Amperímetro

Um amperímetro é um dispositivo para medir a força de uma corrente elétrica em um circuito . A unidade de medição da intensidade é a amperagem , o símbolo  : Uma .

Tipos de amperímetros

Amperímetros analógicos

Existem vários tipos principais:

• o amperímetro analógico mais comum é magnetoelétrico , ele usa um galvanômetro de estrutura móvel. Ele mede o valor médio da corrente que flui por ele. Para medições em corrente alternada , uma ponte retificadora para diodo é usada para retificar a corrente, mas este método não permite medir com precisão essas correntes senoidais;

• O ferromagnico (ou ferromagnético) amperímetro utiliza duas moles de ferro pás no interior de uma bobina. Um dos paletes é fixo, o outro é montado em um pivô. Quando a corrente passa pela bobina, as duas palhetas se magnetizam e se repelem, independentemente da direção da corrente. Portanto, este amperímetro não está polarizado (não indica valores negativos). Sua precisão e linearidade são menos boas que as do amperímetro magnetoelétrico, mas permite medir o valor rms de corrente alternada de qualquer forma (mas de baixa frequência <1  kHz );
• o amperímetro térmico é feito de um fio resistente no qual flui a corrente a ser medida. Este fio esquenta pelo efeito Joule , seu comprimento varia em função da temperatura, fazendo com que gire a agulha à qual está fixada. O amperímetro térmico não é polarizado. Não é influenciado pelos campos magnéticos circundantes, suas indicações são independentes da forma (alternada ou direta de qualquer forma) e da frequência da corrente. Portanto, ele pode ser usado para medir o valor eficaz de correntes alternadas até frequências muito altas . Muitas vezes incorpora compensação de temperatura destinada a manter sua precisão apesar das variações na temperatura ambiente.

Os amperímetros analógicos estão cada vez mais sendo substituídos por amperímetros digitais. No entanto, na prática, a observação de sua agulha pode fornecer informações visuais rápidas sobre as variações na corrente medida que o display digital apenas dá com dificuldade.

Amperímetro digital

Na verdade, é um voltímetro digital que mede a tensão produzida pela corrente a ser medida em um resistor (chamado de shunt ). O valor do shunt depende do calibre usado. Aplicando a lei de Ohm , a tensão medida U é convertida, em função do valor conhecido da resistência R do shunt, em um valor A correspondente à corrente.

Amperímetros especiais

Existem amperímetros específicos:

• o alicate de corrente alternada é uma espécie de transformador elétrico , o primário é constituído pelo condutor do qual se deseja conhecer a corrente e o secundário por um enrolamento em um circuito magnético formado pelas duas garras do alicate. É usado para medir altas correntes alternadas sem inserir nada no circuito. Não pode medir correntes diretas;
• o alicate amperímetro com sensor de efeito Hall permite medir qualquer corrente (alternada ou direta) e de alta intensidade sem se inserir no circuito ou interrompê-lo. O grampo é composto por um circuito magnético (um transformador de corrente) que se fecha em um chip semicondutor. Este pellet será submetido à indução gerada pelo fio (corrente a ser medida). A indução é medida porque tem a vantagem de existir qualquer que seja o tipo de corrente. O chip semicondutor é submetido a uma corrente perpendicular à indução que passa por ele. Tudo isso para causar, graças à força de Lorentz, um deslocamento de carga no pellet que causará uma diferença de potencial proporcional ao campo e, portanto, à corrente, um sistema de realimentação exige que o transformador opere em fluxo zero e c ' é a corrente canceladora de fluxo que, convertida em tensão por meio de um conversor amplificador operacional , dá na saída uma tensão que é a imagem da corrente medida;
• os amperímetros de fibra óptica  : são usados ​​no campo de EHV (extra alta tensão), grandes correntes e quando a largura de banda dos sensores Hall é insuficiente (estudo de transientes violentos, aqueles para os quais o di / dt é superior a 108  A / s ) Essa técnica de medição usa o efeito Faraday  : o plano de polarização da luz no vidro gira sob o efeito de um campo magnético axial. Este efeito não depende da direção de propagação da luz, mas depende da intensidade;
• os amperímetros de efeito Néel são capazes de medir correntes diretas e alternadas, com alta precisão, seja para correntes fortes ou fracas. Esses sensores consistem em várias bobinas e núcleos feitos de um material compósito nanoestruturado exibindo propriedades superparamagnéticas , daí a ausência de remanência magnética em uma ampla faixa de temperatura. Uma bobina de excitação permite detectar a presença de corrente graças à modulação por efeito Néel . Uma bobina de feedback é usada para fornecer a corrente de medição, que é diretamente proporcional à corrente primária e à razão do número de espiras primário / secundário. O sensor de corrente de efeito Néel, portanto, se comporta como um transformador de corrente simples, linear e preciso.

