Ampe kế

Nguyên lý làm việc của ampe kế

Trong dòng điện xoay chiều, biến thể từ trường được tạo ra bởi đường dây điện có thể gây ra cảm ứng điện từ lên một cuộn cảm gần đường dây điện. Ampe kế cũng hoạt động dựa trên nguyên tắc này, các bộ cảm biến sẽ hiện thị kết quả lên trên màn hình ampe.

Cơ chế hoạt động của ampe kế

Từ trường biến thiên được sinh ra bởi dòng điện xoay chiều có thể gây ra cảm ứng điện từ lên một nguồn cảm nằm gần dòng điện.

Chức năng của ampe kế

Với thiết kế chuyên dụng thì ampe kế có chức năng chính là đo dòng điện. Một số loại ampe kế khác còn có nhiều chức năng đa dạng. Ví dụ như đo điện áp xoay chiều, đo điện trở hoặc đo tần suất, nhiệt độ cũng như kiểm tra điện dẫn.

Một số loại ampe thông dụng

1. Ampe kế can thiệp

Khi đo dòng điện chạy trong một dây điện, ampe kế can thiệp phải được mắc nối tiếp với dây điện. Mọi ampe kế đều tiêu thụ một hiệu điện thế nhỏ nối tiếp trong mạch điện. Ký hiệu ampe kế trong mạch điện là một vòng tròn có chữ A ở giữa. Ngoài ra có thể thêm ký hiệu các cực dương và âm hai bên cho dòng điện một chiều.

Trong nhiều thiết kế, ampe kế là một điện kế có mắc sơn. Có nhiều loại ampe kế can thiệp  khác nhau như: ampe kế khung quay, ampe kế điện tử, ampe kế sắt từ, ampe kế nhiệt.

2. Ampe kế khung quay

Loại ampe kế truyền thống này thường dùng để đo cường độ của dòng điện một chiều chạy trong một mạch điện. Bộ phận chính là một cuộn dây dẫn. Cuộn dây này có thể quay quanh một trục, nằm trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu. Cuộn dây được gắn với một kim chỉ góc quay trên một thước hình cung. Một lò xo xoắn kéo cuộn và kim về vị trí số 0 khi không có dòng điện. Trong một số dụng cụ, cuộn dây được gắn với một miếng sắt, chịu lực hút của các nam châm và cân bằng tại vị trí số 0.

3. Ampe kế không can thiệp

Ampe kế can thiệp có nhược điểm là cần phải được lắp đặt như một thành phần trong mạch điện. Loại này không thể dùng cho những mạch điện đã được chế tạo khó thay đổi. Với những mạch điện này bạn cần đo đạc từ trường sinh ra bởi dòng điện. Từ đó chúng ta có thể xác định được cường độ dòng điện.

4. Ampe kế sắt từ

Ampe kế sắt từ cấu tạo từ hai thanh sắt non nằm bên trong một ống dây. Một thanh được cố định còn thanh kia gắn trên trục quay, và gắn với kim chỉ góc quay trên một thước hình cung. Dòng điện qua ống dây sinh ra một từ trường trong ống. Từ trường này gây nên cảm ứng sắt từ trên hai thanh sắt, biến chúng thành các nam châm cùng chiều. Hai nam châm cùng chiều luôn đẩy nhau, không phụ thuộc vào chiều dòng điện qua ống dây. Vì lực đẩy này, thanh nam châm di động quay và góc quay tương ứng với cường độ dòng điện qua ống dây.

5. Ampe kế nhiệt

Bộ phận chính của ampe kế nhiệt là một thanh kim loại mảnh và dài. Nó được cuộn lại giống một lò xo xoắn với một đầu gắn cố định. Còn đầu kia gắn với một kim chuyển động trên nền một thước hình cung. Khi dòng điện chạy qua, thanh xoắn nóng lên đến nhiệt độ cân bằng. Công suất nhiệt nhận được từ dòng điện bằng công suất nhiệt tỏa ra môi trường và giãn nở nhiệt, đẩy đầu tự do quay. Góc quay, thể hiện bởi vị trí đầu kim trên thước đo, tương ứng với cường độ dòng điện.

6. Ampe kế điện tử

Ampe kế điện tử thường là một chế độ hoạt động của vạn năng kế điện tử. Bản chất hoạt động của loại ampe kế này có thể mô tả là một Vôn kế điện tử đo hiệu điện thế do dòng điện gây ra trên một điện trở nhỏ gọi là shunt. Các thang đo khác nhau được điều chỉnh bằng việc chọn các shunt khác nhau. Cường độ dòng điện được suy ra từ hiệu điện thế đo được qua định luật Ohm.