در هر سیستم کمیت های مختلفی وجود دارد که لازم است به صورت دقیق اندازه گیری شود. برای این منظور به تجهیزاتی نیاز است که مخصوص اندازه گیری این پارامترها باشند. یکی از وسایلی که در سیستم برای اندازه گیری جریان الکتریکی به کار می‌ رود آمپر متر است. کلمه متر در ادامه هر پارامتری که قرار بگیرد نشان دهنده سیستم اندازه گیری مرتبط با آن پارامتر است و به عبارتی ابزاری را نشان می ‌دهد که می ‌تواند آن کمیت را اندازه گیری کند. در نتیجه آمپرمتر نیز وسیله ای است که مقدار آمپر را اندازه گیری می کند. آمپر واحد اندازه گیری جریان است به همین دلیل آمپر متر ابزار یا وسیله ‌ای است که جریان را مورد سنجش و بررسی قرار می ‌دهد. در این مقاله قصد داریم اطلاعات کاملی برای آشنایی شما با آمپرمتر و استفاده و کاربردهای آن در سیستم ارائه دهیم. برای دریافت این اطلاعات تا پایان مقاله همراه ما باشید.

آشنایی با آمپرمتر ( ampermeter ) یا آمپر سنج

جریان الکتریکی یا همان برق که در برخی از موارد به آن الکتریسیته نیز گفته می شود یکی از کمیت های بسیار مهمی است که در سیستم‌های مختلف کارایی های فراوانی دارد. برای مثال : از این کمیت در سیستم های مربوط به گرم کردن خانه ها ، در اتومبیل ها و غیره استفاده می شود. در برخی از موارد نیاز است تا جریانی که در سیستم وجود دارد یا از بخش های مختلف سیستم عبور می کند را مورد بررسی و اندازه گیری قرار دهیم. برای این منظور ابزاری وجود دارد که با آن آمپرمتر گفته می شود و وظیفه اندازه گرفتن جریان الکتریکی را بر عهده دارد. منظور از جریان الکتریکی و ساده ترین تعریف برای آن شارش بار های الکتریکی در واحد زمان است.

واحد اندازه گیری جریان الکتریکی در سیستم آمپر نام دارد و تجهیزاتی که در سیستم جریان های الکتریکی کوچک تر را مورد اندازه گیری قرار می دهند میلی آمپر متر و میکرو آمپر متر نام دارند. آمپرمتر های اولیه که ساخته شدند عملکرد آن ها تحت تاثیر میدان مغناطیسی زمین قرار داشته است. به مرور این تجهیزات همراه با پیشرفت های موجود تغییر شکل پیدا کردند و نمونه های امروزی آن ها به وجود آمده است. در ادامه تاریخچه پیدایش این ابزار کارآمد را برای شما شرح می دهیم.

تاریخچه آمپرمتر

در رابطه با تاریخچه پیدایش آمپرمتر می توان گفت که در سال ۱۸۲۰ شخصی به نام هانس کریستین اریستد توانست بین جریان الکتریکی میدان مغناطیسی و سایر مولفه های فیزیکی رابطه ای را پیدا کند. او در آزمایشی که انجام داد سوزن قطب نما را در کنار سیمی که حامل جریان الکتریکی بود قرار داد و و توانست تغییرات ناشی از افزایش یا کاهش جریان را ثبت نماید که نتیجه آن ساخت دستگاهی به نام گالوانومتر ( Galvanometer ) بود. گالوانومتر یک مبدل آنالوگ الکترومکانیکی بود که در واکنش به جریان های الکتریکی که از طریق سیم پیچ داخلی که در یک میدان مغناطیسی اعمال شده بود، انحرافی را ایجاد می کرد. این وسیله نخستین ابزاری بود که از آن برای اندازه گیری جریان الکتریکی و تشخیص وجود جریان استفاده می‌ شد. در نهایت لوییجی گالوانی که یک دانشمند ایتالیایی و سازنده گالوانومتر بود دقت و حساسیت این دستگاه را بالاتر برد و توانست از آن برای تشخیص دادن سیگنال های مربوط به زیر دریایی ها و کشف کردن فعالیت های الکتریکی مربوط به قلب و مغز استفاده کند.

در ادامه ابزار دیگری توسط شخصی به نام چارلز ویتسون در سال ۱۸۴۰ ساخته شد که رئوسکوپ نام داشت. این ابزار در سال‌ های بعد طی تغییراتی که روی آن اعمال شد به شکل رئوستا یعنی وسیله ای برای تنظیم کردن جریان الکتریکی معرفی شد. به طور کلی ابزار هایی که برای اندازه گیری شدت جریان الکتریکی ساخته شدند یا به عبارت دیگر انواع مختلف آمپرمتر در سال های مختلف تاریخ به ترتیب از: آمپرسنج های کویلی ، مگنتی ، الکترودینامیکی ، آمپر سنج سیم داغ ، آمپرمتر دیجیتال و پیک متریک برای اندازه گیری جریان های ضعیف و کم نام برد.

