Hoe meet ek groot elektriese strome op ‘n sonkragstelsel? – KragDag Gemeenskap
Goed, jy beoog om vir jou ‘n sonkragstelsel aan te skaf, of jy is een van die gelukkiges wat reeds so ‘n stelsel het. Om jou sonkragstelsel in stand te hou en te bedryf is dit nodig dat jy sekere groothede sal kan meet. Daar is mos die ou gesegde wat lui: “Om te weet is om te meet”.
Die eerste groothede wat jy sal wil meet is sekerlik spanning en stroom. Spanning is ‘n grootheid wat in volt gemeet word, terwyl ampere of amp die eenheid is waarin elektriese stroom gemeet word. Elektriese krag word normaalweg in twee vorms aangebied te wete wisselstroom (AC) of gelykstroom (DC). Krag vanaf batterye is altyd in ‘n gelykstroomformaat terwyl elektriese krag vanaf ‘n elektriese netwerk, dit wil sê, vanaf ‘n muurprop normaalweg wisselstroom is.
Nog ‘n grootheid wat vir die sonkragstelseleienaar belangrik is, is weerstand. ‘n Klein weerstand is ‘n aanduiding van ‘n goeie geleidingsvermoë wat geassosieer word met kontinuïteit – dws gelei ‘n geleier genoegsaam elektrisiteit of is daar ‘n onderbreking in die stroombaan. In die meeste instandhoudingstoepassings sal die bepaling van kontinuïteit baie belangrik wees.
Die instrument wat nodig is om hierdie metings te doen is ‘n multimeter, wat vroeër ook ‘n VOM (volt-, ohm- en milli-ammeter) genoem is. Vroeërjare was hierdie meetinstument analoog van aard, waar ‘n gemete waarde by wyse van ‘n wysernaald op ‘n geykte agtergrondskaal aangedui is. Deesdae is sulke meetinstumente bykans antiek en nie meer geredelik in die handel verkrygbaar nie. Meeste multimeters is nou digitaal van aard, wat gemete waardes elektronies in syfers vertoon.
Die multimeter het ‘n verstelknop om die grootheid wat gemeet wil word te selekteer, hetsy dit spanning (volt), stroom (amp) of weerstand (ohm) is. By sommige multimeters word die reikwydte of bereik van die elektriese groothede met die hand gekies, byvoorbeeld ‘n 0 tot 20kΩ-, 0 tot 200mA gelykstroom- óf 0 tot 600V wisselstroomskaal, terwyl by ander multimeters rykwydte verstellings outomaties gedoen word.
Die volgende video is baie waardevol om die aanwending en gebruik van ‘n multimeter te vertoon.
Wanneer stroommetings op ‘n tipiese sonkragstelsel gedoen moet word, ontstaan die problematiese situasie dat ‘n multimeter nie direk hiervoor ingespan kan word nie omdat ‘n tipese multimeter nie meer as 10A direk kan meet nie. Tog is stroommetings, dikwels meer as 10A, van kardinale belang by sonkragstelsels omdat stroomwaardes tesame met spanningswaardes nodig is om die drywingsvermoë van ‘n stelsel te bepaal. Wat staan die sonkragstelseleienaar of -installeerder te doen?
Die oplossing is om ‘n sjuntweerstand met ‘n bekende waarde op so ‘n wyse in die stroombaan te plaas, dat die stroom wat deur die sjuntweerstand vloei, die stroom is wat gemeet wil word. Sien die stroombaandiagram. Die gedagte agter hierdie prosedure is dat ‘n klein weerstand in die stroombaan geplaas word wat die stroomvloei nie noemenswaardig sal verhinder nie. ‘n Relatiewe klein spanning ontstaan oor hierdie weerstand as gevolg van die stroom wat vloei, wat dan met ‘n multimeter gemeet kan word. Deur Ohm se wet, V = IR te gebruik kan die stroom deur die sjuntweerstand bereken word van V (volt) wat gemeet is en R wat die weerstandswaarde in Ω (ohm) is. Daar is egter sekere praktiese aspekte wat in aanmerking geneem moet word, wat die opstelling ‘n bietjie meer ingewikkeld maak.
Stroom by maksimum drywing
Die eerste saak wat oorweeg moet word is, gegewe die maksimum drywing (in watt) wat die weerstand met gemak sal kan dissipeer, wat is die grootte van die stroom wat toegelaat kan word om deur die sjuntweerstand te vloei? Tussen my “goeters” het ek ‘n weerstand van 0,1Ω met ‘n drywingsgradering van 50 watt gevind. Die verband tussen maksimum stroom en maksimum drywing word bepaal deur die vergelyking P = I2R.
I2 = P/R = 50 watt / 0,1Ω = 500A2 ; Dus I = 22,36A
I is die maksimum stroom wat met hierdie weerstand gemeet kan word. Die spanning oor die weerstand by maksimum stroom is dan V = IR = 22,36A x 0,1Ω = 2,24V.
