mayo 31, 2020
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Amperímetro

Un amperímetro es un instrumento de medición utilizado para medir la corriente en un circuito. Las corrientes eléctricas se miden en amperios (A), que es de donde toma su nombre. Los instrumentos utilizados para medir corrientes más pequeñas, en el rango de miliamperios o microamperios, se designan como miliamperímetros o micro amperímetros.

Los primeros amperímetros eran herramientas de laboratorio que dependían del campo magnético de la tierra para su funcionamiento. A fines del siglo XIX, se diseñaron algunas herramientas  mejoradas que se podían montar en cualquier posición y permitían mediciones precisas en los sistemas de energía eléctrica. Generalmente se representa con la letra ‘A’ en un círculo.

A continuación, hablaremos en detalle sobre uno de los instrumentos de laboratorio, como el alcoholimetro, más usados en las historia. Si quieres saber más, acompáñanos hasta el final.

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¿Qué es un amperímetro?

El instrumento que se emplea para medir la corriente lleva el nombre de amperímetro. La corriente es el flujo constante de electrones cuya unidad de medida es el amperio. Pero prácticamente el amperímetro tiene una pequeña resistencia interna. El rango de medición del amperímetro depende del valor de la resistencia.

Hay dos tipos de corriente eléctrica: corriente continua (CC) y corriente alterna (CA). DC envía corriente en una dirección, mientras que AC alterna la dirección de la corriente a intervalos regulares.

Historia del amperímetro

El galvanómetro tangente se usó para medir corrientes usando este efecto, donde la fuerza de restauración que devolvía el puntero a la posición cero fue proporcionada por el campo magnético de la Tierra.

La relación entre la corriente eléctrica, los campos magnéticos y las fuerzas físicas fue notada por primera vez por Hans Christian Ørsted. Quien, en 1820, observó que una aguja de la brújula se desviaba de apuntar hacia el norte cuando una corriente fluía en un cable adyacente.

Esto hizo que estos instrumentos fueran utilizables solo cuando estaban alineados con el campo de la tierra. La sensibilidad del instrumento se incrementó mediante el uso de vueltas de cable adicionales para multiplicar el efecto: los instrumentos se llamaron “multiplicadores”.

La palabra que define al detector de corrientes eléctricas fue empleada por Sir Charles Wheatstone alrededor de los años 1840. Pero esto ya no se usa para describir instrumentos eléctricos. La palabra es similar a la del reóstato, también acuñado por Wheatstone, que era un dispositivo utilizado para ajustar la corriente en un circuito. Reóstato es un término histórico para una resistencia variable, aunque a diferencia del reoscopio todavía se puede encontrar.

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Función del amperímetro

Los amperímetros funcionan para medir la corriente eléctrica a través la corriente a través de un conjunto de bobinas con muy baja resistencia y reactancia inductiva. Esto permite una impedancia muy baja, la fuerza que se opone a la corriente eléctrica, que permite que el amperímetro mida con precisión la corriente en un circuito sin interferencia o cambio debido al amperímetro mismo.

En el amperímetro de bobina móvil,  funciona con el movimiento resulta de los imanes fijos configurados para oponerse a la corriente. Luego, el movimiento gira una armadura ubicada en el centro que está unida a un dial indicador. Este dial está configurado sobre una escala graduada que le permite al operador saber cuánta corriente se mueve a través de un circuito cerrado.

Debe conectar un amperímetro en serie cuando mida la corriente de un circuito. La baja impedancia de los amperímetros significa que no perderá mucha potencia. Si el amperímetro estuviera conectado en paralelo, la ruta podría quedar en cortocircuito de manera que toda la corriente fluya a través del amperímetro en lugar del circuito.

Principio del amperímetro

El principio principal del amperímetro es que debe tener una resistencia muy baja y también una reactancia inductiva. Ahora, ¿por qué necesitamos esto? ¿No podemos conectar un amperímetro en paralelo? La respuesta a esta pregunta es que tiene una impedancia muy baja porque debe tener una caída de voltaje muy baja y debe conectarse en conexión en serie porque la corriente es la misma en el circuito en serie.

Además, debido a la impedancia muy baja, la pérdida de potencia será baja y, si se conecta en paralelo, se convierte en una ruta casi en cortocircuito. Y, toda la corriente fluirá a través del amperímetro como resultado de la alta corriente que el instrumento puede quemar. Por esta razón, debe estar conectado en serie. Para un amperímetro ideal, debe tener una impedancia cero para que tenga una caída de voltaje cero, de modo que la pérdida de potencia en el instrumento sea cero.

