Амперметр: принцип работы, виды и область применения

Амперметр предназначен для измерения величины тока в электрических цепях, выраженной в амперах. В основе его работы лежит простой принцип: инструмент позволяет наглядно увидеть мощность тока, потребляемого устройствами, подключенными к сети. Обычно амперметр подключают в цепь с нагрузкой, поэтому ток, протекающий через него, идентичен току, проходящему через любой другой элемент цепи, будь то нагреватель, мотор или лампочка.

В большинстве случаев, особенно в цепях с низким током и в сигнальных цепях, где внутреннее сопротивление устройства минимально и не влияет на общее сопротивление, применяется именно такая схема. Однако для измерения более значительных токов в схему амперметра обычно встраивается шунт. Это позволяет фиксировать только часть тока, пропорциональную отношению сопротивлений шунта и самого прибора.

Для переменного тока применяются амперметры с токовыми трансформаторами, что расширяет диапазон измерений. Так, модели с номинальным током в 5 А и установленным токовым трансформатором способны измерять ток до 5000 А. Выбор подходящего амперметра требует знаний о некоторых параметрах, включая тип тока (переменный или постоянный), диапазон измеряемых токов, допустимую погрешность измерений, предназначение устройства и условия его эксплуатации.

Разновидности амперметров

Выбор устройства начинается с определения его типа. Выделяют:

• аналоговые, или стрелочные амперметры, работающие на основе электромагнитного взаимодействия, исторически появившиеся первыми;
• цифровые амперметры, преобразующие аналоговый сигнал в цифровое значение силы тока.

Среди аналоговых моделей встречаются:

• магнитоэлектрические — отличаются высокой точностью и используются для измерения постоянного тока;
• электромагнитные — подходят для больших токов;
• электродинамические и ферродинамические — универсальны, применяются для постоянного и переменного тока, требуют защиты от помех;
• цифровые — более дорогие, обеспечивают точность измерений и удобство использования, но требуют стабильного источника питания.

Применение амперметров

Амперметры востребованы в самых разных областях, включая контроль за работой электрогенераторов, мониторинг потребления энергии в промышленных установках, настройку зарядных устройств для аккумуляторов, разработку и производство измерительной и лабораторной техники. Аналоговые модели часто используются в промышленности благодаря их доступности, надежности и простоте монтажа.

Цифровые амперметры, несмотря на более высокую стоимость и требования к источнику питания, обладают рядом преимуществ, включая точность измерений и удобство отображения данных. Это делает их незаменимыми в лабораторных условиях и при использовании в качестве составной части мультиметров.

При выборе амперметра важно учитывать ряд критериев, таких как стоимость прибора, его конструктивные особенности, простота интеграции в электрические панели или шкафы, минимальная погрешность измерений, а также способность работать в широком диапазоне температур и влажности. В большинстве случаев предпочтение отдается аналоговым моделям, благодаря их высокой надежности и возможности применения в различных сферах, включая промышленное производство и ремонт электроизмерительных устройств.