U ovom članku naučit ćemo kako izgraditi jednostavan krug AC ampermetra koji se može koristiti za provjeru potrošnje struje kućanskih uređaja od 220 V ili 120 V.
Glavni razlog za visoke mjesečne račune za režije je korištenje velike električne opreme kao što su hladnjaci, perilice i sušilice, perilice posuđa, itd. Ovi uređaji koji su prije bili vrhunski i energetski učinkoviti počinju trošiti sve više energije kako stare.
Jedna od metoda uštede na troškovima električne energije je rjeđe korištenje velikih kućanskih aparata. Međutim, povremena uporaba uređaja kao što su hladnjaci i zamrzivači možda nije jednostavno prihvatljiva.
Da biste saznali koji su uređaji odgovorni za vaše visoke račune za struju, naravno, potražite svoj pouzdani multimetar. Ali shvaćate da je raspon izmjenične struje mjerača ograničen na nekoliko miliampera.
Budući da su za provedbu mjerenja izmjeničnog pojačala potrebni otpornici velike snage, manji multimetri nisu dizajnirani za otkrivanje velikih količina struje.
Upozorenje: Strujni krug objašnjen u nastavku nije izoliran od mreže izmjenične struje i stoga ga je izuzetno opasno dodirivati u nepokrivenom i uključenom stanju. Strogo se preporučuje odgovarajući oprez tijekom korištenja ili testiranja ove opreme.
Opis strujnog kruga
Gornja slika prikazuje osnovni krug ampermetra. Otpornik (R) spojen je u seriju s opterećenjem unutar ovog kruga. Serijski otpornik uvijek mora biti spojen u seriju s opterećenjem i prihvatiti svu struju koja mu se isporučuje.
Prema Ohmovom zakonu, pad napona nastaje kada struja teče kroz otpor. Ovaj pad napona koji se razvija na otporu točno je proporcionalan struji koja teče kroz njega. Zapamtite da svi voltmetri, uključujući AC, očitanja prikazuju samo u istosmjernoj struji.
To znači, prije nego što se ulazni AC signal može dovesti do DC mjerača, treba ga ispraviti u DC kako bi ga ampermetar mogao očitati. Da bi se stvorio fer prikaz struje koja teče kroz njega, serijski otpornik treba dovoljno smanjiti napon.
Također, nazivna snaga serijskog otpornika treba biti što manja. Štoviše, vrijednost otpora trebala bi biti dovoljno mala da većina napona pada preko stvarnog opterećenja.
Izračunavanje vrijednosti otpornika
Kao ilustraciju, zamislimo da naš krug ima serijski otpor 'R' od 1 ohma i struju 'I' od 1 ampera koja teče kroz opterećenje. Pad napona (E) na otporniku će prema Ohmovom zakonu biti sljedeći:
- E = I x R = 1 (amper) x 1 (ohm) = 1 (volt)
- Koristeći Ohmov zakon snage (P = I x E), dobivamo:
- P=1 x 1=1 vat
- Iz gornjeg izračuna možemo pretpostaviti da ako se koristi uređaj od 220 V, opterećenje od 1 ampera, tada bi otpornik serije od 1 Ohma pao oko 1 Volt preko njega.
Sada pretpostavimo da je opterećenje hladnjak od 500 W, s naponom napajanja od 220 V.
U ovoj situaciji, struja koja prolazi kroz otpornik bila bi 500 / 200 = 2,27 ampera
Opet, rješavanjem Ohmovog zakona možemo izračunati vrijednost otpornika da dobijemo optimalni pad od 1 V na njemu.
- E = I x R
- 1 = 2,27 x R
- R = 1 / 2,27 = 0,44 ohma,
- snaga otpornika bila bi P = 1 x 2,27 = 2,27 vata ili jednostavno 3 vata.
Međutim, postoji jedan problem. Budući da naš krug koristi mosni ispravljač za pretvaranje izmjeničnog napona preko otpornika u istosmjerni potencijal, uvijek imamo dvije diode u seriji za svaki izmjenični ciklus. Sada, budući da će svaka dioda pasti za 0,6 V, ukupno 0,6 + 0,6 = 1,2 V bi palo na ovim diodama.
Stoga, da biste dobili efektivnih 1 V preko mjerača, otpornik mora moći razviti pad potencijala od 1 + 1,2 = 2,2 V.
Vraćajući se na naš prethodni izračun, vrijednost serijskog otpornika za uređaj od 500 W sada bi bila:
- R = 2,2 / 2,27 = 0,96 Ohma.
- Snaga = 2,2 x 2,27 = 4,99 vata ili jednostavno 5 vata.
To implicira da, za mjerenje struje koja prolazi kroz uređaj od 500 W, serijski otpornik u našem strujnom krugu AC ampermetra mora biti ocijenjen na 0,96 Ohma i 5 W.
Popis dijelova
Dijelovi potrebni za izgradnju jednostavnog strujnog kruga AC ampermetra navedeni su u nastavku:
- Otpornik 1 Ohm 5 watt = 1 br
- 1N5408 diode = 4 br
- Utikač s dva utikača = 1 br
- 1 V FSD mjerač pokretne zavojnice = 1 br
- 3-polna utičnica za opterećenje = R(opterećenje) u dijagramu može se zamijeniti s 3-polnom utičnicom za priključak u željenom opterećenju.
