MASURAREA INTENSITATII CURENTULUI. AMPERMETRE

MASURAREA INTENSITATII CURENTULUI. AMPERMETRE

Intensitatea curentului electric este definita drept cantitatea de electricitate ce trece in unitatea de timp printr-o sectiune a unui circuit. Unitatea de masura, amperul, este o unitate fundamentala a sistemului SI. In general intensitatea curentului electric se masoara prin metode cu citire directa, cu aparate indicatoare ce se numesc ampermetre.

Ampermetrele sunt aparate de masurat a caror indicatie depinde de intensitatea curentului electric ce trece prin ele:

Din caracteristica statica de functionare a aparatelor magneto-electrice,

se observa ca aceste aparate pot fi folosite ca ampermetre. Ampermetrele magnetoelectrice vor fi numai de curent continuu, deoarece aparatele magnetoelectrice functioneaza in curent continuu.

MONTAREA AMPERMETRELOR IN CIRCUIT

Deoarece la ampermetre indicatia depinde de intensitatea curentului ce le strabate, pentru a masura intensitatea curentului intr-un circuit este necesar ca ampermetrul sa fie montat in serie in circuitul respectiv, pentru ca astfel curentul de masurat sa treaca prin aparat.

Orice circuit in care se masoara intensitatea curentului poate fi redus la o schema echivalenta care contine o sursa de intensitate E si o rezistenta R. In acest caz intensitatea curentului va fi:

Dupa montarea ampermetrului, in circuit intervine in serie si rezistenta sa proprie ra, iar intensitatea curentului va deveni:

Ca urmare, masurarea vaq fi afectata de o eroare sistematica de metoda.

Pentru ca la montarea ampermetrului intr-un circuit functionarea circuitului sa se modifice cat mai putin, este necesar ca rezistenta proprie a ampermetrului sa fie mult mai mica decat rezistenta circuitului, adica

ra < R

Concluzie: cu cat rezistenta ampermetrului este mai mica decat rezistenta circuitului, cu atat erorile datorate acestei rezistente sunt mai mici, deci calitatea masurarii este mai buna.

Important: la montarea gresita a ampermetrului, in paralel pe circuit, datorita rezistentei foarte mici a acestuia, prin aparat va trece un curent cu o intensitate foarte mare:

Deoarece ra < R, rezulta I'2 > I, ceea ce duce la deteriorarea ampermetrului.

Deoarece montarea in paralel a ampermetrului duce la defectarea lui, aceasta se considera o greseala foarte grava in tehnica masuratorilor.

EXTINDEREA DOMENIULUI DE MASURARE LA AMPERMETRE

Orice aparat magnetoelectric este construit pentru un anumit domeniu de masurare, caracterizat prin valoare intensitatii curentului Ia(valoarea de la capatul scarii), si are o rezistenta proprie ra. Daca este necesar sa se masoare un curent cu o intensitate I > Ia se poate extinde domeniul de masurare cu ajutorul unor dispozitive auxiliare numite sunturi.

Sunturi este o rezistenta electrica, de obicei de valoare mica, care se monteaza in paralel pe aparatul de masurat si prin care trece o parte din curentul de masurat.

Pentru dimensionarea sunturilor se considera circuitul din figura de mai jos. Notand cu I intensitatea curentului ce trece prin sunt si, respectiv, rezistenta suntului, Ia si ra intensitatea curentului ce trece prin aparat si, respectiv rezistenta aparatului, tensiunea intre punctele a, b, va fi:

Aplicand prima lege a lui Kirchhoff in punctul a, se poate scrie:

I = Ia + Is si se poate deduce:

Relatiile de mai sus permit dimensionarea suntului atunci cand se cunosc caracteristicile aparatului magnetoelectric(Ia si ra) si intensitatea I a curentului de masurat.

Se mai poate scrie:

in care n indica de cate ori este mai mare curentul de masurat fata de curentul nominal si se numeste coeficient de multiplicare sau factor de suntare.

Masurarea intensitatii curentului electric

Instrumentul utilizat pentru masurarea intensitatii curentului electric se numeste ampermetru.

Clasificarea ampermetrelor se realizeaza dupa doua criterii.

1. In functie de modul in care sunt indicate valorile ampermetrele pot fi analogice (cu ac indicator) si digitate.

2. In functie de principiul de functionare, exista mai multe tipuri de ampermetre. Pentru a exemplifica, amintim doua dintre cele mai intalnite tipuri de ampermetre analogice:

§ ampermetre a caror functionare este bazata de efectul magnetic al curentului electric (ampermetrul magnetoelectric sau cel feromagnetic);

§ ampemetre a caror functionare este bazata pe efectul termic al curentului electric (ampermetrul termic).

Ampermetrul magnetoelectric este unul dintre cele mai folosite instrumente pentru masurarea intensitatii unui curent electric continuu. Componenta principala a acestui instrument este o bobina plasata intre polii unui magnet in forma literei U. La trecerea curentului electric prin spirele bobinei, va actiona asupra acesteia un cuplu de forte determinat de actiunea campului magnetic asupra conductoarelor parcurse de curent (acest tip de interactiune va fi prezentat in cadrul capitolului urmator). Echilibrul de rotatie este asigurat prin actiunea unui alt cuplu de forte, de natura elastica, ampermetrul fiind prevazut cu un sistem de arcuri. Prin deformarea acestora, la rotirea cadrului de care este fixata bobina, cuplul fortelor elastice va actiona ca un cuplu rezistent.

Observatie: cuplul de forte reprezinta un sistem de doua forte paralele, avand aceeasi valoare si sens opus.

In ultimii ani, instrumentele digitale au aparut si in componenta truselor scolare, precizia acestora fiind superioara instrumentelor analogice (pot fi puse in evidenta si micile variatii ale valorii intensitatii unui curent electric acceptat ca fiind continuu). Mai mult, achizitionand un multimetru (este accesibil!) veti avea la dispozitie mai multe instrumente de masura intr-un singur aparat care va incape in palma.