Ampermeeter. Voolutugevuse mõõtmine

Voolutugevust mõõdetakse ampermeetriga. Ampermeeter on voolutugevuse mõõtmiseks kohandatud galvanomeeter. Kuna paljud elektrimõõteriistad on väliselt sarnased, siis ampermeetri eristamiseks on tema skaalal täht „A” (vt allolev pilt).

Ampermeetri skaala

Iga ampermeetriga saab mõõta voolutugevust ainult teatud kindlas vahemikus, mis on määratud selle riista mõõtepiirkonnaga. Näiteks: Pildil kujutatud amper­meetri mõõtepiirkond on nullist amprist kümne amprini. Selle ampermeetriga ei saa mõõta voolutugevust, mis on suurem kui 10 A. Lubatust suurema voolutugevuse korral võib mõõteriista mähis kuumeneda nii tugevasti, et põleb läbi. Selle ampermeetriga ei saa mõõta ka voolutugevusi, mille suurus on mõnikümmend milli- või mikroamprit. Mõõteriist ei ole sellise voolutugevuse mõõtmiseks piisavalt tundlik. Väikesi voolutugevusi mõõdetakse milli-, mikro- või nanoampermeetriga. Neil mõõteriistadel on vastavalt mõõtepiirkonnale skaalal tähis „mA”, „µA” või „nA”.

Ampermeetri skaala on jagatud jaotisteks. Jaotise väärtus võib olla amprites, selle osades või kordsetes ühikutes. Skaalajaotise väärtuse arvutamisel jagatakse mõõtepiirkonna suurim väärtus jaotiste arvuga. Pildil kujutatud ampermeetri 10-amprine skaala on jaotatud kahekümneks võrdseks osaks. Skaalajaotise väärtus on seega 0,5 A.

Skaalajaotise väärtus määrab selle, kui suure intervalliga saab voolutugevust mõõta. Kui jaotise väärtus on 0,5 A, nagu joonisel, siis selle ampermeetriga saab mõõta voolutugevust 0,5 ampri suuruse intervalliga vahemikus null kuni kümme amprit. 

Mõõtmistulemused võivad seega olla näiteks 2 A, 2,5 A, 3 A, 3,5 A jne. Selle ampermeetriga mõõtes ei saa mõõtmistulemuseks olla 1,7 A või 4,3 A ega saa mõõta ka voolutugevust, mis on väiksem kui 0,5 amprit.

Voolutugevuse mõõtmisel peatub ampermeetri osuti skaala mingil jaotisel. Et saada näitu, tuleb lugeda jaotiste arv skaala algusest kuni osutini ja korrutada see jaotise väärtusega. Näiteks: kui osuti on peatunud 15. jaotisel ja jaotise väärtuseks on 0,5 A, on mõõdetav voolutugevus 7,5 A.

Mõnel ampermeetril on mitu mõõtepiirkonda ja ka mitu skaalat.

Mitme mõõte­piirkonnaga ampermeetril võib olla mitu skaalat.

Soovitud mõõtepiirkond valitakse kas vastava lüliti abil või on mõõteriistal iga mõõte­piirkonna jaoks eraldi ühendusklemm. Näidu määramisel kasutatakse mõõte­piirkonnale vastavat skaalat. Kui näiteks mõõdetav voolutugevus on suurusega kuni 300 mA, kasutatakse ampermeetri mõõte­piirkonda 0–300 mA ning loetakse näit mõõteriista ülemiselt skaalalt. Kui aga mõõdetav voolutugevus on väiksem kui 100 mA, on otstarbekas kasutada mõõte­piirkonda 0–100 mA ning võtta näit ampermeetri alumiselt skaalalt. Seda mõõtepiirkonda kasutades saab voolutugevust mõõta täpsemalt.

Mitme mõõtepiirkonnaga ampermeetril võib olla ka ainult üks skaala. Sel juhul tuleb iga mõõtepiirkonna jaoks arvutada skaalajaotise väärtus eraldi. Olgu näiteks ampermeetril (ptk teisel pildil) kaks mõõtepiirkonda: 0–1 A ja 0–10 A. Kasutades mõõtepiirkonda 0–1 A, on skaalajaotise väärtuseks $\frac{1\text{ A}}{20}=\mathrm{0,05} \text{A}$. Mõõtepiirkonna 0–10 A korral on aga skaalajaotise väärtuseks $\frac{10\text{ A}}{20}=\mathrm{0,5} \text{A}$.

Joonisel on näidatud, kuidas mõõdetakse voolutugevust elektrilambis.

Voolutugevuse mõõtmine elektrilambis

Selleks ühendatakse ampermeetri üks klemmidest juhtme abil vooluallika ühe klemmiga, ampermeetri teine klemm aga lambipesa ühe klemmiga. Ampermeetri ja lambi sellist ühendust nimetatakse jadaühenduseks. Ampermeeter ühendatakse jadamisi seadmega, milles voolutugevust mõõdetakse.

Ampermeetri ühendamisel vooluallika ja teiste elektriseadmetega tuleb jälgida voolu suunda. Klemm, mis on tähistatud märgiga +, ühendatakse vooluallika positiivse poolusega ühendatud juhtmega.

Ampermeeter ühendatakse seadmega jadamisi sellepärast, et kõigis jadamisi ühendatud juhtides on voolutugevus sama väärtusega. Juhul kui voolutugevus oleks jadamisi ühendatud juhtides erinev, peaksid ühe ja sama aja jooksul läbima erinevaid juhte erineva suurusega elektrilaengud. Sel juhul mõnes juhis laetud osakesed kuhjuksid, mõnes teises juhis oleks neid samal hetkel jälle väga vähe. Kuid nagu torus voolav vesi ei saa koguneda toru üksikutesse lõikudesse, ei saa ka jadamisi ühendatud juhtides laetud osakesed kuhjuda. Sellepärast ongi seadmega jadamisi ühendatud ampermeetris voolutugevuse väärtus sama mis seadmes.

Voolutugevuse ja mitmete teiste elektriliste suuruste mõõtmiseks kasutatakse universaalseid mõõteriistu – multimeetreid ehk testreid, mis võimaldavad ümberlülitamise teel valida mõõdetavat suurust ja muuta mõõtepiirkonda. Paljud multimeetrid on numbermõõteriistad, millel puudub osuti ja skaala. Neil mõõteriistadel ilmub mõõtmistulemus numbrilisel kujul ekraanile. Multimeetrist tuleb juttu õppe­tükis „Elektritakistus. Elektritakistuse ühik”.

Ampermeetrit ei ole soovitatav ühendada otse vooluallika klemmidega. Sellise ühenduse korral võib voolutugevus mõõteriista mähises kujuneda nii suureks, et mõõteriist läheb rikki.