Amperometro

Alcuni strumenti sono contatori da pannello, pensati per essere montati su una sorta di pannello di controllo. Di questi, il tipo piatto, orizzontale o verticale è spesso chiamato metro a spigolo.

Moving-coilEdit

Filo che trasporta corrente da misurare.
Molla che fornisce forza di ripristino
Questa illustrazione è concettuale; in un metro pratico, il nucleo di ferro è fermo e le molle a spirale anteriori e posteriori trasportano corrente alla bobina, che è supportata su una bobina rettangolare. Inoltre, i poli del magnete permanente sono archi di un cerchio.

Il galvanometro D’Arsonval è un amperometro a bobina mobile. Utilizza la deflessione magnetica, dove la corrente che passa attraverso una bobina posta nel campo magnetico di un magnete permanente fa muovere la bobina. La forma moderna di questo strumento è stato sviluppato da Edward Weston, e utilizza due molle a spirale per fornire la forza di ripristino. L’intercapedine d’aria uniforme tra il nucleo di ferro e i poli a magnete permanente rende la deflessione del misuratore linearmente proporzionale alla corrente. Questi metri hanno scale lineari. I movimenti di base del misuratore possono avere una deflessione su larga scala per correnti da circa 25 microamperi a 10 milliamperi.

Poiché il campo magnetico è polarizzato, l’ago del misuratore agisce in direzioni opposte per ogni direzione della corrente. Un amperometro DC è quindi sensibile al modo in cui è collegato; la maggior parte sono contrassegnati con un terminale positivo, ma alcuni hanno meccanismi centro-zero e possono visualizzare le correnti in entrambe le direzioni. Un misuratore a bobina mobile indica la media (media) di una corrente variabile attraverso di essa, che è zero per AC. Per questo motivo, i misuratori a bobina mobile sono utilizzabili direttamente solo per DC, non AC.

Questo tipo di movimento del misuratore è estremamente comune sia per gli amperometri che per altri metri derivati da essi, come voltmetri e ohmmetri.

Moving magnetEdit

Gli amperometri a magnete mobile funzionano essenzialmente sullo stesso principio della bobina mobile, tranne per il fatto che la bobina è montata nella custodia del misuratore e un magnete permanente sposta l’ago. Gli amperometri a magnete mobile sono in grado di trasportare correnti più grandi rispetto agli strumenti a bobina mobile, spesso diverse decine di ampere, perché la bobina può essere fatta di filo più spesso e la corrente non deve essere trasportata dalle molle. In effetti, alcuni amperometri di questo tipo non hanno affatto le molle dei capelli, invece usano un magnete permanente fisso per fornire la forza di ripristino.

elettrodinamica

Un amperometro elettrodinamico utilizza un elettromagnete al posto del magnete permanente del movimento d’Arsonval. Questo strumento può rispondere sia alla corrente alternata che a quella continua e indica anche il vero RMS per AC. Vedere Wattmetro per un uso alternativo per questo strumento.

Moving-ironEdit

Faccia di un amperometro in ferro mobile più vecchio con la sua caratteristica scala non lineare. Il simbolo amperometro in ferro mobile si trova nell’angolo in basso a sinistra della faccia del misuratore.

Gli amperometri in ferro mobile utilizzano un pezzo di ferro che si muove quando viene azionato dalla forza elettromagnetica di una bobina fissa di filo. Il misuratore di ferro mobile fu inventato dall’ingegnere austriaco Friedrich Drexler nel 1884. Questo tipo di misuratore risponde sia a correnti dirette che alternate (al contrario dell’amperometro a bobina mobile, che funziona solo su corrente continua). L’elemento in ferro è costituito da una paletta mobile collegata a un puntatore e da una paletta fissa, circondata da una bobina. Mentre la corrente alternata o continua scorre attraverso la bobina e induce un campo magnetico in entrambe le palette, le palette si respingono a vicenda e la pala mobile devia contro la forza di ripristino fornita dalle molle elicoidali fini. La deflessione di un metro di ferro mobile è proporzionale al quadrato della corrente. Di conseguenza, tali metri avrebbero normalmente una scala non lineare, ma le parti in ferro sono solitamente modificate in forma per rendere la scala abbastanza lineare sulla maggior parte del suo intervallo. Gli strumenti in ferro mobile indicano il valore RMS di qualsiasi forma d’onda CA applicata. Gli amperometri in ferro mobile sono comunemente usati per misurare la corrente nei circuiti CA a frequenza industriale.

Hot-wiredit

In un amperometro a filo caldo, una corrente passa attraverso un filo che si espande mentre si riscalda. Sebbene questi strumenti abbiano un tempo di risposta lento e una bassa precisione, a volte sono stati utilizzati per misurare la corrente a radiofrequenza. Questi misurano anche il vero RMS per un AC applicato.

DigitalEdit

Nello stesso modo in cui l’amperometro analogico ha costituito la base per un’ampia varietà di misuratori derivati, inclusi i voltmetri, il meccanismo di base per un misuratore digitale è un meccanismo voltmetro digitale e altri tipi di contatori sono costruiti attorno a questo.

I progetti di amperometri digitali utilizzano un resistore di shunt per produrre una tensione calibrata proporzionale alla corrente che scorre. Questa tensione viene quindi misurata da un voltmetro digitale, attraverso l’uso di un convertitore analogico-digitale (ADC); il display digitale è calibrato per visualizzare la corrente attraverso lo shunt. Tali strumenti sono spesso calibrati per indicare il valore RMS solo per un’onda sinusoidale, ma molti disegni indicheranno il vero valore RMS entro i limiti del fattore di cresta d’onda.

IntegratingEdit

Un misuratore di corrente integrato calibrato in Ampere-ore o carica

Esiste anche una gamma di dispositivi denominati amperometri integrati. In questi amperometri la corrente viene sommata nel tempo, dando come risultato il prodotto di corrente e tempo; che è proporzionale alla carica elettrica trasferita con quella corrente. Questi possono essere utilizzati per misurare l’energia (la carica deve essere moltiplicata per la tensione per dare energia) o per stimare la carica di una batteria o di un condensatore.

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