اجزای تشکیل دهنده آمپرمتر

آمپر متر ها از اجزای مختلفی تشکیل شده اند با همکاری هم می ‌تواند میزان و شدت جریان الکتریکی عبوری در سیستم را اندازه گیری کنند. اجزای تشکیل دهنده یک آمپرمتر عبارتند از :

• مقیاس خطی ؛
• فنر ؛
• عقربه ؛
• سیم پیچ ؛
• استوانه های آهنی ؛
• آهنربای دائم ؛
• صفحه نمایش .

روش استفاده از آمپرمتر چگونه است؟

همان طور که گفته شد آمپرمتر وظیفه دارد شدت جریانی را که در سیستم از آن عبور می کند اندازه گیری کند. به این صورت که با استفاده از عقربه ای که روی صفحه درجه بندی شده آن تعبیه شده است و حرکت می کند می‌تواند میزان جریان را اندازه گیری کرده و در صفحه نمایش نشان دهد. آمپر متر از جهات زیادی به کنتور آب شباهت دارد که میزان مصرف آب را در منازل اندازه گیری می کند. به این صورت که دستگاه های آمپرمتر و کنتور آب باید طوری در مدار قرار داده شوند که آب و الکتریسیته از آن ها عبور کرده تا بتوانند شدت جریان آن ها را مورد سنجش قرار دهند.

به عبارت دیگر آمپرمتر باید به صورتی در مدار قرار داده شود که تمام جریان الکتریسیته مدار از آن عبور کند تا بتواند همه جریان الکتریکی را اندازه گیری کند. به این روش اتصال یا قرار گیری آمپرمتر در مدار اتصال متوالی یا سری گفته می شود. به این معنی که اجزای تشکیل دهنده مدار در یک مسیر مستقیم به آن مسیر هدایت کننده نیز گفته می شود به یکدیگر متصل شده اند.

روش کار آمپرمتر به چه صورت است؟

روش کار آمپر متر به این صورت است که می ‌تواند مقدار جریانی را که از آن عبور می‌ کند را اندازه گرفته و با استفاده از عقربه ای که روی صفحه درجه بندی شده آن قرار دارد نشان دهد. به هر میزان که عقربه آمپر متر انحراف داشته باشد تعداد الکترون هایی که از دستگاه می گذرد نیز همان مقدار خواهد بود و با هم رابطه مستقیم دارند. یعنی به عبارت دیگر می توان گفت میزان انحراف عقربه آمپر متر نشان دهنده مقدار بار الکتریکی عبوری بر حسب ثانیه از دستگاه است.

منظور از شانت آمپرمتر چیست؟

زمانی که یک جریان با مقدار بالایی و به صورت مستقیم از درون یک آمپر متر عبور کند باعث می شود که به ساختار داخلی دستگاه آسیب وارد شود. به همین سبب و برای جلوگیری از بروز هر نوع مشکلی در اثر عبور جریان های بزرگ ، مقاومتی به نام شانت یا شنت در سیستم به صورت موازی با آمپرمتر قرار می گیرد. به این ترتیب اگر جریان بزرگی از درون مدار قصد عبور کردن داشته باشد ، قسمت عمده ای از جریان از مقاومت شانت عبور خواهد کرد و فشاری به آمپرمتر وارد نخواهد شد. البته باید گفت این مقاومت بر عملکرد آمپرمتر تاثیری نخواهد گذاشت، زیرا وجود آن روی حرکت سیم ‌پیچ تاثیری ندارد و حرکت سیم پیچ ثابت می ماند.

شما می توانید جهت آشنایی و کسب اطلاعات بیشتر در زمینه آمپرمترها یا آمپر سنج های مختلف و انواع آمپرمترهای مورد استفاده در سیستم های مختلف و همچنین دریافت مشاوره برای خرید این تجهیزات کارآمد با شماره 09101836620 تماس حاصل نمایید.

مراحل قرار دادن آمپرمتر در مدار

همان گونه که در قبل نیز اشاره شد آمپر متر باید در مدار به صورت سری یا متوالی قرار گیرد. مراحل قرار دادن آمپرمتر در مدار به شرح زیر است:

1. ابتدا باید منبع تغذیه مدار یا همان باطری را قطع یا خاموش کنید ؛
2. سپس باید قسمتی از مدار را که قصد دارید آمپرمتر در آن قسمت قرار داده شود باز کنید یا ببرید ؛
3. بعد باید سر مثبت آمپرمتر را به سیمی که به قطب مثبت منبع تغذیه یا فاز می رود متصل کنید ؛
4. در نهایت نیز انتهای منفی آمپرمتر را به سیمی وصل کنید که به سمت قطب منفی منبع تغذیه یا همان نول می رود.

