Měřicí bočník – jak funguje a kde se používá?

Měřicí bočník je jedním z nejdůležitějších prvků používaných v elektrotechnice a výkonové elektronice pro měření proudu. Díky své jednoduchosti, spolehlivosti a vysoké přesnosti se používá v mnoha obvodech, kde je nutné bezpečně a opakovaně měřit vysoké proudy.

Pochopení toho, co je bočník, jak funguje a kde se používá, je klíčové pro ty, kteří se zabývají návrhem, údržbou nebo diagnostikou elektrických instalací.

Bočník – definice a princip činnosti

Bočník je speciální měřicí rezistor s velmi nízkým odporem (obvykle zlomek ohmu), který se zapojuje do série do obvodu, kterým prochází měřený proud.

Princip jeho činnosti je založen na Ohmově zákonu – průchod proudu způsobuje pokles napětí na bočníku, který je úměrný velikosti proudu. V praxi je toto napětí velmi malé, například 75 mV při plném rozsahu. Proto jsou běžné označení jako měřicí bočník 50A 75mV nebo proudové bočníky pro vyšší rozsahy, řádově stovky či tisíce ampérů.

Tento malý pokles napětí lze následně změřit pomocí voltmetru nebo vhodně kalibrovaného ampérmetru. Přístroj pak ukazuje hodnotu proudu protékajícího obvodem.

Bočník a měření proudu

Základním použitím bočníku je měření proudové intenzity. Prakticky se uplatňují následující výhody:

• možnost měřit vysoké proudy, až desítky tisíc ampérů,
• přesné odečty v obvodech DC (stejnosměrný proud) a AC (střídavý proud),
• jednoduchá konstrukce a vysoká přesnost měření,
• bezpečné používání díky izolaci měřicí části od vysokých proudů.

V mnoha případech se měřicí bočník používá spolu s ampérmetrem, přičemž odečet hodnot probíhá na základě napětí generovaného bočníkovým rezistorem.

Bočník a ampérmetr – jak to funguje?

Ampérmetr sám o sobě nemůže měřit vysoké proudy, protože má omezený rozsah. K jeho správnému připojení do obvodu se proto používá bočník.

Bočník způsobuje, že přístrojem prochází pouze malá část proudu, zatímco hlavní proud teče přes bočníkový rezistor. Díky tomu mohou být i vysoké proudy, např. 50A 75mV, zaznamenány klasickými analogovými nebo moderními digitálními přístroji.

V praxi se říká, že bočník „rozšiřuje měřicí rozsah ampérmetru“.

Bočník a voltmetr

Ačkoliv je bočník nejčastěji spojován s ampérmetrem, může spolupracovat i s voltmetrem. Protože napětí na bočníku je úměrné protékajícímu proudu, stačí voltmetr vhodně skalibrovat, aby jeho hodnoty odpovídaly intenzitě proudu v obvodu. Tím lze jednoduše vytvořit spolehlivý měřicí systém.

Typické parametry bočníku

Bočník je popisován především dvěma parametry:

1. Proudový rozsah – maximální proud, který může bezpečně procházet bez rizika poškození nebo přehřátí. Může jít o malé hodnoty (několik ampérů) i velmi vysoké (řádově tisíce ampérů).

2. Pokles napětí – standardně 75 mV při maximálním proudu, existují však i jiné hodnoty.

Příklad: měřicí bočník 50A 75mV znamená, že při průtoku 50 ampérů přes bočníkový rezistor nastane pokles napětí o 75 milivoltů.

Použití měřicích bočníků

Měření proudu v elektrických instalacích

Bočníky se běžně používají v obvodech stejnosměrného i střídavého proudu, kde je nutné měřit proud protékající vodiči s vysokým zatížením. Setkáváme se s nimi například v distribučních systémech, průmyslových bateriích a energetických instalacích.

Elektronika a automatizace

V elektronických zařízeních a systémech automatizace plní bočník funkci měřicího prvku v řídicích a ochranných obvodech. Umožňuje například záznam proudu v čase a řízení zařízení na základě měřených dat.

Průmysl a energetika

V průmyslových závodech se proudové bočníky používají k monitorování vysokých proudů v technologických procesech, např. při svařování, elektrolytické výrobě nebo v napájecích systémech. Jejich vysoká odolnost vůči pracovním podmínkám a přesnost je činí nezbytnými v mnoha odvětvích.

Laboratoře a metrologie

V měřicích laboratořích se bočníky používají pro kalibraci měřicích přístrojů a provádění přesných studií. Přesnost měření a stabilita parametrů bočníku jsou zde klíčové.

Analogový a digitální bočník

V klasických obvodech se používají analogové bočníky, které spolupracují s tradičními ukazatelovými přístroji. Moderní řešení stále častěji využívají digitální bočníky, které integrují měření proudu s digitálním zpracováním signálu a mohou být přímo připojeny k monitorovacím systémům.

Výběr a použití bočníku

Při výběru bočníku je třeba zohlednit:

• hodnotu odporu bočníku,
• maximální pracovní proud,
• požadovaný pokles napětí (nejčastěji 75 mV),
• pracovní podmínky (teplota, prostředí, možnost zkratu),
• přesnost měření potřebnou pro danou aplikaci.

Správné připojení bočníku a volba vodičů mají zásadní význam pro získání přesných hodnot.

Výhody použití bočníků

• možnost měřit vysoké proudy bez rizika poškození měřicího přístroje,
• vysoká přesnost měření,
• jednoduchá konstrukce a bezpečný a spolehlivý provoz,
• široký rozsah dostupných modelů – od několika ampérů po hodnoty v řádu tisíců ampérů,
• kompatibilita s přístroji analogovými i digitálními.

Shrnutí

Měřicí bočník je prvek jednoduché konstrukce, ale s velkým významem pro měření proudu. Díky použití bočníkového rezistoru s nízkým odporem je možné přesně a bezpečně měřit vysoké proudy v obvodech AC i DC.

Používaný v ampérmetrech, voltmetrech nebo moderních digitálních systémech zůstává bočník nenahraditelný všude tam, kde záleží na přesnosti a spolehlivosti. Od metrologických laboratoří, přes průmysl až po energetiku – jeho role je neocenitelná.

Zveme vás k seznámení s naší nabídkou a využití znalostí našich specialistů. Společně najdeme řešení, která nejlépe vyhovují vašim potřebám.