Anperemetro

Wikipedia(e)tik
Hona jauzi: nabigazioa, Bilatu
Anperemetroaren ikur elektronikoa.
Korronte zuzena eta korronte alternoa neurtu ditzakeen anperemetroa.

Anperemetroa zirkuitu elektriko bateko puntu batetik igarotzen den korronte edo intentsitate elektrikoa neurtzen duen gailu bat da. Izena intentsitate elektrikoa neurtzen duen unitatetik -Anperea- datorkio. Korronte txikiagoak neurtzen dituzten gailuak, milianpere edo mikroanpere mailakoak, milianperemetro eta mikroanperemetro izenak harten dituzte, hurrenez hurren.

Funtsean, anperemetro analogiko bat galbanometro bat da -korronte txikiak neurtzen dituen gailua-, neurketa maila egokitzeko shunt erresistentzia bat paraleloan daukana. Hainbat shunt erresistentzia erabiliz, hainbat neurketa maila dituen anperemetroa lortzen da.

Anperemetro digitaletan neurtu beharreko korrontea erresistentzia batetik pasatzen da, eta bihurgailu analogiko/digital batek erresitentzia honetako tentsio-jauskera neurtzen du. Bihurgailuak emandako neurketa PUZ batek iraukurtzen du, eta honek beharrezko kalkuluak egiten ditu korrontearen balioa pantalla baten erakusteko.

Neurketa egiteko korronteak anperemetroa zeharkatu behar du. Beraz anperemetroa korrontea neurtu nahi den zirkuituko puntuan seriean konektatzen da. Ondorioz, anperemetroek barne-erresistentzia oso txikia daukate, ohm bat baino gutxiagokoa, zirkuitu baten konektatzerakoan korronte neurgailuak berak ez dezan korrontea txikiagotu.

Korrontea neurtu beharreko zirkuitua ezin denean eten, neurketa egiteko pintza anperemetrikoak erabiltzen dira. Gailu hauek korrontea neurtzeko beronek sortzen duen eremu magnetikoa neurtzen dute.

Anperemetro motak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Bobina mugikorrekoak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Demostraziorako burdina mugikordun anperemetroa
Anperemetro zahar bat
Erdiko-zerodun anperemetroa
Burdina mugikorreko anperemetro zahar bat

D'Arsonval-en galbanometroa bobina mugikorreko anperemetroa da. Deflexio magnetikoa erabiltzen du: eremu magnetiko baten barnean dagoen bobina batetik korronte elektriko bat pasatzean bobina hori mugitu egiten da. Tresna honen bertsio modernoa Edward Westonek garatu zuen, eta malguki kiribildu bi erabiltzen ditu indar berreskuratzailea lortzeko. Burdinazko nukleo eta iman polo permanenteen artean dagoen aire tarte uniformeagatik deflexioa korrontearekiko linealki proportzionala da. Neurgailu hauek eskala linealak dituzte. Neurgailuaren mugimendu basikoek 25 mikroanperetako korronteetatik hasita 10 milianperetako korronteetarainko eskala-osoa eduki dezakete.[1]

Eremu magnetikoa polarizatua izaterakoan, neurgailuaren orratza kontrako norantzetan mugitzen da korrontearen norabide bakoitzean. Beraz korronte zuzeneko anperemetroa nola konektatzen den kontutan hartu behar da. Gehinak terminale positiboa markatuta daukate, baina batzuk erdiko-zero mekanismoak dituzte (hauetan orratza eskalaren erdian dago eta malgukiek norantza bietan egin dezaketa lan), eta norantza bietako korronteak neurtu ditzakete. Bobina mugikorreko neurgailuak bertatik igarotzen den batazbesteko korrontea neurtzen du (korrontearen frekuentzia anperemetroaren erantzuna baino azkarragoa bada), zeina korronte alternoan zero den. Arrazoi honegatik bobina mugikorreko neurgailuek korronte zuzenerako bakarrik balio dute.

Neurgailuaren mugimendu mota hau oso arrunta da bai anperemetroetan zein bere eratorrietan, voltmetro eta ohmmetroetan. Azken hamarkadetan hauen erabilpena gutxiagotu egin den arren, oinarrizko mugimendu mota hau bere garaian estandarra izan zen makinaria elektrikoarekin zerikusia daukan edozein bistaratze analogikotan.

Iman mugikorrekoak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Iman mugikorreko anperemetroek bobina mugikorrekoen printzipio berberarekin funtzionatzen dute oinarrian, aldea bobina kaxan muntatuta dagoela, eta orratza iman mugikorrarekin batera mugitzen dela da. Iman mugikorreko anperemetroek bobina mugikorrekoek baino korronte haundiagoak jasan ditzakete, askotan hainbat hamarka anpere, bobina hari sendoagoarekin egin daitekeelako eta korrontea ez delako malgukietatik pasatu behar. Izan ere, mota honetako anperemetro batzuek ez dute malgukirik, berreskuratze indarra iman egonkor finko baten bidez lortzen dutelarik.

