Ampermetre Nedir?

Ampermetre

Ampermetre nedir? Elektrik devresinden geçen elektrik akımının şiddetini ölçmek için kullanılan ölçü aletine ampermetre denir. İç direnci çok küçük olduğu için üzerinden akım geçirebilir. Bu sebeple devreye seri bağlanır. Devredeki akım şiddetini “Amper” cinsinden ölçer. Voltmetre gibi devreye paralel bağlanırsa devrede kısa devre yapar. O devre akımından akım geçmez, lamba ışık vermez.

Analog veya dijital olmak üzere iki ayrı çeşidi vardır. Elektrik ölçü aletleri, yapım amaçlarına göre bir kaç miliamper’ den yüzlerce amper’e kadar ölçüm yapabilirler. Ampermetre akım ölçer. Bu ölçüm; doğru akım (DC) veya alternatif akım (AC) ölçümü olabilir. Ampermetrelerin elektrik devresindeki sembolü, daire içinde “A” ile ifade edilir. Akım şiddeti birimi Amper’ dir. Akım şiddeti cihazdan direk okunur.

Gerilim ölçümünü de birlikte yapan ölçü çeşidine de (dirençle) wattmetre denir. Akım ölçer olarak da bilinir. Bir ampermetrenin ölçebileceği akım sınırlıdır. Üzerinde büyük akım değerleri ölçüleceği zaman düzenek içinden ölçülecek akımın bir bölümü geçirilir. Devredeki akımın sadece çok küçük ve belirli bir bölümünün ölçü bobininden geçmesini sağlayan ve şönt denilen düzenektir. Akımın geri kalan büyük bir bölümünü de cihaza paralel bağlanan bu şönt devresi taşır. Manganlı metalden imal edilen şöntler ampermetreye dıştan bağlanır. Ampermetre üzerinde okunan değerle şönt üzerinde yazılı değer çarpıldığı zaman devreden geçen akım ölçülür.

Çok küçük akım değerleri ölçülmek istendiği zaman galvonometre denilen (mikroamper, miliamper) düzenekler kullanılır. Her şartlar da farklı düzenekler kullanıldığı için günümüzde bu özelliklerin hepsini kapsayan çok amaçlı ampermetreler geliştirilmiştir.

Çalışma Prensibi

Ampermetrenin çalışma prensibi, en zayıf elektrik akımının iletken tel sarılı bir bobini, bir mıknatısa dönüştürme özelliğine dayanır. Daimi bir mıknatıs ve bu mıknatısın kutupları arasında uygun bir eksen çevresinde dönen bobinden oluşur. Akım geçtiğinde bu akımın şiddeti ile orantılı bir manyetik alan meydana gelir. Bobin arasında bulunduğu kutuplardan biri çeker, diğeri iter ve akımın şiddetine göre döner. Akımın şiddeti ne kadar büyük olursa bobinin dönme açısı o kadar büyük olur. Bobine gelen akım kesildiği zaman spiral bir yay sayesinde bobin ilk konumuna gelir. Döner bobine bağlanan göstergede, kadran üzerinden akım şiddeti okunur.

Yumuşak demirli ve silindir şeklinde sabit bobinli ampermetreler düşük frenkanslı alternatif akımların ölçülmesi için kullanılır. Yumuşak demir, bir göstergeye bağlıdır. Bobinden akım geçince, hareket eder ve göstergeyi akım şiddetini gösteren bölmeye getirir. Yapılması basit olduğu için yaygın olarak kullanılan bu ampermetreler düşük maliyetlidir.

Termik ampermetreler, akımın iletkenden geçerken sebep olduğu ısıyı ölçerek çalışır. Uçları sabit bir tel, akımın sebep olduğu ısı ile uzar. Bu uzama, telin uçları sabit olduğundan kıvrılma şeklinde olur. Bu telin ortasında bir telle bağlı olan makaranın merkezinde bir gösterge vardır. Telin akım ile ısınması makara çekilir. Gösterge de kadran üzerinde hareket etmeye başlar. Modern termoelektrik ampermetreler de termo elektrik kulp tarafından verilen akım şiddeti bir galvanometre ile ölçülür. Bu tür ampermetreler radyo, televizyon ve elektronik aletlerdeki yüksek frekanslı akımların ölçülmesinde kullanılır.

Ampermetre Devreye Nasıl Bağlanır?

Ampermetre akımın geçtiği yol üzerine bağlanmalıdır. Bir başka ifadeyle devre akımı, ampermetre üzerinden geçip devresini tamamlamalıdır. Bu da elektronik ölçü aletleri arasında olan ampermetrenin elektrik devresinde alıcıya seri bağlanması demektir.

Ölçü cihazları, ölçme yaptıkları devrenin özelliklerini değiştirmemelidir. Ampermetrenin amacı, bir elektrik devresinden kaç amper geçtiğini ölçmektir. Alıcı veya alıcılardan geçecek akımın ölçülebilmesi için akımın tamamının ampermetreden geçmesi gerekir. Alıcıdan geçen akım aynı zamanda ampermetreden de geçtiği için alet, alıcı ile arka arkaya bağlanır. Ampermetreler devreye seri bağlandıklarından, ölçüm yaptıkları devrelerde bir yük gibi akımı sınırlandırıcı etki yapmamaları gerekir. Bu yüzden ampermetrelerin iç dirençleri çok küçüktür (0-1 ohm(Ω)).

