Amperímetro: ¿Qué es? Cómo funciona, principios, tipos y más

Introducción al Amperímetro

Como sabemos, la palabra «metro» está asociada con el sistema de medición. El medidor es un instrumento que puede medir una cantidad particular. Como sabemos, la unidad de corriente es Amperio. Amperímetro significa amperímetro que mide el valor de amperios. Ampere es la unidad de corriente, por lo que un amperímetro es un medidor o que mide la corriente.

Principio de funcionamiento del amperímetro

El principio principal del amperímetro es que debe tener una resistencia muy baja y también reactancia inductiva. Ahora, ¿por qué necesitamos esto? ¿No podemos conectar un amperímetro en paralelo? La respuesta a esta pregunta es que tiene una impedancia muy baja porque debe tener una caída de voltaje muy baja a través de ella y debe conectarse en conexión en serie porque la corriente es la misma en el circuito en serie.

Además, debido a una impedancia muy baja, la pérdida de potencia será baja y, si está conectada en paralelo, se convierte casi en una trayectoria en cortocircuito y toda la corriente fluirá a través del amperímetro como resultado de la alta corriente que el instrumento puede quemar. Por esta razón, debe estar conectado en serie. Para un amperímetro ideal, debe tener una impedancia cero, de modo que tenga una caída de voltaje cero a través de él, de modo que la pérdida de potencia en el medidor sea cero. Pero el ideal no se puede lograr en la práctica.

¿Qué es un amperímetro?

Definición: El medidor utilizado para medir la corriente se conoce como amperímetro. La corriente es el flujo de electrones cuya unidad es amperio. Por lo tanto, el instrumento que mide los flujos de corriente en amperios se conoce como amperímetro.

El amperímetro ideal tiene resistencia interna cero. Pero prácticamente el amperímetro tiene una pequeña resistencia interna. El rango de medición del amperímetro depende del valor de resistencia.

El alfabeto de mayúsculas A representa el amperímetro en el circuito.

Conexión del Amperímetro en el Circuito

El amperímetro está conectado en serie con el circuito de modo que los electrones enteros de la corriente de medición pasen a través del amperímetro. La pérdida de potencia ocurre en el amperímetro debido a la corriente mensurando y su resistencia interna. El circuito del amperímetro tiene baja resistencia, de modo que la pequeña caída de voltaje ocurre en el circuito.

La resistencia del amperímetro se mantiene baja debido a las dos razones.

  1. Toda la corriente de mensurando pasa a través del amperímetro.
  2. La baja caída de voltaje ocurre a través del amperímetro.

Tipos de Amperímetro

La clasificación del amperímetro depende de su diseño y del tipo de corriente que fluya a través del amperímetro. Los siguientes son los tipos de un amperímetro con respecto a la construcción.

  1. Amperímetro de bobina móvil permanente.
  2. Amperímetro de hierro en movimiento (MI).
  3. Amperímetro electrodinamómetro.
  4. Rectificador tipo amperímetro.

Por la corriente, el amperímetro se clasifica en dos tipos.

  • Amperímetro AC
  • Amperímetro DC
  1. Amperímetro PMMC: en el instrumento PMMC, el conductor se coloca entre el polo del imán permanente. Cuando la corriente fluye a través de la bobina, comienza a desviarse. La deflexión de la bobina depende de la magnitud de la corriente que fluye a través de ella. El amperímetro PMMC utilizado solo para la medición de la corriente continua.
  2. Amperímetro de bobina móvil (MI): el amperímetro MI mide tanto la corriente alterna como la directa. En este tipo de amperímetro, la bobina se mueve libremente entre los polos de un imán permanente. Cuando la corriente pasa a través de la bobina, comienza a desviarse en un cierto ángulo. La deflexión de la bobina es proporcional a la corriente que pasa a través de la bobina.
  3. Amperímetro electrodinámico: se utiliza para la medición de CA y CC. La precisión del instrumento es alta en comparación con el PMMC y MI. La calibración del instrumento es la misma tanto para CA como para CC, es decir, si DC calibra el instrumento sin volver a calibrar, se utiliza para la medición de CA.
  4. Amperímetro rectificador: se utiliza para medir la corriente alterna. Los artefactos que usan el rectificador que convierte la dirección de la corriente y la pasa al PMMC. Tal tipo de artefacto se usa para medir la corriente en el circuito de comunicación.

