Ampērmetrs

Ampērmetrs ir mērierīce, ar kuru mēra elektriskās strāvas stiprumu. Tā skala ir graduēta strāvas stipruma vienībās: ampēros (A), miliampēros (mA) vai mikroampēros (µA). Pirmā ampērmetra funkcionalitāte balstījās uz Zemes magnētisko lauku. 19. gadsimta beigās tika veikti uzlabojumi un ampērmetru varēja novietot jebkādā pozīcijā, un mērījumiem bija lielāka precizitāte.

Vēsturisks skolas demonstrācijas ampērmetrs

Ampērmetra apzīmējums elektriskā shēmā

Ampērmetra pievienošanas shēma

Agrākais ampērmetrs bija galvanometrs, kas izmantoja nekustīgu spoli un pastāvīgu magnētu. Spolē plūstošā mērāmā strāva pievelk magnētu, kas savienots ar rādītāju.

Strāvas mērīšanai ampērmetru elektriskajā ķēdē jāieslēdz virknē.

Vēsture

Sakarību starp elektrisko strāvu, magnētisko lauku un fizikāliem spēkiem norādīja Hanss Kristians Ersteds un 1820. gadā viņš novēroja sakarību, ka kompasa adata rāda ziemeļu virzienā.

Ampērmetru veidi

• Kustīgā spole
• Kustīgs magnēts
• Elektrodinamisks
• Kustīgā dzelzs
• Karstā vada
• Digitālais
• Integrētais

Mērvienības

Ampēri(A)	Miliampēri(mA)	Mikroampēri(µA)
$1$	$1\cdot 10^{3}$	$1\cdot 10^{6}$
$5$	$5\cdot 10^{3}$	$5\cdot 10^{6}$
$25$	$2,5\cdot 10^{4}$	$2,5\cdot 10^{7}$
$39$	$3,9\cdot 10^{4}$	$3,9\cdot 10^{7}$

Ampērmetra iedaļas vērtību $c$ (A/ied., ja ampērmetra mērvienība ir ampērs) aprēķina pēc formulas

$c={\frac {I_{AN}}{\alpha _{max}}}$,

kur $I_{AN}$ ir ampērmetra nominālā strāva, $\alpha _{max}$ ir ampērmetra pilnas skalas iedaļu skaits.

Ampērmetra pretestība

Virknē ieslēgtam ampērmetram piemīt noteikta pretestība $R_{A}$. Pēc Oma likuma ķēdes posmam spriegums uz ampērmetra spailēm $U_{A}=IR_{A}$, kur $I$ ir caur ampērmetru plūstošā strāva, kuras stiprums jāizmēra. Lai ampērmetrs būtiski nemainītu spriegumu visā strāvas kontūrā, $R_{A}$ salīdzinājumā ar ķēdes posma pretestību $R$ jābūt pēc iespējas mazai.

Skalas diapazona paplašināšana

Lai paplašinātu ampērmetra skalas diapazonu, mērot līdzstrāvu, ampērmetram paralēli pieslēdz rezistoru (šuntu). Ja ar ampērmetru izmērāmā maksimālā strāva ir $I_{A}$, bet jāizmēra strāva $I>I_{A}$, caur šuntu jāplūst $I_{S}=I-I_{A}$. Spriegums uz šuntu un ampērmetru ir vienāds: $U_{S}=U_{A}$ jeb $I_{A}R_{A}=I_{S}R_{S}$, tātad nepieciešamā šunta pretestība

$R_{S}={\frac {I_{A}R_{A}}{I-I_{A}}}$.

Ja ar ampērmetru jāizmēra $n={\frac {I}{I_{A}}}$ reizes stiprāka strāva, nekā paredz ampērmetra diapazons, nepieciešamā šunta pretestība

$R_{S}=R_{A}{\frac {1}{n-1}}$.

Ja šunts ir saskaņots ar mēraparātu, vienas iedaļas vērtību var aprēķināt pēc

$c={\frac {I_{SN}}{\alpha _{max}}}$,

kur $I_{SN}$ ir šunta nominālā strāva.

Lai paplašinātu ampērmetra skalas diapazonu, mērot maiņstrāvu, izmanto strāvmaini. Tad vienas iedaļas vērtību var aprēķināt pēc

$c={\frac {I_{AN}}{\alpha _{max}}}\cdot k_{I}$,

kur $k_{I}$ ir strāvmaiņa transformācijas koeficients.

Galerija

• 
  Ampērmetrs no vecās stacijas Ņujorkā.
• 
  Nullē centrētais ampērmetrs
• 
  Vecs kustīgā dzelzs ampērmetrs