Tartalom
Az áram mérésére leggyakrabban használt eszköz az ampermérő. Mivel az elektromos áram mérésének SI mértékegysége amper, az áramméréshez használt eszközt ampermérőnek nevezik.
Kétféle elektromos áram van: egyenáram (DC) és váltakozó áram (AC). A DC áramerőssége egy irányban, míg az AC rendszeres időközönként váltakozik az áram irányával.
Ampermérő funkció
Az ampermérők mérik az elektromos áramot azáltal, hogy mérik az áramot egy nagyon alacsony ellenállású és induktív reakcióképességű tekercsek halmazán keresztül. Ez lehetővé teszi egy nagyon alacsony impedanciát, az elektromos árammal szemben fellépő erőt, amely lehetővé teszi, hogy az ampermérő pontosan mérje az áramot egy áramkörben, zavarok vagy változások nélkül, maga az ampermérő miatt.
A mozgótekercses ampermérőkben a mozgás a rögzített mágnesekből származik, amelyek az áram ellenállnak. A mozgás ezután elfordítja a központilag elhelyezett armatúrát, amely egy indikátor-tárcsahoz van rögzítve. Ez a tárcsa egy fokozatos skálán van beállítva, amely lehetővé teszi a kezelő számára, hogy mennyi áram mozogjon egy zárt körön keresztül.
Az áram áramának mérésekor sorosan kell csatlakoztatnia az ampermérőt. Az ampermérők alacsony impedanciája azt jelenti, hogy nem vesz sok energiát. Ha az ampermérőt párhuzamosan csatlakoztatnák, akkor az út rövidre zárulhat, úgy, hogy az összes áram az áramkör helyett az ampermérőn áramlik át.
Bármely mérőműszer alapvető követelménye, hogy az ne változtassa meg a mérendő fizikai mennyiséget. Például egy ampermérő nem változtathatja meg az eredeti áramot. De a gyakorlatban ez nem lehetséges. Elektromos áramkörben a kezdeti áram: én1 = E / R mielőtt csatlakoztatná az ampermérőt. Tegyük fel, hogy a cella belső ellenállása nulla.
Ampermérő vs galvanométer
A galvanométerek érzékelik az áramkörökben a kis áramok erősségét és irányát. A tekercshez csatlakoztatott mutató egy skálán mozog. A skálát ezután kalibrálják az áram amperben történő leolvasására.
A galvanométereknek mágneses mezőre van szükségük, míg az ampermérők nélkül is működhetnek. Noha a galvanométer sokkal pontosabb, mint egy ampermérő, ez nem olyan pontos. Ez azt jelenti, hogy a galvanométerek nagyon érzékenyek lehetnek az áram kisebb változásaira, de ez az áram még mindig távol lehet a tényleges értéktől.
A galvanométerek csak a DC-t tudják mérni, mert szükségük van az elektromos áram erõsségére egy mágneses mezõben, míg az ampermérõk mind DC-t, mind AC-t mérhetnek. Az egyenáramú mérők a mozgó tekercs elvét használják, míg az AC ampermérők a rögzített tekercs huzal elektromágneses erő jelenlétében a vasdarab mozgásának változásait mérik.
Shunt ellenállás
Ha egy galvanométert egy nagyon kicsi sunt ellenállással párhuzamosan csatlakoztat, az áram átirányítható a söntön keresztül, és csak egy nagyon kis áram halad át a galvanométeren. Ilyen módon a galvanométer adaptálható nagyobb áramok mérésére, mint amennyire egyébként képes lenne. A sönt védi a galvanométert a sérülésektől azáltal, hogy alternatív utat biztosít az áramláshoz.
Legyen G a galvanométer ellenállása és éng legyen a maximális áram, amely átengedhető rajta a teljes skála eltérítéséhez. Ha én vagyok a mért áram, akkor csak egy része éng át kell mennie a G-n a teljes skála-elhajlás és a fennmaradó rész számára (Én - éng) át kell mennie a söntben.
A söntellenállás megfelelő értéke S kiszámításánál figyelembe vesszük G és S párhuzamosan.
Ezért, S = (IgG) / (I - Ig)
Ez az egyenlet adja meg a sönt ellenállás értékét.
Az ampermérő tényleges ellenállását a következőképpen adjuk meg: Reff = -1= (GS) / (G + S)