Princípio de Funcionamento do Amperímetro e Tipos de Amperímetro
Introdução ao Amperímetro
Como sabemos, a palavra "medidor" está associada ao sistema de medição. Um medidor é um instrumento que pode medir uma quantidade específica. Como sabemos, a unidade de corrente é o Ampère. Amperímetro significa amperímetro, que mede o valor em amperes. O ampère é a unidade de corrente, portanto, um amperímetro é um medidor ou instrumento que mede a corrente.
Princípio de Funcionamento do Amperímetro
O princípio principal do amperímetro é que ele deve ter uma resistência muito baixa e também reatância indutiva. Agora, por que precisamos disso? Não podemos conectar um amperímetro em paralelo? A resposta para esta pergunta é que ele tem uma impedância muito baixa, pois deve ter uma queda de tensão muito pequena e deve ser conectado em série, pois a corrente é a mesma no circuito em série.
Além disso, devido à baixa impedância, a perda de potência será baixa e, se for conectado em paralelo, torna-se quase um caminho curto-circuitado e toda a corrente fluirá através do amperímetro, resultando em alta corrente, o que pode fazer com que o instrumento queime. Portanto, por essa razão, deve ser conectado em série. Para um amperímetro ideal, ele deve ter zero impedância, para que tenha zero queda de tensão, de modo que a perda de potência no instrumento seja zero. Mas o ideal não é alcançável na prática.
Classificação ou Tipos de Amperímetro
Dependendo do princípio de construção, existem muitos tipos de amperímetros, que são principalmente –
Amperímetro de Bobina Móvel com Ímã Permanente (PMMC).
Amperímetro de Ferro Móvel (MI).
Amperímetro do Tipo Eletrodinamômetro.
Amperímetro do Tipo Retificador.
Dependendo dos tipos de medição que fazemos, temos-
Amperímetro DC.
Amperímetro AC.
Os Amperímetros DC são principalmente instrumentos PMMC, MI pode medir tanto correntes AC quanto DC, também os instrumentos do tipo eletrodinamômetro podem medir DC e AC, os medidores de indução geralmente não são usados para a construção de amperímetros devido ao seu custo mais alto e inacurácia na medição.
Descrição de Diferentes Tipos de Amperímetros
Amperímetro PMMC
Princípio do Amperímetro PMMC:
Quando um condutor carregado de corrente é colocado em um campo magnético, uma força mecânica atua no condutor, se estiver anexado a um sistema móvel, com o movimento da bobina, o ponteiro se move sobre a escala.
Explicação: Como o nome sugere, possui ímãs permanentes empregados neste tipo de instrumento de medição. É particularmente adequado para medição de corrente contínua, pois aqui a deflexão é proporcional à corrente e, portanto, se a direção da corrente for invertida, a deflexão do ponteiro também será invertida, então é usado apenas para medição de corrente contínua. Este tipo de instrumento é chamado de instrumento do tipo D'Arsonval. Ele tem a grande vantagem de ter uma escala linear, baixo consumo de energia, alta precisão. A principal desvantagem é medir apenas quantidade de corrente contínua, custo mais alto, etc.
Torque de deflexão,
Onde,
B = Densidade de fluxo em Wb/m².
i = Corrente fluindo pela bobina em Amp.
l = Comprimento da bobina em m.
b = Largura da bobina em m.
N = Número de espiras na bobina.
Extensão do Alcance em um Amperímetro PMMC:
Agora parece bastante extraordinário que possamos estender o alcance de medição neste tipo de instrumento. Muitos de nós pensarão que devemos comprar um novo amperímetro para medir uma maior quantidade de corrente e também muitos de nós podem pensar que temos que mudar as características construtivas para podermos medir correntes maiores, mas não há nada como isso, basta conectar uma resistência de derivação em paralelo e o alcance do instrumento pode ser estendido, esta é uma solução simples fornecida pelo instrumento.
Na figura I = corrente total fluindo no circuito em Amp.
Ish é a corrente através da resistência de derivação em Amp.
Rm é a resistência do amperímetro em Ohm.
Amperímetro MI
É um instrumento de ferro móvel, usado para AC e DC, pode ser usado para ambos porque a deflexão θ é proporcional ao quadrado da corrente, então, qualquer que seja a direção da corrente, mostra deflexão direcional, além disso, eles são classificados de duas maneiras adicionais-
Tipo de atração.
Tipo de repulsão.
Sua equação de torque é:
Onde,
I é a corrente total fluindo no circuito em Amp.
L é a indutância própria da bobina em Henry.
θ é a deflexão em Radianos.
Princípio do Instrumento MI de Atração:
Quando um ferro macio não magnetizado é colocado em um campo magnético, ele é atraído em direção à bobina, se um sistema móvel estiver anexado e a corrente passar pela bobina, cria um campo magnético que atrai a peça de ferro e cria um torque de deflexão, como resultado, o ponteiro se move sobre a escala.Princípio do Instrumento MI de Repulsão:
Quando duas peças de ferro são magnetizadas com a mesma polaridade, ocorre repulsão entre elas e essa repulsão produz um torque de deflexão, devido ao qual o ponteiro se move.
As vantagens dos instrumentos MI são que eles podem medir tanto AC quanto DC, são baratos, têm poucos erros de atrito, robustez, etc. São principalmente usados para medições de AC, pois nas medições de DC, o erro será maior devido à histerese.
Amperímetro do Tipo Eletrodinamômetro
Isso pode ser usado para medir tanto AC quanto DC. Agora, vemos que temos instrumentos PMMC e MI para a medição de correntes AC e DC, uma pergunta pode surgir – “por que precisamos de um Amperímetro Eletrodinamômetro? Se pudermos medir a corrente com precisão com outros instrumentos também?”. A resposta é que os instrumentos eletrodinamômetro têm a mesma calibração para AC e DC, ou seja, se forem calibrados com DC, também podemos medir AC sem recalibrar.
Princípio do Amperímetro do Tipo Eletrodinamômetro:
Existem duas bobinas, nomeadamente fixa e móvel. Se uma corrente for passada pelas duas bobinas, ela permanecerá na posição zero devido ao desenvolvimento de torques iguais e opostos. Se, de alguma forma, a direção de um torque for invertida, conforme a corrente na bobina é invertida, um torque unidirecional é produzido.
Para o amperímetro, a conexão é em série e φ = 0
Onde, φ é o ângulo de fase.
Onde,
I é a quantidade de corrente fluindo no circuito em Amp.
M = indutância mútua da bobina.
Eles não têm erro de histerese, são usados para medição de AC e DC, as principais desvantagens são que têm baixa relação torque/peso, alta perda de atrito, são mais caros que outros instrumentos de medição, etc.
Amperímetro Retificador
Princípio do Amperímetro Retificador:
São usados para medição de AC, que está conectado ao secundário de um transformador de corrente, a corrente secundária é muito menor que a primária e está conectada a um retificador de ponte para um amperímetro de bobina móvel.
Vantagens:
