amperometro

Strumento per la misurazione dell’intensità di correnti elettriche nel quale la misura è direttamente indicata da un indice su di una scala, graduata in ampere (a. propriamente detto) o in multipli o sottomultipli (in mA: milliamperometro; in μA microamperometro). Un a. è caratterizzato, oltre che dalle proprietà metrologiche tipiche degli strumenti di misurazione, come portata, precisione, sensibilità, accuratezza, risoluzione e prontezza, dalla sua resistenza interna. Quest’ultima dev’essere molto minore della resistenza del circuito in cui lo strumento viene inserito se si vuole che l’a. non introduca una perturbazione tale da modificare il valore della corrente oggetto della misura (errore di inserzione). Esistono sia a. di tipo digitale sia a. di tipo analogico.

Gli a. digitali sono essenzialmente costituiti da un voltmetro (➔) digitale (riconducendo la misura di corrente a una misura di tensione), che legge la tensione ai capi di una resistenza di precisione (shunt) attraversata dalla corrente in esame. L’utilizzo di un amplificatore operazionale per l’elaborazione del segnale di corrente sotto misura permette di ottenere a. digitali con impedenza nulla, il che consente una drastica riduzione dell’errore di inserzione.

fig. A

Gli a. analogici, a seconda del principio di funzionamento, si possono distinguere in due grandi categorie: a. elettromagnetici e a. elettrotermici. Alla categoria degli a. elettromagnetici appartengono gli a. a bobina mobile, a ferro mobile, elettrodinamici e a induzione. Gli a. a bobina mobile sono costituiti (fig. A) da una bobinetta rettangolare b, immersa in un campo magnetico, uniforme, generato da un magnete permanente a. Sotto l’azione della corrente che la percorre, la bobina ruota e, ostacolata dalle molle d, si ferma nella posizione in cui si ha l’equilibrio tra la coppia elettrodinamica e la coppia di reazione elastica delle molle: la deviazione angolare della bobina, e dell’indice e solidale con essa, valutata sulla scala c, è proporzionale all’intensità della corrente. Si tratta di strumenti, precisi e sensibili, atti a essere usati soltanto per correnti continue. A smorzare le oscillazioni della bobina provvede la corrente indotta nella bobina a causa del suo movimento entro il campo magnetico uniforme. Inserendo un a. a bobina mobile in un raddrizzatore a ponte, in modo che sia percorso dalla corrente sotto misurazione, si ottengono a. per corrente alternata tra i più sensibili di cui si può disporre. Gli a. a ferro mobile (fig. B) sono costituiti da un’ancora di ferro dolce e da una bobina percorsa dalla corrente sotto misurazione. L’ancora f, attirata dalla bobina b, prende a ruotare, in ciò ostacolata da una molla a spirale d; la deviazione angolare dell’ancora, e dell’indice a essa solidale e, valutata su una scala c, risulta proporzionale al quadrato dell’intensità della corrente. Possono essere usati per correnti continue e alternate, sono robusti, ma poco precisi e poco sensibili. Negli a. elettrodinamici (fig. C) una bobina b' può ruotare entro una bobina fissa b, posta in serie con essa, che genera il campo magnetico. Sotto l’azione delle forze elettrodinamiche la bobina mobile tende a disporsi perpendicolarmente a quella fissa, contrastata dalla reazione di due molle a spirale d; all’equilibrio la deviazione angolare della bobina, e dell’indice e, risultano proporzionali al quadrato dell’intensità della corrente (dell’intensità efficace se la corrente è alternata). A smorzare le oscillazioni della bobina mobile provvede uno smorzatore g ad aria. Anche questi a., come quelli a ferro mobile, possono essere usati per correnti continue e alternate. Negli a. a induzione, atti a essere usati soltanto con correnti alternate, si sfruttano fenomeni d’induzione tra un induttore fisso h percorso dalla corrente sotto misurazione e un indotto mobile, solitamente costituito (fig. D) da un disco i parzialmente schermato da lamine l di materiale diamagnetico: questa disposizione determina una rotazione del disco, ostacolata dalla reazione di una molla a spirale d.

La categoria degli a. elettrotermici comprende gli a. a filo caldo e quelli a termocoppia. Gli a. a filo caldo (fig. E) sono costituiti da un filo m, teso tra i morsetti dello strumento; il filo, riscaldandosi per azione della corrente sotto misurazione, si allunga e fa ruotare l’indice e. La deviazione angolare dell’indice risulta proporzionale al quadrato dell’intensità efficace della corrente. Sono usati per correnti continue e alternate, anche ad alta frequenza; sono generalmente muniti di smorzatore elettromagnetico n. Gli a. a termocoppia sono a. a bobina mobile connessi (fig. F) agli estremi di una coppia termoelettrica o riscaldata da un filo m percorso dalla corrente sotto misurazione: dall’intensità della corrente termoelettrica, indicata dall’a., si risale a quella della corrente che percorre il filo. Come i precedenti, sono strumenti quadratici, atti a essere usati per correnti continue e alternate.