Σε αυτό το άρθρο μαθαίνουμε πώς να κατασκευάζουμε ένα απλό κύκλωμα αμπερόμετρου εναλλασσόμενου ρεύματος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της τρέχουσας κατανάλωσης οικιακών συσκευών 220 V ή 120 V.

Ο κύριος λόγος για τους υψηλούς μηνιαίους λογαριασμούς κοινής ωφέλειας είναι η χρήση μεγάλου ηλεκτρικού εξοπλισμού όπως ψυγεία, πλυντήρια και στεγνωτήρια, πλυντήρια πιάτων κ.λπ. Αυτές οι συσκευές που ήταν προηγουμένως πρωτοποριακές και ενεργειακά αποδοτικές αρχίζουν να καταναλώνουν όλο και περισσότερη ενέργεια καθώς μεγαλώνουν.

Μια μέθοδος εξοικονόμησης ηλεκτρικών δαπανών είναι η λιγότερο συχνή χρήση μεγάλων συσκευών. Ωστόσο, η διακοπτόμενη χρήση συσκευών όπως ψυγεία και καταψύκτες μπορεί να μην είναι απλώς αποδεκτή.

Για να μάθετε ποιες συσκευές είναι υπεύθυνες για τους υψηλούς λογαριασμούς ρεύματος, φυσικά, πηγαίνετε στο αξιόπιστο πολύμετρό σας. Αλλά αντιλαμβάνεστε ότι το εύρος ρεύματος AC του μετρητή περιορίζεται σε μερικά χιλιοστά αμπέρ.

Επειδή απαιτούνται αντιστάσεις υψηλής ισχύος για την εφαρμογή μέτρησης ενισχυτή εναλλασσόμενου ρεύματος, τα μικρότερα πολύμετρα δεν έχουν σχεδιαστεί για να ανιχνεύουν μεγάλες ποσότητες ρεύματος.

Προειδοποίηση: Το κύκλωμα που εξηγείται παρακάτω δεν είναι απομονωμένο από το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος και επομένως είναι εξαιρετικά επικίνδυνο να το αγγίξετε σε ακάλυπτη κατάσταση και κατάσταση ενεργοποίησης. Συνιστάται αυστηρά η κατάλληλη προσοχή κατά τη χρήση ή τη δοκιμή αυτού του εξοπλισμού.

Περιγραφή κυκλώματος

Το παραπάνω σχήμα απεικονίζει ένα θεμελιώδες κύκλωμα αμπερόμετρου. Μια αντίσταση (R) συνδέεται σε σειρά με το φορτίο σε αυτό το κύκλωμα. Η αντίσταση σειράς πρέπει πάντα να συνδέεται σε σειρά με το φορτίο και να δέχεται όλο το ρεύμα που του παρέχεται.

Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, μια πτώση τάσης δημιουργείται όταν το ρεύμα ρέει μέσα από μια αντίσταση. Αυτή η πτώση τάσης που αναπτύσσεται κατά μήκος της αντίστασης είναι ακριβώς ανάλογη με το ρεύμα που τη διαρρέει. Τώρα, θυμηθείτε ότι όλα τα βολτόμετρα, συμπεριλαμβανομένων των AC, εμφανίζουν μετρήσεις μόνο σε DC.

Αυτό σημαίνει ότι για να μπορέσει να τροφοδοτηθεί το σήμα εναλλασσόμενου ρεύματος εισόδου στον μετρητή DC, πρέπει να διορθωθεί σε DC ώστε το αμπερόμετρο να μπορεί να το διαβάσει. Για να δημιουργήσετε μια δίκαιη αναπαράσταση του ρεύματος που ρέει μέσα από αυτό, η αντίσταση σειράς πρέπει να ρίξει την τάση αρκετά.

Επίσης, η ονομαστική ισχύς της αντίστασης σειράς πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερη. Επιπλέον, η τιμή αντίστασης πρέπει να είναι αρκετά μικρή ώστε το μεγαλύτερο μέρος της τάσης να απορρίπτεται στο πραγματικό φορτίο.

