тока. Перед началом измерений нужно внимательно изучить все обозначения, нанесенные на мультиметр и в дальнейшем выбирать только нужную символику. Все замеры должны проводиться от максимальных значений к минимальным, это является обязательным требованием при работе с мультиметром.

Как правильно пользоваться мультиметром – производим измерения часть 2

Доброго времени суток читатели сайта electricvdome.ru. В первой части статьи «Как пользоваться мультиметром» мы рассматривали их разновидности, обозначения и основные функции. Сегодня поговорим о практике – измерения мультиметром .

Измерение сопротивления

Как правило, диапазон измерения сопротивления мультиметра разбит на пять диапазонов:

Большинство мультиметров имеют еще один диапазон, обозначенный значком диода или зуммера – он предназначен для проверки контакта. Когда контакт замкнут, загорается светодиод и звучит сигнал. В некоторых видах мультиметров эту функцию выполняет диапазон 200 Ом.

В быту измерение сопротивления, как правило, используется для проверки обрывов в электрической цепи, а также исправности некоторых бытовых приборов, например, электрических лампочек, утюга, обмотки электродвигателя и т.д.

Измеряя сопротивление, можно проверить исправность предохранителя, работоспособность выключателя и других коммутирующих устройств.

Если в левой части дисплея появляется единица, то это значит, что сопротивление измеряемой цепи выше включенного диапазона, необходимо переключиться на следующий. Единица во всех диапазонах измерения сопротивления говорит о наличии обрыва в цепи.

Измерение переменного напряжения

Для измерения переменного напряжения переключатель мультиметра необходимо установить в сектор, обозначенный как ACV или V

Обычно сектор имеет два положения 200V и 750V.

Измерение напряжения мультиметром необходимо начинать, установив переключатель в положение с самым большим значением. Если показания прибора меньше, чем верхняя граница предыдущего диапазона, то можно переключаться на более низкий диапазон (например, если в положении 750В прибор показывает 50 В, то можно поставить диапазон 200В), чтобы показания были более точными.

Нельзя прикасаться рукой к оголенной части щупа, а также работать очень аккуратно, чтобы не вызвать короткого замыкания. Перед работами важно убедиться в исправности прибора, проводов и щупов.

При измерении переменного напряжения полярность соблюдать не обязательно.

Измерение постоянного напряжения

Для измерения постоянного напряжения переключатель тестера необходимо установить в сектор, обозначенный как DCV или буквой V. подчеркнутой пунктирной линией. Как и в случае с переменным напряжением, измерения необходимо начинать, поставив переключатель в максимальное положение и постепенно уменьшать его.

В противном случае мультиметр может выйти из строя.

Измерение мультиметром постоянного тока

Сила тока измеряется при наладке различных электронных узлов, схем и устройств. В быту тестер для измерения силы тока может применяться, например, для контроля зарядного тока аккумулятора, когда на зарядном устройстве нет соответствующего прибора или он вышел из строя.

Шкала постоянного тока обычно имеет четыре предела:

Если измерения производятся в перечисленных пределах, то щупы подключаются к тем же гнездам, что и при измерении других величин: черный провод – к гнезду, обозначенному значком заземления или надписью COM, красный – к гнезду VΩmA.

Если же диапазон измеряемых токов лежит выше, чем 200 мА, то необходимо щуп из гнезда VΩmA переключить в гнездо 10А, в противном случае прибор выйдет из строя. Черный провод при этом остается в гнезде со значком заземления.

Измерение переменного тока данная модель мультиметра не производит.

Также как и при измерении напряжения мультиметром, измерять силу тока необходимо начинать с максимального предела, чтобы предотвратить выход из строя мультиметра.

Переключать прибор на более низкий предел нужно только после того, как убедились, что показания прибора ниже установленного предела. Если нет необходимости в более точных измерениях, то на нижний предел можно и не переключать.

Самое главное, нужно всегда помнить, что для измерения силы тока тестер подключается в цепь последовательно, а при измерении напряжения и сопротивления – параллельно.