Usando um amperímetro

Montagem

Um amperímetro é conectado em série no circuito. Isso significa que você deve abrir o circuito onde deseja medir a corrente e colocar o amperímetro entre os dois terminais criados por esta abertura do circuito.

Sentido de conexão e polaridade

Um amperímetro mede a corrente que flui do terminal A (ou terminal + ) para o terminal COM (ou terminal - ) levando em consideração seu sinal.

Em geral, a agulha dos amperímetros analógicos pode desviar apenas em uma direção. Isso impõe pensar sobre a direção da corrente e conectar o amperímetro para medir uma corrente positiva: é então verificado se o terminal + do amperímetro está conectado (possivelmente cruzando um ou mais dipolos) ao pólo + do gerador e que o terminal - do amperímetro está conectado (possivelmente cruzando um ou mais dipolos) ao pólo - do gerador.

Calibre

A corrente mais forte que o amperímetro pode medir é chamada de calibre.

Todos os dispositivos modernos são de vários calibres: o calibre é alterado girando uma chave ou movendo um plugue. Os dispositivos mais recentes são autocalibrados ( autorange em inglês) e não requerem qualquer manipulação.

Ao usar um amperímetro analógico, evite usar um medidor menor do que a intensidade da corrente. Isso requer a determinação por cálculo de uma ordem de magnitude dessa intensidade e a escolha do calibre de acordo. Se não temos idéia da ordem de magnitude da intensidade que vamos medir, é desejável começar com o calibre mais alto, que geralmente é suficiente. Isso dá uma ideia da corrente fluindo no circuito. Em seguida, a classificação é reduzida até que a menor classificação possível seja alcançada, mantendo um valor maior do que a corrente medida. No entanto, é necessário proceder com a mudança de classificação com cuidado, por exemplo, cortando a corrente ou contornando o amperímetro durante a mudança de classificação do dispositivo, especialmente se o circuito for indutivo .

Leitura

A leitura de um dispositivo digital é direta e depende do calibre selecionado.

Para o amperímetro analógico, a agulha se move em uma graduação comum a vários calibres. A indicação lida representa apenas várias divisões. É necessário, portanto, deduzir a intensidade deste número levando em consideração o valor do calibre, fazendo um cálculo, sabendo que a graduação máxima corresponde ao calibre:

Intensidade medida =GeuvocêeGmnox⋅VSnoeu{\ displaystyle {\ frac {G_ {lue}} {G_ {max}}} \ cdot Cal}

com

Geuvocêe{\ displaystyle G_ {ler}} : leitura de formatura Gmnox{\ displaystyle G_ {max}} : graduação máxima VSnoeu{\ displaystyle Cal} : Calibre usado

Notas e referências

1. Definições lexicográficas e etimológicas de "amperímetro" do tesouro informatizado de língua francesa , no site do Centro Nacional de Recursos Textuais e Lexicais
2. Laurent 1942 , p.  41-48.
3. "  Curso de engenharia elétrica - Dispositivos de medição  " , em epsic.ch , EPSIC - Escola Profissional de Lausanne (acesso em 19 de dezembro de 2017 ) .
4. Laurent 1942 , p.  37-40.
5. Laurent 1942 , p.  49-54.
6. Patrick Abati, “  Salão sensores de efeito  ” , origem: Aix-Marseille academia , 07 de dezembro de 2001 sítio = sitelec.org .
7. François Costa e Patrick Poulichet, Sondas para medição de corrente em eletrônica de potência , Saint-Denis, Publicações técnicas do engenheiro ,10 de novembro de 2005( leia online ) , p.  6-7.
8. M. Correvon, "  Sistemas eletrônicos - Capítulo 14 - medição de corrente, transdutores  " [PDF] , em les-electroniciens.com , Instituto de automação industrial - Universidade de Ciências Aplicadas da Suíça Ocidental (acessado em 7 de agosto de 2017 ) , p.  14-20.
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10. Martine Parésys, "Medição de corrente contínua sem interromper o circuito" , Arts & Métiers Revista , n o  347, de junho a julho de 2012, p.  34-35 [PDF] .
11. Laurent 1942 , p.  159-173.
12. Laurent 1942 , p.  23

Bibliografia

 : documento usado como fonte para este artigo.

• René Laurent, Medições do eletricista praticante , Lyon, União Geral dos Instaladores Elétricos Franceses, col.  "Guia do eletricista",1942, 2 nd  ed. , 341  p. .

Apêndices

Artigo relacionado

• Multímetro

links externos

• Poitiers Academy (com fotos)
• Academia de bordeaux