در اطراف ما، از چراغ گرفته تا وسایل گرمایشی، صدا، تصویر و… همه چیز با برق کار می‌کند؛ بنابراین برق جزء جدایی ناپذیر و مهم زندگی بشر امروزی است. توانایی اندازه گیری الکتریسیته یا جریان در مدار برای بسیاری از کاربردها حیاتی است. از آزمایش‌های آزمایشگاهی در مدرسه گرفته تا حل مسائل الکتریکی، آمپرسنج‌ها اغلب در انواع موقعیت‌ها استفاده می‌شوند. در این راهنما، تیم فنی‌مگ به چیستی آمپرسنج، انواع مختلف موجود و نحوه استفاده از این دستگاه برای اندازه گیری جریان پاسخ می‌دهد. هر آنچه که در مورد آمپرسنج‌ها باید بدانید را در ادامه بخوانید.
آمپرسنج چیست؟
آمپرسنج (Ampere meter) یک دستگاه اندازه گیری است که شدت جریان را در مدار اندازه گیری می‌کند. این قرائت دقیق از عبور جریان از هادی را نشان می‌دهد. آمپرسنج از کلمه یونانی “amps” به معنای جریان گرفته شده است. هنگامی‌که مدار در حالت سکون است و جریان شروع به حرکت می‌کند، آمپرسنج بلافاصله جریان را نشان می‌دهد.
جریانی که از مدار عبور می‌کند، باعث روشنایی چراغ‌ها و گرم شدن عناصر گرمایشی می‌شود. با این حال، جریانی که توسط آمپرسنج کشیده می‌شود منجر به افت ولتاژ بسیار کمتری در پایانه‌های آن می‌شود، بنابراین آمپرسنج می‌تواند معیار حساس‌تری برای جریان نسبت به خود عناصر مدار الکتریکی باشد. بیشتر آمپرسنج‌ها مقاومت الکتریکی کمی دارند یا اصلاً مقاومت ندارند و به سادگی به صورت سری به مدار اندازه‌گیری شده متصل می‌شوند.
آمپرسنج‌ها معمولاً برای اندازه‌گیری جریان کشیده شده توسط هر وسیله، ماشین، موتور، پمپ، تجهیزات و غیره استفاده می‌شوند. آمپرسنج‌ها به عنوان پانل‌متر آنالوگ یا پانل‌متر دیجیتال موجود هستند. آمپرسنج‌ها جریان را در دو معیار اندازه‌گیری می‌کنند:
- کشیدن جریان در یک مدار خاص
- تداوم و ثابت بودن جریان و وجود یا عدم وجود وقفه
آمپرسنج‌ها برای تشخیص مشکلات در مدارهای الکتریکی استفاده می‌شوند. برای مثال، سطوح غیرعادی بالا یا پایین جریان. اولی می‌تواند نشان دهنده خرابی قطعات برای اتصال کوتاه باشد، درحالی‌که دومی می‌تواند نشانه‌ای از وقفه‌های مخرب یا امپدانس الکتریکی غیرمعمول باشد. چک کردن پریزها با استفاده از آمپرسنج هنگام انجام تعمیرات یا تعویض فیوز امری ضروری است.
آمپرسنج‌ها را نباید با ولت سنج که ولتاژ را در مدار اندازه‌گیری می‌کنند، اشتباه گرفت. برای اینکه بدانید تفاوت ولت سنج و آمپرسنج چیست پیشنهاد می‌کنیم با کلیک به روی این لینک مقاله کامل ما را در این زمینه مطالعه کنید.
تاریخچه اختراع آمپرسنج
رابطه بین جریان الکتریکی، میدان‌های مغناطیسی و نیروهای فیزیکی برای اولین بار توسط هانس کریستین اورستد در سال 1820 مورد توجه قرار گرفت. اورستد مشاهده کرد زمانی که جریانی در یک سیم کنار قطب نما عبور می‌کند، عقربه قطب نما از جهت شمال منحرف می‌شود. از گالوانومتر مماس برای اندازه گیری جریان‌ها با استفاده از این اثر استفاده شد، که در آن نیروی بازگرداننده نشانگر به موقعیت صفر توسط میدان مغناطیسی زمین تامین می شود. این موضوع باعث شد که این ابزارها فقط زمانی قابل استفاده باشند که با میدان زمین هماهنگ هستند. حساسیت ابزار با استفاده از چرخش سیم اضافی برای بیشتر کردن اثر افزایش می‌یابد، این ابزارها «ضریب‌ساز» نامیده می‌شوند.