Anperemetro elektrodinamikoak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Anperemetro elektrodinamikoek elektroiman bat erabiltzen dute d'Arsonval motakoek erabiltzen duten iman finkoaren ordez. Hau da, bobina bi dituzte, bat finkoa eta beste mugikorra. Gailu hauek bai korronte zuzen eta alternoarekin funtzionatu dezakete, [1] eta korronte alternoan korronte efikaza erakusten dute.

Burdina mugikorrekoak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Burdina mugikorreko anperemetroek bobina finko batek sortutako indar elektromagnetikoaren eraginez mugitzen den burdina zati bat erabiltzen dute. Bobina mugirrekoen aldean, zeinak korronte zuzena bakarrik neurtzen dituten, neurgailu hauek bai korronte zuzen eta alternoarekin funtzionatu dezakete.

Burdinazko elementuak orratz mugikor bat dauka, eta orratz finko bat, bobina batekin inguratua. Korronte zuzen edo alternoak bobina iragan eta orratz bietan eremu magnetikoa sortzerakoan, orratz mugikorra malguki helikoidalen indar berreskuratzailea gaindituz mugitu egiten da.[1] Burdina mugikorreko orratzaren deflexioa korrontearen balioaren karratuarekiko proportzionala da. Ondorioz neurgailu hauek eskala ez-lineala izango lukete, baina orokorrean burdinazko parteen forma eskala ia lineala lortzeko eran aldatzen da. Burdina mugikorreko neurgailuek korronte efikaza neurtzen dute edozein uhin formarekin.

Bobina mugikorreko anperemetroa Friedrich Drexler ingeniari Austriarrak asmatu zuen 1884an.

Hari berozkoak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Hari berozko anperemetroetan korrontea hari batetik pasatzen da, zeina berotzen den neurrian zabaldu egiten den. Neurgailu hauek erantzun geldoa eta zehaztasun txikia daukaten arren, batzutan irrati-maiztasuneko korronteak neurtzeko erabili ziren.[1] Hauek ere korronte alternoan balio efikaza neurtzen dute.

Anperemetro digitalak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Anperemetro analogikoa beste neurgailu batzuen oinarritzat erabili izan zen era berean -tartean voltmetro eta ohmmetroak-, anperemetro digitalaren oinarria voltmetro digitala da, eta beste neurgailu digital batzuk ere voltmetro digitalean oinarritzen dira.

Anperemetro digitalek shunt erresistentzia bat erabiltzen dute korronte fluxuaren tentsio proportzional bat lortzeko. Tentsio hau voltmetro digital batekin neurtzen da, bihurgailu analogiko/digital (ADC) baten bitartez. Gailu hauek orokorrean korronte efikaza uhin sinusoidaletan bakarrik kalkulatzeko kalibratuak daude.

Integratzaileak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Anperemetro integratzaile izena duten gailu sorta bat ere badago.[2][3] Anperemetro hauetan denboran zehar korronteen batuketa egiten da, emaitzatzat korronte eta denboraren biderketa lortzen delarik, zeina korronte horrekin emandako energiaren proportzionala den. Hauek energia kopuru neurgailuetan (watt-ordu neurgailuak) edo bateria edo kondentsadoreen karga estimatzeko erabili daitezke.

Bobina mugikorreko anperemetroaren oinarri teorikoa[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Anperemetroaren eskema.

Neurtu beharreko korronte maila galbanometroaren neurri mailara egokitzeko, shunt erresistentzia galbanometroarekin paraleloan konektatzen da. -ren balioa, orratzak eskala-fondora heltzeko behar duen hautatutako anpere kopuruaren araberakoa izango da.

Neurketa maila desberdinak -eskala-fondo desberdinak- lortzeko shunt erresistentzia bi edo gehiago erabiltzen dira. Anperemetroak kommutadore bat izango du neurketa-maila bakoitzarentzat, dagokion erresistentzia hautatuko duena. Adibidez, 10 milianpere, 100 milianpere eta 1 anpereko eskalak dituen anperemetroak balio egokidun hiru erresistentzien hartean hautatzeko konmutagailua izango du. Korronte haundietarako -10 anpere edo haundiagoak adibidez- anperemetroak borne independienteak izaten ditu, fusible batekin babestuta.

balioa lortzeko:
non neurtu nahi den balio maximoa -eskala-fondoa-, galbanometrotik igarotzen den korrontea, eta shunt erresistentziatik igarotzen den korrontea diren.

