Masurarea intensitatii curentului electric. Ampermetre analogice de c.c.

Masurarea intensitatii curentului electric. Ampermetre analogice de c.c.

Intensitatea curentului electric este definita drept cantitatea de electricitate ce trece in unitatea de timp print-o sectiune a unui circuit. Unitatea de masura este amperul, care este o unitate fundamentala in Sistemul International.

Intensitatea curentului electric din latura unui circuit se masoara cu ajutorul ampermetrelor, aparate ce se inseriaza in latura respectiva. Ca urmare a rezistentei interne R₀ a ampermetrului, curentul masurat de acesta I_m este mai mic decat curentul I care ar circula in lipsa ampermetrului (Fig.3.11).

Inainte de introducerea ampermetrului:

(3.19)

Dupa introducerea ampermetrului:

(3.20)

Fig.3.11. Montarea ampermetrului in circuit: a)-circuit fara ampermetru; b)-circuit cu ampermetru montat corect; c)- circuit cu ampermetru montat gresit

Ca urmare eroarea va fi afectata de o eroare, curentul masurat I_m fiind diferit (mai mic) decat curentul real I.

Eroarea absoluta este:

ΔI=I_m-I (3.21)

Iar eroarea relativa:

(3.22)

Se observa ca pentru ca eroarea sa fie cat mai mica, rezistenta interna a ampermetrului R₀ trebuie sa fie mult mai mica decat rezistenta totala a circuitului R_Total. Cu cat rezistenta ampermetrului este mai mica cu atat calitatea masurarii este mai buna.

Montarea in paralel a ampermetrului este o montare gresita, ducand la distrugerea aparatului (Fig.3.11.c).

Datorita rezistentei foarte mici a ampermetrului prin aparat va trece un curent cu o intensitate foarte mare:

(3.23)

Aplicatia 3.2.

Intr-un circuit alimentat cu o sursa de tensiune continua E=3V si care are rezistenta interna R_G=6Ω se monteaza un ampermetru cu rezistenta interna R₀=1Ω. Sa se determine eroarea relativa a masurarii. Dar daca ampermetru are R₀=0,1Ω?. Sa se determine valoare curentului prin ampermetru la montarea gresita, in paralel, a acestuia.

Orice ampermetru este construit pentru un anumit domeniu de masurare, caracterizat printr-un anumit curent nominal I₀ (maxim, la capat de scara) si are o rezistenta interna R₀. Daca este necesar sa se masoare un curent continuu cu o intensitate I>I₀, domeniul de masurare se poate extinde cu ajutorul unor dispozitive auxiliare numite sunturi.

Suntul este o rezistenta electrica, de valoare mica, care se monteaza in paralel cu ampermetru si prin care trece o parte a curentului de masurat.

Ampermetrele de laborator se realizeaza de obicei cu mai multe domenii de masurare prin prevederea de sunturi multiple comutabile ca in Fig.3.13.

Fig.3.13. Ampermetru cu sunt multiplu

(3.26)

Deci pentru un aparat dat, cu valorile I₀, R₀ cunoscute, fixand valorile I_K pentru cele cu domenii de masurare, rezulta valorile rezistentelor sunturilor.

Materialele din care se realizeaza sunturile sunt manganina si constantanul, caracterizate prin rezistivitati ridicate si coeficienti de variatie a rezistivitatii cu temperatura redusi. La o variatie a temperaturii, rezistenta suntului ramane practic neschimbata, in timp ce rezistenta bobinei mobile (din cupru) variaza. Pentru reducerea erorii de temperatura este necesara introducerea unor elemente de compensare.

Aplicatia 3.2

Sa se calculeze rezistentele suntului multiplu din Fig.3.14, cunoscand ca ampermetrul are curentul nominal I₀=100mA si rezistenta interna R₀=50.

Fig.3.14. Ampermetru de c.c cu trei domenii de masurare