Чем отличается амперметр и вольтметр

Разница между амперметром и вольтметром

Электрический ток обладает разными характеристиками, для измерения которых используются соответствующие приборы. Поговорим подробней об этих устройствах, а точнее, выясним, чем отличается амперметр от вольтметра.

Определение

Амперметром называют прибор, позволяющий зафиксировать параметры силы тока.

Амперметр

Вольтметр – устройство для получения показателей напряжения тока.

Вольтметр к содержанию ↑

Сравнение

Итак, каждый вид оборудования предназначен для проведения конкретных измерительных действий. Причем по названиям устройств понятно, какие именно характеристики тока они фиксируют: в амперах выражается его сила, в вольтах – напряжение. Надо сказать, оба прибора (если рассматривать их стрелочные варианты) используют в работе один и тот же принцип. Показания на табло появляются при взаимодействии электрического поля и созданного магнитного поля.

Но есть и детали, составляющие отличие амперметра от вольтметра.Они связаны с тем внутренним сопротивлением, которое имеется в каждом случае. У амперметра оно является предельно низким. Для обеспечения этого условия предусмотрен резистор, относительно такого прибора называемый «шунтом». Указанный элемент устроен так, что забирает на себя нагрузку от электричества, обеспечивая наиболее точное измерение амперметром силы тока.

У вольтметра, наоборот, внутреннее сопротивление, за которое отвечает резистор, максимально повышено, что необходимо для замеров напряжения без существенного искажения действительных значений.

Еще один ответ на вопрос, в чем разница между амперметром и вольтметром, можно получить, рассмотрев способ подключения того и другого устройства к электрической цепи. Так, амперметр работает при последовательном подсоединении. Причем не следует допускать прямого контакта подобного оборудования с источником питания или выводами тока. Результатом этого становится короткое замыкание или поломка измерительного приспособления.

В случае с вольтметром описанный контакт допустим. Прибору этого типа в электротехнике соответствует параллельный способ подключения к участку цепи, выбранному для осуществления измерительных операций.

Источник

Амперметр и Вольтметр: в чем разница и отличие

Чем отличается Вольтметр от Амперметра – описание, фото, таблица сравнения

Электрический ток может иметь силу и напряжение. Эти характеристики разные и поэтому измеряются разными приборами. Выясним, как они называются и в чем между ними принципиальное отличие.

Определения амперметра и вольтметра

Амперметром называют устройство, определяющее силу тока.

Вольтметром называют прибор, с помощью которого узнают напряжение электрического тока.

Сравнение амперметра и вольтметра

Каждое из двух устройств используется для измерения определенных данных при исследовании электрического тока. Из названий приборов сразу понятно, что они замеряют: амперами исчисляется сила тока, в вольтах – напряжение. Однако принцип работы у амперметра и вольтметра один и тот же. Во время замера происходит взаимодействие двух полей – электрического и магнитного. Стрелка на табло отклоняется и фиксирует показатели.

Тем не менее, есть моменты, указывающие на разницу между амперметром и вольтметром. И связаны они с уровнем внутреннего сопротивления, которое создается при измерении силы тока или напряжения. В амперметре внутреннее сопротивление находится на предельно низком уровне. Его в конструкции устройства создает шунт – а по факту низкоомный резистор. Во время работы амперметра шунт берет на себя нагрузку от источника электричества и тем самым обеспечивает максимально точное определение силы тока.

У вольтметра, напротив, добавочный внутренний резистор создает повышенное внутреннее сопротивление – и таким образом показатели напряжения тока имеют минимальное искажение от действительных значений.

Еще один факт, определяющий, в чем разница и отличие амперметра и вольтметра, можно обнаружить при подключении устройств к электрической цепи. Способы подключения разные. Так, для работы амперметра необходимо последовательное подсоединение, а прямого подключения к источнику питания или выводным контактам допускать нельзя. Это может привести к короткому замыканию или выходу из строя измерительного устройства.

