Ammeter werking en soorten ammeters

Inleiding van de Ammeter

Zoals we weten, wordt het woord "meter" geassocieerd met het meetsysteem. Een meter is een instrument dat een bepaalde hoeveelheid kan meten. Zoals we weten, is de eenheid voor stroom de Ampère. Ammeter betekent Ampèremeter, die de waarde in ampères meet. De ampère is de eenheid van stroom, dus een ammeter is een meter of een instrument dat stroom meet.

Werkingsprincipe van de Ammeter

Het belangrijkste werkingsprincipe van de ammeter is dat deze een zeer lage weerstand en ook een lage inductieve reactantie moet hebben. Waarom hebben we dit nodig? Kunnen we een ammeter niet parallel aansluiten? Het antwoord op deze vraag is dat het een zeer lage impedantie heeft, omdat er een zeer kleine hoeveelheid spanning over het apparaat moet vallen en dat het in serie verbonden moet zijn, omdat de stroom in een reeks-schakeling overal dezelfde is.

Ook door de zeer lage impedantie zal het vermogensverlies laag zijn en als het parallel wordt aangesloten, wordt het bijna een kortsluiting en zal de volledige stroom door de ammeter stromen, waardoor het instrument mogelijk kan verbranden. Daarom moet het in serie worden aangesloten. Voor een ideale ammeter moet de impedantie nul zijn, zodat er geen spanning over het apparaat valt en het vermogensverlies in het instrument nul is. Maar het ideale is in de praktijk niet haalbaar.

Classificatie of Soorten Ammeters

Afhankelijk van het constructieprincipe zijn er veel soorten ammeters, namelijk –

1. Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) ammeter.

2. Moving Iron (MI) Ammeter.

3. Elektrodynamometer type Ammeter.

4. Gelijkrichter type Ammeter.

Afhankelijk van de soort meting die we doen, hebben we –

1. DC Ammeter.

2. AC Ammeter.

DC Ammeters zijn voornamelijk PMMC instrumenten, MI kan zowel AC als DC stromen meten, ook elektrodynamometer type thermische instrumenten kunnen DC en AC meten, inductiemeters worden niet algemeen gebruikt voor de constructie van ammeters vanwege hun hogere kosten en onnauwkeurigheid in de meting.

Beschrijving van Verschillende Soorten Ammeters

PMMC Ammeter

Principe PMMC Ammeter:
Als een stroomvoerend geleider wordt geplaatst in een magnetisch veld, werkt er een mechanische kracht op de geleider, indien deze aan een bewegingssysteem is bevestigd, dan beweegt de wijzer over de schaal naarmate de spoel beweegt.
Uitleg: Zoals de naam al aangeeft, zijn er permanente magneten die in dit soort meetinstrumenten worden gebruikt. Het is vooral geschikt voor DC-meting, omdat hier de afwijking evenredig is met de stroom en als de richting van de stroom wordt omgekeerd, wordt ook de afwijking van de wijzer omgekeerd, daarom wordt het alleen voor DC-meting gebruikt. Dit type instrument wordt D'Arsonval-type instrument genoemd. Het heeft als groot voordeel een lineaire schaal, lage energieverbruik en hoge nauwkeurigheid. Het grote nadeel is dat alleen DC-grootheden gemeten kunnen worden, hogere kosten, enz.
Afwijkingstorenmoment,

Waarbij,
B = Fluxdichtheid in Wb/m².
i = Stroming door de spoel in Amp.
l = Lengte van de spoel in m.
b = Breedte van de spoel in m.
N = Aantal windingen in de spoel.
Uitbreiding van het bereik in een PMMC Ammeter:
Het lijkt nu wel buitengewoon dat we het meetbereik in dit type instrument kunnen uitbreiden. Velen van ons zullen denken dat we een nieuwe ammeter moeten kopen om hogere stroomhoeveelheden te meten, en ook velen van ons kunnen denken dat we de constructie-eigenschappen moeten veranderen om hogere stromen te kunnen meten, maar dat is niet nodig, we hoeven alleen maar een shunt weerstand parallel aan te sluiten en het bereik van dat instrument kan worden uitgebreid, dit is een eenvoudige oplossing die door het instrument wordt geboden.

In de figuur I = totale stroom in de schakeling in Amp.
Ish is de stroom door de shunt weerstand in Amp.
Rm is de ammeterweerstand in Ohm.

MI Ammeter

Het is een bewegend ijzer instrument, gebruikt voor zowel AC als DC, het kan voor beide gebruikt worden omdat de afwijking θ evenredig is met het kwadraat van de stroom, ongeacht de richting van de stroom, toont het een richtingafwijking, verder worden ze ingedeeld in twee manieren –

1. Aantrekkingssoort.

2. Afstotingssoort.

De torqueequatie is:
Waarbij,
I is de totale stroom in de schakeling in Amp.
L is de zelfinductie van de spoel in Henry.
θ is de afwijking in Radiaal.

1. Principe Aantrekkingstype MI Instrument:
   Als een ongemagnetiseerd zacht ijzer wordt geplaatst in een magnetisch veld, wordt het naar de spoel aangetrokken, als een bewegingssysteem is bevestigd en er stroom door de spoel gaat, creëert dit een magnetisch veld dat het ijzerstuk aantrekt en een afwijkingstorenmoment produceert, waardoor de wijzer over de schaal beweegt.

2. Principe Afstotingstype MI Instrument:
   Als twee ijzerstukken met dezelfde polariteit worden gemagnetiseerd door een stroom, treedt afstoting tussen hen op en produceert die afstoting een afwijkingstorenmoment waardoor de wijzer beweegt.
   De voordelen van MI-instrumenten zijn dat ze zowel AC als DC kunnen meten, goedkoop, lage wrijvingsfouten, robuust, enz. Ze worden vooral gebruikt voor AC-meting, omdat bij DC-meting de fout groter zal zijn vanwege hysterese.

Elektrodynamometer Type Ammeter

Dit kan zowel AC als DC-stromen meten. Nu zien we dat we PMMC- en MI-instrumenten hebben voor de meting van AC- en DC-stromen, er kan een vraag rijzen - "waarom hebben we een Elektrodynamometer Ammeter nodig? Als we de stroom ook nauwkeurig kunnen meten met andere instrumenten?". Het antwoord is dat elektrodynamometer instrumenten dezelfde kalibratie hebben voor zowel AC als DC, d.w.z. als het met DC is gekalibreerd, kunnen we zonder herkalibratie ook AC meten.

Principe Elektrodynamometer Type Ammeter:
Daar hebben we twee sporen, namelijk vast en beweeglijk. Als er stroom door de twee sporen gaat, blijft het in de nulpuntpositie vanwege de ontwikkeling van gelijke en tegengestelde momenten. Als op de een of andere manier de richting van één moment wordt omgekeerd, zoals de stroom in de spoel, wordt een unidirectioneel moment geproduceerd.
Voor een ammeter is de verbinding een seriesverbinding en φ = 0
Waarbij, φ is de fasehoek.

Waarbij,
I is de hoeveelheid stroom in de schakeling in Amp.
M = wederzijdse inductie van de spoel.
Zij hebben geen hysterese-fout, worden gebruikt voor zowel AC- als DC-meting, de belangrijkste nadelen zijn dat zij een lage moment/gewicht-verhouding hebben, hoge wrijvingsverliezen, duurder dan andere meetinstrumenten, enz.

Gelijkrichter Ammeter

Principe Gelijkrichter Ammeter:
Zij worden gebruikt voor AC-meting, die verbonden is met de secundaire zijde van een