I den här artikeln lär vi oss hur man bygger en enkel AC amperemeterkrets som kan användas för att kontrollera strömförbrukningen för hushållsapparater på 220 V eller 120 V.
Den främsta orsaken till höga månatliga elräkningar är användningen av stor elektrisk utrustning som kylskåp, tvättmaskiner och torktumlare, diskmaskiner, etc. Dessa apparater som tidigare var banbrytande och energieffektiva börjar förbruka mer och mer energi när de blir äldre.
En metod för att spara elkostnader är att använda stora apparater mer sällan. Emellertid är intermittent användning av apparater som kylskåp och frysar kanske inte helt acceptabelt.
För att ta reda på vilka apparater som står för dina höga elräkningar väljer du naturligtvis din betrodda multimeter. Men du inser att mätarens växelströmsområde är begränsat till några milliampere.
Eftersom högeffektmotstånd behövs för att implementera AC amp mätning, är mindre multimetrar inte utformade för att upptäcka stora mängder ström.
Varning: Kretsen som förklaras nedan är inte isolerad från växelströmsnätet och är därför extremt farlig att vidröra i ett otäckt och påslaget läge. Lämplig försiktighet rekommenderas strängt när du använder eller testar denna utrustning.
Kretsbeskrivning
Figuren ovan visar en grundläggande amperemeterkrets. Ett motstånd (R) är kopplat i serie med lasten inom denna krets. Seriemotståndet måste alltid kopplas i serie med lasten och acceptera all ström som levereras till den.
Enligt Ohms lag skapas ett spänningsfall när ström flyter genom ett motstånd. Detta spänningsfall som utvecklas över motståndet är exakt proportionellt mot strömmen som flyter genom det. Kom nu ihåg att alla voltmetrar, inklusive växelströmsmätare, endast visar avläsningar i DC.
Det betyder att innan AC-insignalen kan matas till DC-mätaren måste den likriktas till DC så att amperemetern kan läsa den. För att skapa en rättvis representation av strömmen som flyter genom den måste seriemotståndet sänka spänningen tillräckligt.
Seriemotståndets märkeffekt bör också vara så liten som möjligt. Dessutom bör motståndsvärdet vara tillräckligt lågt så att det mesta av spänningen dumpas över den faktiska belastningen.
Beräknar resistorvärdet
Som en illustration, låt oss föreställa oss att vår krets har ett seriemotstånd 'R' på 1 ohm och en ström 'I' på 1 ampere som flyter genom lasten. Spänningsfallet (E) över motståndet blir enligt Ohms lag:
- E = I x R = 1 (amp) x 1 (ohm) = 1 (volt)
- Med hjälp av Ohms maktlag (P = I x E) får vi:
- P=1 x 1=1 watt
- Från ovanstående beräkning kan vi anta att om en 220 V, 1 amp belastning används, så skulle ett 1 Ohm seriemotstånd falla runt 1 Volt över den.
Antag nu om belastningen är ett kylskåp på 500 watt, med en matningsspänning på 220 V.
I denna situation skulle strömmen som passerar genom motståndet vara 500 / 200 = 2,27 ampere
Återigen, genom att lösa Ohms lag, kan vi beräkna resistorvärdet för att få ett optimalt 1 V-fall över det.
- E = I x R
- 1 = 2,27 x R
- R = 1 / 2,27 = 0,44 ohm,
- watt eller motståndets effekt skulle vara P = 1 x 2,27 = 2,27 watt eller helt enkelt 3 watt.
Det finns dock ett problem. Eftersom vår krets använder en brygglikriktare för att omvandla AC-spänningen över motståndet till en DC-potential, har vi alltid två dioder i serie för varje AC-cykel. Nu, eftersom varje diod kommer att sjunka 0,6 V, skulle totalt 0,6 + 0,6 = 1,2 V falla över dessa dioder.
Därför, för att få en effektiv 1 V över mätaren, måste motståndet kunna utveckla ett potentialfall på 1 + 1,2 = 2,2 V.
För att återgå till vår tidigare beräkning, skulle serieresistorvärdet för en 500 watts apparat nu vara:
- R = 2,2 / 2,27 = 0,96 Ohm.
- Effekt = 2,2 x 2,27 = 4,99 watt eller helt enkelt 5 watt.
Detta innebär att för att mäta strömmen som passerar genom en 500 watts apparat måste seriemotståndet i vår AC amperemeterkrets vara märkt till 0,96 ohm och 5 watt.
Delarlista
De delar som krävs för att bygga en enkel AC-amperemeterkrets ges nedan:
- Motstånd 1 Ohm 5 watt = 1 nr
- 1N5408 dioder = 4 nr
- Två-in stickpropp = 1 nr
- 1 V FSD rörlig spolmätare = 1 nr
- 3-poligt uttag för lasten = R(lasten) i diagrammet kan ersättas med ett 3-poligt uttag för plugin i önskad last.