В работе с вольтметром прямой контакт допустим. Создается параллельное подключение к элементам цепи, но при этом важно не спутать полярность. Клемму вольтметра с (+) подсоединяют к электрическому проводу с (+), а «минусовой» провод от источника тока следует стыковать с соответствующей клеммой вольтметра (-).

Источник

Отличие амперметра от вольтметра

Амперметр и вольтметр – это специальное оборудование, которое предназначено для проведения измерительных действий. С помощью данных приборов получают различные параметры, характеризующие электрический ток.

По названиям данных приборов можно судить о том, для каких измерений они предназначены. Амперметр происходит от слова «ампер». Ампером называют единицу измерения силы электрического тока. Поэтому амперметр измеряет силу тока в электрической цепи. Вольтом называется единица измерения электродвижущей силы и напряжения в электрической цепи. Естественно, что с помощью вольтметра можно получить показания напряжения электрического тока.

Конструкция амперметра похожа на конструкцию вольтметра. Принцип работы данных приборов основан на взаимодействии электрического и магнитного поля, благодаря чему стрелочка показывает различные показания при изменении силы тока или при изменении напряжения в цепи.

Однако данные приборы делают измерения различных характеристик электрического тока. Поэтому они принципиально отличаются друг от друга. Измеряя силу электрического тока, амперметр должен при этом иметь минимальное сопротивление. Потому что сильное сопротивление меняет силу тока в цепи, и измерительный прибор, в таком случае, может показать искаженные данные. Теоретически амперметр должен иметь сопротивление равное нулю. Практически такого не может быть. Поэтому они отличаются своей чувствительностью. Существуют приборы с различными масштабами (на шкале указывают или амперы, или килоамперы, или миллиамперы), например, как амперметры на www.ru.all.biz.

В вольтметрах все устроено в по обратному принципу. Здесь применяют принцип снижения силы тока для того, чтобы напряжение оставалось стабильным. Вольтметр измеряет показатель этого напряжения. Теоретически для наиболее точных показаний, нужно создать условия, при которых сопротивление вольтметра будет максимальны (стремиться к бесконечности). Но на практике это не так. От того насколько высокий показатель сопротивления зависит точность измерений напряжения.

В связи с разными задачами и конструкцией эти измерительные приборы (амперметр и вольтметр) должны подключаться к цепи электрического тока разными способами. Последовательное подключение прибора амперметра нужно, чтобы получить показания силы тока. А для получения показателя напряжения вольтметр подключают исключительно по принципу параллельного подключения к измеряемому участку. Итак, чтобы снять показатели, характеризующие электрический ток, нужно подключить амперметр последовательным соединением. Это будут показатели силы тока. Для снятия правильных показаний вольтметром, его подключают параллельным соединением. Так узнают напряжение электрического тока.

Амперметр никогда не подключают к источнику питания напрямую, к выводам электрического тока. Так можно делать только с вольтметром. Амперметр может сломаться по причине короткого замыкания.

Источник

Чем амперметр отличается от вольтметра

О предназначении каждого из этих приборов говорит его название. Одно из них происходит от слова «ампер», так называется единица измерения силы электрического тока, и именно ее измеряют с помощью амперметра. Вольт – это единица измерения электродвижущей силы и электрического напряжения, следовательно, для измерения данных параметров и предназначен вольтметр.

Амперметр и вольтметр имеют сходную конструкцию. Это магнитоэлектрические приборы, измеряемые величины подводятся в них к обмотке, а ее магнитный поток действует на постоянный магнит. Подвижный магнит связан со стрелкой или измерительной катушкой. У амперметра она подключена к шунту, который устанавливается либо внутри прибора, либо вне его, а у вольтметра измерительную цепь включают в место, где производят измерение.

Разным предназначением приборов объясняется различие в их принципе действия. Для того, чтобы прибор мог измерить силу тока, внутреннее сопротивление должно быть минимальным, и у амперметра оно именно таково. Высокое сопротивление могло бы изменить в электрической цепи силу тока, которую амперметр и измеряет, в этом случае результат оказался бы искаженным. Идеальным был бы амперметр с нулевым сопротивлением, но это невозможно, и приборы обладают разной степенью чувствительности. В зависимости от этого их шкалы градуируются в амперах, килоамперах или миллиамперах.

