Cómo y qué mide un amperímetro

Las tres herramientas de medición esenciales para las cosas eléctricas: voltímetros, amperímetros y ohmímetros. Seguro que has utilizado estas herramientas, no una o dos, sino todas. Es imposible que un ingeniero eléctrico no tenga experiencia en estas cosas. Son básicamente fáciles de manejar y de fabricar, pero por ahora, vamos a centrarnos en los amperímetros. Por eso, vamos a aprender qué mide un amperímetro por ahora.

Un amperímetro es un dispositivo para medir la corriente en un circuito eléctrico o más exactamente, el flujo de electricidad. Como hemos leído en la explicación básica de un circuito eléctrico, la unidad de medida de la corriente eléctrica en Amperios, con el símbolo de «A».

Por lo tanto, el amperímetro o amperímetro es una herramienta para medir cuánto «Amperio» hay en el circuito. No tienes que extrañarte si encuentras el «amperímetro» porque la gente suele confundirlo.

Suena bastante parecido pero el correcto es «amperímetro». ¿Raro? Pero es lo que es. No es un error tan grave pero suena muy raro.

Qué es el amperímetro

La corriente eléctrica tiene la unidad SI de Amperio, de ahí que su herramienta de medición se denomine Amperímetro o simplemente Amperímetro. Aunque hay dos tipos de corriente: La corriente alterna y la corriente continua, el amperímetro no tiene problemas para medir ambas.

De esta breve explicación concluimos de la pregunta:

¿Qué mide un amperímetro?
El amperímetro se utiliza para medir la corriente eléctrica en el circuito eléctrico, medida por Amperios (A).

El amperímetro está diseñado utilizando una bobina móvil con una aguja movida por un galvanómetro. No lo confundas con un voltímetro al conectarlo con un circuito eléctrico. Debe conectar el amperímetro en serie con el elemento del circuito. Un amperímetro está diseñado para tener una resistencia muy baja en su interior.

¿Por qué?

Usando la Ley de Ohm donde I = V/R es obvio que necesitamos que la resistencia sea lo más baja posible porque no queremos cambiar el valor de la corriente. Imagina el esquema de abajo, el circuito tiene una fuente de tensión de 10-V y una resistencia de 2Ω. Añadiremos una resistencia de 0,5-Ω como resistencia del amperímetro.

Aunque el amperímetro tenga 0,5-Ω, afectará a la corriente del circuito. Se supone que la corriente dentro del circuito es de 10/2 = 5 A. El amperímetro de «resistencia de 0,5-Ω» hará que la corriente baje a 10/2,5 = 4 A.

Es un desperdicio, por supuesto.

Ahora entiendes por qué el amperímetro está diseñado para tener una resistencia muy pequeña lo más cercana a cero.

Para no afectar al valor de la corriente, el amperímetro utiliza una pequeña resistencia conectada en paralelo con el galvanómetro. El propósito de este diseño es hacer que toda la corriente fluya a través de la resistencia.

¿Por qué?

Tal y como aprendiste en electrónica básica, más corriente fluirá a través de una rama de menor resistencia.

El siguiente problema: ¿es el amperímetro una herramienta de medición digital? La respuesta es NO. Un amperímetro es una herramienta analógica. Puedes encontrar o utilizar el amperímetro «digital», pero eso no significa que el amperímetro funcione de forma digital. El amperímetro ni siquiera es mecánico. El amperímetro digital que utilices debe tener una pantalla digital (pantalla de 7 segmentos), pero es debido al convertidor.

El multímetro digital utiliza un ADC (convertidor analógico-digital) proporcionado por un microcontrolador que hace todo el cálculo y la visualización a través de una resistencia.

En realidad, un amperímetro tiene resistencia cero por lo que el amperímetro no cambiará ningún valor en el circuito. Pero como ya nos damos cuenta, la condición ideal sólo se da en el análisis matemático, no en el análisis práctico. Incluso un hilo conductor tiene una resistencia muy pequeña.

Hay que tener cuidado al utilizar el amperímetro. Como se ha dicho anteriormente, el amperímetro tiene que estar conectado en serie con la rama. Si conecta el amperímetro en paralelo, la corriente será muy alta (puede suponer un «cortocircuito») y fundirá el fusible, destruirá el amperímetro o incluso romperá los componentes del circuito.

Función del amperímetro

Galvanómetro y amperímetro

Un galvanómetro es capaz de detectar el valor y la dirección de la corriente en un circuito. Tal y como se ha indicado anteriormente, dispone de una aguja unida a la armadura, formada por bobinas. La pantalla está calibrada para leer los resultados de su movimiento.

Entonces, ¿cuál es la diferencia entre el galvanómetro y el amperímetro?

Si has visto el circuito de corriente continua más básico entonces te das cuenta de que la armadura puede ser movida por un conjunto de imanes mientras la armadura es energizada por la corriente eléctrica. El mismo concepto se puede utilizar para diferenciar entre galvanómetro y amperímetro:

El galvanómetro necesita un conjunto de imanes, mientras que el amperímetro no lo necesita.

La otra diferencia es que el galvanómetro sólo es capaz de medir corriente continua.

¿Te lo imaginas, verdad? Por qué no puede medir el valor de la corriente alterna? Como la CA tiene polaridad negativa, moverá el puntero en sentido contrario. Bastante complicado en mi opinión.

