Comment et que mesure un ampèremètre

Les trois outils de mesure essentiels pour les choses électriques : les voltmètres, les ampèremètres et les ohmmètres. Vous avez forcément utilisé ces outils, pas un ou deux d’entre eux, mais tous. Il est impossible qu’un ingénieur électricien n’ait aucune expérience de ces outils. Ils sont fondamentalement faciles à utiliser et à fabriquer, mais pour l’instant, concentrons-nous sur les ampèremètres. Pour cette raison, nous allons apprendre ce que mesure un ampèremètre pour l’instant.

Un ampèremètre est un dispositif permettant de mesurer le courant dans un circuit électrique ou plus précisément, le flux d’électricité. Comme ce que nous avons lu dans l’explication de base d’un circuit électrique, l’unité de mesure du courant électrique en Ampères, avec le symbole de « A ».

Hence, l’ampèremètre ou l’ampèremètre est un outil pour mesurer combien d' »Ampère » dans le circuit. Vous n’avez pas à être surpris si vous trouvez l' »ampèremètre » parce que les gens l’ont souvent confondu.

Cela sonne assez similaire mais le bon est « ampèremètre ». Bizarre ? Mais c’est ce que c’est. Ce n’est pas si sérieusement faux mais ça sonne tellement bizarre.

Qu’est-ce qu’un ampèremètre

Le courant électrique a pour unité SI l’ampère, d’où son outil de mesure nommé ampèremètre ou simplement ampèremètre. Même s’il existe deux types de courant : Le courant alternatif et le courant continu, l’ampèremètre n’a aucun problème pour mesurer les deux.

De cette courte explication, nous concluons à la question :

Que mesure un ampèremètre ?
L’ampèremètre sert à mesurer le courant électrique dans le circuit électrique, mesuré en Ampère (A).

L’ampèremètre est conçu à l’aide d’une bobine mobile avec une aiguille déplacée par un galvanomètre. Ne le confondez pas avec un voltmètre lorsque vous le connectez à un circuit électrique. Vous devez connecter l’ampèremètre en série avec l’élément du circuit. Un ampèremètre est conçu pour avoir une très faible résistance à l’intérieur.

Pourquoi?

En utilisant la loi d’Ohm où I = V/R il est évident que nous avons besoin que la résistance soit la plus faible possible car nous ne voulons pas changer la valeur du courant. Imaginez le schéma ci-dessous, le circuit a une source de tension de 10-V et une résistance de 2-Ω. Nous allons ajouter une résistance de 0,5-Ω comme résistance de l’ampèremètre.

Même si l’ampèremètre a 0,5-Ω, il affectera quand même le courant dans le circuit. Le courant à l’intérieur du circuit est censé être de 10/2 = 5 A. L’ampèremètre « à résistance de 0,5-Ω » fera descendre le courant à 10/2,5 = 4 A.

C’est un gaspillage bien sûr.

Vous comprenez maintenant pourquoi l’ampèremètre est conçu pour avoir une très petite résistance aussi proche que possible de zéro.

Pour ne pas affecter la valeur du courant, l’ampèremètre utilise une petite résistance connectée en parallèle avec le galvanomètre. Cette conception a pour but de faire passer tout le courant par la résistance.

Pourquoi ?

Comme vous l’avez appris en électronique de base, plus de courant passera dans une branche de moindre résistance.

Le problème suivant : l’ampèremètre est-il un outil de mesure numérique ? La réponse est NON. Un ampèremètre est un outil analogique. Vous pouvez trouver ou utiliser l’ampèremètre « numérique », mais cela ne signifie pas que l’ampèremètre fonctionne de manière numérique. L’ampèremètre n’est même pas mécanique. L’ampèremètre numérique que vous utilisez doit avoir un affichage numérique (affichage à 7 segments), mais c’est à cause du convertisseur.

Le multimètre numérique utilise un ADC (Analog-to-Digital Converter) fourni par un microcontrôleur qui fait tout le calcul et l’affichage à travers une résistance.

Idéalement, un ampèremètre a une résistance nulle, donc l’ampèremètre ne changera aucune valeur dans le circuit. Mais comme nous l’avons déjà compris, la condition idéale n’existe que dans l’analyse mathématique, pas dans l’analyse pratique. Même un fil conducteur a une très petite résistance.

Vous devez être prudent lorsque vous utilisez l’ampèremètre. Comme indiqué ci-dessus, l’ampèremètre doit être connecté en série avec la branche. Si vous connectez l’ampèremètre en parallèle, le courant sera très élevé (on peut supposer qu’il y a « court-circuit ») et fera sauter le fusible, détruira l’ampèremètre, ou même cassera les composants du circuit.

