Princíp merania prúdu predradným odporom - bočníkom

Princíp merania prúdu predradným odporom - bočníkom
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  1303 zobrazení
3
 0
Rádioamatérov almanach

Zariadenie na meranie elektrického prúdu sa nazýva ampérmeter. Väčšina moderných ampérmetrov meria pokles napätia na presnom odpore so známym odporom. Aktuálny prúd sa vypočíta pomocou Ohmovho zákona:

I = U / R

Väčšina ampérmetrov má zabudovaný odpor pre meranie prúdu. Ak je však prúd príliš vysoký pre ampérmeter, je potrebné iné riešenie. Riešením je umiestniť ampérmeter paralelne s presným bočným odporom - bočníkom. Ďalším výrazom, ktorý sa niekedy používa pre tento typ odporu, je "ampérmetrový skrat".

Definícia odporového bočníka:

Odporový bočník sa používa na meranie striedavého alebo jednosmerného prúdu. To sa vykonáva meraním úbytku napätia na odpore.

Zvyčajne sa jedná o vysoko presný mangánový rezistor s nízkou hodnotou rezistencie. Prúd je rozdelený na bočník a ampérmeter tak, že cez ampér preteká iba malé (známe) percento. Týmto spôsobom je možné stále merať pomerne veľké prúdy. Správnym nastavením veľkosti ampérmeter je možné priamo zmerať skutočnú veľkosť prúdu. Pri použití tejto konfigurácie je teoreticky maximálna veľkosť, ktorú je možné merať, nekonečná. Nesmie sa však prekročiť menovité napätie meracieho zariadenia. To znamená, že maximálny prúd vynásobený hodnotou odporu nemôže byť vyšší ako menovité napätie. Hodnota odporu by tiež mala byť čo najnižšia, aby sa obmedzilo rušenie obvodu. Naopak, rozlíšenie sa zmenšuje, čím menší je odpor a tým je pokles napätia.

Príklad výpočtu

Ako príklad sa používa odporový bočník s odporom 1 mOhm. Odpor je umiestnený v obvode a cez odpor je meraný pokles napätia 30 milivoltov. To znamená, že prúd sa rovná napätiu rozdelenému na odpor alebo:

I = V / R = 0,030 / 0,001 = 30 A.

Rovnaký výpočet by sa mohol urobiť, ale teraz s neznámou hodnotou odporu a známym napätím a prúdom. Používa sa na kalibráciu odporu bočníka.

Poloha bočníka v obvode na meranie prúdu

A. Často je bočník umiestnený na uzemnenej strane, aby sa vylúčilo napätie v bežnom režime. Existujú však aj ďalšie nevýhody.
B. V tejto konfigurácii môže byť bežné napätie pre ampérmeter príliš vysoké.

Praktické zapojenie bočníka podľa varianty A

Praktické zapojenie bočníka podľa varianty B

Je dôležité starostlivo zvoliť polohu bočníka v obvode. Keď obvod zdieľa spoločnú zem s meracím zariadením, často sa vyberie tak, aby sa bočník umiestnil čo najbližšie k zemi. Dôvodom je chrániť ampérmeter pred napätím v bežnom režime, ktoré by mohlo byť príliš vysoké a poškodiť zariadenie alebo by vykazovalo chybné výsledky. Nevýhodou tohto usporiadania je to, že vznikajú určité úniky, ktoré obchádzajú bočník. V prípade, že je bočník umiestnený na neuzemnenej strane, musí byť na ochranu prístroja izolovaný od zeme alebo musí obsahovať delič napätia alebo izolačný zosilňovač. Je možné pripojiť ďalšie meracie prístroje priamo k vysokonapäťovému obvodu, napríklad pomocou Hallovho efektu. Súčasné bočníky sú však bežne dostupnejšie a lacnejšie.

Hodnoty bočníka

Niekoľko parametrov je dôležitých na určenie odporu bočníka. Hodnota odporu je daná poklesom napätia pri maximálnom menovitom prúde. Napríklad bočníkový rezistor s hodnotou 100 A a 50 mV má odpor 50/100 = 0,5 mOhm. Pokles napätia pri maximálnom prúde je obvykle menovitý 50, 75 alebo 100 mV.

Medzi ďalšie dôležité parametre patrí tolerancia odporu, teplotný koeficient odporu a výkon. Menovitý výkon označuje množstvo elektrickej energie, ktorú môže rezistor rozptýliť pri danej okolitej teplote bez poškodenia alebo zmeny parametrov rezistora. Vyrobený výkon je možné vypočítať podľa Joulesovho zákona. Bočníkyt majú pri nepretržitej prevádzke obvykle faktor znižovania 66%. Toto je definované pre dobu chodu dlhšiu ako dve minúty. Vysoké teploty negatívne ovplyvňujú presnosť bočníka. Od 80 stupňov Celzia začína teplotný posun. To sa zhoršuje so stúpajúcou teplotou a od 140 stupňov sa odpor poškodí a hodnota odporu sa natrvalo zmení.

Čo je bočník v elektronike?

V tomto článku sa zameriavam na bočníky, ktorých primárnym účelom je meranie prúdu. Význam pojmu bočník v elektronike je však širší. Bočník je prvok, ktorý sa používa v obvode na presmerovanie prúdu okolo inej časti. Oblasti použitia sa veľmi líšia. Pre niektoré aplikácie sa môžu použiť iné elektrické zariadenia ako odpory. Niekoľko príkladov je uvedených na ilustráciu rozmanitosti použitia..

Ochrana obvodu proti prepätiu
Metóda ochrany obvodu pred príliš vysokým napätím spočíva v použití spúšťača. Ak je napätie príliš vysoké, zariadenie skratuje. To má za následok, že prúd tečie paralelne s obvodom. To okamžite spôsobí pokles napätia v obvode. Vysoký prúd cez bočník by mal spustiť istič alebo poistku.

Vynechanie chybného zariadenia
Ak jeden prvok v sériovom obvode zlyhá, preruší celý obvod. Na prekonanie tohto problému možno použiť bočník. Vyššie napätie, ktoré existuje v dôsledku poruchy, spôsobí skrat bočníka. Elektrina bude prechádzať chybným prvkom. Dobrým príkladom je vianočné osvetlenie.

Obmedzenie šumu
Obvody s kondenzátorom sa niekedy používajú v obvodoch, kde je problémom vysokofrekvenčný šum. Skôr ako nežiaduci signál dosiahne obvodové prvky, kondenzátor presmeruje šum na zem.

 

Konštrukčné prevedenie bočníka

Bočník pre meranie jednosmerných prúdov až do 20A s úbytkom napätia 100mV a presnosťou merania 0.5% - FL-2, 20A/100mV

Bočník pre meranie jednosmerných prúdov až do 750A s úbytkom napätia 75mV a presnosťou merania 0.5% - FL2,750A/75mV

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 200.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.

Kontaktujte nás!


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár k článku. Pridáte prvý? Berte prosím na vedomie, že za obsah komentára je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo
PCBWay Promo
PCBWay Promo
Minalox.sk Promo
Minalox.sk Promo
Minalox.sk Promo
Webwiki Button