Амперметр. Измерение силы тока

Сила тока измеряется амперметром. Амперметр – это приспособленный для измерения силы тока гальванометр. Поскольку многие электроизмерительные приборы внешне похожи, то для отличия амперметра его шкала обозначена буквой «А».

Шкала амперметра.

Каждый амперметр позволяет измерять силу тока только в определенном промежутке, который определяется для данного прибора диапазоном измерений. Например, диапазон измерений амперметра, изображенного на фотографии, составляет от нуля до десяти ампер. Этим амперметром нельзя измерять силу тока больше 10 А. Если сила тока будет больше разрешенной, обмотка прибора может нагреться так сильно, что сгорит. Этим амперметром нельзя также измерять токи силой несколько десятков милли- или микроампер. Для измерения токов такой силы этот прибор недостаточно чувствительный. Слабые токи измеряются милли-, микро- или наноамперметрами. На шкале таких приборов стоят соответствующие обозначения: «mА», «µA» или «nА».

Шкала амперметра разделена на деления. Цена деления может быть в амперах, его дольных или кратных единицах. Цена деления шкалы вычисляется делением наибольшего значения диапазона измерений на число делений. 10-амперная шкала амперметра, изображенного на фотографии, разделена на 20 равных частей. Следовательно, цена деления шкалы 0,5 А.

Цена деления шкалы показывает, с каким интервалом можно измерять силу тока. Если цена деления 0,5 А, как на фотографии, то этим амперметром можно измерять силу тока с интервалом величиной 0,5 ампера в промежутке от нуля до десяти ампер. Следовательно, результаты измерений могут быть, например, 2 А, 2,5 А, 3 А, 3,5 А и т. д. Результат измерения таким амперметром не может быть, например, 1,7 А или 4,3 А, им также нельзя измерить силу тока меньше 0,5 ампера.

При измерении силы тока стрелка амперметра останавливается на каком-то делении шкалы. Чтобы получить показание, надо сосчитать число делений от начала шкалы до стрелки и умножить это число на цену деления. Например, если стрелка остановилась на 15-м делении и цена деления 0,5 А, то измеряемая сила тока составляет 7,5 А.

У некоторых амперметров имеется несколько диапазонов измерений, а также несколько шкал.

У амперметра с несколькими диапазонами измерений может быть несколько шкал.

Нужный диапазон измерений выбирается с помощью соответствующего переключателя или имеющихся на некоторых приборах отдельных клемм для разных диапазонов измерений. Для определе­ния показания следует использовать шкалу, соответствующую диапазону измерений. Если, например, измеряемая сила тока до 300 мА, используется диа­пазон измерений амперметра 0–300 мА и показания считываются с верхней шкалы. Если же измеряемая сила тока меньше 100 мА, целесообразно использовать диапазон измерений 0–100 мА и показания снимать с нижней шкалы амперметра. Используя такой диапазон измерений, можно измерить силу тока более точно.

У амперметров с несколькими диапазонами измерений может быть всего одна шкала. В этом случае для каждого диапазона измерений цена деления вычисляется отдельно. Пусть, например, у амперметра, фотография которого помещена в начале параграфа, будет два диапазона измерений: 0–1 А и 0–10 А. При использовании диапазона 0–1 А цена деления шкалы составит $\frac{1\text{ A}}{20}=0,05 \text{A}$. При диапазоне 0–10 А цена деления шкалы будет $\frac{10\text{ A}}{20}=0,5 \text{A}$.

На фотографии показано, как измеряется сила тока в электрической лампе.

Измерение силы тока в электрической лампе.

Для этого одна клемма амперметра соединяется проводом с клеммой источника тока, а другая клемма амперметра – с клеммой лампы. Такое соединение амперметра и лампы называется последовательным соединением. Таким образом, амперметр соединяется последовательно с устройством, в котором измеряется сила тока.

При соединении амперметра с источником тока и другим электроприбором нужно следить за направлением тока. Клемма амперметра, которая обозначена знаком «+», соединяется с проводом, соединенным с положительным полюсом источника тока.

Амперметр соединяется последовательно с устройством потому, что во всех последовательно соединенных проводниках сила тока имеет одинаковое значение. Если бы сила тока при последовательном соединении была в проводниках разная, то в один и тот же момент через разные проводники проходил бы электрический заряд разной величины. В таком случае в некоторых проводниках заряженные частицы скапливались бы, а в других в это же самое время их было бы очень мало. Как текущая по трубе вода не может собираться в отдельном отрезке трубы, так же и в последовательно соединенных проводниках не могут скапливаться заряженные частицы. Поэтому в последовательно соединенном с устройством амперметре значение силы тока такое же, как в самом устройстве.

Для измерения силы тока и некоторых других электрических величин используется универсальные измерительные приборы – мультиметры (тестеры), которые позволяют посредством переключения выбирать необходимые измеряемые величины и изменять диапазон измерений. Многие мультиметры являются цифровыми измерительными приборами, в которых нет стрелки и шкалы. В этих измерительных приборах результат появляется в цифровом виде на экране. О мультиметрах речь пойдет в параграфе «Электрическое сопротивление. Единица электрического сопротивления».

Амперметр не рекомендуется соединять напрямую с клеммами источника тока, в противном случае в обмотке измерительного прибора может возникнуть ток такой силы, что измерительный прибор выйдет из строя.