Trong bài này, chúng ta cùng tìm hiểu cách chế tạo một mạch ampe kế xoay chiều đơn giản có thể được sử dụng để kiểm tra dòng điện tiêu thụ của các thiết bị gia dụng 220 V hoặc 120 V.
Nguyên nhân chính khiến hóa đơn điện nước hàng tháng cao là do việc sử dụng các thiết bị điện lớn như tủ lạnh, máy giặt và máy sấy, máy rửa bát, v.v ... Những thiết bị này trước đây là thiết bị tiên tiến và tiết kiệm năng lượng bắt đầu tiêu thụ ngày càng nhiều năng lượng hơn khi chúng già đi.
Một phương pháp tiết kiệm chi phí điện là sử dụng các thiết bị lớn ít thường xuyên hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng gián đoạn các thiết bị như tủ lạnh và tủ đông có thể không được chấp nhận một cách đơn giản.
Để tìm hiểu thiết bị nào chịu trách nhiệm cho hóa đơn tiền điện cao của bạn, tự nhiên, bạn tìm đến đồng hồ vạn năng đáng tin cậy của mình. Nhưng bạn nhận ra rằng phạm vi dòng điện AC của đồng hồ bị giới hạn ở một vài miliampe.
Bởi vì điện trở công suất cao là cần thiết để thực hiện phép đo amp AC, nhiều đồng hồ đo nhỏ hơn không được thiết kế để phát hiện lượng lớn dòng điện.
Cảnh báo: Mạch được giải thích dưới đây không được cách ly khỏi nguồn điện AC và do đó cực kỳ nguy hiểm khi chạm vào trong tình trạng không được che đậy và chuyển sang trạng thái BẬT. Thận trọng thích hợp được khuyến cáo nghiêm ngặt khi sử dụng hoặc kiểm tra thiết bị này.
Mô tả mạch
Hình trên mô tả một mạch ampe kế cơ bản. Một điện trở (R) mắc nối tiếp với tải trong đoạn mạch này. Điện trở nối tiếp phải luôn được mắc nối tiếp với tải và chấp nhận tất cả dòng điện cấp cho nó.
Theo định luật Ohm, sự sụt giảm điện áp được tạo ra khi dòng điện chạy qua một điện trở. Sự sụt giảm điện áp này phát triển trên điện trở tỷ lệ chính xác với dòng điện chạy qua nó. Bây giờ, hãy nhớ rằng tất cả các vôn kế, bao gồm cả các vôn kế AC, chỉ hiển thị số đọc ở DC.
Điều này có nghĩa là, trước khi tín hiệu AC đầu vào có thể được cấp cho đồng hồ DC, nó cần được chỉnh lưu thành DC để ampe kế có thể đọc được. Để tạo ra một biểu diễn công bằng của dòng điện chạy qua nó, điện trở nối tiếp cần phải giảm điện áp đủ.
Ngoài ra, định mức công suất của điện trở nối tiếp càng nhỏ càng tốt. Hơn nữa, Giá trị điện trở phải đủ nhỏ để hầu hết điện áp được đổ qua tải thực tế.
Tính giá trị điện trở
Như một hình minh họa, hãy tưởng tượng rằng mạch của chúng ta có điện trở nối tiếp 'R' là 1 ohm và dòng điện 'I' là 1 amp chạy qua tải. Điện áp rơi (E) trên điện trở sẽ như sau theo định luật Ohm:
- E = I x R = 1 (amp) x 1 (ohm) = 1 (volt)
- Sử dụng định luật lũy thừa Ohm (P = I x E), chúng ta nhận được:
- P = 1 x 1 = 1 watt
- Từ tính toán trên, chúng ta có thể giả định rằng nếu một thiết bị tải 220 V, 1 amp được sử dụng, thì một điện trở nối tiếp 1 Ohm sẽ giảm khoảng 1 Volt trên nó.
Bây giờ, giả sử nếu tải là tủ lạnh 500 watt, với điện áp cung cấp là 220 V.
Trong tình huống này, dòng điện đi qua điện trở sẽ là 500/200 = 2,27 amps
Một lần nữa, giải quyết định luật Ohms, chúng ta có thể tính toán giá trị điện trở để có được mức giảm 1 V tối ưu trên nó.
- E = I x R
- 1 = 2,27 x R
- R = 1 / 2,27 = 0,44 ôm,
- công suất hoặc công suất của điện trở sẽ là P = 1 x 2,27 = 2,27 watt hoặc đơn giản là 3 watt.
Tuy nhiên, có một vấn đề. Vì mạch của chúng tôi sử dụng bộ chỉnh lưu cầu để chuyển đổi điện áp xoay chiều qua điện trở thành điện thế một chiều, nên chúng tôi luôn có hai điốt mắc nối tiếp cho mỗi chu kỳ xoay chiều. Bây giờ, vì mỗi điốt sẽ giảm 0,6 V, tổng cộng 0,6 + 0,6 = 1,2 V sẽ bị giảm trên các điốt này.
Do đó, để có giá trị hiệu dụng 1 V trên đồng hồ thì điện trở phải có khả năng giảm điện thế 1 + 1,2 = 2,2 V.
Quay trở lại tính toán trước đây của chúng tôi, giá trị điện trở nối tiếp cho thiết bị 500 watt bây giờ sẽ là:
- R = 2,2 / 2,27 = 0,96 Ohms.
- Công suất = 2,2 x 2,27 = 4,99 watt hoặc đơn giản là 5 watt.
Điều này ngụ ý rằng, để đo dòng điện đi qua một thiết bị 500 watt, điện trở nối tiếp trong mạch ampe kế xoay chiều của chúng tôi phải được đánh giá ở mức 0,96 Ohms và 5 watt.
Danh sách các bộ phận
Các bộ phận cần thiết để xây dựng một mạch Ampe kế xoay chiều đơn giản được đưa ra dưới đây:
- Điện trở 1 Ohm 5 watt = 1 không
- 1N5408 điốt = 4 nos
- Phích cắm hai đầu = 1 không
- 1 V FSD cuộn dây đo chuyển động = 1 không
- Ổ cắm 3 chân cho tải = R (tải) trong sơ đồ có thể được thay thế bằng ổ cắm 3 chân cho plugin ở tải mong muốn.