کلمه رئوسکوپ به عنوان آشکارساز جریان‌های الکتریکی توسط سر چارلز وتستون در سال 1840 ابداع شد اما دیگر برای توصیف ابزار الکتریکی استفاده نمی‌شود. کلمه‌ای شبیه به رئوستات (همچنین توسط وتستون ابداع شد) است که وسیله‌ای برای تنظیم جریان در مدار بود. رئوستات یک اصطلاح تاریخی برای مقاومت متغیر است، اگرچه برخلاف رئوسکوپ ممکن است هنوز هم با آن مواجه شویم.
انواع آمپرسنج
مانند سایر ابزارها و قطعات الکتریکی، آمپرسنج‌ها نیز در طرح‌های مختلف موجود هستند. به طورکلی، انواع آمپرسنج‌ها به ساختار و اندازه‌گیری جریان بستگی دارد. اجازه دهید به هر یک نگاه کنیم تا به ما در درک بهتر عملکرد آن‌ها کمک کند.
انواع آمپرسنج بر اساس ساخت و ساز
- سیم‌پیچ متحرک دائمی (PMCA): این آمپرسنج برای اندازه‌گیری جریان مستقیم استفاده می‌شود. در این آمپرسنج، سیم‌پیچ بین قطب یک آهنربای دائمی قرار می‌گیرد. انحراف سیم‌پیچ بستگی به میزان جریان از آن دارد.
- آهن متحرک: برای اندازه‌گیری جریان مستقیم و متناوب استفاده می‌شود. انحراف مجموعه متناسب با جریانی است که از سیم‌پیچ می‌گذرد.
- الکترو دینامومتر: برای اندازه‌گیری هر دو جریان AC و DC استفاده می‌شود. این در مقایسه با دو نوع دیگر از دقت بیشتری برخوردار است.
- یکسو کننده: عموماً برای اندازه‌گیری دقیق جریان متناوب استفاده می‌شود و در مدارهای ارتباطی کاربرد دارد.
انواع آمپرمتر بر اساس اندازه‌گیری جریان
- آمپرسنج AC: آمپرمتر وسیله‌ای است که برای اندازه‌گیری جریان استفاده می‌شود. این شامل یک حرکت آهنی متحرک است که در آن مجموعه بین دو یاتاقان حرکت می‌کند. این مدل برای اندازه‌گیری جریان متناوب استفاده می‌شود.
- آمپرسنج DC: مدل‌های DC برای اندازه‌گیری جریان عبوری از یک هادی استفاده می‌شود. آمپرسنج یک دستگاه ساده است که دارای یک صفحه با تقسیم‌بندی برای نشان دادن میزان جریان عبوری از آن است. از این آمپرسنج برای اندازه‌گیری جریان در مدارهای DC با فرکانس 50 یا 60 هرتز استفاده می‌شود.
آمپرسنج آنالوگ
نشانگر داخل این آمپرمترها در بازه 90 درجه حرکت می‌کند. نوک اشاره‌گر مربوط به یک مقدار عددی است. این آمپر جریان عبوری از مدار است. مدل‌های DC دارای مقیاس‌های خطی با تقسیمات مساوی هستند. آمپرسنج‌های AC دارای مقیاس‌های غیرخطی با تقسیمات نابرابر هستند. سه نوع اصلی آمپرسنج آنالوگ وجود دارد. این موارد به شرح زیر است.
