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Das zur Strommessung am häufigsten verwendete Instrument ist das Amperemeter. Da die SI-Einheit zur Messung des elektrischen Stroms Ampere ist, wird das zur Messung des Stroms verwendete Instrument als Amperemeter bezeichnet.
Es gibt zwei Arten von elektrischem Strom: Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC). Der Gleichstrom fließt in eine Richtung, während der Wechselstrom in regelmäßigen Abständen die Stromrichtung ändert.
Amperemeter-Funktion
Amperemeter messen elektrischen Strom, indem sie den Strom durch eine Reihe von Spulen mit einem sehr geringen Widerstand und einer sehr geringen induktiven Reaktanz messen. Dies ermöglicht eine sehr niedrige Impedanz, die Kraft, die dem elektrischen Strom entgegenwirkt und es dem Strommesser ermöglicht, den Strom in einem Stromkreis genau zu messen, ohne durch den Strommesser selbst gestört oder verändert zu werden.
Bei Amperemeter mit beweglicher Spule resultiert die Bewegung aus den festen Magneten, die so eingestellt sind, dass sie dem Strom entgegenwirken. Das Uhrwerk dreht dann einen zentral angeordneten Anker, der an einem Zeigerblatt befestigt ist. Dieses Einstellrad befindet sich über einer abgestuften Skala, die dem Bediener anzeigt, wie viel Strom durch einen geschlossenen Stromkreis fließt.
Sie müssen ein Amperemeter in Reihe schalten, wenn Sie den Strom eines Stromkreises messen. Die niedrige Impedanz der Amperemeter bedeutet, dass sie nicht viel Strom verlieren. Wenn das Amperemeter parallel geschaltet wird, kann der Pfad kurzgeschlossen werden, sodass der gesamte Strom anstelle des Stromkreises durch das Amperemeter fließt.
Grundvoraussetzung für ein Messgerät ist, dass es die zu messende physikalische Größe nicht verändert. Beispielsweise sollte ein Amperemeter den ursprünglichen Strom nicht ändern. Dies ist aber in der Praxis nicht möglich. In einem Stromkreis ist der Anfangsstrom ich1 = E / R bevor Sie das Amperemeter anschließen. Angenommen, der Innenwiderstand der Zelle ist Null.
Amperemeter gegen Galvanometer
Galvanometer erfassen die Stärke und Richtung winziger Ströme in Schaltkreisen. Ein an der Spule befestigter Zeiger bewegt sich über eine Skala. Die Waage wird dann kalibriert, um den Strom in Ampere abzulesen.
Galvanometer benötigen ein Magnetfeld, während Amperemeter ohne Magnetfeld arbeiten können. Während ein Galvanometer viel präziser ist als ein Amperemeter, ist es nicht so genau. Dies bedeutet, dass Galvanometer sehr empfindlich auf kleine Stromänderungen reagieren können, aber dieser Strom kann immer noch weit vom tatsächlichen Wert entfernt sein.
Galvanometer können nur Gleichstrom messen, weil sie die Kraft des elektrischen Stroms in einem Magnetfeld benötigen, während Amperemeter sowohl Gleichstrom als auch Wechselstrom messen können. DC-Amperemeter verwenden das Moving-Coil-Prinzip, während AC-Amperemeter Änderungen der Bewegung eines Eisens bei Vorhandensein der elektromagnetischen Kraft eines festen Spulendrahtes messen.
Nebenschlusswiderstand
Durch Parallelschalten eines Galvanometers zu einem sehr kleinen Shunt-Widerstand kann der Strom durch den Shunt umgeleitet werden und nur ein sehr kleiner Strom fließt durch das Galvanometer. Auf diese Weise kann ein Galvanometer angepasst werden, um größere Ströme zu messen, als dies sonst möglich wäre. Der Shunt schützt das Galvanometer vor Beschädigung, indem er einen alternativen Pfad zum Stromfluss bereitstellt.
Sei G der Widerstand des Galvanometers und ichG Dies ist der maximale Strom, der zur vollständigen Ablenkung durch den Strom geleitet werden kann. Wenn ich der zu messende Strom bin, dann nur ein Teil ichG sollte durch G für volle Auslenkung und den verbleibenden Teil passieren (I - IG) sollte durch den Shunt passieren.
Der richtige Wert des Nebenschlusswiderstands S wird unter Berücksichtigung berechnet G und S parallel zu.
Deshalb, S = (IGG) / (I - IG)
Diese Gleichung gibt den Wert des Nebenschlusswiderstands an.
Der effektive Widerstand des Amperemeter wird wie folgt angegeben: Reff = -1= (GS) / (G + S)