С измерением электрического напряжение дело обстоит с точностью до наоборот – изменение силы тока, точнее, снижение ее необходимо, ведь только таким способом можно избежать изменения напряжения, которое должен измерить вольтметр. В идеальном варианте внутреннее сопротивление вольтметра должно быть бесконечным, но в реальности это недостижимо, и все же оно бывает максимально возможным. Чем выше внутреннее сопротивление, тем более точным будет измерение напряжения.

Амперметр и вольтметр по-разному подключаются к электрической цепи для измерения. Амперметр подключают последовательно с тем ее участком, где предстоит измерить силу тока. Вольтметр подключается параллельно тому участку электрической цепи, на котором измеряют напряжение. Ни в коем случае нельзя подключать амперметр напрямую к источнику питания или к обоим выводам электрического тока, как это делают с вольтметром. Подобное подключение может привести к короткому замыканию и выходу прибора из строя.

Источник

Отличия амперметров различных конструкций

Основные пункты

Определение

Амперметром называют прибор, позволяющий зафиксировать параметры силы тока.

Амперметр

Вольтметр – устройство для получения показателей напряжения тока.

Вольтметр

Вольтметры

Вольтметр – устройство для вычисления разницы в электрическом потенциале между двумя точками в электрической цепи. Аналоговый вольтметр смещает указатель по шкале пропорционально напряжению в цепи, в цифровом присутствует цифровой дисплей. Любое измерение вольтметра, которое можно трансформировать в напряжение, будет отображаться на счетчике. Здесь зафиксируется давление, температура и поток.

Демонстрационный прибор, используемый на уроках по физике

Чтобы вольтметр смог вычислить напряжение, он должен подключаться параллельно. Это важно, так как параллельные объекты ощущают единое различие потенциалов. Ниже представлена схема вольтметра и показания.

(а) – Чтобы вычислить отличие потенциалов в этом потоке, вольтметр (V) расположен параллельно по отношению к источнику напряжения или любому из резисторов. Отметьте, что напряжение клеммы вычисляется между точками а и b. Нельзя подключить вольтметр через ЭДС без добавления внутреннего сопротивления. (b) – Применение цифрового вольтметра

Определение и виды

При работе с электронными устройствами при определении силы тока и напряжения до сих пор применяют приборы магнитоэлектрической системы. Чем отличается амперметр от вольтметра, нужно чётко представлять.

Для измерения напряжения в электрической цепи или ЭДС применяется измеритель под названием вольтметр. Измерение силы тока осуществляют тестером, который называется амперметр. Для точности измерений учитывают собственные сопротивления этих двух устройств.

Важно! Сопротивление амперметра должно быть максимально ниже, а вольтметра как можно выше. Первый подключают последовательно с измеряемым участком, второй – параллельно источнику питания или нагрузке.

Для удобства пользователей оба приспособления объединили в один комбинированный вид. Он имеет две шкалы и переключатель режимов измерения.

Вольтамперметры подразделяются:

По назначению

В зависимости от вида измеряемого тока, устройства подразделяются на измерители:

Для более точных показаний лучше всего пользоваться измерителями с узким профилем работы. У них класс точности измерений выше, чем у универсальных.

Обратите внимание! Узнать, по каким критериям работает данный тестер, можно по условным знакам, нанесённым на его шкалу. Там могут быть указаны пределы его измерений, внутреннее сопротивление, класс точности и многое другое.

Шкала с нанесёнными условными обозначениями

По принципу действия

Если рассматривать принцип действия этих устройств, то подразделяют их уже не только, исходя от вида применяемой системы.

На сегодняшний день популярны два типа измерительных инструментов:

Конструкция таких приборов может быть аналоговой или цифровой. Это относится к схеме исполнения прибора, а не к индикатору.