- آمپرسنج‌های آهن متحرک: این مدل‌ها دارای یک سوزن آهنی هستند که به یک پره متصل است که در پاسخ به نیروی الکترومغناطیسی ایجاد شده توسط یک سیم‌پیچ که پره دوم درون دستگاه را احاطه کرده است، حرکت می‌کند. آن‌ها به هر دو جریان متناوب (AC) و جریان مستقیم (DC) پاسخ می‌دهند. مدل آهن متحرک به طور گسترده در صنعت برای اندازه‌گیری مدارهای AC استفاده می‌شود.
- آمپرسنجی سیم‌پیچ متحرک: این نوع دارای سیم‌پیچی است که در پاسخ به میدان‌های مغناطیسی تولید شده توسط جریان مستقیم حرکت می‌کند. آن‌ها نمی‌توانند مستقیماً با AC کار کنند.
- آمپرسنجی آهنربا متحرک: این مدل‌ها به روشی مشابه طراحی سیم‌پیچ متحرک عمل می‌کنند، اما سیم‌پیچ الکتریکی در داخل محفظه متر قرار دارد و یک آهنربای دائمی سوزن را در صفحه حرکت می‌دهد. آن‌ها ظرفیت نسبتاً بالایی دارند و جریان‌های بسیار قوی‌تری را نسبت به مدل‌های کویل متحرک حمل و اندازه‌گیری می‌کنند.
انواع دیگری از آمپرمتر آنالوگ که ممکن است با آن‌ها روبرو شوید عبارت‌اند از:
- الکترودینامیکی: نوعی آمپرسنج که در آن یک آهنربای الکترودینامیکی (که به جریان الکتریکی حساس است) به منابع متناوب و مستقیم پاسخ می‌دهد.
- سیم داغ: این نوع آمپرسنج آنالوگ، از یک سیم حساس به حرارت استفاده می‌کنند که با گرم شدن منبسط می‌شود تا سطوح آمپر را در یک مدار خاص نمایش دهد.
- میلی‌متر و میکرو آمپرمتر: این نوع آمپرسنج آنالوگ برای جریان‌های ولتاژ بسیار پایین با واحد میلی‌آمپر (یک هزارم آمپر) و میکرو آمپر (یک میلیونم آمپر) طراحی شده‌اند.
آمپرسنج دیجیتال
مدل‌های دیجیتال که با نام آمپرسنجی پنل دیجیتال نیز شناخته می‌شوند جریان را برحسب آمپر اندازه‌گیری می‌کنند و سطوح جریان را بر اساس تعداد ارقام ارائه شده روی نمایشگر دیجیتال نمایش می‌دهند. این دستگاه‌ها به کاربران کمک می‌کنند تا بارها روندهای نامنظم را عیب‌یابی کنند و همان‌طور که از نامشان مشخص است از پنل‌های دیجیتال برای نمایش میزان قرائت خود استفاده می‌کنند. این بدان معنی است که آن‌ها برای استفاده در محیط‌های کم نور مناسب هستند. آمپرمترهای دیجیتال یک انتخاب محبوب در کارخانه‌ها و محیط‌های صنعتی مشابه هستند.
به‌طورمعمول آمپرسنج‌های دیجیتال برای نصب بر روی تابلوهای کنترل بزرگ‌تر طراحی می‌شوند و معمولاً قابل برنامه‌ریزی هستند. این بدان معنی است که رنگ‌ها، آلارم‌ها یا پیام‌های مختلف را می‌توان در شرایط مختلف نمایش داد. همچنین معمولاً می‌توان آمپرسنج‌های دیجیتال را طوری تنظیم کرد که وقتی سطح جریان به مراحل از پیش تعریف شده می‌رسد یا به زیر آن می‌رسد، راه‌اندازی شود. هنگام انتخاب آمپرسنج دیجیتال برای یک برنامه خاص، مهم است که عوامل زیر را در نظر بگیرید:
- حداقل و حداکثر دمای عملیاتی موردنیاز
- محدوده اندازه‌گیری آمپر موردنیاز
آمپرمتر گیره‌ای
آمپرمتر گیره‌ای یا گیره دار نوع متفاوتی از دستگاه‌ها برای اندازه‌گیری جریان الکتریکی هستند که به طور گسترده توسط برق‌کاران استفاده می‌شود. آن‌ها دارای یک جفت فک انبر هستند که روی سیم یا هادی بسته می‌شوند و امکان اندازه‌گیری را بدون نیاز به قطع اتصال فراهم می‌کنند. هنگامی‌که با آمپرمتر ترکیب می‌شود، دستگاه‌های هیبریدی به‌دست‌آمده به‌عنوان آمپرسنجی گیره دار، گیره‌سنج یا فقط گیره‌های آمپر شناخته می‌شوند.