Galbanometroan eta shunt erresistentzian tentsio-jauskerak berdinak dira. Ohmen legeagatik,

ordezkatu, eta askatzen da:

Ekuazio honekin, kanpoko zirkuituan milianpereko korrontea dagoenean, galbanometrotik milianpereko korrontea pasatzeko behar den balioa kalkulatzen da.

Erabilpena[aldatu | aldatu iturburu kodea]

Anperemetro baten konexioa zirkuitu baten

Anperemetro gehienak neurtu nahi den korrontea daraman zirkuituan seriean konektatzen dira -korronte txikiak neurtu behar dituztenean-, edo shunt erresistentziarekin batera zirkuituan seriean konektatzen dira -shunt erresistentzia eta anperemetroa paraleloan, bi hauek zirkuitu barruan seriean, ikus irudia-. Kasu bietan, korrontea neurgailutik edo (gehienbat) bere shunt erresistentziatik igarotzen da. Anperemetroak ez dira zuzenean tentsio iturri batera konektatu behar, barne-erresistentzia oso txikia bait dute eta korronte haundiegia igaroko litzateke. Anperemetroak bere terminaletan tentsio-jauskera txikiak edukitzeko diseinatuak daude, volt bat baino asko txikiagoak; anperemetroak zirkuituan sortzen duen galerari bere zirkuituko "karga" ("burden") deitzen zaio.

Weston-motako anperemetroek milianpereak bakarrik neurtu ditzakete asko jota, malguki eta bobinek korronte mugatuak bakarrik eraman ditzaketelako. Korronte haundiagoak neurtzeko, shunt izeneko erresistentzia bat anperemetroarekin paraleloan jartzen da. Shuntaren erresistentziaren balioa zenbaki osoetatik miliohmen tartean egon daiteke. Ia korronte osoa shuntetik igarotzen da, eta parte txiki bat bakarrik neurgailutik. Honela neurgailuarekin korronte haundiak neurtu daitezke. Tradizionalki, shunt batekin erabiltzen den neurgailuak 50 mV-eko eskala osoko deflexioa izan du, eta ondorioz shuntak eskala-osoan 50 mV-eko tentsio-jauskera edukitzeko kalkulatzen dira.

Erdiko-zerodun anperemetroak polaritate bietako korronteak neurtu behar direnean erabiltzen dira, ekipamendu industrial eta zientifkoetan ohiko beharrizanak. Erdiko-zerodun anperemetroak bateriekin ere serien jartzen dira. Erabilpen honetan, bateria kargatzerakoan orratza alde baterantz mugitzen da -normalean eskuinera-, eta deskargatzerakoan beste alderantz. Automobil eta kamioietan korrontea neurtzen duen erdiko-zerodun anperemetro mota berezi batek orratza mugitzen duen iman mugikor bat dauka, eta beste iman finko bat korronterik ez dagoenean orratza erdian mantentzeko. Korrontea daraman hariaren inguruko eremu magnetikoak iman mugikorraren deflexioa sortzen du.

Anperemetroaren shuntak erresistentzia balio oso txikia duenez, hanka-sartzez anperemetroa tentsio iturri batekin paraleloan konektatzeak zirkuitulaburra sortuko du, kasurik onenean fusible erreko delarik, neurgailua eta hariak kaltetu daitezkeelarik, eta erabiltzailea ere zauritu daitekeelarik.

Korronte alternoko zirkuituetan, korronte transformadore batek eroale baten inguruko eremu magnetikoa korronte alterno txiki baten bihurtuko du, tipikoki 1 A edo 5 A eskalako korronte maximorako, zeina neurgailuak errez neurtuko duen. Era berean, KA/KZ kontaktu gabeko anperemetro zehatzak Hall efektuko eremu magnetikoko sentsoreak erabiliz fabrikatu dira. Pintza anperemetriko eramangarria ohiko tresna bat da ekipamendu industrial eta komertzial elektrikoaren mantenimendu lanetan. Tresna honen pintza momentu baten hari baten inguruan ezartzen da korrontea neurtzeko. Mota berri batzuk zunda magnetiko paralelo pare bat dituzte, eroalearen alde bietan jartzen direlarik.

Erreferentziak[aldatu | aldatu iturburu kodea]

  1. a b c d (Ingelesez) Frank Spitzer and Barry Howarth, Principles of Modern Instrumentation, Holt, Rinehart and Winston, New York, 1972, ISBN 0-03-080208-3 chapter 11
  2. http://www-project.slac.stanford.edu/lc/local/notes/dr/Wiggler/Wigrad_BK.pdf
  3. http://dit.upc.es/lpdntt/biblio/BREUS/LEE97a.pdf

Ikus, gainera[aldatu | aldatu iturburu kodea]