“3 τύποι μετασχηματιστών ενέργειας ”

Υπολογισμός της τιμής της αντίστασης

Ενδεικτικά, ας φανταστούμε ότι το κύκλωμά μας έχει αντίσταση σειράς 'R' 1 ohm και ρεύμα 'I' 1 amp που διαρρέει το φορτίο. Η πτώση τάσης (Ε) στην αντίσταση θα είναι ως εξής σύμφωνα με το νόμο του Ohm:

E = I x R = 1 (amp) x 1 (ohm) = 1 (volt)
Χρησιμοποιώντας τον νόμο ισχύος του Ohm (P = I x E), παίρνουμε:
P=1 x 1=1 watt
Από τον παραπάνω υπολογισμό μπορούμε να υποθέσουμε ότι εάν χρησιμοποιείται μια συσκευή 220 V , φορτίο 1 amp, τότε μια αντίσταση σειράς 1 Ohm θα πέσει περίπου 1 Volt κατά μήκος της.

Τώρα ας υποθέσουμε ότι το φορτίο είναι ψυγείο 500 watt, με τάση τροφοδοσίας 220 V.

Σε αυτήν την περίπτωση, το ρεύμα που διέρχεται από την αντίσταση θα είναι 500 / 200 = 2,27 αμπέρ

Και πάλι, λύνοντας τον νόμο των Ohms μπορούμε να υπολογίσουμε την τιμή της αντίστασης για να έχουμε μια βέλτιστη πτώση 1 V κατά μήκος της.

E = I x R
1 = 2,27 x R
R = 1 / 2,27 = 0,44 ohms,
watt ή η ισχύς της αντίστασης θα ήταν P = 1 x 2,27 = 2,27 watt ή απλά 3 watt.

Ωστόσο, υπάρχει ένα πρόβλημα. Δεδομένου ότι το κύκλωμά μας χρησιμοποιεί έναν ανορθωτή γέφυρας για τη μετατροπή της τάσης AC κατά μήκος της αντίστασης σε δυναμικό συνεχούς ρεύματος, έχουμε πάντα δύο διόδους σε σειρά για κάθε κύκλο AC. Τώρα, επειδή κάθε δίοδος θα πέσει 0,6 V, θα πέσει συνολικά 0,6 + 0,6 = 1,2 V σε αυτές τις διόδους.

Επομένως, για να επιτευχθεί ένα αποτελεσματικό 1 V κατά μήκος του μετρητή, η αντίσταση πρέπει να είναι σε θέση να αναπτύξει πτώση δυναμικού 1 + 1,2 = 2,2 V.

Επιστρέφοντας στον προηγούμενο υπολογισμό μας, η τιμή της αντίστασης σειράς για μια συσκευή 500 watt τώρα θα είναι:

R = 2,2 / 2,27 = 0,96 Ohm.
Ισχύς = 2,2 x 2,27 = 4,99 Watt ή απλά 5 Watt.

Αυτό σημαίνει ότι, για τη μέτρηση του ρεύματος που διέρχεται από μια συσκευή 500 watt, η αντίσταση σειράς στο κύκλωμά μας αμπερόμετρο AC πρέπει να έχει ονομαστική τιμή 0,96 Ohms και 5 Watt.

Λίστα ανταλλακτικών

Τα εξαρτήματα που απαιτούνται για την κατασκευή ενός απλού κυκλώματος Αμπερόμετρου AC δίνονται παρακάτω:

Αντίσταση 1 Ohm 5 watt = 1 αρ
1N5408 δίοδοι = 4 αρ
Βύσμα δύο εισόδων = 1 αρ
Μετρητής κινούμενου πηνίου 1 V FSD = 1 αρ
Υποδοχή 3 ακίδων για το φορτίο = Το R(φορτίο) στο διάγραμμα μπορεί να αντικατασταθεί με μια υποδοχή 3 ακίδων για προσθήκη στο επιθυμητό φορτίο.