安培概念的定义和介绍

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什么是安培
图片来自维基百科

什么是安培 (A)

安培是电流的单位 国际单位制(SI),符号:A,以法国物理学家命名 数学家安德烈-玛丽·安培 (1775-1836) 他研究了电磁学并奠定了电动力学的基础。 在 1881 年国际电力博览会上签署的一项国际公约承认安培对现代电气科学的创造做出的贡献,将安培确立为电流电气测量的标准单位。

安培定义的转换

 在早期的安培定义中,安培是一个恒定电流,如果将其保持在两个无限长、圆形横截面可忽略不计、在真空中相隔 1 m 的平行直导体中,这些导体之间将产生的力相等到每米长度 2 × 10 -7 牛顿。 它表示每秒一个流动库仑的电量。

安培定义:1983年后的SI制
1983年后的SI制,

由于 SI 基本单位 (SI) 在 2019 年重新定义,安培将重新定义为基本电荷 e 的固定值,等于 1.602176634 ×10 -19库仑,即安培相当于 10 的电流 19 基本电荷通过每 1.602 176 634 秒。

安培定义:2019年后的SI制
2019年后的SI制 

什么是安培小时 (AH)

安培小时,电池容量的单位。 如果电池以 1 安培放电 1 小时,则其容量为 1 安培小时。 1 安培小时等于 3 库仑。 安培小时数较大的电池可容纳更多电量。

安培小时是用来告诉消费者一个电池在一小时内可以提供多少安培数的额定值。 在小型电池(例如个人蒸发器中使用的电池)或标准 AA 尺寸电池中,安培小时额定值通常以毫安培小时或 (mAh) 为单位。 对于大型电池,额定值缩写为 Ah。 大多数深循环电池会在多个 C 额定值下告诉您 Ah 额定值。 C 等级告诉您电池可以在非常特定的时间段内提供多少安培小时。 例如,在 C/5 时,电池可能安全地提供 26.8 安培小时。 这意味着在 26.8 小时内提供 5 安培电流而不会下降。 同时,同一块电池可以安全地提供 36 安培小时,持续 100 小时。 根据您打算从电池中取出的使用量(每天与偶尔),您需要比较不同 C 等级的安培小时数。 但是,如果您不确定要使用哪个 C 等级,最好选择 C/20,因为它是中间地带,可以让您大致了解电池性能。

什么是安培(和安培小时)以及它们为何重要
什么是安培(和安培小时)以及它们为何重要

万用表如何测量安培电流?

万用表又称多路表、万用表、三联表、万用表等,是电力电子等部门不可缺少的测量仪器。 一般来说,主要目的是测量电压、电流和电阻。

万用表由磁电式电流表(表头)、测量电路和选择开关组成。 通过选择开关的改造,可以方便地测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等,有的还可以测量交流电流、电容、电感和半导体的一些参数(如 β) 等。

用万用表测量电流时,需要区分直流和交流。 以下是数字万用表的说明:

电压表原理

产生的磁力越大,电压表上的指针摆动就越大。 电压表中有一个磁铁和一个线圈。 通过电流后,线圈会产生磁场。 线圈通电后,磁铁的作用会发生向下偏转,这是电流表和电压表的表头部分。

由于电压表需要与被测电阻并联,如果直接将灵敏电流表用作电压表,会导致表内电流过大,烧坏表。 这时就需要在电压表的内部电路串联一个大电阻。 , 经过这样的改造,当电压表在电路中并联时,由于电阻的作用,加在表头两端的电压大部分是由这个串联电阻分担的,所以流过表头的电流实际上是很小,所以可以正常使用。