Оба типа прекрасно справляются со своими задачами, выбор той или иной конструкции – дело вкуса.

Обязательно. Любой тестер должен проходить испытания в специализированной лаборатории для проверки точности измерений. Использовать не поверенный или тот, у которого срок поверки истёк, нежелательно.

По конструкции

От того, где используется прибор, каковы его габариты и способ подключения, зависит его конструкция. Можно выделить три основных параметра исполнения:

Переносными измерителями пользуются при работах вне помещений. Их применяют тогда, когда нужно подключить и измерить параметры в «полевых» условиях. Компактные устройства удобны при транспортировке и не занимают много места.

Щитовой вариант исполнения применим на пультах управления технологическими процессами. Его устанавливают на фронтальной плоскости оборудования, где нужно постоянно контролировать параметры выходного тока и напряжения. Применяют не только на статичных конструкциях, но и передвижных устройствах. Это могут быть щиты дизельных или бензиновых генераторов однофазного переменного тока, сварочные инверторы и им подобные аппараты.

Стационарная установка вольтамперметра обоснована там, где нужны систематические точные измерения. Она входит в состав громоздких приспособлений, установленных в цехах или лабораториях.

Амперметры

Амперметр измеряет электрический ток, а его наименование происходит из единицы измерения – Ампер. Чтобы прибор смог определить ток, его нужно присоединить последовательно. Это важно, так как объекты в последовательной цепи ощущают единый ток. Они не должны подключаться к источнику напряжения – амперметры функционируют при минимальной нагрузке. Можете рассмотреть схему амперметра.

Амперметр установлен в последовательной связи для определения тока. Весь ток в цепи проходит сквозь счетчик. Если амперметр находится между точками d и e или f и a, то приобретет такое же значение

Бесконтактное измерение тока

Для осуществления измерения силы тока без разрыва схемы существует специальный вид электрических амперметров под названием токовые клещи. Принцип действия основан на измерении магнитного поля, образующегося вокруг проводника с током. Данный эффект проявляется на переменном напряжении.

Измерение тока без разрыва цепи

Показания амперметра имеют меньшую точность по сравнению с приборами, подключаемыми последовательно. При лабораторных измерения данный способ не используется, но в бытовых целях такой вид измерений достаточно удобен. Безопасность и простота работы с токовыми клещами намного выше, чем при использовании аналоговых приборов.

Гальванометры (аналоговые счетчики)

Аналоговые счетчики располагают иглами, которые поворачиваются, чтобы отмечать на шкале цифры. Это и отличает их от цифровых приборов, выводящих цифровые символы прямо на экран. В центре большинства аналоговых приборов находится гальванометр (G). Ток проходит сквозь него и приводит к пропорциональному перемещению (отклонение иглы).

Гальванометр характеризуется сопротивлением и текущей чувствительностью. Последнее – ток, осуществляющий значительное отклонение иглы гальванометра (максимальный ток). К примеру, гальванометр, чья токовая чувствительность составляет 50 мкА достигает максимального прогиба в 50 мкА.

Если подобный прибор обладает сопротивлением в 20 Ом, то только напряжение V = IR = (50 мкА) (25 Ом) = 1.25 мВ создает полномасштабное считывание. Объединив с ним резисторы, можно рассматривать его в качестве вольтметра или амперметра.

Виды устройства и принцип работы

Для определения значения тока в электрической цепи, применяют специальные приборы – амперметры. Амперметр включается последовательно в исследуемую цепь, и, в силу крайне малого собственного внутреннего сопротивления, данный измерительный прибор не вносит сколь-нибудь существенных изменений в электрические параметры цепи.

Будет интересно➡ Как подключить амперметр к цепи переменного или постоянного тока

Шкала прибора градуирована в амперах, килоамперах, миллиамперах или микроамперах. Для расширений пределов измерений, амперметр может быть включен в цепь через трансформатор или параллельно шунту, когда лишь малая доля измеряемого тока проходит через прибор, а основной ток цепи течет через шунт.

