În acest articol învățăm cum să construim un circuit simplu de ampermetru AC care poate fi utilizat pentru verificarea consumului de curent al aparatelor de uz casnic de 220 V sau 120 V.
Principalul motiv pentru facturile lunare mari la utilități este utilizarea echipamentelor electrice mari, cum ar fi frigidere, mașini de spălat și uscător, mașini de spălat vase, etc. Aceste aparate care anterior erau de ultimă generație și eficiente energetic încep să consume din ce în ce mai multă energie pe măsură ce îmbătrânesc.
O metodă de economisire a cheltuielilor electrice este utilizarea mai rar a aparatelor mari. Cu toate acestea, utilizarea intermitentă a aparatelor precum frigiderele și congelatoarele ar putea să nu fie pur și simplu acceptabilă.
Pentru a afla ce aparate sunt responsabile pentru facturile mari de energie electrică, desigur, alegeți multimetrul dvs. de încredere. Dar vă dați seama că domeniul de curent alternativ al contorului este limitat la câțiva miliamperi.
Deoarece sunt necesare rezistențe de mare putere pentru a implementa măsurarea amperajului AC, multimetrele mai mici nu sunt proiectate pentru a detecta cantități mari de curent.
Avertisment: Circuitul explicat mai jos nu este izolat de rețeaua de curent alternativ și, prin urmare, este extrem de periculos de atins în stare neacoperită și pornit. Se recomandă cu strictețe atenția corespunzătoare în timpul utilizării sau testării acestui echipament.
Descrierea circuitului
Figura de mai sus ilustrează un circuit ampermetru fundamental. Un rezistor (R) este conectat în serie cu sarcina din acest circuit. Rezistorul în serie trebuie să fie întotdeauna conectat în serie cu sarcina și să accepte tot curentul furnizat acesteia.
Conform legii lui Ohm, o cădere de tensiune este creată atunci când curentul trece printr-o rezistență. Această cădere de tensiune care se dezvoltă pe rezistență este precis proporțională cu curentul care trece prin ea. Acum, amintiți-vă că toate voltmetrele, inclusiv cele AC, afișează citirile numai în DC.
Aceasta înseamnă că, înainte ca semnalul de intrare AC să poată fi alimentat la contorul de curent continuu, acesta trebuie rectificat la curent continuu, astfel încât ampermetrul să-l poată citi. Pentru a crea o reprezentare corectă a curentului care curge prin el, rezistorul în serie trebuie să scadă suficient de tensiune.
De asemenea, puterea nominală a rezistenței în serie ar trebui să fie cât mai mică posibil. Mai mult, valoarea rezistenței ar trebui să fie suficient de mică, astfel încât cea mai mare parte a tensiunii să fie aruncată peste sarcina reală.
Calcularea valorii rezistenței
Ca o ilustrare, să ne imaginăm că circuitul nostru are o rezistență în serie „R” de 1 ohm și un curent „I” de 1 amperi care curge prin sarcină. Căderea de tensiune (E) pe rezistor va fi după cum urmează, conform legii lui Ohm:
- E = I x R = 1 (amp) x 1 (ohm) = 1 (volt)
- Folosind legea puterii lui Ohm (P = I x E), obținem:
- P=1 x 1=1 watt
- Din calculul de mai sus putem presupune că dacă se folosește un aparat de sarcină de 220 V și 1 amperi, atunci un rezistor în serie de 1 ohm ar scădea în jur de 1 Volt.
Acum să presupunem că sarcina este un frigider de 500 de wați, cu o tensiune de alimentare de 220 V.
În această situație, curentul care trece prin rezistor ar fi 500 / 200 = 2,27 amperi
Din nou, rezolvând legea Ohms, putem calcula valoarea rezistorului pentru a obține o cădere optimă de 1 V peste el.
- E = I x R
- 1 = 2,27 x R
- R = 1 / 2,27 = 0,44 ohmi,
- puterea sau puterea rezistorului ar fi P = 1 x 2,27 = 2,27 wați sau pur și simplu 3 wați.
Cu toate acestea, există o problemă. Deoarece circuitul nostru utilizează un redresor în punte pentru a converti tensiunea de curent alternativ pe rezistor într-un potențial de curent continuu, avem întotdeauna două diode în serie pentru fiecare ciclu de curent alternativ. Acum, deoarece fiecare diodă va scădea cu 0,6 V, un total de 0,6 + 0,6 = 1,2 V ar fi scăzut peste aceste diode.
Prin urmare, pentru a obține un 1 V efectiv pe contor, rezistorul trebuie să poată dezvolta o cădere de potențial de 1 + 1,2 = 2,2 V.
Revenind la calculul nostru anterior, valoarea rezistenței în serie pentru un aparat de 500 de wați ar fi acum:
- R = 2,2 / 2,27 = 0,96 ohmi.
- Putere = 2,2 x 2,27 = 4,99 wați sau pur și simplu 5 wați.
Aceasta implică faptul că, pentru a măsura curentul care trece printr-un aparat de 500 de wați, rezistența în serie din circuitul nostru ampermetru AC trebuie să fie evaluată la 0,96 ohmi și 5 wați.
Lista de componente
Părțile necesare pentru construirea unui circuit simplu de ampermetru AC sunt prezentate mai jos:
- Rezistor 1 Ohm 5 watt = 1 nr
- diode 1N5408 = 4 nr
- Fișă cu două intrări = 1 nr
- Contor bobină mobilă 1 V FSD = 1 nr
- Mufa cu 3 pini pentru sarcină = R (sarcina) din diagramă poate fi înlocuită cu o priză cu 3 pini pentru plugin la sarcina dorită.
