Par S. Hussain Ather, mis à jour le 24 mars 2022
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L'ampèremètre est l'instrument standard de mesure du courant électrique dont l'unité SI est l'ampère. Comprendre son fonctionnement est essentiel pour une analyse précise des circuits.
Les ampèremètres déterminent le courant en faisant passer le flux à travers une bobine à très faible résistance et réactance inductive, créant ainsi une impédance minimale. Cette conception garantit que le compteur ne perturbe pas le circuit qu'il mesure.
Dans un ampèremètre à bobine mobile, le courant génère un champ magnétique qui s'oppose au champ fixe produit par les aimants permanents. Le couple résultant déplace une armature calibrée sur une échelle, affichant le courant en ampères.
Pour mesurer le courant, un ampèremètre doit être connecté en série avec la charge. Sa faible résistance interne signifie qu’il consomme une énergie négligeable, préservant ainsi le fonctionnement du circuit. Le connecter en parallèle court-circuiterait le circuit, redirigeant la majeure partie du courant à travers le compteur.
Un galvanomètre est un détecteur sensible capable de détecter de minuscules courants et leur direction. Il s'appuie sur un champ magnétique pour convertir le courant en un déplacement mécanique. Bien que très précis, la portée d'un galvanomètre est limitée et il ne mesure généralement que le courant continu (DC).
Les ampèremètres étendent le principe du galvanomètre. Les ampèremètres à courant continu utilisent la méthode de la bobine mobile, tandis que les ampèremètres à courant alternatif mesurent la déviation provoquée par le champ magnétique variable dans le temps agissant sur un morceau de fer. Par conséquent, les ampèremètres peuvent gérer à la fois le courant alternatif et le courant continu.
Pour adapter un galvanomètre à des courants plus importants, il est placé en parallèle avec une petite résistance shunt. Le shunt détourne la majeure partie du courant du galvanomètre, ne permettant qu'à une fraction de le traverser. Le shunt protège le galvanomètre des dommages et permet des lectures précises des courants élevés.
Laissez G soit la résistance du galvanomètre et Ig le courant maximum pour une déviation à pleine échelle. Pour un courant total I , la résistance shunt S est calculé comme :
S = (Ig · G) / (I – Ig)
La résistance effective de l'ampèremètre combiné est :
Reff = (G · S) / (G + S)