¿Entonces cómo mide el amperímetro la CA? Mientras que el amperímetro de corriente continua sigue utilizando el principio de la bobina móvil y el imán, el amperímetro de corriente alterna cuenta las piezas de hierro que se mueven en presencia de la fuerza electromagnética del cable de la bobina fija.

El símbolo del amperímetro tanto para corriente alterna como para corriente continua sigue siendo el mismo. Igual que un voltímetro pero en su lugar utilizamos la letra ‘A’. You may find it in the next section, how do we use an ammeter.

Shunt Resistance

There are two characteristics of a galvanometer:

• A very sensitive device even for a small change of electric current.
• Can’t measure high electric potential.

Since we should not change the electric current, we are only permitted to use a very small resistance. But how do we do it with a galvanometer?

We connect the resistor in a parallel with the galvanometer. Since it is a «parallel» connection, we may call it a shunt resistance. (Shunt = Parallel)

Remember what we have talked about above, the reason we put the ammeter in a series connection with the circuit? We will use the shunt resistance to draw all the current through it so that the galvanometer will only receive a very small current.

This way the galvanometer can measure much higher current. Of course, the shunt resistance will also protect the galvanometer at the same time.

How do we determine the value of the shunt resistance? Observe the equation below:

Where:

S = shunt resistance
G = resistance of the galvanometer
Ig = maximum current that can be passed through the galvanometer for full-scale deflection
I = the current to be measured

Because I is the current we measure, then the Ig is the only current permitted to pass through the galvanometer for full-scale deflection. And the rest current (I – Ig) have to flow through the shunt resistance.

We consider the G and S in parallel.

The effective resistance of the ammeter is expressed as:

How Does an Ammeter Work

The ammeter is designed to measure the electric current in a circuit.

¿Cómo funciona?

El amperímetro medirá la corriente que circula por un conjunto de bobinas con una resistencia y una reactancia inductiva muy bajas. La impedancia debe mantenerse en un número muy pequeño para que el amperímetro no cambie el valor de la corriente debido a su impedancia extra.

La imagen de arriba es un amperímetro de bobina móvil y solemos llamarlo amperímetro analógico. En su interior, hay imanes fijos que están diseñados para oponerse a la corriente eléctrica que fluye a través de él. Su puntero indicador es movido por una armadura, colocada en el centro del imán (similar a los simples motores de corriente continua). El puntero se coloca en un lugar fino con la escala y el número en la pantalla de visualización.

Lo más importante de cualquier herramienta de medición es que no deben cambiar los valores variables en el circuito. Está prohibido que el voltímetro, el amperímetro y el óhmetro cambien el voltaje, la corriente y la resistencia dentro del circuito.

Cómo y qué mide un amperímetro

Después de aprender qué es el amperímetro y el galvanómetro, vamos a ponerlos en práctica: cómo y qué mide un amperímetro.

Lo que debemos entender aquí son:

• Entender qué mide un amperímetro
• Saber utilizar un amperímetro para medir la corriente

Entender qué mide un amperímetro

Si estás leyendo este post apuesto a que has entendido qué es la corriente. Es difícil aprender un amperímetro si ni siquiera sabes lo que mide un amperímetro. Todo lo que necesitas leer antes puedes acceder a mi post sobre qué son las corrientes eléctricas. Resumen,

La corriente eléctrica es el cambio de carga en un periodo de tiempo, se mide en amperios (A) y una carga es una partícula atómica en un sistema eléctrico, se mide en culombios

No olvides conectar el amperímetro en serie con el circuito. Si por error lo conectas en paralelo, actuará como un cortocircuito.

Saber utilizar un amperímetro para medir la corriente

Por ejemplo, vamos a utilizar un sencillo circuito eléctrico de los que aparecen a continuación. Utilizaremos una fuente de tensión de 3V y un conjunto de 3 resistencias de 10-Ω de resistencia. Por la ley de Ohm, sabremos fácilmente que la corriente será de 1 Amperio. Como es fácil calcular un circuito que es muy simple, no necesitamos realmente un amperímetro.

¿Pero qué haremos si el circuito es complejo, con muchos componentes y una mezcla de la conexión serie-paralelo mientras no tenemos lujo de tiempo? Aquí tienen lugar las herramientas de medición.

De todos modos, analicemos el circuito de abajo:

Calculemos los i1, i2 e i3.

Para empezar, encontraremos las corrientes con la ley de Ohm básica primero para validar la lectura de las herramientas de medición después.

Para i1, como es la corriente en serie con una fuente de tensión, podemos asumirla como corriente total en el circuito. Para calcular la corriente total en el circuito, necesitamos calcular primero la resistencia total en el circuito.

And then the total resistance

The total current is

For i2 and i3 we can use current division. Since R2 and R3 have the same resistance, we will split the total current by 2. Hence,

i2 = 0.1A and i3 = 0.1 A

We have the current values here. Time to use a different approach with an ammeter.

How much resistance does an ammeter have? Let’s assume it has 0.01-Ω.

For i1, we will put an ammeter between the voltage source and R1. the circuit become:

Like what you have noticed, the i1 is 0.19998 A.It is very close to the 2 A if we use Ohm’s law. Why are they different? Because if we use mathematical methods, we assume that every component is in ideal condition. The ideal ammeter has zero inner resistance which is impossible in a practical way. The ammeter’s resistance of 0.01-Ω reduces the total current a little bit and we can ignore the difference.

Moving on to the i2 and i3,

We get 0.09999 A for i2 and i3 instead of 0.1 A. And again, we can ignore the differences.

Frequently Asked Questions