Амперметр: принцип действия, разновидности и применение

Амперметр — это устройство, используемое для измерения силы тока в цепи, выраженной в амперах. Позволяет наглядно определить, какой ток потребляет нагрузка, подключенная к сети. Обычно амперметр подключают последовательно в цепь, чтобы через него протекал ток, равный току в любом другом элементе: лампе, двигателе или обогревателе.

На практике такая простая схема применяется в цепях с малым током и сигнальных линиях, где сопротивление самого прибора практически не влияет на общее. Однако для измерения больших токов, например, в амперметре на 10 А обычно предусмотрен встроенный шунт. В этом случае прибор отображает лишь часть общего тока, которая пропорционально распределяется между внутренним сопротивлением системы индикации и сопротивлением шунта.

В сетях переменного тока предел измерения может быть увеличен благодаря использованию трансформатора. Щитовые амперметры позволяют измерять ток в электрических цепях, обычно в диапазоне от нескольких единиц до тысяч ампер, если они подключены через трансформаторы. Щитовые модели часто используют на подстанциях, в промышленных установках и системах электроснабжения, где важен постоянный мониторинг электрических параметров. Поэтому для правильного выбора амперметра необходимо учитывать:

• тип электрического тока (переменный или постоянный);
• диапазон измеряемой силы тока;
• точность прибора или допустимую погрешность;
• назначение прибора для работы в определенной системе;
• условия окружающей среды, в которых планируется его использование.

Также важно разбираться в различных видах этих измерительных устройств.

Виды современных амперметров

Перед покупкой амперметра следует определиться с его разновидностью, из которых выделяют две основные:

• Аналоговые (стрелочные). Этот вид устройств был создан первым. Они отличаются конструктивно, но работают по принципу измерения электромагнитного взаимодействия проводников, через которые проходит ток.
• Цифровые. Современные приборы, работающие по принципу дискретизации аналогового напряжения на шунтирующем резисторе и преобразования его в значение силы тока встроенным преобразователем.

Аналоговые амперметры по конструктивным особенностям подразделяются:

• На магнитоэлектрические. Катушка, находящаяся в магнитном поле постоянного магнита, отклоняется, преодолевая сопротивление пружин. Угол отклонения пропорционален силе тока. Такие приборы отличаются высокой точностью и линейной шкалой, но подходят только для измерения постоянного тока.
• Электромагнитные амперметры. В этих приборах стрелка поворачивается благодаря сердечнику, установленному на оси, вместо катушки. Точность измерений у них ниже, но они подходят для определения силы как постоянного, так и переменного тока высокой величины.
• Электродинамические амперметры. Эти универсальные приборы измеряют силу как постоянного, так и переменного тока, используя силу взаимодействия между двумя катушками. При установке требуют тщательного экранирования от электромагнитных помех.
• Ферродинамические амперметры. Работают по принципу, похожему на электродинамические устройства, но менее подвержены электромагнитным помехам. Из-за высокой стоимости производства применяются в специализированных задачах.

На практике чаще всего используются аналоговые амперметры электромагнитного типа, так как они являются самыми доступными и универсальными. Примером такого прибора является амперметр ПрофКиП Э538М с точностью 0,5 %.

ПрофКиП Э538М амперметр (0 А - 5 А)

Цифровые амперметры для широкого применения используются реже из-за высокой стоимости, необходимости в отдельном источнике стабильного питания и чувствительности к колебаниям напряжения.

Сфера использования амперметров

Необходимость приобрести аналоговый амперметр в Москве может возникнуть при выполнении различных задач, среди которых:

• мониторинг режимов работы электрогенерирующих установок;
• измерение потребления мощности больших нагрузок в промышленности;
• установление оптимального тока для зарядки аккумуляторных батарей;
• изготовление контрольно-измерительного и лабораторного оборудования.

Сфера применения цифровых амперметров пока ограничена, и они стали широко использоваться в универсальных мультиметрах и лабораторных устройствах.

АВМ-4081 Настольный универсальный мультиметр. 4 1/2 разряда

Критерии выбора

К основным параметрам, которые следует учитывать при выборе этих приборов, относятся:

• доступность амперметра по разумной цене для серийного производства;
• надежная и проверенная конструкция;
• удобство установки в электрошкафы и стойки;
• минимальная погрешность измерений;
• широкий диапазон рабочих температур и уровня влажности.

Этим критериям, как правило, соответствуют стрелочные приборы, такие как амперметр ПрофКиП Э538М, который широко применяется для решения промышленных задач и в ремонте электроизмерительных устройств.