Door S. Hussain Ather, bijgewerkt op 24 maart 2022

Ehab Aref/iStock/Getty Images

Introductie

De ampèremeter is het standaardinstrument voor het meten van elektrische stroom, waarvan de SI-eenheid de ampère is. Het begrijpen van de werking ervan is essentieel voor nauwkeurige circuitanalyse.

Hoe een ampèremeter werkt

Ampèremeters bepalen de stroom door de stroom door een spoel met een zeer lage weerstand en inductieve reactantie te leiden, waardoor een minimale impedantie ontstaat. Dit ontwerp zorgt ervoor dat de meter het circuit dat hij meet niet verstoort.

In een ampèremeter met bewegende spoel genereert de stroom een magnetisch veld dat tegengesteld is aan het vaste veld dat door permanente magneten wordt geproduceerd. Het resulterende koppel beweegt een gekalibreerd anker over een schaal, waarbij de stroomsterkte in ampère wordt weergegeven.

Een ampèremeter aansluiten

Om de stroom te meten, moet een ampèremeter in serie met de belasting worden aangesloten. Door de lage interne weerstand verbruikt het een verwaarloosbaar stroomverbruik, waardoor de werking van het circuit behouden blijft. Als u deze parallel aansluit, wordt het circuit kortgesloten, waardoor de meeste stroom door de meter wordt geleid.

Ampermeter versus galvanometer

Een galvanometer is een gevoelige detector die kleine stromen en hun richting kan detecteren. Het vertrouwt op een magnetisch veld om stroom om te zetten in een mechanische verplaatsing. Hoewel zeer nauwkeurig, is het bereik van een galvanometer beperkt en meet hij doorgaans alleen gelijkstroom (DC).

Ampèremeters breiden het principe van de galvanometer uit. DC-ampèremeters maken gebruik van de bewegende-spoelmethode, terwijl AC-ampèremeters de afbuiging meten die wordt veroorzaakt door het in de tijd variërende magnetische veld dat op een stuk ijzer inwerkt. Daarom kunnen ampèremeters zowel AC als DC aan.

Shuntweerstand – vergroot bereik

Om een galvanometer aan te passen aan grotere stromen, wordt deze parallel geplaatst met een kleine shuntweerstand. De shunt leidt het grootste deel van de stroom weg van de galvanometer, waardoor er slechts een fractie doorheen kan. De shunt beschermt de galvanometer tegen schade en maakt nauwkeurige metingen van hoge stromen mogelijk.

Laat G de galvanometerweerstand en I_g zijn de maximale stroom voor volledige afbuiging. Voor een totale stroom I , de shuntweerstand S wordt berekend als:

S = (Ig · G) / (I – Ig)

De effectieve weerstand van de gecombineerde ampèremeter is:

Reff = (G · S) / (G + S)

Belangrijkste punten

• De lage impedantie van een ampèremeter minimaliseert de impact op het gemeten circuit.
• Het moet in serie worden aangesloten om nauwkeurige stroommetingen te verkrijgen.
• Galvanometers vormen de basis van ampèremeters, maar zijn beperkt tot kleine stromen.
• Shuntweerstanden vergroten het bereik van een galvanometer, waardoor het meten van grote stromen mogelijk is.