Ampèremètre

Symbole de l'ampèremètre

Comme tous les autres composants d'un circuit électrique, les ampèremètres ont leur propre symbole. Il est facilement reconnaissable, car la lettre "A" confinée dans un cercle, illustrée dans la figure 2 ci-dessous, représente l'ampèremètre.

Fig. 2 - Le symbole de l'ampèremètre.

Parfois, la lettre peut être surmontée d'une ligne ondulée ou d'une ligne droite jumelée à une ligne en pointillés. Cela indique simplement si le courant est respectivement alternatif (AC) ou continu (DC).

Formule et fonctions de l'ampèremètre

La principale formule à prendre en compte lorsqu'il s'agit d'ampèremètres est la loi d'Ohm :

\[I=\frac{V}{R},\]

où \( I\) est le courant en ampères (\(\mathrm{A}\)), \(V\) est latension en volts (\(\mathrm{V}\ )), et \ (R\) est la résistance en ohms (\(\Omega\)). Si nous mesurons le courant à l'aide d'un ampèremètre et la tension à l'aide d'un voltmètre, nous pouvons alors calculer la résistance à un certain point du circuit.

De même, si nous connaissons la résistance et la tension du circuit, nous pouvons vérifier les mesures de notre ampèremètre. Il est important d'appliquer la bonne équation pour calculer la résistance du circuit. Un ampèremètre sera toujours branché en série, tandis qu'un voltmètre doit être branché en parallèle.Rappelle-toi que :

• Si les résistances sont ensérie (c'est-à-dire les unes à côté des autres), tu additionnes la valeur de chaque résistance : \[R_\mathrm{series}=\sum_{n}R_n=R_1+R_2+ \cdots,\]

• Si les résistances sont en parallèle, la règle pour trouver la résistance totale est la suivante : [\frac{1}{R_\mathrm{parallèle}}=\sum_{n}\frac{1}{R_n} =\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\cdots,\N].

Appliquons ces équations à un problème d'exemple, en comparant le courant dans un circuit avec un ampèremètre idéal et un ampèremètre non idéal !

Fonction de l'ampèremètre

La fonction principale d'un ampèremètre est de mesurer le courant dans un circuit électrique. Voyons donc les étapes de base de l'application d'un ampèremètre à un circuit dans la vie réelle. Un exemple de diagramme d'un ampèremètre typique est visible dans la figure 4 ci-dessous. Il possède une échelle affichant une gamme de courants qu'il pourra détecter, ainsi qu'un connecteur positif et un connecteur négatif indiqués sur sa base. Parfois, il y a deux échelles superposées, chacune ayant un connecteur positif séparé. Ces échelles se composent généralement d'une plage de mesures plus large et d'une plage de mesures plus étroite, par exemple de -1 à 3 et de -0,2 à 0,6, comme le montre la figure 1, ce qui nous permet de prendre des mesures plus précises dans cette plage plus restreinte.

Fig. 4 - Schéma d'un ampèremètre.

Dans un circuit simple composé d'une pile, d'une source (par exemple, une ampoule) et de fils, nous pouvons mesurer le courant en déconnectant le fil de la source et de la pile et en insérant l'ampèremètre à l'intérieur du circuit.

Le connecteur négatif de l'ampèremètre doit être relié à la borne négative de la batterie. De même, le connecteur positif se connecte à la borne positive. Il ne reste plus qu'à lire la mesure du courant et à estimer l'erreur !

Effet de la température

En raison de la sensibilité d'un ampèremètre, chaque fois que l'on prend des mesures, il faut faire attention aux températures environnantes. Les fluctuations de température peuvent entraîner des lectures erronées. Par exemple, si la température augmente, la résistance augmente également. Une plus grande résistance signifie que moins de courant passera à travers elle ; par conséquent, la lecture de l'ampèremètre sera également plus faible. Cet effet peut être réduit en connectant une résistance d'amortissement à l'ampèremètre en série.

Mesures de l'ampèremètre

Cet article se concentre sur les ampèremètres en particulier. Cependant, de nos jours, il existe d'autres instruments utilisés pour mesurer le courant d'un système électrique.

Par exemple, un instrument couramment utilisé pour mesurer le courant est le multimètre.

Fig. 5 - Un multimètre regroupe les fonctions d'un ampèremètre, d'un voltmètre et d'un ohmmètre.

Comme la définition l'indique, c'est un outil très polyvalent qui peut nous fournir beaucoup d'informations sur un circuit particulier. Au lieu d'avoir à apporter un ampèremètre, un voltmètre et un ohmmètre, tout est combiné dans un seul instrument.

Un autre instrument similaire à l'ampèremètre est le galvanomètre.

La principale différence entre ces deux outils est que l'ampèremètre ne mesure que l'ampleur du courant, alors que le galvanomètre peut également en déterminer la direction. Cependant, il ne fonctionne que pour une petite plage de valeurs.

Conversion d'un galvanomètre en ampèremètre

Il est possible de convertir un galvanomètre en ampèremètre en ajoutant simplement une résistance de shunt \(S\) au circuit. Elle a une très faible résistance et doit être connectée au galvanomètre en parallèle, comme le montre la figure 6.

Fig. 6 - Une résistance shunt connectée en parallèle à un galvanomètre.

Nous savons que la résistance potentielle à travers deux composants parallèles est la même. En appliquant la loi d'Ohm, nous concluons donc que le courant \(I\) est directement proportionnel au courant traversant le galvanomètre \(I_\mathrm{G}\) sur la base de l'expression suivante :

\[I_\mathrm{G}=\frac{S}{S + R_\mathrm{G}}I\]

où \(R_\mathrm{G}\) est la résistance du galvanomètre.

Si l'on veut augmenter la portée d'un galvanomètre, on applique

\[S=\frac{G}{n-1},\]

où \(S\r} est la résistance du shunt, \(G\r} est la résistance du galvanomètre, et \(n\r} est le nombre de fois que la résistance augmente.