Fonction de l’ampèremètre

Galvanomètre et ampèremètre

Un galvanomètre est capable de détecter la valeur et la direction du courant dans un circuit. Tout comme indiqué ci-dessus, il possède une aiguille fixée à l’armature, constituée de bobines. L’écran est calibré pour lire les résultats de son mouvement.

Alors, quelle est la différence entre le galvanomètre et l’ampèremètre ?

Si vous avez vu le circuit à courant continu le plus basique, alors vous vous rendez compte que l’armature peut être déplacée par un ensemble d’aimants tandis que l’armature est alimentée par un courant électrique. Le même concept peut être utilisé pour différencier le galvanomètre de l’ampèremètre:

Le galvanomètre a besoin d’un ensemble d’aimants, alors que l’ampèremètre n’en a pas besoin.

L’autre différence est que le galvanomètre est seulement capable de mesurer le courant continu.

Vous pouvez l’imaginer n’est-ce pas ? Pourquoi ne peut-il pas mesurer la valeur du courant alternatif ? Puisque le courant alternatif a une polarité négative, il va déplacer l’aiguille dans la direction opposée. Plutôt raté à mon avis.

Alors, comment l’ampèremètre mesure-t-il le courant alternatif ? Alors que l’ampèremètre à courant continu utilise toujours le principe de la bobine mobile et de l’aimant, l’ampèremètre à courant alternatif compte les morceaux de fer qui sont déplacés en présence de la force électromagnétique du fil de la bobine fixe.

Le symbole de l’ampèremètre pour le courant alternatif et le courant continu est toujours le même. Tout comme le voltmètre, mais nous utilisons la lettre  » A  » à la place. 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.

Comment fonctionne-t-il ?

L’ampèremètre va mesurer le courant qui circule dans un ensemble de bobines dont la résistance et la réactance inductive sont très faibles. L’impédance doit rester en très petit nombre pour que l’ampèremètre ne change pas la valeur du courant à cause de son impédance supplémentaire.

L’image ci-dessus est un ampèremètre à bobine mobile et nous l’appelons souvent un ampèremètre analogique. À l’intérieur, il y a des aimants fixes qui sont conçus pour s’opposer au courant électrique qui le traverse. Son aiguille indicatrice est déplacée par une armature, placée au centre de l’aimant (similaire aux simples moteurs à courant continu). Le pointeur est positionné à un endroit fin avec l’échelle et le nombre dans l’écran d’affichage.

La chose la plus importante de tout outil de mesure est qu’ils ne doivent pas changer les valeurs variables dans le circuit. Il est interdit au voltmètre, à l’ampèremètre et à l’ohmmètre de modifier la tension, le courant et la résistance à l’intérieur du circuit.

Comment et que mesure un ampèremètre

Après avoir appris ce qu’est un ampèremètre et un galvanomètre, mettons-les en pratique : comment et que mesure un ampèremètre.

Ce que nous sommes censés comprendre ici sont :

• Comprendre ce que mesure un ampèremètre
• Savoir comment utiliser un ampèremètre pour mesurer le courant

Comprendre ce que mesure un ampèremètre

Si vous lisez ce billet, je parie que vous avez compris ce qu’est le courant. Il est difficile d’apprendre un ampèremètre si vous ne savez même pas ce qu’est une mesure ampèremétrique. Tout ce que vous devez lire en premier lieu est accessible dans mon post sur ce que sont les courants électriques. Résumé,

Le courant électrique est le changement de charge dans une période de temps, mesuré en ampères (A) et une charge est une particule atomique dans un système électrique, mesurée en coulombs

N’oubliez pas de connecter l’ampèremètre en série avec le circuit. Si vous le connectez par erreur en parallèle, il agira comme un court-circuit.

Savoir comment utiliser un ampèremètre pour mesurer le courant

Par exemple, utilisons un circuit électrique simple ci-dessous. Nous allons utiliser une source de tension de 3V et un ensemble de 3 résistances de 10-Ω. D’après la loi d’Ohm, nous saurons facilement que le courant sera de 1 Ampère. Comme il est facile de calculer un circuit qui est très simple, nous n’avons pas vraiment besoin d’un ampèremètre.

Mais que ferons-nous si le circuit est complexe, avec beaucoup de composants et un mélange de la connexion série-parallèle alors que nous n’avons pas le luxe du temps ? Les outils de mesure prennent place ici.

En tout cas, analysons le circuit ci-dessous :

Calculons les i1, i2 et i3.

Pour un début, nous allons trouver les courants avec la loi d’Ohm de base d’abord pour valider la lecture des outils de mesure plus tard.

Pour i1, puisqu’il s’agit du courant en série avec une source de tension, nous pouvons le supposer comme courant total dans le circuit. Pour calculer le courant total dans le circuit, nous devons d’abord calculer la résistance totale du circuit.

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