En aquest article aprenem a construir un circuit amperímetre de CA senzill que es pot utilitzar per comprovar el consum actual dels electrodomèstics de 220 V o 120 V.
El motiu principal de les elevades factures mensuals de serveis és l'ús de grans equips elèctrics com frigorífics, rentadores i assecadores, rentavaixelles, etc. Aquests aparells que abans eren d'avantguarda i eficients energèticament comencen a consumir cada cop més energia a mesura que envelleixen.
Un mètode per estalviar despeses elèctriques és utilitzar electrodomèstics grans amb menys freqüència. Tanmateix, l'ús intermitent d'electrodomèstics com neveres i congeladors pot no ser simplement acceptable.
Per esbrinar quins electrodomèstics són responsables de les vostres elevades factures d'electricitat, com és natural, opteu pel vostre multímetre de confiança. Però t'adones que el rang de corrent de CA del mesurador està restringit a uns quants mil·liampères.
Com que es necessiten resistències d'alta potència per implementar la mesura de l'amperatge de CA, els multímetres més petits no estan dissenyats per detectar grans quantitats de corrent.
Avís: el circuit que s'explica a continuació no està aïllat de la xarxa de CA i, per tant, és extremadament perillós tocar-lo en estat descobert i encès. Es recomana estrictament la precaució adequada durant l'ús o la prova d'aquest equip.
Descripció del circuit
La figura de dalt representa un circuit amperímetre fonamental. Una resistència (R) està connectada en sèrie amb la càrrega dins d'aquest circuit. La resistència en sèrie s'ha de connectar sempre en sèrie amb la càrrega i acceptar tot el corrent que se li lliura.
Segons la llei d'Ohm, es crea una caiguda de tensió quan el corrent passa per una resistència. Aquesta caiguda de tensió que es desenvolupa a través de la resistència és precisament proporcional al corrent que la travessa. Ara, recordeu que tots els voltímetres, inclosos els de CA, mostren lectures només en CC.
Això vol dir, abans que el senyal de CA d'entrada es pugui alimentar al comptador de CC, s'ha de rectificar a CC perquè l'amperímetre pugui llegir-lo. Per crear una representació justa del corrent que hi circula, la resistència en sèrie ha de baixar prou la tensió.
A més, la potència nominal de la resistència en sèrie ha de ser tan petita com sigui possible. A més, el valor de la resistència hauria de ser prou petit perquè la major part de la tensió s'aboqui a través de la càrrega real.
Càlcul del valor de la resistència
Com a il·lustració, imaginem que el nostre circuit té una resistència en sèrie 'R' d'1 ohm i un corrent 'I' d'1 amper que flueix per la càrrega. La caiguda de tensió (E) a través de la resistència serà la següent segons la llei d'Ohm:
- E = I x R = 1 (amp) x 1 (ohm) = 1 (volt)
- Utilitzant la llei de potència d'Ohm (P = I x E), obtenim:
- P=1 x 1=1 watt
- A partir del càlcul anterior podem suposar que si s'utilitza un aparell de càrrega de 220 V i 1 amperatge, llavors una resistència en sèrie d'1 ohm caurà al voltant d'1 Volt.
Ara suposem que si la càrrega és una nevera de 500 watts, amb una tensió d'alimentació de 220 V.
En aquesta situació, el corrent que passa per la resistència seria 500 / 200 = 2,27 amperes
De nou, resolent la llei d'Ohms podem calcular el valor de la resistència per obtenir una caiguda òptima d'1 V a través d'ella.
- E = I x R
- 1 = 2,27 x R
- R = 1 / 2,27 = 0,44 ohms,
- la potència o la potència de la resistència seria P = 1 x 2,27 = 2,27 watts o simplement 3 watts.
Tanmateix, hi ha un problema. Com que el nostre circuit utilitza un pont rectificador per convertir la tensió de CA a través de la resistència en un potencial de CC, sempre tenim dos díodes en sèrie per a cada cicle de CA. Ara, com que cada díode caurà 0,6 V, es deixaria caure un total de 0,6 + 0,6 = 1,2 V a través d'aquests díodes.
Per tant, per obtenir un 1 V efectiu a través del mesurador, la resistència ha de ser capaç de desenvolupar una caiguda de potencial d'1 + 1,2 = 2,2 V.
Tornant al nostre càlcul anterior, el valor de la resistència en sèrie per a un aparell de 500 watts ara seria:
- R = 2,2 / 2,27 = 0,96 ohms.
- Potència = 2,2 x 2,27 = 4,99 watts o simplement 5 watts.
Això implica que, per mesurar el corrent que passa per un aparell de 500 watts, la resistència en sèrie del nostre circuit amperímetre de CA ha de tenir una capacitat de 0,96 ohms i 5 watts.
Llista de peces
Les parts necessàries per construir un circuit simple d'amperímetre de CA es donen a continuació:
- Resistència 1 Ohm 5 watts = 1 núm
- 1N5408 diodes = 4 ens
- Endoll de dues entrades = 1 núm
- Mesurador de bobina mòbil FSD d'1 V = 1 núm
- Presa de 3 pins per a la càrrega = La R (càrrega) del diagrama es pot substituir per una presa de 3 pins per al connector a la càrrega desitjada.
