Obwód amperomierza AC do pomiaru prądu w urządzeniach 220 V

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





W tym artykule dowiemy się, jak zbudować prosty obwód amperomierza AC, który można wykorzystać do sprawdzania poboru prądu przez domowe urządzenia 220 V lub 120 V.

Głównym powodem wysokich miesięcznych rachunków za media jest korzystanie z dużych urządzeń elektrycznych, takich jak lodówki, pralki i suszarki, zmywarki itp. Te urządzenia, które wcześniej były nowoczesne i energooszczędne, z wiekiem zaczynają zużywać coraz więcej energii.



Jedną z metod oszczędzania wydatków na energię elektryczną jest rzadsze korzystanie z dużych urządzeń. Jednak sporadyczne korzystanie z urządzeń takich jak lodówki i zamrażarki może nie być po prostu akceptowalne.

Aby dowiedzieć się, które urządzenia są odpowiedzialne za wysokie rachunki za prąd, wybierasz zaufany multimetr. Ale zdajesz sobie sprawę, że zakres prądu AC miernika jest ograniczony do kilku miliamperów.



Ponieważ do wykonania pomiaru prądu przemiennego potrzebne są rezystory o dużej mocy, mniejsze multimetry nie są przeznaczone do wykrywania dużych ilości prądu.

Ostrzeżenie: Obwód wyjaśniony poniżej nie jest odizolowany od sieci prądu przemiennego i dlatego jest niezwykle niebezpieczny w przypadku dotykania go w stanie nieosłoniętym i włączonym. Zaleca się zachowanie odpowiedniej ostrożności podczas używania lub testowania tego sprzętu.

Opis obwodu

Powyższy rysunek przedstawia podstawowy obwód amperomierza. Rezystor (R) jest połączony szeregowo z obciążeniem w tym obwodzie. Rezystor szeregowy musi być zawsze połączony szeregowo z obciążeniem i akceptować cały dostarczany do niego prąd.

Zgodnie z prawem Ohma spadek napięcia powstaje, gdy prąd przepływa przez rezystancję. Ten spadek napięcia, który rozwija się na rezystancji, jest dokładnie proporcjonalny do przepływającego przez nią prądu. Teraz pamiętaj, że wszystkie woltomierze, w tym AC, wyświetlają odczyty tylko w DC.

Oznacza to, że zanim wejściowy sygnał prądu przemiennego będzie mógł zostać podany do miernika prądu stałego, należy go wyprostować do prądu stałego, aby amperomierz mógł go odczytać. Aby stworzyć uczciwą reprezentację przepływającego przez niego prądu, rezystor szeregowy musi wystarczająco obniżyć napięcie.

Również moc znamionowa rezystora szeregowego powinna być jak najmniejsza. Co więcej, wartość rezystancji powinna być wystarczająco mała, aby większość napięcia została zrzucona na rzeczywiste obciążenie.

Obliczanie wartości rezystora

Jako ilustrację wyobraźmy sobie, że nasz obwód ma rezystancję szeregową „R” o wartości 1 oma i prąd „I” o wartości 1 ampera przepływający przez obciążenie. Spadek napięcia (E) na oporniku będzie następujący zgodnie z prawem Ohma:

  • E = I x R = 1 (wzmacniacz) x 1 (om) = 1 (wolt)
  • Korzystając z prawa potęgowego Ohma (P = I x E), otrzymujemy:
  • P=1 x 1=1 wat
  • Na podstawie powyższych obliczeń możemy założyć, że jeśli używane jest urządzenie o napięciu 220 V, 1 A, wówczas rezystor szeregowy 1 Ohm spadnie na około 1 V.

Załóżmy teraz, że obciążeniem jest lodówka o mocy 500 watów i napięciu zasilania 220 V.

W tej sytuacji prąd przepływający przez rezystor wyniósłby 500/200 = 2,27 amperów

Ponownie, rozwiązując prawo Ohma, możemy obliczyć wartość rezystora, aby uzyskać na nim optymalny spadek o 1 V.

  • E = I x R
  • 1 = 2,27 x R
  • R = 1 / 2,27 = 0,44 oma,
  • moc lub moc rezystora wynosiłaby P = 1 x 2,27 = 2,27 wata lub po prostu 3 waty.

Jest jednak jeden problem. Ponieważ nasz obwód wykorzystuje prostownik mostkowy do konwersji napięcia przemiennego na rezystorze na potencjał prądu stałego, zawsze mamy dwie diody połączone szeregowo dla każdego cyklu prądu przemiennego. Teraz, ponieważ każda dioda spadnie o 0,6 V, w sumie na tych diodach spadnie 0,6 + 0,6 = 1,2 V.

Dlatego, aby uzyskać skuteczne 1 V na mierniku, rezystor musi być w stanie wytworzyć spadek potencjału 1 + 1,2 = 2,2 V.

Wracając do naszych poprzednich obliczeń, wartość rezystora szeregowego dla urządzenia o mocy 500 watów wynosiłaby teraz:

  • R = 2,2 / 2,27 = 0,96 oma.
  • Moc = 2,2 x 2,27 = 4,99 watów lub po prostu 5 watów.

Oznacza to, że aby zmierzyć prąd przepływający przez urządzenie o mocy 500 watów, rezystor szeregowy w naszym obwodzie amperomierza AC musi mieć wartość znamionową 0,96 oma i 5 watów.

Lista części

Części wymagane do zbudowania prostego obwodu amperomierza AC podano poniżej:

  • Rezystor 1 Ohm 5 wat = 1 nie
  • Diody 1N5408 = 4 nos
  • Wtyczka dwuwtykowa = 1 szt.
  • Miernik z ruchomą cewką 1 V FSD = 1 nie
  • 3-pinowe gniazdo dla obciążenia = R(load) na schemacie można zastąpić 3-pinowym gniazdem dla wtyczki w żądanym obciążeniu.