Пендахулуан
Цахилгаан гүйдэл буюу дамжуулагчаар дамжин өнгөрөх цахилгаан цэнэгийн урсгал нь бидний өдөр тутмын амьдралд ашигладаг бараг бүх цахилгаан болон электрон технологийн үндэс суурь болдог. Гар утас, зөөврийн компьютер гэх мэт жижиг төхөөрөмжүүдээс эхлээд цахилгаан сүлжээ гэх мэт том системүүд хүртэл цахилгаан гүйдэл болон түүнийг хэрхэн хэмжих талаар ойлгох нь чухал юм. Энэ нийтлэлд цахилгаан гүйдэл гэж юу болох, түүний төрлүүд, хэрхэн хэмжих талаар дэлгэрэнгүй тайлбарлах болно.
Цахилгаан гүйдлийн үндсэн ойлголт
Цахилгаан гүйдэл нь дамжуулагчаар дамжин электронуудын хөдөлгөөнөөр үүсдэг. Металл дамжуулагчийн хувьд электронууд нэг атомаас нөгөө атом руу чөлөөтэй шилжих боломжтой. Дамжуулагчийн хоёр үзүүрт потенциалын зөрүү (хүчдэл) өгөхөд электронууд бага потенциалын бүсээс өндөр потенциалын бүс рүү урсана. Цахилгаан гүйдлийг Андре-Мари Амперийн нэрээр нэрлэсэн ампер (А)-аар хэмждэг. Нэг ампер гэдэг нь секундэд нэг кулон цахилгаан цэнэгийн урсгал гэж тодорхойлогддог. Цахилгаан гүйдлийг хоёр үндсэн төрөлд ангилж болно: шууд гүйдэл (DC) ба хувьсах гүйдэл (AC).
Цахилгаан гүйдлийн төрлүүд
Шууд гүйдэл (DC)
Шууд гүйдэл гэдэг нь цахилгаан цэнэгийн нэг тогтмол чиглэлд хөдөлдөг урсгал юм. Шууд гүйдлийн эх үүсвэрт батерей, нарны зай, зарим төрлийн тогтмол гүйдлийн генераторууд орно. Шууд гүйдлийг өдөр тутмын олон хэрэглээнд, ялангуяа гар утас, зөөврийн компьютер болон тогтвортой, тогтмол цахилгаан хангамж шаарддаг бусад электрон төхөөрөмжүүдэд ашигладаг. Шууд гүйдлийн системийг цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэлт болон нөөц тэжээлийн систем (UPS) зэрэг тусгай хэрэглээнд ашигладаг.
Хувьсах гүйдэл (AC)
Хувьсах гүйдэл гэдэг нь үе үе чиглэлээ өөрчилдөг цахилгаан цэнэгийн урсгал юм. Хувьсах гүйдлийн давтамжийг секундэд хийх циклийн тоогоор тодорхойлдог бөгөөд герц (Гц)-ээр хэмжигддэг. Олон оронд стандарт хувьсах гүйдлийн давтамж нь 50 Гц эсвэл 60 Гц байдаг. Хувьсах гүйдлийн үндсэн эх үүсвэр нь цахилгаан станцуудад ашигладаг цахилгаан үүсгүүрүүд юм. Хувьсах гүйдлийн гол давуу тал нь өндөр үр ашигтайгаар хол зайд дамжуулах чадвар юм. Хувьсах гүйдлийг ахуйн болон үйлдвэрлэлийн цахилгаан түгээх системд, мөн өндөр хүчин чадал шаарддаг янз бүрийн электрон төхөөрөмжид ашигладаг.
Цахилгаан гүйдлийн хэмжилт
Цахилгаан гүйдлийг хэмжихэд амперметр гэж нэрлэгддэг тусгай багаж шаардлагатай. Амперметрийг гүйдлийг нь хэмжиж буй элементтэй цуваа холбох зориулалттай бөгөөд ингэснээр гүйдэл бүхэлдээ амперметрээр урсах боломжтой болно. Аналог болон дижитал амперметр, мөн хүчдэл, гүйдэл, эсэргүүцлийг хэмжиж чаддаг мультиметр зэрэг бусад хэмжих хэрэгслүүд зэрэг янз бүрийн төрлийн амперметрүүд байдаг.
Тогтмол гүйдлийг хэмжих
Тогтмол гүйдлийг хэмжихийн тулд бид аналог эсвэл дижитал амперметр ашиглаж болно. Аналог амперметрүүд нь масштабын дагуу хөдөлдөг заагчийг ашигладаг бол дижитал амперметрүүд нь гүйдлийн утгыг тоон хэлбэрээр харуулдаг. Дижитал амперметр ашиглах нь хэмжсэн гүйдлийн утгыг шууд харуулдаг дижитал дэлгэцтэй тул хэмжилтийн процессыг илүү хялбар бөгөөд илүү нарийвчлалтай болгодог.
Хувьсах гүйдлийг хэмжих
Хувьсах гүйдлийг хэмжих нь илүү төвөгтэй байдаг, учир нь гүйдэл үе үе чиглэлээ өөрчилдөг. Хувьсах гүйдлийн амперметрүүд нь хувьсах гүйдлийг хэмжиж болох дохио болгон хувиргахын тулд ихэвчлэн гүйдлийн трансформатор эсвэл Холл эффект мэдрэгч ашигладаг. Орчин үеийн дижитал мультиметрүүд нь ихэвчлэн хувьсах болон тогтмол гүйдлийн аль алиныг нь хэмжих чадвартай байдаг. Цаашилбал, хувьсах гүйдлийн хэмжилт хийхэд нарийвчлалтай үр дүнд хүрэхийн тулд долгионы хэлбэр, давтамж зэрэг хүчин зүйлсийг харгалзан үзэх ёстой.