از میان مراحل گفته شده مراحل ۳ و ۴ که همان متصل کردن مثبت به مثبت و منفی به منفی است را دقت در پلاریته نام گذاری می کنند و جزو مراحل مهم و اساسی در قرار دادن آمپرمتر در مدار است. به این دلیل که دستگاه اندازه گیری آمپرمتر شدت جریان را در یک جهت نشان می دهد و اگر این دستگاه به صورت معکوس در مدار قرار داده شود چون جریان در جهت عکس ( که برای آمپر متر مناسب هم نیست ) از آن عبور می کند و باعث ایجاد انحراف در عقربه آمپر متر می شود ، می ‌تواند شکسته شدن یا خم شدن عقربه آمپر متر را به دنبال داشته باشد. البته این موضوع در آمپرمتر های آنالوگ یا عقربه ای وجود دارد و در آمپر متر های دیجیتالی معکوس بودن جهت آمپرمتر باعث می شود که مقدار جریان به صورت منفی نمایش داده شود.

به طور کلی باید فیش قرمز را به جک قرمز آمپرمتر و فیش سیاه آن را به جک سیاهی که در بالای آمپر متر قرار دارد متصل کنید.

ثاثیر گذاشتن دما در آمپر متر

همان طور که می دانید آمپرمتر وسیله بسیار حساسی است و به راحتی می‌تواند تحت تاثیر دمای محیط قرار بگیرد. هرگونه تغییرات دما در این سیستم اثرات منفی دارد و باعث خطا در مقادیر اعلام شده و اندازه گیری شده توسط آمپر متر می ‌شود. البته می ‌توان مقدار این خطای ایجاد شده را با استفاده از مقاومت swamping کاهش داد. این مقاومت که با ضریب دمای صفر در سیستم قرار داده می شود به عنوان مقاومت swamping شناخته می شود.

زمانی که این مقاومت به صورت سری همراه با آمپر متر در سیستم قرار داده شود اثرات دما بر روی آمپر متر تا حد بسیار زیادی کاهش پیدا می ‌کند. از طرف دیگر آمپر مترها دارای یک فیوز داخلی هستند که می ‌تواند این دستگاه ها را در مقابل جریان های سنگین که ممکن است از آن ها عبور کند ، محافظت کند. به این ترتیب زمانی که جریان بزرگی از آمپرمتر عبور کند باعث می ‌شود که فیوز داخلی آن بپرد و کار دستگاه متوقف شود. در نتیجه جلوی بروز هرگونه آسیب احتمالی به آمپر متر گرفته می شود.

تفاوت های آمپر متر با گالوانومتر

یکی از تفاوت های مهم و عمده بین گالوانومتر و آمپرمتر در این است که آمپرمتر می ‌تواند فقط مقدار جریان عبوری را از سیستم نشان دهد در حالی که گالوانومتر این توانایی را دارد که هم جهت جریان و هم شدت جریان را به نمایش بگذارد. روش کار گالوانومتر به این صورت است که با استفاده از چرخش یک سیم پیچ متحرک در بین آهنرباهای دائمی و شارش کردن بار الکتریکی انحرافی در این سیم پیچ اتفاق می افتد.

آمپرمتر های موجود در سیستم را گاهی می توان با استفاده از داشتن گالوانومتر نیز ساخت. به عبارت دیگر با استفاده از یک گالوانومتر و مقاومت می ‌توان آمپرمتر یا ولت متر تولید کرد. به این صورت که می توان با متصل کردن موازی یک مقاومت با گالوانومتر یک آمپر متر و با اتصال سری گالوانومتر و مقاومت با هم یک ولت متر در سیستم داشته باشیم.

در جدول زیر تفاوت های آمپرمتر و گالوانومتر با یکدیگر بیان شده است و به عبارتی از جهات مختلف با هم مقایسه شده اند.

نتیجه گیری

همان طور که در این مقاله نیز به آن اشاره شد در هر سیستم کمیت های مختلفی وجود دارند که برای اطلاع از کارایی سیستم باید مورد سنجش و اندازه گیری قرار گیرند. یکی از مهم ترین این کمیت ها جریان الکتریکی در سیستم است. وسیله ای که برای این منظور در سیستم به کار برده می شود آمپرمتر نام دارد که می تواند جریان عبوری از مدار را اندازه گیری کرده و مقدار آن را با استفاده از عقربه ( در نمونه های آنالوگ ) و یا با استفاده از اعداد ( در نمونه های دیجیتالی ) نمایش دهد. استفاده از این ابزار در سیستم بسیار ضروری و مهم است، زیرا این امکان را به ما می دهد تا بتوانیم میزان جریان عبوری از سیستم را به صورت دقیق اندازه گیری کنیم و از آن اطلاع پیدا کنیم. در این مقاله نیز شما را با آمپر متر و طرز استفاده و قرار گیری آن در مدار آشنا کردیم. امیدواریم اطلاعات ارائه شده بتواند برای به کار گیری آمپرمتر در سیستم مورد استفاده شما قرار گیرد و مفید واقع شود.