به طور معمول، آن‌ها دارای یک سیم بلند کوتاه هستند که به دستگاه اجازه می‌دهد به طور جداگانه به هادی‌های دوگانه در کابل‌های برق دسترسی داشته باشد. با این حال، برخی از مدل‌های اخیر همچنین دارای سیم‌پیچ‌های سنسور متعدد در فک‌ها هستند که به آمپرسنج اجازه می‌دهد تا حداکثر سه هادی را در یک کابل اندازه‌گیری کند، بدون نیاز به جداسازی.
هنگامی‌که با ترانسفورماتور ترکیب می‌شود، آمپرمتر گیره دار می‌تواند به راحتی جریان‌های بالا را اندازه‌گیری کند، اما آن‌ها برای جریان‌های کم در محدوده میلی‌آمپر مناسب نیستند. همچنین شایان ذکر است که برخی از مدل‌ها ممکن است فقط خوانشهای تقریبی را ارائه دهند.
تفاوت آمپرمتر AC و DC
جریان الکتریکی به دو صورت متناوب و مستقیم به مدار تحویل داده می‌شود. جریان متناوب به این دلیل نام‌گذاری شده است که به طور مرتب جهت خود را تغییر می‌دهد. این جریان پرکاربردترین شکل برق است و تقریباً تمام لوازم خانگی و اداری را شامل می‌شود. زیرا انتقال مسافت‌های طولانی و کنترل آن با استفاده از ترانسفورماتور آسان است. با این حال، جریان مستقیم همچنان در دستگاه‌های باتری‌دار، مخابرات و تجهیزات خورشیدی، همراه با اجزای الکتریکی موتورهای خودرو استفاده می‌شود.
آمپرسنج‌های AC و DC طراحی شده برای جریان‌های متوسط (تا حدود 30 آمپر) بسیار شبیه به هم هستند و هر دو از یک مقاومت دقیق برای تشخیص جریان استفاده می‌کنند. مدل‌های DC بزرگ‌تر که برای جریان‌های بالاتر طراحی شده‌اند هنوز به یک مقاومت دقیق نیاز دارند، درحالی‌که دستگاه‌های AC بزرگ‌تر از ترانسفورماتور استفاده می‌کنند که جریان متناسب و کمتری را در یک مدار جداگانه تولید می‌کند. سپس این به منظور اندازه‌گیری جریان کامل اندازه‌گیری می‌شود.
آمپرمتر چگونه در مدار قرار می‌گیرد؟
استفاده از این ابزار اغلب چالش‌برانگیزتر از ولت سنج در نظر گرفته می‌شود، زیرا دستگاه باید بخشی از مدار موردنظر باشد. در حالت ایده آل، هنگامی‌که این نوع ابزار به مدار اضافه می‌شود، هیچ ولتاژی کاهش نمی‌یابد زیرا جریان از آن عبور می‌کند. اگر آمپرمتر به موازات مدار استفاده شود، مانند ولت سنج، می‌تواند باعث افزایش جریان و آسیب به مدار و دستگاه شود.
نحوه اتصال دقیق دستگاه به مدار به نوع آمپرسنج شما بستگی دارد. برخی از جک‌های مشابهی برای اندازه‌گیری جریان، ولتاژ و مقاومت استفاده می‌کنند، درحالی‌که برخی دیگر گاهی اوقات جک جداگانه‌ای را فقط برای دوشاخه آزمایشی برای اندازه‌گیری جریان دارند. با اکثر آمپرسنج‌های اولیه، می‌توانید از یک گیره تمساح برای وصل کردن سری سیاه نزدیک به پایانه منفی و سری قرمز به پایانه مثبت استفاده کنید.
