Принцип работы амперметра - измерение силы тока

Если через проводник течет ток, то он описывается такой величиной, как «сила тока». Сила тока в физическом понимании это количество электронов, проходящие через поперечное сечение проводника за единицу времени. Прибором для фиксации силы тока является амперметр.

Единицей измерения силы тока считается «Ампер», он получил такое название в честь известного физика Андре Ампера. Сила тока в проводнике равная один ампер эквивалентна проходящему заряд в один кулон за единицу времени. Или все свободные электроны прошедшие за одну секунду через поперечное сечение проводника в сумме эквивалентны заряду в один Кулон . Так как заряд одного электрона равен 1.6×10-19 , то можно легко вычислить, сколько свободных электронов в одном Кулоне.

Амперметр

Амперметр – это измерительное устройство предназначенное для измерения силы тока в цепи с протекающим током . Любой амперметр предназначен для измерения токов фиксированной величины. Различают микро и милли Амперметры.

условно-гафическое обозначение амперметров

Виды амперметров

Аналоговые или стрелочные амперметры (смотри рисунок выше). Они обладают магнитоэлектрической системой, состоящей из катушки с тонкой проволокой, которая перемещается между полюсами постоянного магнита. Как только через катушку потечет ток, она переместиться под действием вращающего момента, величина которого пропорциональна протекающему току. Повороту катушки оказывает сопротивление специальная пружина с упругим моментом пропорциональным углу закручивания. При равновесии эти моменты равны, а стрелка покажет значение, пропорциональное идущему через нее току. Для увеличения пределов измерения, параллельно амперметру подключают шунтирующий резистор заданной величины, рассчитанной заранее по определенным формулам.

Любой амперметр при измерениях должен быть включен в разрыв цепи, поэтому его внутреннее сопротивление протекающему току минимально. Поэтому, сопротивление между его измерительными щупами должно быть очень низким. Иначе, для схемы амперметр будет аналогичен сопротивлению. А чем оно выше, тем меньший ток через него следует. Но не стоит заморачиваться, ведь любая измерительная техника разрабатывается с учетом этих и некоторых других особенностей.

Плюсами аналоговых амперметров: им не требуется отдельное питание для выдачи показаний, так как они используют ток замеряемой цепи, они достаточно удобны при выводе информации. На многих моделях присутствует подстроечный винт корректировки для повышения точности измерения. Но без недостатков тоже не обходится, во первых большая инертность, то есть для отклонения стрелки требуется какое-то время. Хоть он почти и незаметен, но он все-таки имеет место быть.

Цифровые амперметры состоят из аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и преобразует протекающий ток в цифровые коды, который потом выводяться на ЖК-экране.

Цифровые амперметры лишены инертности свойственной аналоговым приборам, и выдача результатов зависит только от частоты процессора. В дорогих цифровых приборах он может выдать до 1000 и выше результатов измерений в секунду. Кроме того цифровые приборы изготавливаются меньших размеров, что очень критично в современной технике. Минусы тоже конечно присутствуют – им необходим автономный источник питания, обычно это батарейка.

Амперметры различают для измерения постоянного и переменного тока. Если у вас вдруг нет прибора, для фиксации результатов переменного тока можно использовать стандартный выпрямитель и прибор постоянного тока, а еще лучше приобрести мультиметр.

Измерение силы тока с помощью амперметра в составе мультиметра

Упрощенная схема для измерения силы тока выглядит вот так:

схема для измерения силы тока

Из схемы хорошо видно, что это измерительное устройство мы должны подсоединять последовательно нагрузке, в разрыв цепи. Итак перейдем к практике, в первом примере нам требуется измерить силу постоянного тока до 200 мА, поэтому нужно поставить щупы такого мультиметра в определенные клеммы и переключить его в нужный диапазон

измерение постоянного тока мультиметром

Для измерения силу тока (постоянного или переменного) в диапазоне до 20 Ампер, необходимо переставить щуп в другую клемму мультиметра:

Измерение тока больших номиналов
Никогда не подключайте этот прибор в розетку без нагрузки! Тем самым вы просто угробите его. Как уже сказано, амперметр обладает очень малым входным сопротивлением.
При измерении силы тока будьте осторожны и не касайтесь оголенных проводов и открытых частей измерительных щупов. Это защитит от электрического удара током.