Силу тока в розетке измерить невозможно – прибор мгновенно выйдет из строя! Поэтому, прежде чем подключать щупы к точкам измерения, обязательно нужно убедиться в том, что переключатель мультиметра установлен в нужном секторе и на необходимом пределе измерений.

Замена питающего элемента прибора

Как только вы заметите на дисплее значок батарейка, это значит что батарей от которой питается прибор «подсела» и пришла пора ее заменить. Для этого необходимо открутить отверткой два болтика, снять заднюю крышку и установить новый элемент питания – батарейку на 9 V.

Надеюсь в данной статье на все ваши вопросы «как правильно пользоваться мультиметром » был дан полноценный ответ, если нет – задавайте вопросы в комментариях.

Похожие материалы на сайте:

Прибор для измерения силы тока. Как измерить силу тока мультиметром

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Ток или силу тока определяют количеством электронов, проходящих через точку или элемент схемы в течение одной секунды. Так, например, через нить накала горящей лампы накаливания карманного фонаря ежесекундно проходит около 2 000 000 000 000 000 000 (два триллиона) электронов. Однако на практике измеряется не количество электронов, а их движение, выраженное в амперах (А).

Ампер – это единица электрического тока, которую так назвали в честь французского физика и математика А. Ампера изучавшего взаимодействие проводников с током. Экспериментально установлено, что при токе в 1А через точку или элемент схемы проходит около 6 250 000 000 000 000 000 электронов.

Помимо ампера применяют и более мелкие единицы силы тока: миллиампер (мA), равный 0,001 А, и микроампер (мкA), равный 0,000001 А или 0,001 мА. Следовательно: 1 А = 1000 мА = 1 000 000 мкА .

1. Прибор для измерения силы тока.

Как и напряжение, ток бывает постоянный и переменный. Приборы, служащие для измерения тока, называют амперметрами. миллиамперметрами и микроамперметрами. Так же, как и вольтметры, амперметры бывают стрелочными и цифровыми .

На электрических схемах приборы обозначаются кружком и буквой внутри: А (амперметр), мА (миллиамперметр) и мкА (микроамперметр). Рядом с условным обозначением амперметра указывается его буквенное обозначение «PА » и порядковый номер в схеме. Например. Если амперметров в схеме будет два, то около первого пишут «PА1 », а около второго «PА2 ».

Для измерения тока амперметр включается непосредственно в цепь последовательно с нагрузкой. то есть в разрыв цепи питания нагрузки. Таким образом, на время измерения амперметр становится как бы еще одним элементом электрической цепи, через который протекает ток, но при этом в схему амперметр никаких изменений не вносит. На рисунке ниже изображена схема включения миллиамперметра в цепь питания лампы накаливания.

Также надо помнить, что амперметры выпускаются на разные диапазоны (шкалы), и если при измерении использовать прибор с меньшим диапазоном по отношению к измеряемой величине, то прибор можно повредить. Например. Диапазон измерения миллиамперметра составляет 0…300 мА, значит, силу тока измеряют только в этих пределах, так как при измерении тока свыше 300 мА прибор выйдет из строя.

2. Измерение силы тока мультиметром.

Измерение силы тока мультиметром практически ни чем не отличается от измерения обыкновенным амперметром или миллиамперметром. Разница состоит лишь в том, что у обычного прибора всего один диапазон измерения, рассчитанный на определенную максимальную величину тока, тогда как у мультиметра диапазонов несколько, и перед измерением приходится определять каким из диапазон пользоваться в данный момент.

Обычные мультиметры, не профессиональные, рассчитаны на измерение постоянного тока и имеют четыре поддиапазона, что на бытовом уровне вполне достаточно. У каждого поддиапазона есть свой максимальный предел измерения, который обозначен цифровым значением: 2m. 20m. 200m. 10А. Например. На пределе «20m » можно измерять постоянный ток в диапазоне 0…20 мА.