Ampermetrenin iç direncinin küçük olması için bobini, kalın kesitli iletkenden, az sipirli sarılır. İç direnci büyük olursa devrenin toplam direnci artar, devrenin özelliği bozulur. Ampermetrelerin ölçüldüğü değer “I” ile gösterilir ve “A” ile ifade edilir (I =10 A gibi ).

Doğru akım (DA) ölçen ve alternatif akım ( AA ) ölçen ampermetrelerin dışında DA ve AA ölçen ampermetreler de vardır. Ampermetre devreye bağlanırken DA veya AA ölçü aleti olması önemlidir. Demantmetreli ampermetre ile 15 dakikada çekilen en büyük ortalama akım değeri görülebilir. İsteğe bağlı olarak 5 ya da 8 dakikalık periyotlarda demantmetreli ampermetre imal edilmektedir. İbreli ampermetreden başka, elektronik (Dijital) ampermetreler de yapılmakta, kullanım alanları hızla yayılmaktadır. Bu ampermetrelerde okuma hatası yoktur ve kullanım özellikleri ibreli ampermetrelerde olduğu gibidir.

Ampermetreler kesinlikle devreye seri bağlanmalıdır. Eğer ampermetre devreye yanlışlıkla paralel bağlanırsa iç direnci çok küçük olduğu için üzerinden çok büyük akım geçer. Bu devrenin ampermetre üzerinden kısa devre olması anlamına gelir. Ampermetreden kısa devre akımı geçer. Bu da ampermetrenin hasar görmesine, büyük ihtimalle de yanmasına sebep olur.

DC ampermetrelerde bağlantı uçları + ve – olarak tespit edilmiştir. Ters bağlanırsa ampermetre bobini ters yönde dönmeye zorlayacağından ampermetre zarar görebilir.
Seri yerine paralel bağlantı olursa iç dirençleri küçük olduğundan ölçüm bobinlerinden çok yüksek akım geçeceğinden ampermetre bobini yanar.

Akım Ölçme

Ampermetre kullanımı: Akım ölçme işlemine başlamadan önce, nokta ölçüm yapılacak akıma uygun ampermetre seçilmelidir. Ampermetre seçimi yapılırken dikkat edilelecek hususlar:

Ampermetre devreye seri bağlanır.

Akım çeşidine uygun olarak(AC-DC) ampermetre seçilir.
Ampermetrenin ölçme sınırı, ölçülecek akım değerinden büyük olmalıdır.
Alternatif akım (AC) ölçmelerinde ampermetreye bağlanan giriş ve çıkış uçları farklılık göstermez. Fakat doğru akımda (DC) “+” ve “–“ uçlar doğru bağlanmalıdır. Tersi durumda analog ölçü aleti ibresi ters sapar. Dijital ölçü aletlerinde ise değer önünde negatif ifadesi görülür.
Ölçülecek akım değerine uygun özellikte ampermetre seçimi yapılmalıdır. μA seviyesindeki akım, amper seviyesinde ölçüm yapan bir ampermetre ile ölçülemez.
Ampermetre ölçüm yapılacak noktaya, alıcının veya devrenin çektiği akımın tamamı üzerinden geçecek şekilde seri bağlanır.
Enerji altında hiçbir şekilde ampermetre bağlantısı yapılmamalı ve mevcut bağlantıya dokunulmamalıdır.

Ampermetre Çeşitleri

Akım şiddetini ölçen bu elektronik ölçüm cihazları dijital ampermetre, analog ampermetre ve pens ampermetre olarak çeşitleri vardır. Ölçülecek değere göre mA seviyesinden kA seviyesine kadar ölçme alanına sahip ampermetre imalatı yapılmaktadır. Ölçülecek akımın DC yada AC olmasına göre, DC ampermetre yada AC ampermetre kullanılır.

Ampermetre çeşitlerine göre farklı çalışma prensipleri ve duyarlılıklar gösterirler. Ampermetre çeşitinden olan D’Arsonval ampermetre; doğru akımı (DA) 0.1Amper-2Amper arası hata oranı ile ölçer. Elektrodinamik ampermetre ise doğru akım (DA) ve alternatif akımda (AA) kullanılır. Hata ölçme (duyarlılık) aralığı ise 0.1Amper-0.25Amper arasındadır. Hareketli parça taşımayan sayısal ampermetreler; ölçülen analog akımı sayısal yazıya çevirirken temelde prensip olarak bir. İntegratör devreyle bir ADC (Analog-to-digital converter) kullanılır. Sayısal ampermetrelerin çoğunun duyarlılık aralığı %1 ‘in üzerindedir. Özellikle alternatif akımları ölçmede kullanılan ısıl ampermetrede ölçülen akım tarafından ısıtılan termokupl (termoelektrik çift) meydana gelen çok küçük gerilim bir milivoltmetre ile ölçülür.

Ampermetre firmaları tarafından imalatı yapılan ampermetreler, kullanma alanlarına göre farklı ampermetreler vardır. Üretilen ampermetre fiyatları da özelliklerinden dolayı her firmaya göre değişmektedir.

Montajı

Ampermetre montajı ile voltmetre, frekansmetre, cosinüsfimetre ve wattmetre montaj yönergesi aynıdır.
Elektrik panosunda ölçü aletinin arka bölümü geçecek şekilde yer açılır. Bu açılan alandan ölçü aleti önden arkaya doğru monte edilir.
Elektirk pano arkasından çapraz iki sıkıştırma aparatı ölçü aletine takılır. Vida ile iyice sıkılır.
Ölçü aletinin montaj işlemi bitince kablo bağlantısı yapılır.