Περιεχόμενο
Το μέσο που χρησιμοποιείται συνήθως για τη μέτρηση του ρεύματος είναι το αμπερόμετρο. Δεδομένου ότι η μονάδα SI μέτρησης ηλεκτρικού ρεύματος είναι αμπέρ, το όργανο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ρεύματος ονομάζεται αμπερόμετρο.
Υπάρχουν δύο τύποι ηλεκτρικού ρεύματος: συνεχές ρεύμα (DC) και εναλλασσόμενο ρεύμα (AC). DC ρεύμα σε μια κατεύθυνση, ενώ το εναλλασσόμενο ρεύμα εναλλάσσει την κατεύθυνση του ρεύματος σε τακτά χρονικά διαστήματα.
Λειτουργία αμπερόμετρου
Τα αμπερόμετρα λειτουργούν για τη μέτρηση του ηλεκτρικού ρεύματος μετρώντας το ρεύμα μέσω ενός συνόλου πηνίων με πολύ χαμηλή αντίσταση και επαγωγική αντίδραση. Αυτό επιτρέπει μια πολύ χαμηλή αντίσταση, τη δύναμη που αντιτίθεται στο ηλεκτρικό ρεύμα, που επιτρέπει στο αμπερόμετρο να μετρήσει με ακρίβεια το ρεύμα σε ένα κύκλωμα χωρίς παρεμβολή ή αλλαγή λόγω του ίδιου του αμπερόμετρου.
Στα αμπερόμετρα κινούμενων κυλίνδρων, οι μετακινήσεις προκύπτουν από τους σταθερούς μαγνήτες που έχουν ρυθμιστεί να αντιτίθενται στο ρεύμα. Η κίνηση μετατρέπει έπειτα ένα κεντρικά τοποθετημένο οπλισμό που συνδέεται με έναν επιλογέα δείκτη. Ο επιλογέας αυτός βρίσκεται πάνω από μια βαθμονομημένη κλίμακα που επιτρέπει στον χειριστή να γνωρίζει πόσο ρεύμα κινείται μέσω κλειστού κυκλώματος.
Πρέπει να συνδέσετε ένα αμπερόμετρο σε σειρά κατά τη μέτρηση του ρεύματος ενός κυκλώματος. Η χαμηλή αντίσταση των αμπελώνων σημαίνει ότι συνηθίζει να χάσει πολλή ισχύ. Εάν το αμπερόμετρο συνδεθεί παράλληλα, η διαδρομή μπορεί να βραχυκυκλωθεί έτσι ώστε όλο το ρεύμα να ρέει μέσα από το αμπερόμετρο αντί του κυκλώματος.
Η θεμελιώδης απαίτηση κάθε οργάνου μέτρησης είναι ότι δεν πρέπει να αλλάζει τη φυσική ποσότητα που πρόκειται να μετρηθεί. Για παράδειγμα, ένα αμπερόμετρο δεν πρέπει να αλλάζει το αρχικό ρεύμα. Αλλά αυτό δεν είναι δυνατό στην πράξη. Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, το αρχικό ρεύμα είναι Εγώ1 = E / R πριν συνδέσετε το αμπερόμετρο. Ας υποθέσουμε ότι η εσωτερική αντίσταση του κυττάρου είναι μηδέν.
Ampter vs. Galvanometers
Τα γαλβανόμετρα ανιχνεύουν τη δύναμη και την κατεύθυνση των μικροσκοπικών ρευμάτων στα κυκλώματα. Ένας δείκτης που συνδέεται με το πηνίο κινείται πάνω από μια κλίμακα. Η κλίμακα βαθμονομείται στη συνέχεια για να διαβάσει το ρεύμα σε αμπέρ.
Τα γαλβανόμετρα απαιτούν ένα μαγνητικό πεδίο ενώ τα αμπερόμετρα μπορούν να λειτουργούν χωρίς ένα. Ενώ ένα γαλβανόμετρο έχει πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια από ένα αμπερόμετρο, δεν είναι τόσο ακριβής. Αυτό σημαίνει ότι τα γαλβανόμετρα μπορεί να είναι πολύ ευαίσθητα στις μικρές αλλαγές στο ρεύμα, αλλά αυτό το ρεύμα θα μπορούσε να απέχει πολύ από την πραγματική τιμή.
Τα γαλβανόμετρα μπορούν να μετρήσουν μόνο DC επειδή απαιτούν τη δύναμη του ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα μαγνητικό πεδίο ενώ τα αμπερόμετρα μπορούν να μετρήσουν τόσο το DC όσο και το AC. Οι μετρητές DC χρησιμοποιούν την αρχή του κινούμενου πηνίου ενώ τα μετρητικά AC μετράνε αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο ένα κομμάτι σιδήρου κινείται παρουσία της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης ενός σταθερού πηνίου.
Αντίσταση διακένου
Με τη σύνδεση ενός γαλβανόμετρου παράλληλα με μια πολύ μικρή αντίσταση βραχυκύκλωσης, το ρεύμα μπορεί να ανακατευθυνθεί μέσω της διακλάδωσης και μόνο ένα πολύ μικρό ρεύμα θα περάσει μέσα από το γαλβανόμετρο. Με αυτόν τον τρόπο, ένα γαλβανόμετρο μπορεί να προσαρμοστεί για να μετρήσει τα μεγαλύτερα ρεύματα από ό, τι θα ήταν σε θέση διαφορετικά. Η διακλάδωση προστατεύει το γαλβανόμετρο από ζημιές παρέχοντας μια εναλλακτική διαδρομή προς τη ροή ρεύματος.
Έστω G η αντίσταση του γαλβανόμετρου και Εγώσολ είναι το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να περάσει μέσα από αυτό για απόκλιση πλήρους κλίμακας. Εάν είμαι το ρεύμα που πρέπει να μετρηθεί, τότε μόνο ένα μέρος Εγώσολ θα πρέπει να περάσει από το G για εκτροπή πλήρους κλίμακας και το υπόλοιπο τμήμα (Ι-Ισολ) θα πρέπει να περάσει μέσα από την παράκαμψη.
Η σωστή τιμή της αντίστασης διακλάδωσης μικρό υπολογίζεται με εξέταση σολ και μικρό παράλληλα.
Επομένως, S = (ΙσολG) / (Ι-Ισολ)
Αυτή η εξίσωση δίνει την τιμή της αντίστασης της διακλάδωσης.
Η αποτελεσματική αντίσταση του αμπερόμετρου δίνεται ως εξής: Reff = -1= (GS) / (G + S)