Hoe en wat meet een ampèremeter

De drie essentiële meetinstrumenten voor elektrische dingen: voltmeters, ampèremeters, en ohmmeters. Je moet deze instrumenten hebben gebruikt, niet een of twee, maar allemaal. Het is ondenkbaar dat een elektrotechnicus geen ervaring heeft met deze dingen. Ze zijn in principe gemakkelijk te bedienen en te maken, maar laten we ons voor nu concentreren op de ampèremeters. Daarom zullen we nu leren wat een ampèremeter meet.

Een ampèremeter is een apparaat om de stroom in een elektrisch circuit te meten of preciezer, de stroom van elektriciteit. Zoals we hebben gelezen in de basisuitleg van een elektrische stroomkring, is de meeteenheid van elektrische stroom in Ampère, met het symbool van “A”.

Dus, de ampèremeter of amperemeter is een instrument om te meten hoeveel “Ampère” er in de stroomkring zit. Je hoeft je niet te verbazen als je de “ampèremeter” tegenkomt, want mensen hebben zich er vaak in vergist.

Het klinkt heel gelijkaardig, maar de juiste is “ampèremeter”. Raar? Maar het is wat het is. Het is niet zo erg fout maar het klinkt zo raar.

Wat is ampèremeter

De elektrische stroom heeft de SI-eenheid Ampère, vandaar dat het meetinstrument ampèremeter of kortweg ampèremeter wordt genoemd. Hoewel er twee soorten stroom zijn: Wisselstroom en Gelijkstroom, de ampèremeter heeft geen probleem met het meten van beide.

Uit deze korte uitleg concluderen we uit de vraag:

Wat meet een ampèremeter?
De ampèremeter wordt gebruikt om de elektrische stroom in het elektrische circuit te meten, gemeten in Ampère (A).

De ampèremeter is ontworpen met behulp van een bewegende spoel met een wijzer die wordt bewogen door een galvanometer. Verwar hem niet met een voltmeter wanneer u hem aansluit op een elektrisch circuit. U moet de ampèremeter in serie met het circuitelement aansluiten. Een ampèremeter is ontworpen om een zeer lage weerstand in zich te hebben.

Waarom?

Gebruik makend van de wet van Ohm waarbij I = V/R is het duidelijk dat we de weerstand zo laag mogelijk moeten hebben omdat we de stroomwaarde niet willen veranderen. Stel je het onderstaande schema voor, de schakeling heeft een spanningsbron van 10 V en een weerstand van 2Ω. We zullen een weerstand van 0,5Ω toevoegen als weerstand voor de ampèremeter.

Ook al heeft de ampèremeter 0,5-Ω, dan nog zal deze de stroom in de schakeling beïnvloeden. De stroom in het circuit wordt verondersteld 10/2 = 5 A te zijn. De “0.5-Ω weerstand” ampèremeter zal de stroom doen dalen tot 10/2.5 = 4 A.

Het is natuurlijk zonde.

Nu begrijp je waarom de ampèremeter is ontworpen om een zeer kleine weerstand te hebben, zo dicht mogelijk bij nul.

Om de stroomwaarde niet te beïnvloeden, gebruikt de ampèremeter een kleine weerstand die parallel is geschakeld met de galvanometer. Het doel van dit ontwerp is om alle stroom door de weerstand te laten lopen.

Waarom?

Net zoals je in de basiselektronica hebt geleerd, zal er meer stroom lopen door een tak met een kleinere weerstand.

Het volgende probleem: is een ampèremeter een digitaal meetinstrument? Het antwoord is NEE. Een ampèremeter is een analoog instrument. U kunt een “digitale” ampèremeter vinden of gebruiken, maar dat betekent niet dat de ampèremeter op een digitale manier wordt bediend. De ampèremeter is zelfs niet mechanisch. De digitale ampèremeter die je gebruikt moet wel een digitaal display hebben (7-segment display), maar dat komt door de converter.

De digitale multimeter maakt gebruik van een ADC (Analog-to-Digital Converter) die wordt aangeleverd door een microcontroller die alle berekeningen en de weergave doet via een weerstand.

Eigenlijk heeft een ampèremeter nul weerstand, zodat de ampèremeter geen enkele waarde in de schakeling zal veranderen. Maar zoals we reeds beseffen, komt de ideale toestand alleen voor in wiskundige analyse, niet in praktische analyse. Zelfs een geleidingsdraad heeft een zeer kleine weerstand.

Je moet voorzichtig zijn bij het gebruik van de ampèremeter. Zoals hierboven gezegd, moet de ampèremeter in serie worden aangesloten met de tak. Als u de ampèremeter parallel schakelt, zal de stroom zeer hoog zijn (kan worden verondersteld “kortgesloten” te zijn) en de zekering doen springen, de ampèremeter vernielen, of zelfs de circuitcomponenten breken.

