Амперметр

Из курса физики 8 класса известно, что электрический ток обладает рядом параметров. Основными являются напряжение и сила тока. Для их измерения существуют специальные приборы, одним из которых является амперметр. В данной статье мы поговорим о том, что измеряет амперметр, как он подключается к цепи, что означают его показания. Амперметр используется для измерения силы тока в амперах.

$$F= I |\overrightarrow B| Δl sin alpha$$

Таким образом, если рамку, подвешенную на пружинах, поместить в магнитное поле и пропустить по ней ток, то на рамку начнёт действовать сила Ампера, поворачивающая рамку на некоторый угол.

Подключение амперметра

Поскольку отклонение стрелки амперметра пропорционально току, проходящему по его рамке, амперметр включается в разрыв цепи так, чтобы весь исследуемый ток шёл через него. То есть при необходимости измерения тока электрическая цепь в нужной точке разрывается, и в образовавшийся разрыв подключаются клеммы амперметра. После измерения амперметр удаляется из цепи, а цепь вновь соединяется.

Шунтирование амперметра

Величина измерения силы тока, которая требуется в различных ситуациях, колеблется от долей микроампера до десятков и даже сотен килоампер.

Измерительная головка, как правило, изготавливается так, чтобы измерять минимально возможный ток. Ток полного её отклонения равен десяткам микроампер. Для измерения больших токов в амперметр практически всегда вводится добавочный элемент, называемый шунтом.

Если шунт присоединить параллельно амперметру, то часть тока, проходящего по данному участку цепи — будет по-прежнему двигаться через амперметр, а часть тока — пойдёт через шунт. Соотношение токов через амперметр и через шунт будет равно соотношению сопротивлений шунта и амперметра:

$${R_ш\over R_А}={I_A\over I_ш}={I_A\over I_{общ}-I_A}$$

где:

• $R_ш$ — сопротивление шунта;
• $R_А$ — сопротивление амперметра;
• $I_А$ — ток через амперметр;
• $I_ ш$ — ток через шунт;
• $ I_{общ}$ — общий измеряемый ток (сумма токов через шунт и амперметр).

Из данной формулы можно получить значение тока через амперметр, снабжённый шунтом:

$$I_A={R_ш\over R_А+R_ш}I_{общ}$$

То есть если сопротивление амперметра и шунта равны, то ток, идущий через амперметр, будет вдвое меньше общего тока.

Как правило, в реальных условиях сопротивление шунта берётся значительно меньше сопротивления измерительного прибора. Например, если сопротивление амперметра составляет 100 Ом, а сопротивление шунта — 0,1 Ома, то общий ток, измеряемый амперметром с шунтом, будет в 1000 раз больше, чем ток, идущий через амперметр. Иначе говоря, если такой амперметр покажет ток 100 мкА, это будет означать, что общий ток в цепи составляет 0,1 А.