Chức năng chính và nguyên lý làm việc của ampe kìm
Tính năng nổi bật nhất của đồng hồ kẹp là thước cặp có thể mở ở phía trước. Nó có thể dễ dàng kẹp vào dây để đo dòng điện trong vòng lặp, do đó không cần phải phá hủy hoặc sửa đổi mạch ban đầu và nó có thể đo dòng điện lớn. Đồng hồ vạn năng cũng có chức năng đo dòng điện, vậy nó có gì khác biệt so với đồng hồ kẹp? Trước hết, hãy hiểu nguyên tắc và sự khác biệt giữa đồng hồ vạn năng và đồng hồ kẹp.
Cách đồng hồ vạn năng đo dòng điện
Khi đồng hồ vạn năng đo dòng điện, cần ngắt kết nối mạch cần kiểm tra và kết nối đồng hồ vạn năng nối tiếp để đo dòng điện. Có thể thấy từ mạch phát hiện dòng điện bên trong đồng hồ vạn năng rằng bánh răng hiện tại thực sự là một điện trở có giá trị điện trở rất nhỏ bên trong đồng hồ vạn năng. Khi dòng điện chạy qua điện trở này, điện áp rơi sẽ được tạo ra trên nó, do giá trị điện trở được xác định. , miễn là đo điện áp trên điện trở, dòng điện qua điện trở có thể được tính theo công thức, vì điện trở được mắc nối tiếp trong vòng dây nên dòng điện chạy qua nó chính là dòng điện của vòng dây cần kiểm tra .
Do đó, mạch đo dòng điện trong đồng hồ vạn năng bao gồm nhiều mạch đo dòng điện trong thiết bị, được đo bằng cách chuyển đổi dòng điện thành điện áp thông qua điện trở shunt. Ngoài ra còn có các yêu cầu cho việc lựa chọn giá trị điện trở của điện trở này. Nếu giá trị điện trở quá lớn, điện áp rơi sinh ra khi dòng điện chạy qua điện trở sẽ lớn. Một mặt, nhiều điện áp sẽ được chia ra, điều này sẽ ảnh hưởng đến hoạt động bình thường của tải đo lường. Một mặt, giá trị điện trở càng lớn thì mức tiêu thụ điện năng được tạo ra trên nó ở cùng một dòng điện càng lớn, điều này sẽ làm cho điện trở nóng lên. Do đó, xem xét hai vấn đề này, giá trị điện trở càng nhỏ càng tốt.
Nhưng giá trị điện trở không được quá nhỏ. Nếu điện trở quá nhỏ, điện áp rơi tạo ra khi dòng điện chạy qua sẽ nhỏ hơn, do đó, có một số yêu cầu nhất định đối với mạch đo tiếp theo, vì điện áp quá thấp cần được khuếch đại trước khi mạch có thể phát hiện ra.
Nhược điểm của đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng
Có thể thấy từ phương pháp và nguyên tắc của phương pháp phát hiện dòng điện của đồng hồ vạn năng, đồng hồ vạn năng cần được mắc nối tiếp với mạch cần kiểm tra khi đo dòng điện, điều này không phù hợp trong một số mạch không thể tắt nguồn và đo . Một điểm khác là phạm vi đo dòng điện của đồng hồ vạn năng, thông thường Phạm vi đo dòng điện của đồng hồ vạn năng tối đa thường là 10A hoặc 20A, và để ngăn điện trở cảm giác dòng điện bên trong nóng lên, đồng hồ vạn năng không được phép đo lớn dòng chảy trong một thời gian dài. Để đo dòng điện lớn, đồng hồ vạn năng nói chung không dễ đạt được.
Nguyên lý ampe kìm đo dòng điện
Nguyên lý hoạt động của đồng hồ kẹp để đo dòng điện về cơ bản giống như nguyên lý của bút đa năng để đo dòng điện. Sự khác biệt là đồng hồ kẹp không phát hiện trực tiếp điện áp trên điện trở song song, mà sử dụng máy biến dòng. Máy biến áp thực chất là một ứng dụng của máy biến áp, có thể biến đổi dòng điện theo một tỷ lệ nhất định. Sau khi máy biến dòng được kết nối với tải, sơ cấp của nó tương đương với một vòng và thứ cấp là số vòng bên trong đồng hồ kẹp, giúp giảm dòng điện theo một tỷ lệ nhất định, do đó, máy biến dòng tương đương với A bước- lên máy biến áp, mạch bên trong đồng hồ kẹp có thể tính toán dòng điện đo được bằng cách phát hiện điện áp ở phía thứ cấp của máy biến áp.
Do đó, so với đồng hồ vạn năng, đồng hồ kẹp không cần thay đổi mạch khi đo dòng điện và có thể đo dòng điện lớn hơn, chẳng hạn như dòng điện của tải cảm ứng như động cơ. Tuy nhiên, do ampe kìm sử dụng biến dòng bên trong nên theo nguyên lý hoạt động của biến áp, nó không thể cho dòng điện một chiều đi qua. Vậy ampe kìm có thực sự không đo được dòng điện một chiều? Trên thực tế ampe kìm có thể đo được dòng điện một chiều nhưng nó không sử dụng biến dòng.
Nguyên lý đo dòng điện một chiều bằng ampe kìm
Vì dòng điện một chiều không thể tạo ra những thay đổi trong từ thông nên đồng hồ kẹp không thể đo dòng điện một chiều nếu nó sử dụng máy biến dòng. Dòng điện xoay chiều được đo bằng một máy biến áp, được gọi là máy biến áp điện từ và đồng hồ kẹp đo dòng điện một chiều sử dụng một cảm biến khác-cảm biến Hall.
Nguyên tắc sử dụng cảm biến Hall để đo dòng điện một chiều là khi dòng điện chạy qua dây dẫn sẽ tạo ra một từ trường (tương tự như nam châm điện) và từ trường này tỷ lệ thuận với độ lớn của dòng điện. Sau khi thước cặp của đồng hồ kẹp thu thập từ trường do dây tạo ra, nó được phát hiện bởi phần tử Hall nằm trong thước cặp. Phần tử Hall là một phần tử nhạy cảm với từ trường, chuyển đổi từ trường thành đầu ra tín hiệu điện áp, được khuếch đại bởi mạch. Đang xử lý, bạn có thể hiển thị dòng điện của tải. Nhiều ampe kìm hiện tại có mục đích kép AC và DC, bao gồm máy biến áp điện từ và cảm biến Hall để phát hiện dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều tương ứng.
Sự khác biệt giữa đồng hồ kẹp và đồng hồ vạn năng
Như đã đề cập ở trên, chức năng chính của ampe kìm là phát hiện dòng điện. So với đồng hồ vạn năng, đồng hồ kẹp thuận tiện hơn khi sử dụng để phát hiện dòng điện và phạm vi đo lớn hơn nhiều so với đồng hồ vạn năng, nhưng có một điểm, đồng hồ kẹp không thể hiển thị bình thường khi đo dòng điện nhỏ (chẳng hạn như dòng điện nhỏ vài trăm milliamp) và độ chính xác của phép đo không tốt bằng đồng hồ vạn năng.
Điểm khác biệt thứ hai là do chức năng chính của đồng hồ kẹp là phát hiện dòng điện nên nó không tốt bằng đồng hồ vạn năng ở các chức năng khác. Mặc dù hiện nay nhiều ampe kìm tích hợp nhiều chức năng của đồng hồ vạn năng như đo điện áp, đo điện trở, đo tần số, đo nhiệt độ,… nhưng nhìn chung các chức năng này ngoài đo dòng điện thì đồng hồ vạn năng không thể so sánh được. Và độ chính xác của các bánh răng đo lường này thường kém hơn so với đồng hồ vạn năng.
