آمپرسنج چیست و چه کاربردی دارد؟
آمپرسنج یک دستگاه اندازه گیری است که برای اندازه گیری جریان الکتریسیته به شکل جریان در مدار استفاده می شود.
جریانهای الکتریکی به صورت آمپر اندازه گیری می‌شود، از این رو آمپرسنج نامیده می شود. آمپرسنج همیشه به صورت سری با عنصری که شدت آن مشخص می شود، نصب می گردد.
مرور تاریخچه و کلیات درباره آمپرسنج
تاریخچه و تکامل وسیله اندازه‌گیری جریان الکتریکی به اوایل قرن نوزدهم بازمی‌گردد. در سال ۱۸۲۰، هانس کریستیان اورستد برای اولین بار با قرار دادن یک قطب نما در کنار یک سیم جریان‌دار، تغییرات جریان را ثبت کرد و ارتباطی بین میدان مغناطیسی و جریان الکتریکی را کشف کرد. پس از آن، لوئیجی گالوانی دستگاهی به نام گالوانومتر اختراع کرد که جریان الکتریکی ناشی از سیم پیچ در میدان مغناطیسی، عقربه آن را حرکت می‌دهد. گالوانی این وسیله را برای کشف فعالیت‌های الکتریکی در بدن مانند فعالیت قلب و مغز و همچنین تشخیص سیگنال‌های زیردریایی به کار برد.
در دوره‌های بعدی، ابزارهای متنوعی برای اندازه‌گیری شدت جریان الکتریکی توسعه یافت. از جمله این ابزارها می‌توان به آمپرسنج‌های سیم‌دار آهن‌ربایی، الکترودینامیکی، آمپرمترهای دیجیتال و پیک‌مترهایی که به منظور تنظیم جریان الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، اشاره کرد.
انواع مختلف آمپرسنج
آدستگاه ها را می‌توان بر اساس دو تقسیم‌بندی اصلی دسته‌بندی کرد. ابتدا، بر اساس نوع جریانی که از طریق آن عبور میکند، دستگاه به دو مدل با جریان متناوب و آمپرسنج با جریان مستقیم تقسیم می‌شوند. همچنین، بر اساس ساختار و اصول عملکرد، آمپرسنج‌ها به انواع زیر تقسیم می‌گردند:
- آمپرسنج با سیم‌پیچ متحرک (Moving Magnet)
- آمپرسنج با آهنربا یا مغناطیس متحرک (Moving Magnet)
- آمپرسنج الکترودینامیکی (Electrodynamic)
- آمپرسنج آهن متحرک (Moving Iron)
- آمپرسنج سیم داغ (Hot Wire)
- آمپرسنج دیجیتالی (Digital)
- آمپرسنج انتگرالی (Integrating)
این انواع مختلف با توجه به ساختار و کاربردشان، در اندازه‌گیری‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سوالات متداول انواع آمپرسنج و کاربردها
1- چگونه از آمپرسنج استفاده کنیم؟
این وسیله به صورت سری در مدار متصل می شود؛ یعنی جریان مداری را که می خواهید اندازه گیری کنید را باز کنید و دستگاه را بین دو ترمینالی که توسط این مدارایجاد می شود، قرار دهید.
2- چرا باید آمپرسنج به صورت سری وصل شود؟
آمپرسنج تعداد الکترونهایی را که از یک سیم معین عبور می کند را نشان می دهد و دستگاه باید به صورت سری به سایر اجزا متصل شود، چراکه می بایست بخشی از مدار باشد.
3- فرق بین آمپرسنج و ولت متر چیست؟
ولت متر ولتاژ مدار الکتریکی را تعیین می کند در حالی که این وسیله شدت جریان را اندازه گیری می کند. همچنین ولت متر به صورت موازی و آمپرسنج به صورت سری وصل می شود.
4- چگونه مقاومت را با این وسیله اندازه گیری کنیم؟
با بازگشت به قانون اهم، مقدار مقاومت را می توان به عنوان ولتاژ باتری بر جریانی که دستگاه اندازه گیری می کند، محاسبه کرد. به عنوان مثال، اگر ولتاژ 12 ولت (باتری معمولی) را اعمال کنیم و آمپرسنج 12 میلی آمپر را نشان دهد، مقدار مقاومت1 kΩ یا 1000 Ω است.
5- یک آمپرسنج ایده آل باید چه ویژگیهایی داشته باشد؟
دستگاه ایده آل آمپر‌سنجی است که در آن افت ولتاژی بین انتهای آن وجود نداشته باشد. به این معنی که مقاومت صفر (اتصال کوتاه) بین پایانه های خود ارائه می دهد. چرا که در واقعیت، همیشه یک مقاومتِ هرچند کوچک وجود دارد که منجر به بروز خطا در اندازه گیریها می‌شود.
جمع بندی
اندازه گیر با امپدانس کم و به صورت سری در مدار قرار می‌گیرد تا جریان مدار را در همان شاخه‌ای که در آن قرار گرفته است با افت ولتاژ کم و دقت بالا اندازه بگیرد. وسیله اندازه گیری جریان الکتریکی در صنعت برق و الکترونیک آمپرمتر کلمپی است که علاوه بر اندازه گیری شدت جریان در سنجش ولتاژ و اهم نیز از آن استفاده می شود. همانطور که گفته شد این وسیله در صنعت داخلی کاربرد داشته و تولید و صنعت ایرانی از آن بهره گیری به سزایی میکند.