Di S. Hussain Ather, aggiornato il 24 marzo 2022

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Introduzione

L'amperometro è lo strumento standard per misurare la corrente elettrica, la cui unità SI è l'ampere. Comprenderne il funzionamento è essenziale per un'analisi accurata del circuito.

Come funziona un amperometro

Gli amperometri determinano la corrente facendo passare il flusso attraverso una bobina con resistenza e reattanza induttiva molto bassa, creando un'impedenza minima. Questo design garantisce che lo strumento non disturbi il circuito che sta misurando.

In un amperometro a bobina mobile, la corrente genera un campo magnetico che si oppone al campo fisso prodotto dai magneti permanenti. La coppia risultante muove un'armatura calibrata su una scala, visualizzando la corrente in ampere.

Collegamento di un amperometro

Per misurare la corrente è necessario collegare un amperometro in serie al carico. La sua bassa resistenza interna fa sì che assorba una potenza trascurabile, preservando il funzionamento del circuito. Collegandolo in parallelo cortocircuiterebbe il circuito, reindirizzando la maggior parte della corrente attraverso il contatore.

Amperometro contro Galvanometro

Un galvanometro è un rilevatore sensibile in grado di rilevare minuscole correnti e la loro direzione. Si basa su un campo magnetico per convertire la corrente in uno spostamento meccanico. Sebbene sia estremamente preciso, la portata di un galvanometro è limitata e in genere misura solo la corrente continua (CC).

Gli amperometri estendono il principio del galvanometro. Gli amperometri CC utilizzano il metodo della bobina mobile, mentre gli amperometri CA misurano la deflessione causata dal campo magnetico variabile nel tempo che agisce su un pezzo di ferro. Di conseguenza, gli amperometri possono gestire sia corrente alternata che continua.

Resistenza di shunt – Estensione della portata

Per adattare un galvanometro a correnti maggiori, viene posizionato in parallelo con un piccolo resistore di shunt. Lo shunt devia la maggior parte della corrente lontano dal galvanometro, consentendone solo una frazione. Lo shunt protegge il galvanometro da danni e consente letture accurate di correnti elevate.

Lasciamo G essere la resistenza del galvanometro e I_g la corrente massima per la deflessione a fondo scala. Per una corrente totale I , la resistenza di shunt S viene calcolato come:

S = (Ig · G) / (I – Ig)

La resistenza effettiva dell'amperometro combinato è:

Reff = (G · S) / (G + S)

Concetti chiave

• La bassa impedenza di un amperometro riduce al minimo il suo impatto sul circuito misurato.
• Deve essere collegato in serie per ottenere letture di corrente accurate.
• I galvanometri costituiscono la base degli amperometri ma sono limitati a piccole correnti.
• I resistori di shunt estendono la portata di un galvanometro, consentendo la misurazione di grandi correnti.