CONŢINUTUL TEORETIC AL LECŢIEI “ MĂSURAREA INTENSITĂŢII CURENTULUI ELECTRIC”

INTRODUCERE

“Măsurările electrice “ sunt întâlnite de la cele mai complexe activităţi de cercetare

şi proiectare în domeniu , până la tehnica medicală de vârf, fără a mai aminti despre

tehnica de calcul sau activitatea productivă propriu-zisă.

Măsurările electrice sunt astazi indispensabile atât în cercetarea ştiintifică ,cât  şi în

producţie,în toate ramurile industriale, ca verigă importantă în procesele productive, în

controlul calităţii materiilor prime, a produselor intermediare şi finale, în dezvoltarea

cercetării în toate domeniile.

Măsurarea este procesul prin care se evaluează cantitativ mărimile fizice de acelaşi fel.

A măsura o mărime M înseamnă a o compara cu o mărime de aceeaşi natură, U,

considerată convenţional drept unitate de măsură, şi a vedea de câte ori unitatea de

măsură se cuprinde în mărimea de măsurat.

Unitatea de măsură este o mărime de aceeaşi natură cu mărimea de măsurat, aleasă în

mod convenţional.

o INTENSITATEA CURENTULUI ELECTRIC. DEFINIŢIE. UNITATE DE MĂSURĂ

Intensitatea curentului electric este o mărime fizică scalară egală cu sarcina

electronică transportata în unitatea de timp printr-o secţiune transversală a circuitului.

Intensitatea curentului electric poate fi exprimată matematic prin relaţia: I=q/t

Unitatea de măsură pentru intensitatea curentului electric, în sistemul internaţional

SI, este amperul [A].

Multiplii şi submultiplii utilizaţi ai amperului sunt:

- kiloamperul kA.

- miliamperul mA;

- microamperul μA

Orice aparat electric are o anumită intensitate nominală(la care funcţionează bine)

De exemplu ,becurile de lanternă au intensitatea nominală 0,2 Amperi, iar becurile

de lustră au intensitatea 0,5A

Cu cât intensitatea printr-un bec este mai mică, cu atât mai slab luminează becul

o MĂSURAREA INTENSITĂŢII CURENTULUI. AMPERMETRE

Intensitatea curentului electric se măsoară prin metode directe, cu aparate

indicatoare numite, în tehnică, ampermetre.

În schemele electrice, simbolul ampermetrului este:

Indicaţia ampermetrului depinde de intensitatea curentului electric, ca atare se

impune ca aparatul de măsurat să fie montat în serie cu circuitul respectiv.

Indiferent de natura curentului care trece prin circuit (continuu sau alternativ), schema

echivalentă de măsurare a intensităţii curentului electric va ţine seama de tensiunea U (E)

şi rezistenţa consumatorului R : .

I=U/R

Scheme electrice de măsurare a intensităţii curentului electric

Atenţie !! :Nu se conectează ampermetrul direct la baterie, fără consumator ( bec

sau rezistor).Se va arde ampermetrul !

Se conectează borna + a bateriei la borna pozitivă (roşie,de obicei) a

ampermetrulului.

Intensitatea curentului electric se poate măsoara si cu multimetrul montat în serie cu

consumatorul!

Se reglează selectorul multimetrului pe un calibru(de ampermetru!) notat cu A

Conectarea ampermetrului în circuitul de măsurare nu trebuie să influenţeze

valoarea mărimii de măsurat şi, implicit, regimul de lucru al circuitului.

Practic, oricât de precise ar fi aparatele de măsurat folosite, acestea vor introduce erori de

măsurare. Între valoarea mărimii indicate de aparatele de măsurat şi cea reală, care exista

înainte de conectarea acestora în circuitul de măsurare, este o diferenţă determinată de

rezistenţa aparatului de măsurat (RA – rezistenţa ampermetrului nu este zero).

În concluzie, eroarea introdusă este cu atât mai mare cu cât consumul aparatelor de

măsurat este mai mare. Se impune o corecţie care depinde de rezistenţa internă a

aparatului de măsurat. Aceasta trebuie să fie mult mai mică decât rezistenţa

consumatorului, pentru a nu influenţa măsurarea: *(mult mai mică)

Înainte de montarea ampermetrului în circuit intensitatea curentului electric, care

trece prin consumator, este:

I=U/R

Montând ampermetrul, în circuitul de măsurat , intensitatea curentului electric, care trece

prin consumator, este:

I=U/R+RA

Curentul măsurat de ampermetrul A (IA) se doreşte a fi egal cu intensitatea

curentului ce trece prin consumator (I).

Pentru aceasta trebuie ca rezistenţa totală (R + RA) să fie apropiată de valoarea R.