Амперметрийн ажиллах зарчим
Амперметрүүд нь Омын зарчим болон цахилгаан соронзон индукцийн хууль дээр үндэслэн ажилладаг. Аналог амперметрт цахилгаан гүйдэл нь соронзон орон дотор байрлуулсан ороомогоор урсдаг. Гүйдэл ба соронзон орны харилцан үйлчлэл нь масштаб дээрх зүүг хөдөлгөх хүчийг үүсгэдэг. Үүний зэрэгцээ дижитал амперметр нь гүйдлийн урсгалыг илрүүлж, дижитал дохио болгон хувиргадаг электрон мэдрэгчийг ашигладаг бөгөөд энэ нь дэлгэц дээр харагддаг.
Хэлхээнд амперметрийн хэрэглээ
Амперметрээр гүйдлийг хэмжихийн тулд багажийг гүйдлийг нь хэмжиж буй элементтэй цуваа холбосон байх ёстой. Энэ нь элементээр урсаж буй бүх гүйдэл амперметрээр дамжин өнгөрөхийг баталгаажуулдаг. Амперметрийг ашиглах үндсэн алхмууд энд байна:
- Амперметрийг суурилуулахаас өмнө хэлхээний хүчийг унтраа: Энэ нь богино холболт эсвэл тоног төхөөрөмж болон хэлхээнд гэмтэл учруулахаас урьдчилан сэргийлэхэд чухал ач холбогдолтой.
- Амперметрийг цуваагаар холбоно ууАмперметрийг гүйдэл хэмжих гэж буй эд ангитай цуваа холбосон эсэхийг шалгаарай.
- Хэлхээний хүчийг буцааж асаана ууАмперметрийг зөв суурилуулсны дараа хэмжилтийг эхлүүлэхийн тулд тэжээлийг буцааж асаана уу.
- Хэмжилтийн үр дүнг уншина ууХэмжилтийн үр дүнг дижитал дэлгэц дээр эсвэл аналог амперметр дээрх заагчаар харуулна.
Одоогийн хэмжилтийн алдаа ба тодорхойгүй байдал
Хэмжилт бүр үр дүнгийн нарийвчлалд нөлөөлж болох алдаа гарах магадлалтай. Одоогийн хэмжилтийн алдаа нь дараах хүчин зүйлсээс шалтгаалан үүсч болно.
- Багажны хүчин зүйлсТохируулгын алдаа, бага нягтрал, багаж нь маш бага эсвэл маш өндөр гүйдлийг хэмжих чадваргүй байх нь үр дүнд нөлөөлж болно.
- Фактор лингкунганТемператур, цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоо болон бусад орчны нөхцөл байдал нь хэмжилтэд нөлөөлж болно.
- Хүний алдааХуваарийг буруу унших, буруу холболт хийх, үр дүнг буруу тайлбарлах нь хүний алдааны нийтлэг эх үүсвэр юм.
Алдаа гарахаас зайлсхийхийн тулд зөв тохируулсан хэмжих хэрэгслийг ашиглах, зөв хэмжих журмыг дагаж мөрдөх, тохиромжтой орчинд хэмжилт хийх нь чухал юм.
Одоогийн хэмжилтийн орчин үеийн технологи
Орчин үеийн технологи нь гүйдлийн хэмжилтийг илүү нарийвчлалтай, үр ашигтай болгохын тулд олон төрлийн шинэ хэрэгсэл, аргуудыг нэвтрүүлсэн. Хамгийн сүүлийн үеийн зарим шинэчлэлүүд нь:
- Хавчаарын тоолуур: Энэ хэрэгсэл нь хэлхээг таслахгүйгээр гүйдлийн хэмжилт хийх боломжийг олгодог. Хавчаарын тоолуур нь дамжуулагчаар урсаж буй гүйдлийн үүсгэсэн соронзон оронг илрүүлэх замаар ажилладаг.
- Холлын эффект мэдрэгч: Энэ мэдрэгч нь шууд хүрэлцэхгүйгээр гүйдлийг илрүүлэхийн тулд Холлын эффектийг ашигладаг. Энэхүү мэдрэгч нь хүрэхэд хэцүү эсвэл аюултай систем дэх гүйдлийг хэмжихэд маш хэрэгтэй.
- Утасгүй амперметрУтасгүй технологи нь гүйдлийн хэмжилтийг алсаас хийх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь аюулгүй байдал, тав тухыг нэмэгдүүлдэг.
Дүгнэлт
Цахилгаан гүйдэл нь физик, цахилгааны инженерчлэлийн үндсэн үзэгдэл юм. Цахилгаан гүйдэл хэрхэн ажилладаг, түүнийг хэрхэн зөв хэмжихийг ойлгох нь үр ашигтай, аюулгүй электрон болон цахилгаан системийг хөгжүүлэх, ажиллуулахад чухал ач холбогдолтой. Тогтмол гүйдэл эсвэл хувьсах гүйдэл эсэхээс үл хамааран гүйдлийг хэмжих нь цахилгааны үндсэн зарчмуудыг сайтар ойлгох, амперметр гэх мэт хэмжих хэрэгслийг ашиглахыг шаарддаг. Энэхүү ойлголтоор бид цахилгаан системийнхээ зөв, аюулгүй ажиллагааг хангаж, буруу хэмжилттэй холбоотой эрсдлээс зайлсхийх боломжтой.