Для примера измерим ток, потребляемый обычным светодиодом. Для этого соберем схему, состоящую из источника напряжения (пальчиковой батарейки) GB1 и светодиода VD1. а в разрыв цепи включим мультиметр РА1. Но перед включением мультиметра в схему подготовим его к проведению измерений.

Измерительные щупы вставляем в гнезда мультиметра, как показано на рисунке:

красный щуп называют плюсовым. и вставляется он в гнездо, напротив которого изображены значки измеряемых параметров: «VΩmA »;черный щуп является минусовым или общим и вставляется он в гнездо, напротив которого написано «СОМ ». Относительно этого щупа производятся все измерения.

В секторе измерения постоянного тока выбираем предел «2m », диапазон измерения которого составляет 0…2 мА. Подключаем щупы мультиметра согласно схеме и затем подаем питание. Светодиод загорелся, и его потребление тока составило 1,74 мА. Вот, в принципе, и весь процесс измерения.

Однако этот вариант измерения подходит тогда, когда величина потребления тока известна. На практике же часто возникает ситуация, когда необходимо измерить ток на каком-либо участке цепи, величина которого неизвестна или известна приблизительно. В таком случае измерение начинают с самого высокого предела.

Предположим, что потребление тока светодиодом неизвестно. Тогда переключатель переводим на предел «200m », который соответствует диапазону 0…200 мА, и после этого щупы мультиметра включаем в цепь.

Затем подаем напряжение и смотрим на показания мультиметра. В данном случае показания тока составили «01,8 », что означает 1,8 мА. Однако нолик впереди указывает на то, что можно снизиться на предел «20m ».

Отключаем питание. Переводим переключатель на предел «20m ». Включаем питание и опять производим измерение. Показания составили 1,89 мА.

Часто бывает ситуация, когда при измерении тока или напряжения на индикаторе появляется единица. Единица говорит о том, что выбран низкий предел измерения и он меньше величины измеряемого параметра. В этом случае необходимо перейти на предел выше.

Также может возникнуть момент, когда измеряемый ток выше 200 мА и необходимо перейти на предел измерения «10А ». Однако здесь есть нюанс, который надо запомнить. Помимо того, что переключатель переводится на предел «10А », еще также необходимо переставить плюсовой (красный) щуп в крайнее левое гнездо, напротив которого стоит цифро-буквенное значение «10А», указывающее, что это гнездо предназначено для измерения больших токов.

И еще совет. Возьмите за правило: когда закончите все измерения на пределе «10А » сразу же переставляйте плюсовой (красный) щуп на свое штатное место. Этим Вы сбережете себе нервы, щупы и мультиметр.

Ну вот, в принципе и все, что хотел сказать об измерении тока мультиметром. Главное понимать, что при измерении напряжения вольтметр подключается параллельно нагрузке или источнику напряжения, тогда как при измерении силы тока амперметр включается непосредственно в цепь и через него протекает ток, которым питаются элементы схемы.

Ну и в качестве закрепления прочитанного предлагаю посмотреть видеоролик, в котором на примере схем рассказывается об измерениях напряжения и силы тока мультиметром.

Понравилась статья – поделитесь с друзьями:

Источники: http://electric-220.ru/news/kak_izmerit_silu_postojannogo_i_peremennogo_toka_multimetrom/2017-06-06-1287, http://electricvdome.ru/instrument-electrica/kak-polzovatsa-multimetrom-chast-2.html, http://sesaga.ru/pribor-dlya-izmereniya-sily-toka-kak-izmerit-silu-toka-multimetrom.html

electricremont.ru

Простой расчет трансформатора, как расчитать габаритную мощность трансформатора

Типы магнитопроводов силовых трансформаторов.

Магнитопровод низкочастотного трансформатора состоит из стальных пластин. Использование пластин вместо монолитного сердечника уменьшает вихревые токи, что повышает КПД и снижает нагрев.

Магнитопроводы вида 1, 2 или 3 получают методом штамповки.Магнитопроводы вида 4, 5 или 6 получают путём навивки стальной ленты на шаблон, причём магнитопроводы типа 4 и 5 затем разрезаются пополам.