Сегодня есть два особо популярных типа амперметров – механические амперметры — магнитоэлектрические и электродинамические, и электронные — линейные и трансформаторные.

В классическом магнитоэлектрическом амперметре со стрелкой и градуированной шкалой, через подвижную катушку прибора проходит определенная часть измеряемого тока, обратнопропорциональная сопротивлению катушки, включенной параллельно калиброванному шунту малого сопротивления.

Ток (прямой или выпрямленный) проходящий через катушку приводит к повороту стрелки магнитоэлектрического амперметра, и угол наклона стрелки оказывается пропорционален величине измеряемого тока. Ток через катушку амперметра создает на ней крутящий момент благодаря взаимодействию собственного магнитного поля с магнитным полем установленного стационарно постоянного магнита. И поскольку стрелка соединена с катушкой-рамкой, она наклоняется на соответствующий угол и указывает значение тока на шкале.

Электродинамический амперметр устроен несколько более сложным образом. В нем есть две катушки — одна неподвижная, а вторая — подвижная. Катушки соединены между собой последовательно или параллельно. Когда токи проходят через катушки, то их магнитные поля взаимодействуют, в итоге подвижная катушка, с которой соединена стрелка, отклоняется на угол, пропорциональный величине измеряемого тока.

В приборах, предназначенных для измерения значительных токов, основной ток всегда проходит через шунт малого сопротивления, а катушка соединенная со стрелкой, принимает на себя только малую долю тока, выступая в роли проводящего ответвления от основного пути тока. Соотношения токов через измерительную рамку и через шунт обычно принимаются такими: 1 к 1000, 1 к 100 или 1 к 10.

Магнитоэлектрические амперметры

Принцип действия такого вида прибора основывается на взаимодействии магнитного поля магнита и подвижной катушки, находящейся в корпусе прибора. Достоинствами такого амперметра является низкое потребление электроэнергии при функционировании, высокая чувствительность и точность измерений. Все магнитоэлектрические амперметры оснащены равномерной градуировкой шкалы измерений. Это позволяет произвести измерения с высокой точностью.

К недостаткам магнитоэлектрического амперметра относится его сложность внутренней конструкции, наличие движущейся катушки. Такой прибор не является универсальным, так как он действует только для постоянного тока. Несмотря на недостатки, магнитоэлектрический вид прибора широко применяется в различных областях промышленности, в лабораторных условиях.

Электромагнитные устройства

Амперметры с электромагнитным принципом работы не имеют в своем устройстве движущейся катушки, в отличие от магнитоэлектрических моделей. Устройство их значительно проще. В корпусе находится специальное устройство и один или несколько сердечников, которые установлены на оси. Электромагнитный амперметр имеет меньшую чувствительность, по сравнению с магнитоэлектрическим прибором. А значит, точность его измерений будет ниже. Преимуществами таких приборов является универсальность работы. Это означает, что они могут измерять силу тока как в цепи постоянного, так и переменного тока. Это значительно расширяет его сферу применения.

Электромагнитные амперметры

Электродинамические приборы

Метод работы таких приборов заключается во взаимодействии электрических полей токов, которые проходят по электромагнитным катушкам. Конструкция прибора состоит из подвижной и неподвижной катушки. Универсальная работа на любом виде тока является основным достоинством электродинамических амперметров. Из недостатков стоит выделить большую чувствительность, так как они реагируют даже на незначительные магнитные поля, расположенные в непосредственной близости к ним. Подобные поля способны создавать для электродинамических приборов большие помехи, поэтому такие амперметры применяют только в защищенном экраном месте.

Будет интересно➡ Устройство амперметра и принцип его действия

Ферродинамические приборы

Такие приборы, обладают наибольшей эффективностью и точностью измерений. Магнитные поля, расположенные рядом с прибором, не оказывают на него заметного влияния, поэтому нет необходимости в установке дополнительных защитных экранов.