Efecto de la temperatura en el amperímetro

El amperímetro es un dispositivo sensible que se ve fácilmente afectado por la temperatura ambiente. La variación de temperatura provoca el error en la lectura. Esto puede reducirse mediante la resistencia del pantano. La resistencia que tiene un coeficiente de temperatura cero se conoce como resistencia al pantano. Se conecta en serie con el amperímetro. La resistencia al pantano reduce el efecto de la temperatura en el medidor.

El amperímetro tiene el fusible incorporado que protege al amperímetro de la corriente intensa. Si una corriente sustancial fluye a través del amperímetro, el fusible se romperá. El amperímetro no puede medir la corriente hasta que el nuevo no reemplace el fusible.

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Tipos de amperímetro

Amperímetro de bovina móvil

El galvanómetro  es un amperímetro de bobina móvil. Utiliza la desviación magnética, donde la corriente que pasa a través de una bobina colocada en el campo magnético de un imán permanente hace que la bobina se mueva. La forma moderna de este instrumento fue desarrollada por Edward Weston, y utiliza dos resortes espirales para proporcionar la fuerza de restauración.

El espacio de aire uniforme entre el núcleo de hierro y los polos de imanes permanentes hacen que la desviación del medidor sea linealmente proporcional a la corriente. Estos medidores tienen escalas lineales. Los movimientos básicos del medidor pueden tener una desviación a gran escala para corrientes de aproximadamente 25 microamperios a 10 miliamperios.

Amperímetro de imán móvil

Los amperímetros de imán móvil funcionan esencialmente según el mismo principio que la bobina móvil, excepto que la bobina está montada en la caja del medidor y un imán permanente mueve la aguja. El amperímetro de imán móvil puede transportar corrientes más grandes que los instrumentos de bobina móvil, a menudo varias decenas de amperios. Esto debido a que la bobina puede estar hecha de un cable más grueso y la corriente no tiene que ser transportada por las espirales.

Amperímetro electrodinámico

Un amperímetro electrodinámico utiliza un electroimán en lugar del imán permanente del movimiento. Este instrumento puede responder tanto a la corriente alterna como a la corriente continua y también indica verdadero RMS para CA. Ver Wattmeter para un uso alternativo para este instrumento.

Amperimetro de hierro

Los amperímetros de hierro en movimiento usan una pieza de hierro que se mueve cuando actúa sobre la fuerza electromagnética de una bobina de alambre fija. El medidor de hierro en movimiento fue inventado por el ingeniero austriaco Friedrich Drexler en 1884.  Este tipo de medidor responde tanto a las corrientes directas como a las alternas. A diferencia del amperímetro de bobina móvil, que funciona con corriente continua solamente.

El elemento de hierro consiste en una paleta móvil unida a un puntero y una paleta fija, rodeada por una bobina. A medida que la corriente alterna o directa fluye a través de la bobina e induce un campo magnético en ambas paletas, las paletas se repelen entre sí y la paleta móvil se desvía contra la fuerza de restauración proporcionada por finos resortes helicoidales

Amperímetro de cable

En un amperímetro de cable caliente, una corriente pasa a través de un cable que se expande a medida que se calienta. Aunque estos instrumentos tienen un tiempo de respuesta lento y baja precisión, a veces se usaron para medir la corriente de radiofrecuencia. Estos también miden RMS verdaderos para una CA aplicada.

Amperímetro digital

De la misma manera que el amperímetro analógico formó la base para una amplia variedad de medidores derivados, incluidos los voltímetros, el mecanismo básico para un medidor digital es de voltímetro digital. Y otros tipos de medidores se construyen alrededor de esto. Los diseños de amperímetro digital utilizan una resistencia de derivación para producir un voltaje calibrado proporcional al flujo de corriente. Este voltaje se mide con un voltímetro digital, mediante el uso de un convertidor analógico al digital

Integrado

También hay una gama de dispositivos conocidos como amperímetros integradores. En estos amperímetros, la corriente se suma a lo largo del tiempo, dando como resultado el producto de la corriente y el tiempo. Que es proporcional a la carga eléctrica transferida con esa corriente.

Amperímetro vs galvanómetros

Los galvanómetros detectan la fuerza y ​​la dirección de las corrientes minúsculas en los circuitos. Un puntero conectado a la bobina se mueve sobre una escala. La escala se calibra para leer la corriente en amperios. Los galvanómetros requieren un campo magnético, mientras que los amperímetros pueden funcionar sin uno.

Si bien un galvanómetro tiene mucha más precisión que un amperímetro, no es tan preciso. Esto significa que los galvanómetros pueden ser muy sensibles a pequeños cambios en la corriente, pero esta corriente aún podría estar lejos del valor real.

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