Condiţia poate fi îndeplinită numai dacă rezistenţa ampermetrului RA este mult mai mică

decât rezistenţa consumatorului R.

Concluzie: Cu cât rezistenţa ampermetrului este mai mică faţă de rezistenţa

consumatorului, cu atât erorile datorate acestei rezistenţe sunt mai mici, deci calitatea

măsurării este mai bună.

Observaţie: La montarea greşită a ampermetrului, în derivaţie faţă de conectarea în serie,

în circuitul de măsurare, ampermetrul se va deteriora (rezistenţa ampermetrului fiind foarte

mică, curentul care va trece prin aceasta va fi foarte mare).

Pentru a preveni distrugerea (“arderea”) aparatelor electrice, acestea sunt prevăzute cu

siguranţe fuzibile, care se topesc dacă intensitatea e prea mare, întrerupând curentul şi

protejând piesele mai valoroase ale aparatului

o EXTINDEREA DOMENIULUI DE MĂSURARE.

Indiferent de tipul aparatului de măsurat, acesta este construit pentru a suporta o

anumită valoare de măsurat (tensiune electrică, curent electric, putere electrică, frecvenţă

etc.). Pentru a putea măsura intensităţi electrice, mai mari decât cele suportate de

dispozitivul de măsurat, se apelează la şunturi sau, în cazul măsurărilor de curenţi foarte

mari, la transformatoare de măsură de curent .

Şunturi Transformatoare de măsură de curent

Şuntul este o rezistenţă electrică, de obicei de valoare mică, care se montează în paralel

pe aparatul de măsurat şi prin care trece o parte din curentul de măsurat.

Extinderea domeniului de măsură cu ajutorul şuntului este posibilă numai pentru

curenţi până la ordinul zecilor sau sutelor de amperi.

Valoarea rezistenţei şuntului, foarte mică, se determină cu ajutorul relaţiei:

Unde: RA este rezistenţa internă a ampermetrului;

n= este factorul de multiplicare, egal cu

Şuntul se va monta în paralel cu ampermetrul A , ca în figură :

La măsurarea intensităţilor unor curenţi alternativi care depăşesc 50 A, ajung pînă

la zeci de mii de amperi, se folosesc ampermetre de 5 a sau de 1 A împeună cu

transformatoare de curent.

Transformatorul de măsură de curent este folosit în instalaţiile de medie sau înaltă

tensiune pentru a măsura valori de ordinul zecilor, sutelor sau miilor de amperi.

Montarea transformatorului se face ca în figură:

Ampermetrul este construit pentru a suporta un curent de 5 A. Acesta se va monta în

secundarul transformatorului de măsură.

La transformatoarele de curent, în funcţie de valorile impedanţei secundare ZS şi

ale intensităţii curentului primar I1 , se disting următoarele regimuri de funcţionare: regim

normal şi regim de avarie.

Observaţie: Secundarul transformatorului de măsură de curent nu trebuie lăsat să

funcţioneze în gol. Curentul care va trece prin secundar va fi foarte mare, în consecinţă,

datorită efectului termic, se va arde.

FIŞĂ DE LUCRU

I.1 Reprezentaţi schema electrică a circuitului din figura de mai jos.

I.2 Precizaţi care dintre ampermetrele A, B, e conectat corect pentru a masura intensitatea

curentului prin bec şi explicaţi de ce.:

a) amândouă ; b) ampermetrul B; C) ampermetrul A; D) niciunul .

A

B

II.1 Precizaţi dacă sunt montate corect ampermetrele din imaginile A şi B. Explicaţi !

A B

II.2 Realizaţi circuitul din imaginea B şi reprezentaţi schema electrică a circuitului.

III. Transformaţi: 300A= ……KA ; 10mA=……A ; 0,5A=……..mA

BIBLIOGRAFIE

E.Isac “Masurari electrice si electronice” – manual pentru clasele    a-X-a, a-XI-a, a-XII-a,

EDP,Bucuresti, 1991.

• Trifu, R. Seefeld, M. Wardalla, “Electronica,automatica,informatica tehnologica

industriala”-anul I-sc.prof.-Ed. Tehnica, Buc. 2000

• Iliescu C. ,s.a. Masurari electrice si electronice,Editura Didactica si Pedagogica,

Bucuresti,1984.

• Manolescu P. s.a., Masurari electrice si electronice,Editura Didactica si Pedagogica,

Bucuresti, 1980.

•Barbulescu D., Marcuta C., Masurari electrice si electronice.Îndrumar de laborator,

Institutul Politehnic Iasi, 1986.

• Bogoevici N., Electrotehnica si masurari electrice, Ed. Didactica si pedagogica,

Bucuresti, 1979.