In questo articolo impariamo come costruire un semplice circuito amperometrico AC che può essere utilizzato per controllare il consumo di corrente degli apparecchi domestici a 220 V o 120 V.
Il motivo principale delle bollette mensili elevate è l'uso di grandi apparecchiature elettriche come frigoriferi, lavatrici e asciugatrici, lavastoviglie, ecc. Questi elettrodomestici che in precedenza erano all'avanguardia ed efficienti dal punto di vista energetico iniziano a consumare sempre più energia man mano che invecchiano.
Un metodo per risparmiare sulle spese elettriche consiste nell'utilizzare meno frequentemente i grandi elettrodomestici. Tuttavia, l'uso intermittente di elettrodomestici come frigoriferi e congelatori potrebbe non essere semplicemente accettabile.
Per scoprire quali elettrodomestici sono responsabili delle tue bollette elettriche elevate, naturalmente, scegli il tuo multimetro di fiducia. Ma ti rendi conto che l'intervallo di corrente CA del misuratore è limitato a pochi milliampere.
Poiché sono necessari resistori ad alta potenza per implementare la misurazione dell'amplificatore CA, i multimetri più piccoli non sono progettati per rilevare grandi quantità di corrente.
Avvertenza: Il circuito spiegato di seguito non è isolato dalla rete CA ed è quindi estremamente pericoloso da toccare in una condizione scoperta e accesa. Durante l'utilizzo o il collaudo di questa apparecchiatura si raccomanda rigorosamente la dovuta cautela.
Descrizione del circuito
La figura sopra mostra un circuito fondamentale dell'amperometro. Un resistore (R) è collegato in serie con il carico all'interno di questo circuito. La resistenza in serie deve essere sempre collegata in serie al carico e accettare tutta la corrente che gli viene fornita.
Secondo la legge di Ohm, quando la corrente scorre attraverso una resistenza, si crea una caduta di tensione. Questa caduta di tensione che si sviluppa attraverso la resistenza è esattamente proporzionale alla corrente che la attraversa. Ora, ricorda che tutti i voltmetri, compresi quelli CA, visualizzano le letture solo in CC.
Ciò significa che, prima che il segnale CA in ingresso possa essere inviato al misuratore CC, deve essere rettificato in CC in modo che l'amperometro possa leggerlo. Per creare una rappresentazione corretta della corrente che lo attraversa, il resistore in serie deve abbassare sufficientemente la tensione.
Inoltre, la potenza nominale del resistore in serie dovrebbe essere la più piccola possibile. Inoltre, il valore della resistenza dovrebbe essere sufficientemente piccolo in modo che la maggior parte della tensione venga scaricata sul carico effettivo.
Calcolo del valore del resistore
A titolo illustrativo, immaginiamo che il nostro circuito abbia una resistenza in serie 'R' di 1 ohm e una corrente 'I' di 1 amp che scorre attraverso il carico. La caduta di tensione (E) attraverso il resistore sarà la seguente secondo la legge di Ohm:
- E = I x R = 1 (amp) x 1 (ohm) = 1 (volt)
- Usando la legge di potenza di Ohm (P = I x E), otteniamo:
- P=1 x 1=1 watt
- Dal calcolo di cui sopra possiamo presumere che se viene utilizzato un carico di 220 V, 1 A, allora un resistore in serie da 1 Ohm scenderebbe di circa 1 Volt su di esso.
Supponiamo ora che il carico sia un frigorifero da 500 watt, con una tensione di alimentazione di 220 V.
In questa situazione, la corrente che passa attraverso il resistore sarebbe 500 / 200 = 2,27 ampere
Ancora una volta, risolvendo la legge di Ohm possiamo calcolare il valore del resistore per ottenere una caduta ottimale di 1 V su di esso.
- E = I x R
- 1 = 2,27 x R
- R = 1 / 2,27 = 0,44 ohm,
- la potenza o la potenza del resistore sarebbe P = 1 x 2,27 = 2,27 watt o semplicemente 3 watt.
Tuttavia c'è un problema. Poiché il nostro circuito utilizza un raddrizzatore a ponte per convertire la tensione CA attraverso il resistore in un potenziale CC, abbiamo sempre due diodi in serie per ogni ciclo CA. Ora, poiché ogni diodo cadrà di 0,6 V, un totale di 0,6 + 0,6 = 1,2 V verrebbe ridotto su questi diodi.
Pertanto, per ottenere un effettivo 1 V attraverso il contatore, il resistore deve essere in grado di sviluppare una potenziale caduta di 1 + 1,2 = 2,2 V.
Tornando al nostro calcolo precedente, il valore del resistore in serie per un apparecchio da 500 watt ora sarebbe:
- R = 2,2 / 2,27 = 0,96 Ohm.
- Potenza = 2,2 x 2,27 = 4,99 watt o semplicemente 5 watt.
Ciò implica che, per misurare la corrente che passa attraverso un apparecchio da 500 watt, il resistore in serie nel nostro circuito dell'amperometro CA deve essere valutato a 0,96 Ohm e 5 watt.
Elenco delle parti
Di seguito sono riportate le parti necessarie per la costruzione di un semplice circuito AC Amperometro:
- Resistenza 1 Ohm 5 watt = 1 n
- 1N5408 diodi = 4 nn
- Spina a due ingressi = 1 n
- Contatore bobina mobile 1 V FSD = 1 n
- Presa a 3 poli per il carico = La R(carico) nel diagramma può essere sostituita con una presa a 3 poli per il collegamento nel carico desiderato.