什么是电流表,电流表的结构和作用

电流表的结构和功能
电流表,也称为“安培表”,是一种测量电路中电流的电子仪器。

电流表可分为三类:交流电流表、直流电流表和交直流电能表。 这三种电流表与电气设备和电路中的待测电路串联使用。

电流表测量基本电路

1、直流电流表主要采用磁电表的测量机构。

通常,可以直接测量微安或毫安级的电流。 为了测量更大的电流,电流表应该有一个并联电阻(也称为分流器)。

2、交流电流表主要采用电磁表、电表、整流表测量机构。

电磁测量机构的最小量程约为几十毫安。 为了增加量程,应按比例减少线圈的匝数,并加粗导线。

当采用电测机构组成电流表时,动圈和静圈并联,最低量程约为几十毫安。

为了增加量程,减少静环的匝数,加粗导线,或将两个静环由串联改为并联,则电流表的量程将增加一倍。

用整流表测量交流电流时,电流表的读数只有在交流为正弦波时才是正确的。

也可以使用分流器来扩大范围。 此外,高频电流也可以用热电表测量机构测量。

电力系统中使用的大量程交流电流表多为5A或1A电磁电流表,并配以适当变流比的电流互感器。

3、交直流电流表既可以测量直流电流,也可以测量交流电流。

电流表是如何工作的

电流表的工作原理与电压表相同。 电压表和电流表都是由表头和电阻组成。

当有电流通过仪表时,指针在安培力的作用下偏转。 如果此时仪表上有刻度,刻度就是电流值,就是电流表。 如果刻度是电压值,它就是电压表。

一般如果用仪表测量,量程会很小,实际测量量程不够,需要修改仪表。

电流表由表头与电阻并联组成,电压表由表头与电阻串联组成。

霍尔传感器(安培钳)

钳形电流表是一种用于测量电路中电流值的电流表,简称电流钳。 在电气和电子工程中,电流钳(或电流探头)是一种夹式探头,带有两个可打开的可夹住电气设备周围的电导体,并且探头不需要与设备的导电部分接触,即不需要断开设备引线用于插入探头以测量导体中电流的特性。 电流钳通常用于测量正弦波电流(交流电 (AC))。 使用更先进的测试仪器,也可以测试相位和波形。 一般来说,非常高的交流电(1000A以上)容易测量,而直流电和非常低的交流电(毫安级)则很难准确测量。

产品描述
钳形电流表是一种非常常见的测量仪器。 技术越来越成熟,精度也越来越高。 钳形电流表的基本原理相当于电流互感器,被测导线通过钳口相当于变压器的初级侧。 当原边有电流时,副边会感应出电压产生电流。 然后,添加用于测量电流的各种电路以形成钳形电流表。 钳形电流最大的优点是是手持式仪表,无需接线,在线检测,测量方便。 广泛应用于电力、能源、交通、电梯等行业。

使用
通常,用普通电流表测量电流时,需要先切断电路再连接电流表进行测量,非常麻烦,有时电机的正常运行不允许这样做。 此时,使用钳形电流表测量电流而不断开电路要方便得多。

类型
电流互感器
这种钳形电流表由电流互感器和电流表组成。 拧紧扳手即可打开电流互感器的铁芯; 被测电流通过的导线可以通过铁芯的开口而不被切断,松开扳手时铁芯闭合。 通过铁芯的被测电路线成为电流互感器的初级线圈,其中通过电流在次级线圈中感应出电流。 这样连接到次级线圈的电流表就会有指示——测量被测线路的电流。 钳形表可以通过开关切换到不同的量程。 但是,换档时不允许带电操作。 钳形表的精度一般不高,一般为2.5~5。为了使用方便,表中还设有不同量程的开关,用于测量不同等级的电流和测量电压。


铁游标电流钳
这种电流钳,测试仪器中心的磁通量直接驱动读数的铁游标,用于直流或交流电流的测量,并给出真正的非正弦交流波形有效值。 然而,由于它们的物理尺寸,它们通常仅限于 100 Hz 或以上的电力传输频率。


霍尔效应
霍尔效应类型更灵敏,能够测量直流和交流,更常用在千赫 (KHz) 范围内。 这种类型通常用于示波器和基于计算机的高端数字万用表,这两种电流钳的实用范围越来越一致。


多核测试类型
传统的钳形电流表仅用于测试单个导体的电流,因为如果放置两个以上,不同导体周围的磁场会相互抵消。 一个相对较新的发展是带有多个传感器线圈的钳形表。 这种类型可以夹在标准的 2 或 3 条单相导电电缆上,并读取通过负载的电流。 该类型为扩展应用,目前尚未商业化,但理论上可行并应用于特殊领域。

选择

  1. 钳形电流表范围很广,从几安培到几千安培,应选择合适的量程。 不要用小量程测量大电流,否则会烧毁仪表,也不能用大量程测量小电流,否则会出现很大的测量误差。
  2. 钳形电流表的作用是纯交流还是交直流? 是否有其他功能,如电压、电阻、小电流功能? 能不能满足我们的需求。
  3. 钳形电流表的精度是否能满足我们电流测量精度的需要。
  4. 钳形电流表的额定电压要高于我们需要测量的线路电压。
  5. 钳形电流表的钳口尺寸。 如果测量是用粗线进行的,钳形电流表的钳口应该更大。
    使用注意事项
万用表