Sou ek ‘n spanningsmeting oor die sjuntweerstand doen van, argumentsonthalwe, 1,48V beteken dit dat die stroom wat vloei is I=V/R = 1,48V / 0,1Ω = 14,8A.
Wat doen ek as ek ‘n groter stroom as 22,36A wou meet? Ek kan die reikwydte van die opstelling groter maak deur ‘n tweede identiese shuntweerstand in parallel met die eerste te plaas soos in die stroombaandiagram aangedui. Wat verander nou? Omdat die twee 0,1Ω weerstande in parallel is, word die totale weerstand van die opstelling deur 2 gedeel en is die totale weerstand gelykstaande aan 0,05Ω. Die maksimum stroom vir die maksimum drywing per weerstand deur die opstelling verdubbel en is nou gelykstaande aan 2 x 22,36A = 44,72A. Die spanning oor die twee weerstande in parallel, glo dit as jy wil, is steeds V = IR = 2,24V. Sou ek weereens ‘n meting doen in hierdie stroombaan en die gemete spanning is, sê 1,35V, beteken dit dat die stroom wat vloei is I = V/R = 1,35V/0,05Ω = 27A.
Is ‘n meting vir ‘n groter stroom nodig, sit ek 3 identiese sjuntweerstande in parallel met die totale weerstand van 0,1Ω/3 = 0,33Ω. Die maksimum stroom is 3 x 22,36A = 67,08A. Nou begin ons sonkragbesigheid praat! Met ‘n 24V gelykstroomspanning verteenwoordig 67,08 ampere ongeveer 1,6kW. Niks verhoed ons verder om 4 of meer sulke weerstande in parallel te plaas nie.
Nodigheid van ‘n hitteput
Die tweede praktiese oorweging wat in aanmerking geneem moet word, is die voorsiening van ‘n hitteput vir die opstelling. Volgens ‘n spesifikasie van ‘n vervaardiger van hierdie weerstande is die drywing wat so ‘n weerstand kan dissipeer, ongeveer 50 watt by kamertemperatuur – dws 25°C. Indien die temperatuur verhoog tot 70°C kan dieselfde weerstand slegs 30 watt dissipeer. Gevolglik kan die weerstand, soos gesien vanuit berekeninge hierbo, ‘n kleiner maksimum stroom toelaat. Dit is daarom belangrik dat weerstande in so ‘n opstelling op ‘n goeie hitteput gemonteer sal word, verkieslik met termiese ghries om die hitte effektief van die weerstand na die hitteput te gelei. Hiernaas is ‘n foto van so ‘n hitteput met ‘n aantal weerstande op gemonteer.
Gebruik kopergeleiers met ‘n groot dwarsdeursnit
‘n Derde praktiese aangeleentheid is dat die geleiers tussen die weerstande asook na en van die weerstandopstelling ‘n redelike groot dwarsdeursnit moet hê. Geleiers het die eienskap dat, hoe langer die geleier is, en ook hoe dunner die geleier is, hoe hoër is die weerstand van die geleier. Dit het eerstens die invloed dat, weens die weerstand van die geleier, die geleier by hoë strome sal warm word aangesien energie in die geleierweerstand gedissipeer word. Tweedens veroorsaak ‘n beduidende geleierweerstand dat die stroom deur die opstelling beperk sal word, wat dan ‘n laer stroomlesing tot gevolg sal hê. ‘n Tabel wat ‘n aanduiding gee van die verband tussen geleierweerstand (Ω per meter) en geleierdikte (mm en mm2) is hier te vind.
Bogenoemde opstelling het ongelukkig sekere nadele. Veral by lae spannings is die spanningsval oor die weerstand beduidend as dit met die insetspanning vergelyk sou word byvoorbeeld 2,24V/12V = 0,19 of bykans 20%. ‘n Verdere nadeel wat met die spanningsval verband hou is dat vir elke weerstand in die opstelling is daar ‘n 50 watt verlies in die opstelling. Hoe sou ons lesers die opstelling verander om die spanningsval te verlaag en die drywing in die weerstand te verlaag? ‘n Leidraad is om ander weerstande in die datavel te oorweeg – of dalk ‘n ander soort meetinstument? Gee gerus julle gedagtes deur.
Behandel altyd hoë-drywing elektrisiteitstelsels met die nodige respek, selfs al is die spanning so laag as 12 tot 24V. Wanneer ‘n elektriese gelykstroom deur ‘n induktiewe las vloei en die stroom word eensklaps onderbreek, styg die spanning oor die las wat ‘n skokkende gevolg kan hê!
By Deon Vosloo|2019-03-13T12:55:23+02:00Maart 6th, 2019|Categories: Webjoernaal|1 Comment
He Serfontein 2019-03-07 at 08:37 - Reply
Baie dankie vir die nuttige wenk. Ek is altyd op soek na ammeters wat groot gelykstrome kan meet. Het onder andere al meters gebruik wat in voertuie gebruik word, maar hulle is ook maar duur.