Магнитопроводы бывают:

1, 4 – броневые,2, 5 – стержневые,6, 7 – кольцевые.

Чтобы определить сечение магнитопровода, нужно перемножить размеры «А» и «В». Для расчётов в этой статье используется размер сечения в сантиметрах.

Трансформаторы с витыми стержневым поз.1 и броневым поз.2 магнитопроводами.

Трансформаторы с штампованными броневым поз.1 и стержневым поз.2 магнитопроводами.

Трансформаторы с витыми кольцевыми магнитопроводами.

Как определить габаритную мощность трансформатора.

Габаритную мощность трансформатора можно приблизительно определить по сечению магнитопровода. Правда, ошибка может составлять до 50%, и это связано с рядом факторов. Габаритная мощность напрямую зависит от конструктивных особенностей магнитопровода, качества и толщины используемой стали, размера окна, величины индукции, сечения провода обмоток и даже качества изоляции между отдельными пластинами.Чем дешевле трансформатор, тем ниже его относительная габаритная мощность.Конечно, можно путём экспериментов и расчетов определить максимальную мощность трансформатора с высокой точностью, но смысла большого в этом нет, так как при изготовлении трансформатора, всё это уже учтено и отражено в количестве витков первичной обмотки.

Так что, при определении мощности, можно ориентироваться по площади сечения набора пластин проходящего через каркас или каркасы, если их две штуки.

P = B * S² / 1,69

Где:

P – мощность в Ваттах,B – индукция в Тесла,S – сечение в см²,1,69 – постоянный коэффициент.

Пример:

Сначала определяем сечение, для чего перемножаем размеры А и Б.

S = 2,5 * 2,5 = 6,25 см²

Затем подставляем размер сечения в формулу и получаем мощность. Индукцию я выбрал 1,5Tc, так как у меня броневой витой магнитопровод.

P = 1,5 * 6,25² / 1,69 = 35 Ватт

Если требуется определить необходимую площадь сечения манитопровода исходя из известной мощности, то можно воспользоваться следующей формулой:

S = ²√ (P * 1,69 / B)

Пример:

Нужно вычислить сечение броневого штампованного магнитопровода для изготовления трансформатора мощностью 50 Ватт.

S = ²√ (50 * 1,69 / 1,3) = 8см²

О величине индукции можно справиться в таблице. Не стоит использовать максимальные значения индукции, так как они могут сильно отличаться для магнитопроводов различного качества.

Максимальные ориентировочные значения индукции.

КАК РАССЧИТАТЬ ПОНИЖАЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОР.

В домашнем хозяйстве бывает необходимо оборудовать освещение в сырых помещениях: подвале или погребе и т.д. Эти помещения имеют повышенную степень опасности поражения электрическим током.

В этих случаях следует пользоваться электрооборудованием, рассчитанным на пониженное напряжение питания, не более 42 вольт.

Можно пользоваться электрическим фонарем с батарейным питанием или воспользоваться понижающим трансформатором с 220 вольт на 36 вольт.

В качестве примера давайте рассчитаем и изготовим однофазный силовой трансформатор 220/36 вольт.

Для освещения таких помещений подойдет электрическая лампочка на 36 Вольт и мощностью 25 — 60 Ватт. Такие лампочки с цоколем под стандартный патрон продаются в магазинах электро-товаров.

Если вы найдете лампочку другой мощности, например на 40 ватт, нет ничего страшного — подойдет и она. Просто наш трансформатор будет выполнен с запасом по мощности.

СДЕЛАЕМ УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА 220/36 ВОЛЬТ.

Мощность во вторичной цепи: Р2 = U2 • I2 = 60 ватт

Где:Р2 – мощность на выходе трансформатора, нами задана 60 ватт;U2 — напряжение на выходе трансформатора, нами задано 36 вольт;I2 — ток во вторичной цепи, в нагрузке.