برای اندازه‌گیری جریان در مدار، مهم است که مدار را باز کرده و یک آمپرمتر را به صورت سری در مدار قرار دهید. این به الکترون‌ها اجازه می‌دهد تا از دستگاه و همچنین از مدار عبور کنند. در چند دقیقه، آمپرمتر شروع به نشان دادن آمپر در مدار می‌کند.
پس از اتصال، بسته به دستگاه خود، باید بتوانید با استفاده از نمایشگر دیجیتال یا آنالوگ، مطالعه خود را انجام دهید. هنگام استفاده از دستگاه اندازه گیری، ایمنی مهم است، بنابراین مطمئن شوید که همیشه از دستکش‌های عایق برای محافظت از خود در برابر جریان برق استفاده کنید.
محدوده آمپرمتر چقدر است؟
محدوده دستگاه به معنای حداکثر ظرفیت جریانی است که می‌خواند یا می‌تواند اندازه گیری کند. به طور معمول یک آمپرمتر دارای محدوده 0-3 آمپر است و 30 بخش در مقیاس آن وجود دارد. به عنوان مثال: اگر آمپرمتری بگیرید که دارای صفحه 0 -300 است، به این معنی است که می‌تواند جریان را تا 300 آمپر بخواند. برای آمپرمتر الکترونیکی دیجیتال هیچ شماره‌گیری وجود نخواهد داشت و تا ظرفیت ذکر شده روی صفحه نمایش داده می‌شود.
معرفی بهترین برندهای آمپرسنج بازار
یکی از مهم‌ترین فاکتورهایی که در هنگام انتخاب باید در نظر بگیرید قیمت دستگاه است چرا که محدوده قیمتی بسیاری از ویژگی‌های آن را تعیین می‌کند. برند سازنده و ویژگی‌های این دستگاه تعیین کننده قیمت آن خواهد بود. ناگفته نماند که هر چه بودجه بیشتری برای این ابزار صرف کنید، کیفیت، دوام و دقت بیشتری خواهید داشت و البته مقادیر دقیق‌تری اندازه خواهید گرفت.
توصیه می‌کنیم با توجه به نیاز خود و تعداد دفعاتی که قصد استفاده از این دستگاه را دارید برای خرید این دستگاه هزینه کنید. اگر شما به عنوان یک برق‌کار حرفه‌ای به طور منظم و روزانه از این ابزار استفاده می‌کنید، هزینه اضافی برای آن در نظر بگیرید. در غیر این صورت، یک مدل ارزان کفایت می‌کند. صرف نظر از بودجه‌ای که برای این ابزار در نظر گرفته‌اید، بهترین برندهای آمپرسنج باید سه عملکرد اساسی زیر را ارائه دهد:
- محدوده ولتاژ را انتخاب کنید
- اندازه‌گیری اهم (مقاومت)
- قابلیت سوئیچ بین برق AC و DC
محبوب‌ترین برندهای آمپرمتر در بازار به ترتیب اولویت عبارت‌اند از: امپر,میکرومکس,یونیتی,مستک و… که عملکرد خوب و دقیقی از خود نشان داده‌اند.
آمپرسنج آرمانی چیست؟
در حالت عادی، تمامی آمپرمترها، مقداری مقاومت دارند. اما آمپرسنج ایده آل یا آرمانی، یک مفهوم نظری است که روی کاغذ امکان‌پذیر است. این امپرمتر دارای مقاومت صفر است و مقدار دقیق جریان را اندازه گیری می‌کند. البته آمپرمتر “clamp-on” جریان عبوری از سیم را با اندازه گیری قدرت میدان مغناطیسی اطراف آن به جای تبدیل شدن به بخشی از مدار اندازه گیری می‌کند و همین شرایط آن را به یک آمپرمتر ایده آل تبدیل می‌کند.
نظرات کاربران