Principio di funzionamento dell'ammetro e tipi di ammetro

Introduzione all'Amperometro

Come sappiamo, la parola "metro" è associata al sistema di misurazione. Un metro è uno strumento che può misurare una determinata quantità. Come sappiamo, l'unità di corrente è l'Ampere. Amperometro significa Ampere-metro, che misura il valore in Ampere. L'Ampere è l'unità di corrente, quindi un amperometro è uno strumento che misura la corrente.

Principio di funzionamento dell'Amperometro

Il principio fondamentale dell'amperometro è che deve avere una resistenza molto bassa e anche una reattività induttiva bassa. Ora, perché ne abbiamo bisogno? Non possiamo connettere un amperometro in parallelo? La risposta a questa domanda è che ha una impedenza molto bassa perché deve avere una caduta di tensione molto bassa e deve essere connesso in serie perché la corrente è la stessa nel circuito in serie.

Inoltre, a causa della sua impedenza molto bassa, la perdita di potenza sarà bassa e, se fosse connesso in parallelo, diventerebbe quasi un percorso a cortocircuito e tutta la corrente fluirebbe attraverso l'amperometro, risultando in una corrente elevata che potrebbe bruciare lo strumento. Pertanto, per questo motivo, deve essere connesso in serie. Per un amperometro ideale, dovrebbe avere un'impedenza zero in modo da avere una caduta di tensione zero, quindi la perdita di potenza nello strumento sarebbe zero. Ma l'ideale non è raggiungibile nella pratica.

Classificazione o Tipi di Amperometro

A seconda del principio costruttivo, esistono molti tipi di amperometro, principalmente –

1. Amperometro a Magnetico Permanente e Bobina Mobile (PMMC).

2. Amperometro a Ferro Mobile (MI).

3. Amperometro di tipo Elettrodinamometro.

4. Amperometro di tipo Raddrizzatore.

A seconda del tipo di misurazione, abbiamo-

1. Amperometro DC.

2. Amperometro AC.

Gli amperometri DC sono principalmente strumenti PMMC, gli strumenti MI possono misurare sia correnti AC che DC, anche gli strumenti elettrodinamometro termici possono misurare DC e AC, i contatori a induzione non vengono generalmente utilizzati per la costruzione di amperometri a causa del loro costo più elevato e dell'inaccuratezza nella misurazione.

Descrizione dei Diversi Tipi di Amperometri

Amperometro PMMC

Principio dell'Amperometro PMMC:
Quando un conduttore portatore di corrente è posto in un campo magnetico, una forza meccanica agisce sul conduttore, se esso è collegato a un sistema mobile, con il movimento della bobina, il puntatore si muove sulla scala.
Spiegazione: Come suggerisce il nome, dispone di magneti permanenti impiegati in questo tipo di strumenti di misura. È particolarmente adatto per le misurazioni DC poiché qui la deviazione è proporzionale alla corrente e, se la direzione della corrente viene invertita, la deviazione del puntatore verrà anch'essa invertita, quindi viene utilizzato solo per le misurazioni DC. Questo tipo di strumento è chiamato strumento di tipo D Arnsonval. Ha il grande vantaggio di avere una scala lineare, un consumo energetico ridotto, alta precisione. Il principale svantaggio è la possibilità di misurare solo grandezze DC, costo più elevato, ecc.
Coppia di deflessione,

Dove,
B = Densità di flusso in Wb/m².
i = Corrente che scorre nella bobina in Amp.
l = Lunghezza della bobina in m.
b = Larghezza della bobina in m.
N = Numero di spire nella bobina.
Estensione della Portata in un Amperometro PMMC:
Ora sembra piuttosto straordinario che possiamo estendere la portata di misurazione in questo tipo di strumento. Molti di noi penseranno che dobbiamo acquistare un nuovo amperometro per misurare una corrente maggiore e molti di noi potrebbero pensare che dobbiamo modificare le caratteristiche costruttive per poter misurare correnti più elevate, ma non c'è nulla di tutto ciò, dobbiamo semplicemente connettere una resistenza di scambio in parallelo e la portata dello strumento può essere estesa, questa è una soluzione semplice fornita dallo strumento.

Nella figura I = corrente totale che scorre nel circuito in Amp.
Ish è la corrente attraverso la resistenza di scambio in Amp.
Rm è la resistenza dell'amperometro in Ohm.

Amperometro MI

È uno strumento a ferro mobile, utilizzato sia per AC che per DC, può essere utilizzato per entrambi perché la deviazione θ è proporzionale al quadrato della corrente, quindi qualunque sia la direzione della corrente, mostra una deviazione direzionale, ulteriormente sono classificati in due modi aggiuntivi-

1. Tipo attrattivo.

2. Tipo repulsivo.

La sua equazione di coppia è:
Dove,
I è la corrente totale che scorre nel circuito in Amp.
L è l'autoinduttanza della bobina in Henry.
θ è la deviazione in Radianti.

1. Principio degli Strumenti MI di Tipo Attrattivo:
   Quando un pezzo di ferro morbido non magnetizzato viene posto in un campo magnetico, viene attratto verso la bobina, se un sistema mobile è collegato e una corrente scorre attraverso la bobina, crea un campo magnetico che attira il pezzo di ferro e crea una coppia di deflessione, come risultato del quale il puntatore si muove sulla scala.

2. Principio degli Strumenti MI di Tipo Repulsivo:
   Quando due pezzi di ferro sono magnetizzati con la stessa polarità facendo passare una corrente, si verifica una repulsione tra di loro e questa repulsione produce una coppia di deflessione a causa della quale il puntatore si muove.
   I vantaggi degli strumenti MI sono che possono misurare sia AC che DC, economici, bassi errori di attrito, robustezza, ecc. Vengono principalmente utilizzati per le misurazioni AC perché nelle misurazioni DC gli errori saranno maggiori a causa dell'isteresi.

Amperometro di Tipo Elettrodinamometro

Questo può essere utilizzato per misurare sia AC che DC. Ora vediamo che abbiamo strumenti PMMC e MI per la misurazione delle correnti AC e DC, potrebbe sorgere una domanda - “perché abbiamo bisogno di un amperometro elettrodinamometro? Se possiamo misurare la corrente accuratamente anche con altri strumenti?”. La risposta è che gli strumenti elettrodinamometro hanno la stessa taratura sia per AC che per DC, cioè, se è tarato con DC, senza tararlo possiamo misurare anche l'AC.

Principio dell'Amperometro di Tipo Elettrodinamometro:
Qui abbiamo due bobine, fissa e mobile. Se una corrente viene fatta passare attraverso entrambe le bobine, rimarrà nella posizione zero a causa dello sviluppo di coppie uguali e opposte. Se in qualche modo, la direzione di una coppia viene invertita mentre la corrente nella bobina si inverte, viene prodotta una coppia unidirezionale.
Per l'amperometro, la connessione è in serie e φ = 0
Dove, φ è l'angolo di fase.

Dove,
I è l'ammontare di corrente che scorre nel circuito in Amp.
M = mutua induttanza della bobina.
Non hanno errore di isteresi, vengono utilizzati per la misurazione sia di AC che di DC, i principali svantaggi sono che hanno un rapporto coppia/peso basso, alte perdite per attrito, costosi rispetto ad altri strumenti di misura, ecc.

Amperometro Raddrizzatore

Principio dell'Amperometro Raddrizzatore:
Vengono utilizzati per la misurazione AC, che è connessa alla secondaria di un trasformatore di corrente, la corrente secondaria è molto inferiore a quella primaria e connessa a un raddrizzatore a ponte a un amperometro a bobina mobile.

Vantaggi:

Supporto