Elektrik akımı, bir elektrik devresi üzerinden birim zamanda geçen elektron sayısı şeklinde ifade edilebilir. Bu akımın şiddet birimi ise amperdir. Amper, A harfi ile kısaltma şeklinde ifade edilir. Elektrik akım şiddetinin sembolü ise "I" harfidir. Elektrik devresi üzerindeki eksi uçtan artı uca doğru, birim zamanda geçen elektron miktarı, yani elektronların akış hızı şeklinde ifade edilebilecek olan akım şiddeti, "ampermetre" adlı aletle ölçülür.
Ampermetre çalışma prensibi nedir?
Elektrik devresi üzerinden geçen akım şiddetini ölçmek için, ampermetre aleti devre üzerindeki herhangi bir devre bileşeni arasına seri olarak bağlanır. Ampermetrenin çalışma prensibi ise, en zayıf elektrik akımının iletken tel sarılı bir bobini, bir mıknatısa dönüştürmesi ilkesine dayanır. Ampermetrelerde, mıknatısın kutupları arasında dönen bir bobin bulunur.
Uygulanan elektrik akımının şiddeti ile orantılı olarak, bobin etrafında manyetik alan oluşur. Bu manyetik alan sayesinde mıknatısın kutupları birbirini iterek ölçü aletinin göstergesini harekete geçirmektedir. Böylece ampermetrenin göstergesi üzerinden akım şiddeti tespit edilebilir. Akım sonlandırıldığında, spiral bir yay sayesinde, gösterge yeniden sıfır (0) konumuna döner.
Ampermetre çeşitleri nelerdir?
- Hareketli bobinli ampermetre: Sabit mıknatısın manyetik alanına yerleştirilmiş bir bobinden geçen akımın, bobinin hareket etmesini sağlamasına dayanır.
- Hareketli manyetizmalı ampermetre: Hareketli mıknatıslı ampermetrelerdir. Bu tür ampermetreler, esasen hareketli bobini ampermetreler ile aynı prensibe dayanarak çalışır. Ancak bu tür ampermetrelerde bobin, ampermetre kutusuna monte edilir ve sabit bir mıknatıs, iğneyi hareket ettirir. Hareketi mıknatıslı ampermetreler, hareketli bobinli ampermetrelere kıyasla daha yüksek düzeyde elektrik akımı ölçebilir.
- Elektrodinamik ampermetre: Bu tür ampermetreler, bir elektromıknatıs ile çalışır. Bu aletler hem alternatif akımı, hem de doğru akımı ölçebilir.
- Döner demirli ampermetre: Bu ampermetre çeşidi, elektromanyetik bir ampermetredir. Sabit bir mıknatıs ve bu mıknatısın kutupları arasında uygun bir eksen etrafında dönerek hareket eden bobinden oluşur. Üzerinden akım geçtiği zaman, bu akımın şiddeti ile orantılı olarak bir manyetik alan oluşur. Bobin, arasında bulunduğu kutupların biri tarafından çekilirken, diğeri tarafından itilir. Maruz kaldığı akımın şiddetine göre, kendi etrafında dönerek hareket eder. Akımın şiddeti arttıkça, bobinin dönme açısı da o kadar artar. Bobine gelen akım kesildiği zaman, spiral bir yay, bobini eski haline getirir. Dönme hareketi gerçekleştiren bobine eklenen gösterge, kadranın hareketi üzerinden akım şiddetinin okunmasına imkân sağlar.
- Termik ampermetre: Bu tür ampermetreler, akımın iletken üzerinden geçerken neden olduğu ısıyı ölçme prensibine dayalı olarak çalışır. Uçları sabit olan bir tel, akımın sebep olduğu ısı enerjisi sayesinde uzar. Telin uzaması, her iki ucu da sabitlenmiş olduğundan, kıvrılma şeklinde gerçekleşir. Bu telin ortasında, bir başka tel ile bağlı bulunan makaranın merkezinde, bir gösterge bulunur. Telin akım ile ısınması sonucunda makara çekilir ve gösterge kadran üzerinde hareket eder. Daha modern termoelektrik ampermetrelerde, termoelektrik kulp tarafından verilen akım şiddeti bir galvanometre ile ölçülür. Bu çeşit ampermetreler, radyo, televizyon ve elektronik aletlerdeki frekansı yüksek akımları ölçmekte daha çok kullanılır.
- Yumuşak demirli ve sabit bobinli ampermetre: Genel olarak, düşük frekansa sahip olan alternatif akımları ölçmek amacı ile kullanılan ampermetre çeşididir. Esas olarak yumuşak demirden üretilmiş silindir şeklindeki sabit bir bobinden oluşur. Yumuşak demir, bir göstergeye bağlı bulunur, bobinden akım geçmeye başladığında hareket eder ve böylece göstergeyi akım şiddetini gösteren konuma getirir. Yumuşak demirli ve sabit bobinli ampermetre çeşidinin yapımı çok basittir, bu nedenle de üretilmesi diğerlerine göre çok daha ekonomiktir. Ekonomik olduğu içinde akım şiddeti ölçümlerinde en çok kullanılan ampermetre çeşitlerinden biridir.