因为钳形电流表是测量大电流的设备,所以必须兼顾精度和安全性。 平时应多检查,发现问题及时送计量部门重新校准。 使用过程中应注意以下问题:


(1)在使用钳式电流表前,需要了解被测线路的电压,以及是否低于钳式电流表的额定电压,这关系到测量人员的安全和测量设备的安全。 如果测量高压线的电流,需要佩戴绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫等防护措施。


(2) 钳式电流表原则上不测量裸线电流。 如果必须测量,必须采取更严格的绝缘措施。 因为钳形电流表在电源高端测试时,如果绝缘不好,电压会在人体和大地之间形成回路,造成危险。


(3)经常检查钳口上的绝缘材料有无磨损,如脱落、开裂等,如有,必须修理后再使用。


(4)如果在测量时听到钳口发出的电磁噪声,或握住钳形电流表的手感觉到轻微的震动,说明钳口端面结合不紧密,或可能有锈斑或污垢。 ,应立即清洗,否则会造成测量不准。


(5) 用电流测量时不能改变量程。 应断开电流,然后更改量程。 否则容易损坏钳形电流表,测量人员不安全。


(6)不能用钳形电流表测量屏蔽线,因为屏蔽线电流感应的磁场不能通过屏蔽层到达被测钳形电流表的铁芯,无法进行准确测量。

数字钳形电流表

数字钳形电流表主要由变压器式钳头或霍尔式钳头(包括固定钳口、活动钳口和霍尔磁传感器)、钳口触发器、功能范围选择开关、测量电路和数字电压基本组成。 表(DVM)和其他组件。


(1)变压器式钳头:其结构、原理和功能与指针钳式电流表的钳头相同,请参考上一章的相关内容。 该钳头只能检测交流电流。


(2)霍尔式夹头:将夹头形磁芯制成张紧结构,将霍尔磁传感器(基于霍尔效应,可以检测磁场及其变化)放置在夹子上——异形冷轧硅钢片 夹芯夹在待测电流流过的导线外。 当电流流过导线时,夹芯中会产生磁场。 它的大小与流过导线的电流的安匝数成正比。 这个磁场作用在霍尔元件上,感应出相应的霍尔电位,就可以测量流过其中的电流。 该钳头可以检测交流电。 也可以检测直流电流。

(3)测量电路:包括各种功能的转换器,其任务是将各种被测电参数转换成数字电压基本表可以接受的微小直流电压信号。


分流器是一种测量直流电流的仪器,它是根据直流电流通过电阻时在电阻两端产生电压的原理制成的。
分流器一般用于以固定值的低阻值扩大电流范围。 通常与电流表或检流计的动圈并联。 仪表内部和外部有两种连接方式。

什么是分流

选择分流的方法编辑
(1)根据所用电流表(或电流电压两用表)刻度盘上标注的mV数字选择分流器的额定压降规格(常用75mV或45mV)。 如果使用的电流表没有这个值,使用下面的公式计算表中的电压限制,然后选择分流器的额定电压降规格。
电压限值 (mV) = 电流表满量程电流 (A) × 电流表内阻 (Ω) x 1000

(2) 根据要扩展的电流范围选择分流器的额定电流规格。


(3) 将所选分流器的两个电流端子分别连接到电源和负载,并将电位端子连接到电流表。 需要注意的是,电流表的端子极性要接好,电流表的量程会扩大到分流器上标定的电流。 价值。

分流编辑后电流表倍数的计算方法
对于电机测试测量,一个电流表往往配备多个分流器,以解决在大测量范围内保证所需测量精度的问题。 此时,要求使用的所有分流器的额定压降与所配备的电流表相同,如75mV。 这样,分流器选定后,电流表的满量程即为所选分流器的额定电流值,电流表的倍数(即其刻度盘上每格的电流数)即为额定电流分流器的电流除以刻度盘上的总格数。
用于直流电流测量的分流器有开槽和非开槽两种。 分流器有锰镍铜合金电阻棒和铜带,并镀镍。 其额定电压降为60mV,但也可用作75、100、120、150和300mV。
插槽分流器提供以下额定电流:5A、10A、15A、20A 和 25A。
无槽分流器的额定电流范围为 30 A 至 15 kA,标准间隔。