КПД трансформатора мощностью до 100 ватт обычно равно не более η = 0,8.

КПД определяет, какая часть мощности потребляемой от сети идет в нагрузку. Оставшаяся часть идет на нагрев проводов и сердечника. Эта мощность безвозвратно теряется.

Определим мощность потребляемую трансформатором от сети с учетом потерь:

Р1 = Р2 / η = 60 / 0,8 = 75 ватт.

Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в магнитопроводе. Поэтому от значения Р1, мощности потребляемой от сети 220 вольт, зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S.

Магнитопровод – это сердечник Ш – образной или О – образной формы, набранный из листов трансформаторной стали. На сердечнике будет располагаться каркас с первичной и вторичной обмотками.

Площадь поперечного сечения магнитопровода рассчитывается по формуле:

S = 1,2 • √P1

Где:

S — площадь в квадратных сантиметрах,P1 — мощность первичной сети в ваттах.

S = 1,2 • √75 = 1,2 • 8,66 = 10,4 см².

По значению S определяется число витков w на один вольт по формуле:

w = 50 / S

В нашем случае площадь сечения сердечника равна S = 10,4 см.кв.

w = 50 / 10,4 = 4,8 витка на 1 вольт.

Рассчитаем число витков в первичной и вторичной обмотках.

Число витков в первичной обмотке на 220 вольт:

W1 = U1 • w = 220 • 4.8 = 1056 витка.

Число витков во вторичной обмотке на 36 вольт:

W2 = U2 • w = 36 • 4,8 = 172.8 витков, округляем до 173 витка.

В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на активном сопротивлении провода вторичной обмотки. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного. Возьмем W2 = 180 витков.

Величина тока в первичной обмотке трансформатора:

I1 = P1 / U1 = 75 / 220 = 0,34 ампера.

Ток во вторичной обмотке трансформатора:

I2 = P2 / U2 = 60 / 36 = 1,67 ампера.

Диаметры проводов первичной и вторичной обмоток определяются по значениям токов в них исходя из допустимой плотности тока, количества ампер на 1 квадратный миллиметр площади проводника. Для трансформаторов плотность тока, для медного провода, принимается 2 А/мм² .

При такой плотности тока диаметр провода без изоляции в миллиметрах определяется по формуле:

d = 0,8 √I

Для первичной обмотки диаметр провода будет:

d1 = 0,8 √I 1 = 0,8 √0,34 = 0,8 * 0,58 = 0,46 мм. Возьмем 0,5 мм.

Диаметр провода для вторичной обмотки:

d2 = 0,8 √I 2 = 0,8 √1,67 = 0,8 * 1,3 = 1,04 мм. Возьмем 1,1 мм.

ЕСЛИ НЕТ ПРОВОДА НУЖНОГО ДИАМЕТРА, то можно взять несколько, соединенных параллельно, более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу.

Площадь поперечного сечения провода определяется по формуле:

s = 0,8 • d²

где: d — диаметр провода.

Например: мы не смогли найти провод для вторичной обмотки диаметром 1,1 мм.

Площадь поперечного сечения провода диаметром 1,1 мм равна:

s = 0,8 • d² = 0,8 • 1,1² = 0,8 • 1,21 = 0,97 мм²

Округлим до 1,0 мм².

Из таблицы выбираем диаметры двух проводов сумма площадей поперечного сечения которых равна 1.0 мм².

Например, это два провода диаметром по 0,8 мм. и площадью по 0,5 мм². Или два провода:

— первый диаметром 1,0 мм. и площадью сечения 0,79 мм²,

— второй диаметром 0,5 мм. и площадью сечения 0,196 мм². что в сумме дает: 0,79 + 0,196 = 0,986 мм². Намотка катушки ведется двумя проводами одновременно, строго выдерживается равное количество витков обоих проводов. Начала этих проводов соединяются между собой. Концы этих проводов также соединяются.

Получается как бы один провод с суммарным поперечным сечением двух проводов.

www.komitart.ru


Смотрите также