El medidor que mide la corriente continua se conoce como el amperímetro de corriente continua y el amperímetro que mide la corriente alterna se conoce como el amperímetro de CA.

Descripción de los diferentes tipos de amperímetros

PMMC amperímetro

Principio PMMC Amperímetro:

Cuando el conductor de corriente está colocado en un campo magnético, una fuerza mecánica actúa sobre el conductor, si está conectado a un sistema en movimiento, con el movimiento de la bobina, el puntero se mueve sobre la escala.

Explicación: como su nombre indica, tiene imanes permanentes que se emplean en este tipo de instrumentos de medición. Es particularmente adecuado para la medición de CC porque aquí la desviación es proporcional a la corriente y, por lo tanto, si se invierte la dirección de la corriente, la desviación del puntero también se invertirá, por lo que se utiliza solo para la medición de CC. Este tipo de instrumento se llama D Arnsonval en honor a Arsène d’Arsonval. Tiene una gran ventaja de tener escala lineal, bajo consumo de energía, alta precisión. Gran desventaja de ser medido solo cantidad de CD, mayor costo, etc.

Par de desviación,

Dónde,

B = Densidad de flujo en Wb / m².

i = Corriente que fluye a través de la bobina en Amp.

l = Longitud de la bobina en m.

b = Anchura de la bobina en m.

N = Nº de vueltas en la bobina.

Ampliación de rango en un amperímetro de PMMC:

Ahora parece bastante extraordinario que podamos ampliar el rango de medición en este tipo de instrumentos. Muchos de nosotros pensamos que debemos comprar un nuevo amperímetro para medir una mayor cantidad de corriente y también muchos de nosotros podemos pensar que tenemos que cambiar la característica de construcción para poder medir corrientes más altas, pero no hay nada de eso, solo tenemos para conectar una resistencia de derivación en paralelo y la gama de ese artefactose puede ampliar, esta es una solución simple proporcionada por el instrumento.

En la figura I = corriente total que fluye en el circuito en Amp.

Ish es la corriente a través de la resistencia de derivación en Amp.

Rm es la resistencia del amperímetro en Ohm.

 

Amperímetro MI

Es un instrumento de hierro en movimiento, utilizado tanto para CA como para CC. Se puede usar tanto para la desviación square cuadrado proporcional de la corriente, de modo que cualquiera que sea la dirección de la corriente, muestra la desviación direccional, además, se clasifican de dos maneras más:

  • Tipo de atracción
  • Tipo de repulsión

 

Su ecuación de torque es:

Dónde,

I es la corriente total que fluye en el circuito en Amp.

L es la autoinducción de la bobina en Henry.

θ es la desviación en Radian.

Tipo de atracción Principio de instrumento MI:

Cuando un hierro blando no magnetizado se coloca en el campo magnético, se atrae hacia la bobina, si un sistema móvil conectado y la corriente pasa a través de una bobina, crea un campo magnético que atrae la pieza de hierro y crea un torque de desviación como resultado de lo cual puntero se mueve sobre la escala.

Repulsión tipo MI Principio de instrumento:

Cuando dos piezas de hierro se magnetizan con la misma polaridad al pasar una corriente, se produce una repulsión entre ellas y esa repulsión produce un par de desviación debido al movimiento del puntero.

Las ventajas de los instrumentos de MI son que pueden medir tanto CA como CC, errores baratos, de baja fricción, robustez, etc. Se utiliza principalmente en la medición de CA porque en la medición de CC el error será más debido a la histéresis.

Tipo de electrodinametro amperímetro

Esto se puede usar para medir ambas corrientes de CA y CC. Ahora vemos que tenemos PMMC e instrumento de MI para la medición de corrientes de CA y CC, puede surgir una pregunta: «¿por qué necesitamos un amperímetro de electrodinómetro? ¿Si también podemos medir la corriente con precisión con otro instrumento?«. La respuesta es que los instrumentos electrodinamétricos tienen la misma calibración tanto para CA como para CC, es decir, si se calibran con CC, también, sin calibrar, podemos medir la CA.

