Măsurarea Intensității Curentului

MĂSURAREA INTENSITĂŢII CURENTULUI. AMPERMETRE

Intensitatea curentului electric este definită drept cantitatea de electricitate ce trece în unitatea de timp printr-o secţiune a unui circuit. Unitatea de măsură, amperul, este o unitate fundamentală a sistemului SI. În general intensitatea curentului electric se măsoară prin metode cu citire directă, cu aparate indicatoare ce se numesc ampermetre.

Ampermetrele sunt aparate de măsurat a căror indicaţie depinde de intensitatea curentului electric ce trece prin ele:

Din caracteristica statică de funcţionare a aparatelor magneto-electrice,

se observă că aceste aparate pot fi folosite ca ampermetre. Ampermetrele magnetoelectrice vor fi numai de curent continuu, deoarece aparatele magnetoelectrice funcţionează în curent continuu.

MONTAREA AMPERMETRELOR ÎN CIRCUIT

Deoarece la ampermetre indicaţia depinde de intensitatea curentului ce le străbate, pentru a măsura intensitatea curentului într-un circuit este necesar ca ampermetrul să fie montat în serie în circuitul respectiv, pentru ca astfel curentul de măsurat să treacă prin aparat.

Orice circuit în care se măsoară intensitatea curentului poate fi redus la o schemă echivalentă care conţine o sursă de intensitate E si o rezistenţă R. În acest caz intensitatea curentului va fi:

După montarea ampermetrului, în circuit intervine în serie şi rezistenţa sa proprie ra, iar intensitatea curentului va deveni:

Ca urmare, măsurarea vaq fi afectată de o eroare sistematică de metodă.

Pentru ca la montarea ampermetrului într-un circuit funcţionarea circuitului să se modifice cât mai puţin, este necesar ca rezistenţa proprie a ampermetrului să fie mult mai mică decât rezistenţa circuitului, adică

ra < R

Concluzie: cu cât rezistenţa ampermetrului este mai mică decât rezistenţa circuitului, cu atât erorile datorate acestei rezistenţe sunt mai mici, deci calitatea măsurării este mai bună.

Important: la montarea greşită a ampermetrului, în paralel pe circuit, datorită rezistenţei foarte mici a acestuia, prin aparat va trece un curent cu o intensitate foarte mare:

Deoarece ra < R, rezultă I’2 > I, ceea ce duce la deteriorarea ampermetrului.

Deoarece montarea în paralel a ampermetrului duce la defectarea lui, aceasta se consideră o greşeală foarte gravă în tehnica măsurătorilor.

EXTINDEREA DOMENIULUI DE MĂSURARE LA AMPERMETRE

Orice aparat magnetoelectric este construit pentru un anumit domeniu de măsurare, caracterizat prin valoare intensităţii curentului Ia(valoarea de la capătul scării), şi are o rezistenţă proprie ra. Dacă este necesar să se măsoare un curent cu o intensitate I > Ia se poate extinde domeniul de măsurare cu ajutorul unor dispozitive auxiliare numite şunturi.

Şunturi este o rezistenţă electrică, de obicei de valoare mică, care se montează în paralel pe aparatul de măsurat şi prin care trece o parte din curentul de măsurat.

Pentru dimensionarea şunturilor se consideră circuitul din figura de mai jos. Notând cu I intensitatea curentului ce trece prin şunt şi, respectiv, rezistenţa şuntului, Ia şi ra intensitatea curentului ce trece prin aparat şi, respectiv rezistenţa aparatului, tensiunea între punctele a, b, va fi:

Aplicând prima lege a lui Kirchhoff în punctul a, se poate scrie:

I = Ia + Iş şi se poate deduce:

Relaţiile de mai sus permit dimensionarea şuntului atunci când se cunosc caracteristicile aparatului magnetoelectric(Ia şi ra) şi intensitatea I a curentului de măsurat.

Se mai poate scrie:

în care n indică de câte ori este mai mare curentul de măsurat faţă de curentul nominal şi se numeşte coeficient de multiplicare sau factor de şuntare.

Din relaţia:

se obţine: