安培是国际单位制中电流的基本单位。国际计量委员会给出的定义是:恒定电流流过两根平行的直线,它们在真空中相距1米,长度无限,圆形截面可以忽略不计。当每米长度两根电线之间产生的力等于2× 10-7牛顿时,流经电线的电流被规定为1安培。然而,两条无限长的线的定义无法实现。在实际操作中,通过测量分流器的电压降并结合欧姆定律来计算电流。
如下图所示,直流分流器由两个铜接头和中间的电阻合金连接而成。采用四端接线法可以***测量流经分流器的电流。
分流器需要在大电流下工作,并且分流器的表面温度会由于自加热而升高。特别是在环境温度高和散热环境差的情况下,分流器的表面温度会进一步升高。根据电气和电子工程师协会标准,在正常运行条件下,分流器的推荐运行电流不应超过额定电流的2/3。然而,在实际应用中,经常需要测量大范围的电流,也就是说,我们要求分流器在10%-100%的额定电流下正常工作,有时甚***可能出现短期过载。无论工作条件如何,控制分流器的表面温度都非常重要。在30-70℃时其工作状态***好,在任何情况下其表面温度都不能超过145℃,否则电阻合金的电阻值将发生不可逆的变化。特别是,分流器的表面温度应该从电阻合金的中心点开始测量。
需要测量大范围的电流,这将导致直流分流器加热条件的巨大差异。加载电阻阻值产生的自热会导致阻值的变化,加载不同电流时电阻阻值的变化也不同。这种由自热加热引起的电阻变化由功率系数(聚合酶链反应)以百万分率/安培来描述,并由以下公式计算:
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