Principio de electrodinamómetro tipo amperímetro:

Allí tenemos dos bobinas, a saber, bobinas fijas y móviles. Si una corriente pasa a través de dos bobinas, permanecerá en la posición cero debido al desarrollo de un par igual y opuesto. Si de alguna manera, la dirección de un par se invierte a medida que se invierte la corriente en la bobina, se produce un par unidireccional.

Para el amperímetro, la conexión es una serie uno y φ = 0

Donde, φ es el ángulo de fase.

Dónde,

I es la cantidad de corriente que fluye en el circuito en Amp.

M = Inductancia mutua de la bobina.

No tienen error de histéresis, se utilizan tanto para la medición de CA como para la de CC, las principales desventajas son que tienen una baja relación de par de torsión / peso, alta pérdida por fricción, más caras que otros aparatos de medición, etc.

Amperímetro rectificador

Principio de amperímetro rectificador:

Se utilizan para la medición de CA que está conectada al secundario de un transformador de corriente, la corriente secundaria es mucho menor que la primaria y está conectada con un puente rectificador a un amperímetro de bobina móvil.

Ventajas:

  • Puede ser utilizado en alta frecuencia también.
  • Escala uniforme para la mayoría de los rangos.

Desventajas

  • Las desventajas son errores debido a la disminución de la temperatura en la sensibilidad en la operación de CA.

Usos para los Amperímetros

Los amperímetros tienen varias aplicaciones donde se pueden usar para leer corriente alterna, así como corriente continua. Los amperímetros se pueden encontrar en automóviles, donde miden la electricidad de CC. Los amperímetros y voltímetros a menudo se fabrican como un solo instrumento, que muestra digitalmente las mediciones de corriente con un alto grado de precisión.

Desviación de Amperímetro

La corriente de alto valor pasa directamente a través del amperímetro que daña su circuito interno. Para eliminar este problema, la resistencia de derivación se conecta en paralelo con el amperímetro.

Si la gran corriente de medición pasa a través del circuito, la mayor parte de la corriente pasa a través de la resistencia de derivación. La resistencia de derivación no afectará el funcionamiento del amperímetro, es decir, el movimiento de la bobina permanece igual.

Efecto de la temperatura en el amperímetro

El amperímetro es un dispositivo sensible que se ve afectado fácilmente por la temperatura ambiente. La variación en la temperatura causa el error en la lectura. Esto puede reducir la resistencia al vaciado. La resistencia que tiene un coeficiente de temperatura cero se conoce como resistencia al hundimiento. Se conecta en serie con el amperímetro. La resistencia al hundimiento reduce el efecto de la temperatura en el medidor.

El amperímetro tiene el fusible incorporado que protege el amperímetro de la corriente intensa. Si la corriente sustancial fluye a través del amperímetro, el fusible se romperá. El amperímetro no puede medir la corriente hasta que la nueva no reemplace el fusible.

¿Para qué sirven los amperímetros?

Los amperímetros se utilizan para medir la corriente de electricidad en amperios. Nombrado en honor al científico francés Andre-Marie Ampere, los amperios son una unidad de medida para determinar la cantidad de electricidad que se mueve a través de un circuito. La Ley de Ampere básicamente establece que el campo magnético dentro de un circuito cerrado, o circuito, es proporcional a la corriente eléctrica en ese circuito. Los amperímetros utilizados para medir corrientes más pequeñas tienen diferentes nombres. Aquellos que miden miliamperios se llaman miliamperímetros. Aquellos que miden las corrientes en el rango de microamperios se llaman microamperios.

En los amperímetros de bobina móvil, este movimiento es el resultado de los imanes fijos opuestos a la corriente. El movimiento luego gira una armadura ubicada en el centro que está unida a un dial indicador. Este dial se establece sobre una escala graduada que le permite al operador saber cuánta corriente se está moviendo a través de un circuito cerrado.