Конструкция такого амперметра включает в себя замкнутый ферримагнитный провод, а также сердечник и неподвижную катушку. Такое устройство позволяет повысить надежность работы прибора. Поэтому ферродинамические виды амперметров чаще всего используются в военной промышленности и оборонных учреждениях. К его преимуществам также можно отнести удобство и простоту пользования, точность всех измерений, по сравнению с ранее рассмотренными видами приборов.

Цифровые устройства

Кроме рассмотренных приборов, существует цифровой вид амперметров. В настоящее время они все шире используются в различных сферах производства, а также в бытовых условиях. Такая популярность цифровых приборов связана с удобством пользования, небольшими размерами и точными измерениями. Вес прибора также очень незначительный. Цифровые модификации используют в различных условиях, он невосприимчив к вибрациям, в отличие от механических аналоговых приборов.

Гальванометры в качестве вольтметров

Катушка гальванометра способена функционировать как вольтметр, когда расположена в последовательной связи с серьезным сопротивлением (R). Это значение вычисляется максимальным напряжением. Допустим, вам нужно, чтобы 10В создавало полномасштабное отклонение вольтметра, вмещающего гальванометр с 25 Ом и чувствительностью 50 мкА. Полное сопротивление:

Rполное = R + r = V/I = 10В/50мкA = 200кОм,

R = Rполное — R = 200кОм – 25 ОМ ≈ 200кОм (R настолько велико, что сопротивление гальванометра почти незначительное).

Заметьте, что приложенные 5В создают отклонение в половину шкалы, отправляя ток всего в 25 мкА сквозь счетчик, так как показание вольтметра располагается пропорционально. В случае с другими диапазонами, напряжение устанавливают последовательно с гальванометром.

Конструктивные особенности

Существует несколько видов приборов, которые конструктивно отличаются друг от друга. Служат они для измерения переменного и постоянного тока. По своему принципу действия амперметры бывают:

Из всех видов наиболее точными считаются электромагнитные и магнитоэлектрические приборы. Основу магнитоэлектрических устройств составляет постоянный магнит. При прохождении тока через обмотку рамки, между ним и магнитом создается крутящий момент.

С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале амперметра и показывает значение силы тока. В электродинамическом приборе основными деталями считаются подвижная и неподвижная катушки. Они могут быть соединены между собой как последовательно, так и параллельно.

Проходящие через них токи взаимодействуют между собой, и подвижная катушка, соединенная со стрелкой, отклоняется. Если с помощью амперметра измеряется большая сила тока, то его соединяют через трансформатор.

Принцип работы

Первый прибор в начале XIX века изобрел Швейгер, но он тогда назывался гальванометром. Рисунок простейшего амперметра выглядит так. На оси кронштейна расположен якорь из стали со стрелкой. Эта конструкция расположена параллельно постоянному магниту, который воздействует на якорь и придает ему магнитные свойства.

Вдоль магнита и стрелки проходят силовые линии, что соответствует нулевому положению на шкале. Как только начнет проходить электрический ток по шине, то произойдет образование магнитного потока. Его силовые линии будут расположены перпендикулярно линиям постоянного магнита.

Под таким воздействием якорь будет стараться повернуться на 90°, а магнитный поток воспрепятствует его возвращению в исходное положение. От величины и направления тока, который проходит по шине, зависит взаимодействие магнитных потоков. Соответственно этой величине стрелка отклонится от нуля по шкале.

Виды амперметров

По своему действию все амперметры разделяются на электромагнитные, магнитоэлектрические, тепловые, электродинамические, детекторные, индукционные, фото- и термоэлектрические. Все они предназначены для измерения силы постоянного или переменного тока. Среди них, наиболее чувствительными и точными, являются электродинамические и магнитоэлектрические амперметры.

Во время работы магнитоэлектрического амперметра, создается крутящий момент, через взаимодействие между полем в постоянном магните и током, проходящим через обмотку рамки. С этой рамкой и соединяется стрелка, движущаяся по шкале. Поворот стрелки осуществляется на величину угла, пропорциональную силе тока.

Источник