В этой статье мы узнаем, как построить простую схему амперметра переменного тока, которую можно использовать для проверки потребления тока бытовыми приборами на 220 В или 120 В.

Основной причиной высоких ежемесячных счетов за коммунальные услуги является использование крупного электрического оборудования, такого как холодильники, стиральные и сушильные машины, посудомоечные машины и т. д. Эти приборы, которые ранее были передовыми и энергоэффективными, с возрастом начинают потреблять все больше и больше энергии.

Одним из способов экономии расходов на электроэнергию является использование реже крупных электроприборов. Однако периодическое использование таких приборов, как холодильники и морозильники, может быть просто неприемлемым.

Чтобы выяснить, какие приборы несут ответственность за ваши высокие счета за электроэнергию, естественно, вы идете за своим надежным мультиметром. Но вы понимаете, что диапазон переменного тока измерителя ограничен несколькими миллиамперами.

Поскольку для измерения силы переменного тока необходимы резисторы большой мощности, мультиметры меньшего размера не предназначены для измерения больших токов.

Предупреждение: Цепь, описанная ниже, не изолирована от сети переменного тока, и поэтому чрезвычайно опасно прикасаться к открытой и включенной схеме. При использовании или тестировании этого оборудования настоятельно рекомендуется соблюдать соответствующие меры предосторожности.

Описание схемы

На рисунке выше изображена основная схема амперметра. Резистор (R) включен последовательно с нагрузкой в этой цепи. Последовательный резистор всегда должен подключаться последовательно с нагрузкой и принимать на себя весь подаваемый на нее ток.

Согласно закону Ома, при протекании тока через сопротивление создается падение напряжения. Это падение напряжения, возникающее на сопротивлении, точно пропорционально току, протекающему через него. Теперь вспомните, что все вольтметры, в том числе и переменного тока, показывают показания только в постоянном токе.

Это означает, что прежде чем входной сигнал переменного тока можно будет подать на измеритель постоянного тока, его необходимо преобразовать в постоянный ток, чтобы амперметр мог его считать. Чтобы создать точное представление тока, протекающего через него, последовательный резистор должен в достаточной степени снижать напряжение.

Кроме того, номинальная мощность последовательного резистора должна быть как можно меньше. Кроме того, значение сопротивления должно быть достаточно малым, чтобы большая часть напряжения сбрасывалась на реальную нагрузку.

Расчет номинала резистора

В качестве иллюстрации давайте представим, что наша цепь имеет последовательное сопротивление «R» 1 Ом и ток «I» 1 ампер, протекающий через нагрузку. Падение напряжения (Е) на резисторе по закону Ома будет следующим:

E = I x R = 1 (ампер) x 1 (Ом) = 1 (вольт)
Используя степенной закон Ома (P = I x E), мы получаем:
Р=1 х 1=1 Вт
Из приведенного выше расчета мы можем предположить, что если используется прибор с нагрузкой 220 В, 1 А, то последовательный резистор 1 Ом будет падать на нем примерно на 1 Вольт.

Теперь предположим, что нагрузкой является холодильник мощностью 500 Вт с напряжением питания 220 В.

В этой ситуации ток, проходящий через резистор, будет 500/200 = 2,27 ампер.

Опять же, решая закон Ома, мы можем рассчитать сопротивление резистора, чтобы получить оптимальное падение на нем 1 В.

Е = Я х Р
1 = 2,27 х R
R = 1/2,27 = 0,44 Ом,
мощность или мощность резистора будет P = 1 x 2,27 = 2,27 Вт или просто 3 Вт.

Однако есть одна проблема. Поскольку в нашей схеме используется мостовой выпрямитель для преобразования переменного напряжения на резисторе в постоянное напряжение, у нас всегда есть два последовательных диода для каждого цикла переменного тока. Теперь, поскольку на каждом диоде будет падать 0,6 В, на этих диодах будет падать всего 0,6 + 0,6 = 1,2 В.

Следовательно, чтобы получить эффективный 1 В на измерителе, резистор должен быть в состоянии создать падение потенциала 1 + 1,2 = 2,2 В.

“как работает лифт ”

Возвращаясь к нашему предыдущему расчету, значение последовательного резистора для прибора мощностью 500 Вт теперь будет следующим:

R = 2,2/2,27 = 0,96 Ом.
Мощность = 2,2 х 2,27 = 4,99 Вт или просто 5 Вт.

Это означает, что для измерения тока, проходящего через прибор мощностью 500 Вт, последовательный резистор в нашей цепи амперметра переменного тока должен иметь номинал 0,96 Ом и 5 Вт.

Список деталей

Детали, необходимые для построения простой схемы амперметра переменного тока, приведены ниже:

Резистор 1 Ом 5 Вт = 1 Ом
Диоды 1N5408 = 4 шт.
Двухвходовая вилка = 1 нет
1 В счетчик с подвижной катушкой FSD = 1 шт.
3-контактный разъем для нагрузки = R (нагрузка) на схеме можно заменить 3-контактным разъемом для подключаемого модуля в нужной нагрузке.