O principal princípio de funcionamento do medidor de corrente alterna é converter um sinal de corrente alterna em um sinal de corrente contínua mensurável ou medir diretamente usando as propriedades da corrente alterna, refletindo os valores numéricos da tensão por meio de desvios de ponteiro ou exibições digitais. A chave é resolver o problema da "mudança de valor instantânea" da corrente alterna - o tamanho e a direção da corrente alterna mudam periodicamente ao longo do tempo e não podem ser medidos diretamente com um medidor de corrente contínua e, portanto, precisam ser processados por um circuito específico para convertê-los em sinais estáveis correspondentes a valores eficazes (ou médias).
Medidor de corrente alterna rectificador: primeiro rectificar, depois medir a corrente contínua
Este é o tipo mais comum de medidor de corrente alterna, especialmente em medidores ponteiros, com o núcleo de converter corrente alterna em corrente contínua através de circuitos rectificadores.
Rectificação de semionda: Usando a condutividade unidirecional do diodo, deixe passar apenas a meia semana positiva (ou a meia semana negativa) da corrente alterna. Por exemplo, o diodo é conduzido na meia semana e a corrente flui pela cabeça da superfície; O diodo é cortado na meia semana negativa e a cabeça da superfície não tem corrente. A cabeça de superfície é realmente medida pela média após a rectificação de meia onda e, em seguida, é convertida pela escala em um valor efetivo da corrente alterna (o valor efetivo da onda sinusoidal é em proporção fixa com a média: valor efetivo = média x 1,11).
Correção de onda completa: através de um circuito de corrente de ponte (composto de quatro diodos), a corrente alterna é convertida em corrente contínua positiva e negativa na mesma direção, para que a cabeça de superfície tenha corrente durante todo o ciclo. Em comparação com a correção de meia onda, a saída da correção de onda completa é mais estável, a precisão da medição é maior e os valores efetivos também precisam ser exibidos através da conversão de escala.
Instrumentação eletromagnética ou elétrica: uso direto do efeito do campo magnético da corrente alterna
Este tipo de instrumento não precisa de corrente rectificada e pode medir diretamente a corrente alterna, cujo princípio é baseado na força do campo magnético gerado pela corrente alterna sobre os componentes móveis.
Tensiométrico eletromagnético: bobina fixa e folha de ferro móvel no interior. Quando a corrente alterna passa pela bobina fixa, um campo magnético alternado é gerado, e a placa de ferro móvel é magnetizada e desviada pela força do campo magnético. Como a direção do campo magnético da corrente alterna muda com a direção da corrente, mas a direção de magnetização da placa de ferro também muda sincronicamente, então a direção de desvio permanece inalterada. O ângulo de desvio do ponteiro é proporcional ao quadrado do valor efetivo da corrente alterna, indicando assim o valor da tensão através da escala.
O medidor de tensão do sistema elétrico: consiste em bobinas fixas e móveis, ambas ligadas em série ao circuito a medir. Quando a corrente alterna passa pela bobina, um campo magnético alternado é gerado e a força de interação entre as duas bobinas (a direção é determinada pela direção da corrente) impulsiona o desvio da bobina móvel. Devido à mudança sincronizada da direção da corrente de corrente alterna, a direção da força de ação é constante, o ângulo de desvio está relacionado com o quadrado do valor eficaz da tensão, e o valor eficaz pode ser exibido diretamente após a calibração.
Medidor de corrente alterna digital: medição através de processamento digital
O princípio de funcionamento das tabelas digitais é mais complexo, com o núcleo na conversão de sinais elétricos de corrente alterna analógica em sinais digitais.
Corrente alterna e filtragem: primeiro, a corrente alterna é convertida em corrente contínua pulsada através do circuito de corrente alterna e, em seguida, o circuito de filtragem é suavizado para um sinal contínuo estável (refletindo o valor médio ou eficaz da corrente alterna).
Conversão A/D: converte um sinal analógico de corrente contínua em um sinal digital usando um conversor analógico-numérico (ADC), um processo que amostra e quantifica o sinal.
Cálculo e exibição: o microprocessador processa o sinal digital (por exemplo, converte-o em um valor válido de acordo com as características da forma de onda) e, finalmente, emite o valor da tensão através da tela de exibição. A alta precisão das tabelas digitais também compensa erros de medição em diferentes formas de onda, como ondas não sinusoidais, por meio de algoritmos.
Fundamental: lógica de medição com o "valor eficaz" como núcleo
Independentemente do tipo, o valor final do medidor de corrente alterna é geralmente o valor efetivo da corrente alterna (o valor efetivo da onda sinusoidal é igual ao seu pico dividido por √2), porque o valor efetivo reflete realmente a capacidade de funcionamento da corrente alterna (por exemplo, o cálculo de potência elétrica). Por exemplo, muitas vezes falamos de "220V de eletricidade pública", referindo-se ao seu valor eficaz, o pico correspondente é de cerca de 311V.
Em resumo, a essência de um medidor de corrente alterna é transformar uma mudança de corrente alterna em um sinal medido de forma estável através de corrente rectificadora, eletromagnética ou processamento digital, que é finalmente apresentado como um valor eficaz para alcançar a quantificação precisa da tensão de corrente alterna.