Амперметр — прибор для измерения силы тока¶

Амперметр — измерительный прибор, предназначенный для измерения силы электрического тока в цепи. Относится к классу электроизмерительных приборов. Единица измеряемой величины — ампер (А); в честь французского физика Амперы Андре-Мари ампер названа единица СИ силы тока. Амперметр подключается последовательно с нагрузкой, то есть в разрыв цепи, чтобы через его обмотку проходил весь измеряемый ток.

¶Принцип работы

В основе работы стрелочного амперметра лежит электромагнитный принцип: ток, проходящий через катушку прибора, создаёт магнитное поле, которое взаимодействует с подвижной катушкой или магнитной системой, отклоняя стрелку на угол, пропорциональный силе тока. Шкала прибора градуирована в амперах или его долях (миллиамперах, микроамперах). Для измерения переменного тока применяют приборы с электродинамической или электромагнитной системой, для постоянного — чаще магнитоэлектрическую.

¶Устройство и подключение

Амперметр подключается последовательно с тем участком цепи, ток на котором требуется измерить. Так как внутреннее сопротивление амперметра должно быть минимальным, чтобы не влиять на режим цепи, прибор шунтируется резистором малого сопротивления (шунтом). Большая часть измеряемого тока проходит через шунт, а через измерительный механизм — лишь небольшая доля, пропорциональная общему току. По величине шунта рассчитывается предел измерений прибора.

При подключении амперметра к источнику напрямую (без нагрузки и ограничивающего резистора) через его обмотку потечёт ток, ограниченный лишь внутренним сопротивлением, что может привести к выходу прибора из строя.

¶Классификация

По типу измеряемого тока амперметры делятся на:

• приборы для постоянного тока;
• приборы для переменного тока;
• универсальные приборы, пригодные для обоих видов тока.

По конструктивному исполнению различают:

• стрелочные (аналоговые) — со стрелкой и градуированной шкалой;
• цифровые — с цифровым табло, преобразующими аналоговый сигнал в цифровой;
• токоизмерительные клещи — бесконтактный вариант, измеряющий ток по магнитному полю вокруг проводника без разрыва цепи.

По классу точности амперметры делятся на классы 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0 — чем меньше число, тем точнее прибор.

¶Миллиамперметр и микроамперметр

Для измерения малых токов применяют миллиамперметры (мА) и микроамперметры (мкА). Часто микроамперметр используется как гальванометр — чувствительный индикатор наличия и направления тока в цепи. Такие приборы применяются в измерительной технике, лабораторных исследованиях, схемах автоматики.

¶Токоизмерительные клещи

Токоизмерительные клещи представляют собой трансформатор тока, разомкнутый магнитопровод которого охватывает проводник. Измерение производится бесконтактно, без разрыва цепи, что делает прибор незаменимым для измерения токов в действующих электроустановках. Клещи измеряют только переменный ток; для постоянного тока существуют модификации с датчиком Холла.

¶Применение

Амперметры применяются в электротехнике, электронике, промышленности и лабораторных исследованиях для контроля силы тока в цепях питания, электродвигателях, сварочных аппаратах, аккумуляторных батареях и других устройствах. В учебных целях амперметр является одним из базовых приборов для демонстрации законов электротехники, в частности закона Ома.

¶Отличие от вольтметра

Вольтметр измеряет напряжение и подключается параллельно участку цепи, а амперметр — последовательно. Внутреннее сопротивление вольтметра, наоборот, должно быть максимально большим, чтобы минимально влиять на измеряемую цепь.

¶История

Первые измерения силы тока проводились с помощью магнитных стрелок, отклонявшихся под действием тока в проводнике. В XIX веке были разработаны электромагнитные и электродинамические амперметры, а в XX веке — приборы на основе датчиков Холла и цифровые измерители.

¶Источники

• Паспорт и руководство по эксплуатации электроизмерительных приборов.
• Учебники по электротехнике и электрическим измерениям.
• ГОСТ на электроизмерительные приборы.