钳形电流表是一种用于测量交流电或直流电的电流的电测仪器。正常情况下,要测量电路中的电流,需要将电流表串联在电路中,如果电路中的电流非常大,则需要增大电流表的量程,增加电流表的体积和成本。而钳形电流表可以通过将电流线圈设计为一个开口状,使得在不需要与电路断开连接的情况下,就可以将电流线圈放置在电路中测量电流,避免了安全隐患。
钳形电流表由传感器、信号处理器、显示器和电源等组成。常见的钳形电流表可以通过其传感器上的钳夹夹住电路导体,将该导体所承受的电流转化为由传感器输出的电压信号,再经过信号处理器处理后,最终呈现在显示器上。
钳形电流表实际上是基于法拉第电磁感应定律进行设计的。当导体周围有电流通过时,导体内部就会产生磁场,而钳形电流表中的传感器的作用就是将这个电流通过磁场的变化转化为输出电压,完成电流的测量。
具体来说,钳形电流表中的传感器是一个磁环,环中有一对互相反向的线圈,当电流通过磁环时,磁场中的磁通量会发生变化,从而引起这对线圈中的感应电动势。根据法拉第电磁感应定律,感应电动势和磁通量变化的速率成正比,钳形电流表传感器中的线圈就可以通过这种方式检测到电流的大小。
要保证钳形电流表的准确性,需要钳形电流表在测量中不会对被测电路造成改变,即测量器本身的电阻应该尽可能的小。钳形电流表采用的是电流互感器原理,互感器也是常见的测量高压大电流的电子元件,在常温下,电流互感器的输出电压可以视为被测试电路中电阻本身的电压降,因此钳形电流表的电阻应该要小于电流互感器的电阻,通常在1-10欧姆之间,并且可以通过压降测试的方法来验证其准确性。
钳形电流表广泛应用于家庭和工业等领域中电路的电流测量,由于它能够在不断开电路的情况下进行电流测量,所以在一些对电路安全性要求较高的场合尤其受欢迎。比如,电力生产、送变电、电力设备维护、电力检查、能源审计、电力监控等领域,都是钳形电流表的应用领域。