Вимірювальні трансформатори струму та напруги
1. Вимірювальні трансформатори струму
2. Вимірювальні трансформатори напруги
3. Автотрансформатори
4. Трифазні силові трансформатори
I. Вимірювальні трансформатори струму
Вимірювання високої напруги і великих струмів за допомогою звичайних прикладів, дуже складно і незручно, тому колах постійного струму для розширення границь вимірювання цих приладів використовують:
А) шунти – спеціальні пристрої, які виготовляються з матеріалів (манганин, константан), які мають майже нульовий внутрішній опір, підключаються послідовно в вимірювальне коло, а вже паралельно до них підключається амперметр. (рис1).
Рис. 1 Включення шунта
Электроизмерительные приборы, используемые для измерения силы электрического тока, называются амперметрами, миллиамперметрами и микроамперметрами. Они включаются непосредственно в ту электрическую цепь, ток в которой нужно измерить, для чего замкнутая электрическая цепь разрывается и в место разрыва включается измерительный прибор. Электрическая цепь оказывается замкнутой через измерительный прибор (рис. а).
При этом к общему сопротивлению электрической цепи добавляется сопротивление измерительного прибора и ток, измеренный прибором, будет меньше истинного тока. Ошибка измерения тем меньше, чем меньше сопротивление измерительного прибора. Поэтому микроамперметры, миллиамперметры и амперметры конструируют таким образом, чтобы они имели возможно меньшие внутренние сопротивления.
Микроамперметром с током полного отклонения стрелки 100 мкА без какой-либо дополнительной доработки можно измерять электрический ток, не превышающий 100 мкА. При включении такого прибора в цепь с током, например 1 мА, произойдет «зашкаливание» стрелки вправо, в результате сильного броска она может согнуться, и если быстро не отключить прибор, в нем перегорит обмотка.
Но это еще не значит, что таким прибором нельзя измерить ток более 100 мкА. Для измерения токов, больших, чем ток полного отклонения стрелки прибора, надо к микроамперметру параллельно обмотке рамки подключить резистор называемый шунтом, сопротивление которого меньше сопротивления Ri обмотки (рис.б). Тогда большая часть полного тока I цепи будет протекать через этот резистор, а меньшая — через измерительный прибор. Так, если требуется с помощью микроамперметра М24 с пределом измерения 100 мкА и внутренним сопротивлением Ri = 670 Ом измерить ток до 1 мА, необходимо, чтобы при токе в цепи 1 мА через измерительный прибор протекал ток 100 мкА = 0, 1 мА, а через шунт — 0, 9 мА, т. е. в 9 раз больший. В связи с этим сопротивление шунта Rш должно быть в 9 раз меньше внутреннего сопротивления прибора Ri (Ом), т. е. Rш = Ri/9 = 670:9≈ 74, 5.
В общем случае, чтобы рассчитать сопротивление шунта, необходимого для увеличения предела измерения тока в n раз, можно использовать формулу:
Rш = Ri/(n-1).
Для цих же цілей використовують в колах змінного струму, вимірювальні трансформатори, що дозволяють ізолювати від високої напруги вимірювальні прилади.
Принцип роботи трансформатора:
Перетворює змінний струм великої величини в струм малої величини. Їх розраховують так, щоб струм вторинної обмотки не перевищував 5 А.
W1 – містить 1-2 витка провідника з великим діаметром, яким трансформатор вмикають в коло навантаження;
W2 – містить багато витків провідника з малим діаметром, до них підключається амперметр (внутрішній опір, якого дуже малий).
В такий спосіб трансформатор працює в режимі КЗ.