Come funzionano gli amperometri?

Gli amperometri, o più semplicemente "amperometri", sono strumenti che misurano la corrente elettrica. Esistono due tipi di amperometri, quelli che utilizzano un tradizionale design ad ago analogico e i più recenti misuratori a stato solido con letture digitali. I misuratori di ogni tipo rispondono intrinsecamente alla corrente, o solo CC, ma con circuiti aggiuntivi può anche misurare la corrente alternata, o CA.

Misuratori analogici

Il cuore di un misuratore analogico è un galvanometro, uno strumento sensibile contenente una bobina di filo mobile collegata ai terminali di ingresso. La bobina produce un campo magnetico dalla corrente elettrica che la attraversa e questo campo magnetico reagisce con un secondo campo, solitamente da un magnete permanente nel misuratore. Una molla contrasta la coppia creata dall'interazione dei due campi magnetici. All'aumentare della corrente, la molla si allunga in proporzione alla corrente in ingresso e un ago attaccato alla bobina indica l'entità della corrente elettrica.

Gamma

Un galvanometro è molto sensibile, con un range utilizzabile di microampere fino a pochi milliampere. Per leggere valori di corrente più grandi, un amperometro analogico utilizza una combinazione di resistori in serie e in parallelo per espandere la gamma del galvanometro.

Misuratori digitali

I contatori digitali utilizzano l'elettronica a stato solido per misurare il flusso di corrente. I loro progetti consistono in un voltmetro digitale collegato attraverso uno shunt di corrente calibrato. Lo shunt ha una resistenza molto piccola e fa passare la stragrande maggioranza della corrente mentre il misuratore legge la piccola tensione ai suoi capi. La tensione è proporzionale alla corrente che attraversa lo shunt e il voltmetro utilizza un convertitore analogico-digitale e altri circuiti digitali per tradurre la tensione in un codice digitale che il misuratore può visualizzare come valore corrente.

Correnti AC

La direzione della deflessione della bobina in un galvanometro dipende dalla polarità della corrente applicata, quindi le correnti CA che invertono continuamente la direzione non verranno registrate. Affinché un misuratore di corrente possa leggere AC, deve avere un circuito a ponte raddrizzatore per convertire la corrente di ingresso in DC. Con questa aggiunta, la deflessione avviene sempre nella stessa direzione, indipendentemente dalla polarità della corrente applicata. Le letture del contatore digitale dipendono anche dalla direzione della corrente, quindi anche loro utilizzano raddrizzatori per leggere la corrente CA.

Misuratori a pinza

Gli amperometri di solito si collegano direttamente ai percorsi di corrente che misurano, ma alcuni misuratori hanno sonde a pinza che ti consentono di effettuare misurazioni senza interrompere il circuito che stai misurando. Un multimetro a pinza non è preciso come uno collegato a un circuito, ma può essere utile per misurazioni una tantum o dove i livelli di corrente o di tensione sono estremi. Alcune sonde a pinza utilizzano l'accoppiamento magnetico nel circuito di misurazione, quindi funzionano solo per correnti CA, mentre altre utilizzano sensori a effetto Hall che rispondono alle correnti CC.