Амперметр

Амперметр – це прилад, який використовується для вимірювання струму в електричному колі. Електричні струми вимірюються в амперах (А), звідси назва.

Амперметр включають послідовно в електричне коло, в якому вимірюється струм.

Амперметр

Амперметр зазвичай має низький опір, щоб не викликати значного падіння напруги в ланцюгу, що вимірюється. Прилади, які використовуються для вимірювання менших струмів у міліамперному або мікроамперному діапазоні, позначаються як міліамперметри або мікроамперметри.

Принцип роботи амперметра

За принципом роботи амперметри бувають – магнітоелектричні, електромагнітні, електродинамічні, феродинамічні, цифрові та інші

З усіх видів найбільш точними вважаються електромагнітні та магнітоелектричні прилади.

Як відомо, електричний струм діє на магнітну стрілку, сила взаємодії прямопропорційна величині струму. На цьому принципі були побудовані перші прилади для вимірювання струму.

Магнітоелектричні прилади

Магнітна стрілка підвішена на тонкому бронзовому дроті, верхня частина дроту закріплена на круглій ручці з вказівником. Вказівник переміщується по шкалі, що встановлюється на корпусі приладу. На цьому ж корпусі нанесена відмітка початкового положення магнітної стрілки. На нашому рисунку – це вертикальна чорна рисочка біля стрілки. При вимірюванні струму прилад розміщують так щоб стрілка була паралельно проводу. Коли в проводі починає з’являтись струм стрілка відхиляється і намагається встановитись перпендикулярно проводу вздовж магнітних силових ліній. Але цьому повороту заважає бронзовий дріт який закручується і створює протидіючий момент. Чим більший струм в проводі, тим більший кут закручування бронзового дроту. Для вимірювання струму ручку провертають так щоб магнітна стрілка повернулась в початкове положення. При цьому вказівник покаже величину струму.

Це був перший прилад з вимірювання сили струму, тепер розглянемо більш сучасний прилад для вимірювання струму.

Сильний постійний магніт нерухомо встановлений в корпусі приладу, струм пропускають через  котушку, що має форму рамки яка знаходиться в магнітному полі магніта в зазорі між полюсами магніта і закріплена на осі навколо якої вона може провертатись. Струм в рамку надходить через дві спіральні пружини. Один кінець спіралі закріплений нерухомо на корпусі, а інший на осі. Ці спіралі ізольовані від корпуса та осі. Магнітне поле намагається провернути рамку, але їй протидіє спіральна пружина, кут закручування якої прямопропорційний діючій на рамку силі, тобто прямопропорційний силі струму. На осі приладу розташована стрілка яка переміщується по шкалі.

Амперметр

Такі прилади мають високу чутливість і дозволяє вимірювати дуже малі струми.

Магнітоелектричні прилади підходять тільки для вимірювання постійного струму.

Електромагнітні прилади

Котушка з струмом створює магнітне поле що подібно до постійного магніта. Залізні предмети притягуються до котушки з струмом. На цій властивості і побудований електромагнітний амперметр.

Пелюстка яка виготовлена з спеціального феромагнітного сплаву втягується магнітним полем в середину катушки. На одній осі з пелюсткою закріплена стрілка і пружина яка намагається повернути стрілку в початкове положення. Чим більший струм в котушці тим сильніше втягується пелюстка в магнітне поле тим сильніше відхиляється стрілка. Руху стрілки протидіє спіральна пружина, що створює протидіючий момент.

Амперметр

Зміна протікання струму не як не впливає на роботу приладу тому він здатний вимірювати як постійний так і змінний струм.

Електродинамічні прилади

Принцип дії електродинамічних приладів заснований на взаємодії магнітних полів двох котушок: однієї, нерухомо закріпленої, та іншої, що розташована на осі і може повертатися. На рисунку показаний пристрій електродинамічного приладу. Котушка (тут – що складається з двох половин) нерухомо закріплена. До рухомої котушки, укріпленої на осі приладу струм підводиться через спіральні пружини, які одночасно служать для створення протидіючого моменту. При проходженні струму по витках обох котушок вони створюють магнітні поля, які, взаємодіючи між собою, прагнуть повернути рухому котушку так, щоб магнітне поле і поле не рухомої котушки збігалися у напрямку. Крім круглих котушок, зустрічаються конструкції приладів із прямокутними котушками. Магнітне поле кожної котушки залежить від струму, тому сила взаємодії обох котушок пропорційна квадрату струму. Отже, шкала пристрою нерівномірна.

Заспокоєння приладів цієї системи повітряне, оскільки застосування гальма викликало б спотворення показань приладу. Це пояснюється тим, що власні магнітні поля котушок дуже малі і сильне поле постійного електромагніту гальма впливало б на роботу приладу.

Амперметр

Електродинамічні прилади застосовуються в ланцюгах як постійного, так і змінного струму. Точність електродинамічних приладів велика, тому вони знайшли собі застосування як контрольні прилади для вимірювань на змінного струму.

Ферродинамічні прилади

Ферродинамічні вимірювальні прилади рідкіші, ніж електродинамічні, хоча принцип роботи схожий. Відмінність полягає в тому, що для збільшення чутливості ферродинамічні механізми містить магнітопровід з магнітно-м’якого матеріалу. Наявність магнітопроводу значно збільшує магнітне поле в робочому зазорі і при цьому зростає обертальний момент.

Нерухлива котушка 2 розміщується на полюсах феромагнітного сердечника 4, а рухлива 3 повертається так само, як і в приладах магнітоелектричної системи, – в повітряному зазорі між полюсами 1 і нерухомим циліндричним сердечником 5.

Амперметр

    За такої конструкції прилади захищені від впливу зовнішніх магнітних полів. Крім того, збільшуються магнітні потоки, створювані котушками, і зростає обертальний момент, що діє на рухому систему.

Цифрові амперметри

Цифровий амперметр складається з аналого-цифрового перетворювача (АЦП) і перетворює силу струму на цифрові дані, які потім відображаються на РК-дисплеї.

Цифрові амперметри

Цифрові амперметри позбавлені інертності і видача результатів вимірювань залежить від частоти процесора, який видає результати на дисплей. У дорогих цифрових амперметрах він може видати до 1000 і більше результатів в секунду. Також цифрові амперметри вимагають менше місця для встановлення, мають модульні корпуси для встановлення на din-рейку.

Умовні позначення на шкалі приладу

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.