实际应用
测量很大的直流电流,比如几十安培,甚至更大,几百安培,如果没有这么大量程的电流表来测量电流怎么办? 这需要使用分流器。 它是一种短导体,可以是各种金属或合金,也可以连接端子; 其直流电阻经过严格调整; 串联在直流电路中时,直流电流通过分流器,分流器两端产生毫伏级的直流电压信号,使连接在分流器两端的仪表指针摆动,读数是直流电路中的电流值。 所谓分流器就是将一个小电流分流来驱动仪表指示。 这个小电流(mA)与大回路中的电流(1A-几十A)的比值越小,电流表读数的线性度就越好,也就越准确。 这是电路常用的产品,防雷有分流措施。

电流表有许多不同的尺寸,但实际的表头是标准的毫伏电压表。 例如,满量程为 75mv 的电压表。 然后用这个电压表测量20A的电流,比如需要配一个分流电阻,当电流流过75A时产生20mv的压降,也叫75mv分流。

分流器是可以通过非常大电流的电阻器。 通常,15A 或 20A 和 35A 电流表需要分流器。 分流器的阻抗=仪表刻度的满量程电压/仪表的满量程电流。 例如,20A 电流表的分流电阻 = 75mv/20A = 0.00375Ω。 阻抗不变后,根据欧姆定律U=IR,电流与电压成正比,电流呈线性,电压也呈线性,所以可以用满量程75mv的电压表显示电流电流。 因此,使用的电流表实际上是电压表。

如何测量大交流电流? 使用电流互感器,在一定的变比下,将大电流转换成5安培以下的小电流,所以可以用小量程交流电流表测量大电流,但测得的电流必须乘以那个比值。

电线的安全载流能力是多少?

电气设备的线路一般用塑料或橡胶线绝缘。 当开关闭合时,电流通过导线进入用电设备,使用电设备工作。 因为电线本身具有电阻,通电时会产生热量,产生的热量会通过电线的绝缘层散发到空气中。 如果导线发出的热量正好等于通过导线的电流产生的热量,导线的温度将不再升高,此时的电流值就是导线的安全载流量。

如何正确选择保险丝
熔断器,学名熔断器,是一种用于低压电线的过载熔断器。 它是一种用于防止短路和严重过载的保护装置。
在每家安装了电度表的家庭中,一般在电度表后面的刀开关上都安装了保险丝,以保护整个家庭的电线。 当然,也可以在厨房、卧室、客厅等其他重要支线上安装熔断器,形成多级保护。

选择熔断器时,必须注意熔断器的额定电流与熔断器线路的安全载流能力相同。 例如,经过计算,一个家用电器电路的最大电流为10安培,则该家庭的刀闸开关上应选用额定电流为10安培的保险丝。

直流放大器和交流放大器的区别

最大的区别是:一个是直流一个是交流
电路图有一些区别

直流放大器可以放大直流信号或变化极慢的交流信号,广泛应用于自动控制仪器、医疗电子仪器、电子测量仪器等。 常用的直流放大电路包括单端直流放大器、差分直流放大器和调制直流放大器。

交流放大器由基本运算放大器和反馈网络组成。 由于电容器的隔直作用,可以降低漂移和噪声。

对于房车和船只等移动应用,电源插座的额定电流为安培、50 安培、30 安培、20 安培。 这些是这些插座在断路器弹出之前可以提供的最大安培额定值。 许多人将这些放大器与电池放大器混淆,但它们是更高电压的交流电。

为什么安培数在电气系统设计中很重要?

在设计电气系统时,重要的是要考虑安培,以了解为保证安全而必须使用的电线尺寸。

更高的安培需要更大的电线
您可能还记得,安培越高,为系统提供安全服务所需的电线就越大。 您必须正确调整电线和电缆的尺寸,以便不仅提供高质量的电力,而且还可以防止电气火灾。

更高的安培会增加电压降
当电缆末端的电压低于电缆开头的电压时,就会出现电压降。 例如,这种下降通常发生在长电缆的末端。

降低电压降的最简单方法是增加导体(或导线)的直径。 所有电缆都会对电路流动产生一定的阻力,但在设计电气系统时,采取所有措施降低阻力非常重要。

最后,对于房车和船舶应用,人们试图节省电池电量。 所以重要的是要记住,更高的安培会消耗更多的电池电量。

为什么安培数在电气系统设计中很重要?

在设计电气系统时,重要的是要考虑安培,以了解为保证安全而必须使用的电线尺寸。

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