Ammeter Functie

Galvanometer en ampèremeter

Een galvanometer is in staat om de waarde en richting van de stroom in een circuit te detecteren. Zoals hierboven vermeld, heeft het een wijzer die is bevestigd aan het anker, dat bestaat uit spoelen. Het display is gekalibreerd om de bewegingsresultaten af te lezen.

Wat is nu het verschil tussen de galvanometer en de ampèremeter?

Als je de meest elementaire gelijkstroomschakeling hebt gezien dan realiseer je je dat het anker kan worden bewogen door een stel magneten terwijl het anker wordt bekrachtigd door elektrische stroom. Hetzelfde concept kan worden gebruikt om onderscheid te maken tussen een galvanometer en een ampèremeter:

De galvanometer heeft een stel magneten nodig, terwijl de ampèremeter die niet nodig heeft.

Het andere verschil is dat de galvanometer alleen in staat is om gelijkstroom te meten.

Je kunt het je wel voorstellen toch? Waarom kan het geen ac waarde meten? Omdat de wisselstroom een negatieve polariteit heeft, zal het de wijzer in de tegenovergestelde richting bewegen. Nogal rommelig naar mijn mening.

Dus hoe meet de ampèremeter AC? Terwijl de gelijkstroom ampèremeter nog steeds het principe van de bewegende spoel en magneet gebruikt, telt de wisselstroom ampèremeter de stukjes ijzer die worden bewogen in aanwezigheid van de elektromagnetische kracht van vaste spoeldraad.

Het ampèremetersymbool voor zowel wisselstroom als gelijkstroom is nog steeds hetzelfde. Net als een voltmeter, maar in plaats daarvan gebruiken we de letter “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.

Hoe werkt het?

De ampèremeter meet de stroom die door een stel spoelen met een zeer lage weerstand en inductieve reactantie loopt. De impedantie moet zeer klein worden gehouden, zodat de ampèremeter de stroomwaarde niet verandert door de extra impedantie.

Het plaatje hierboven is een ampèremeter met bewegende spoelen en we noemen het vaak een analoge ampèremeter. Binnenin bevinden zich vaste magneten die zijn ontworpen om de elektrische stroom die er doorheen loopt tegen te werken. De wijzer wordt bewogen door een anker dat in het midden van de magneet is geplaatst (vergelijkbaar met de eenvoudige gelijkstroommotoren). De wijzer staat op een fijne plaats met de schaal en het getal in het beeldscherm.

Het belangrijkste van elk meetinstrument is dat het de variabele waarden in de stroomkring niet mag veranderen. De voltmeter, ampèremeter en ohmmeter mogen de spanning, stroom en weerstand in de stroomkring niet veranderen.

Hoe en wat meet een ampèremeter

Nadat we hebben geleerd wat ampèremeter en galvanometer zijn, laten we ze in de praktijk brengen: hoe en wat meet een ampèremeter.

Wat we verondersteld worden hier te begrijpen zijn:

• Wat meet een ampèremeter
• Weten hoe je een ampèremeter gebruikt om stroom te meten

Wat meet een ampèremeter

Als je dit bericht leest, heb je vast wel begrepen wat stroom is. Het is moeilijk om een ampèremeter te leren als je niet eens weet wat een ampèremeter meet. Alles wat je eerst moet lezen kan je vinden in mijn post over wat zijn elektrische stromen. Samenvatting,

Elektrische stroom is de verandering van lading in een tijdsperiode, gemeten in ampère (A) en een lading is een atomair deeltje in een elektrisch systeem, gemeten in coulombs

Vergeet niet de ampèremeter in serie met de stroomkring aan te sluiten. Als je hem per ongeluk parallel aansluit, werkt hij als een kortsluiting.

Weten hoe je een ampèremeter gebruikt om stroom te meten

Laten we als voorbeeld een eenvoudige elektrische schakeling hieronder gebruiken. We gebruiken een spanningsbron van 3V en een set van 3 weerstanden met een weerstand van 10-Ω. Uit de wet van Ohm kunnen we gemakkelijk afleiden dat de stroom 1 Ampère zal bedragen. Aangezien het gemakkelijk is een schakeling te berekenen die zeer eenvoudig is, hebben we niet echt een ampèremeter nodig.

Maar wat doen we als het een ingewikkelde schakeling is, met veel componenten en een mix van de serie-parallel schakeling terwijl we geen luxe van tijd hebben? De meetinstrumenten vinden hier plaats.

Hoe dan ook, laten we de onderstaande schakeling analyseren:

Laten we de i1, i2, en i3 berekenen.

Om te beginnen vinden we de stromen eerst met de basiswet van Ohm om later de aflezing van de meetinstrumenten te valideren.

Voor i1, aangezien dit de stroom in serie met een spanningsbron is, kunnen we aannemen dat dit de totale stroom in de schakeling is. Om de totale stroom in de schakeling te berekenen, moeten we eerst de totale weerstand in de schakeling berekenen.

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