Μέτρηση Έντασης Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Εάν στα άκρα ενός αγωγού διατομής S εφαρμόσουμε μία ηλεκτρική πηγή συνεχούς ρεύματος Ε , τότε ηλεκτρόνια θα αρχίσουν να κινούνται από τον θετικό προς τον αρνητικό πόλο . Εάν θεωρήσουμε ότι από ένα συγκεκριμένο σημείο του αγωγού περάσει ένας αριθμός ηλεκτρονίων συνολικού ηλεκτρικού φορτίου Q σε χρονικό διάστημα t , τότε το πηλίκο του ηλεκτρικού φορτίου Q που περνάει από το σημείο του αγωγού σε χρόνο t προς τον χρόνο t , ονομάζεται ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος Το όργανο με το οποίο μετράμε την ένταση του ρεύματος ονομάζεται αμπερόμετρο και συνδέεται πάντα σε σειρά με το μέρος του κυκλώματος στο οποίο θέλουμε να μετρήσουμε την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος . ΡΥΘΜΙΣΕΙΣ ΠΡΙΝ ΤΗ ΜΕΤΡΗΣΗ α. Σε περίπτωση που χρησιμοποιούμε αναλογικό αμπερόμετρο Στο πάνω δεξιό μέρος του οργάνου υπάρχει ένας επιλογικός διακόπτης για αλλαγή περιοχής μέτρησης . Οι περιοχές μέτρησης υπάρχουν για να έχουμε μεγάλο εύρος μέτρησης και μεγαλύτερη ακρίβεια στα μικρά κυρίως μεγέθη . Οι περιοχές μέτρησης, για παράδειγμα, σε ένα αναλογικό αμπερόμετρο μπορεί να είναι 0,6-1,2-3 και 6 Α. Η κάθε τιμή δηλώνει την μέγιστη τιμή του μεγέθους που μπορούμε να μετρήσουμε. Πριν τροφοδοτήσουμε το κύκλωμα βάζουμε το διακόπτη στην μέγιστη περιοχή μέτρησης (6 Α) και στην συνέχεια την ελαττώνουμε έως ότου η βελόνα να ξεπεράσει τα 2/3 της κλίμακας. Απαραίτητη προϋπόθεση πριν τη μέτρηση είναι να μηδενίσουμε το όργανο από μια βίδα υπάρχει στο μέσον του οργάνου χαμηλά για να αποφύγουμε σφάλματα. Β. ΚΥΚΛΩΜΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Γ. ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Συνδέουμε μια αντίσταση με την πηγή συνεχούς τάσης Τοποθετούμε το αναλογικό αμπερόμετρο ώστε να μετρήσουμε την ένταση στα άκρα της αντίστασης. Καταγράφουμε τις ενδείξεις στον πίνακα καθώς και την Περιοχή Μέτρησης και το Μέγιστο της Κλίμακας που χρησιμοποιούμε κάθε φορά ώστε να υπολογίσουμε τον Συντελεστή Κλίμακας Μετακινώντας τον μεταγωγέα της τάσης, καταγράφουμε τις νέες τιμές στον πίνακα Τέλος υπολογίζουμε την Μετρούμενη Ένταση κάθε μέτρησης Μπορείτε να πραγματοποιήσετε την εργαστηριακή άσκηση στο ακόλουθο εικονικό ηλεκτρολογικό εργαστήριο Δ. ΠΙΝΑΚΑΣ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Ε. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Γιατί το αμπερόμετρο έχει πολλές περιοχές μέτρησης; Γιατί το αμπερόμετρο συνδέεται σε σειρά με το κύκλωμα του οποίου θέλουμε να μετρήσουμε την ένταση;

Επειδή το αμπερόμετρο τοποθετείται σε σειρά με το κύκλωμα του οποίου θέλουμε να μετρήσουμε την ένταση, θα πρέπει η εσωτερική του αντίσταση να μην αλλοιώνει τη μορφή του κυκλώματος. Γιαυτό το αμπερόμετρο θα πρέπει να κατασκευάζεται με πολύ μικρή εσωτερική αντίσταση ώστε να μην επηρεάζει τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος. Υπενθυμίζουμε ότι όταν σε ένα κύκλωμα προσθέτουμε αντιστάσεις σε σειρά, τότε η συνολική αντίσταση του κυκλώματος αυξάνεται. Τι θα συνέβαινε με την εσωτερική αντίσταση ενός όργανου μέτρησης που συνδέεται παράλληλα με το κύκλωμα που θέλουμε να μετρήσουμε; Θα έπρεπε να κατασκευαστεί με μεγάλη ή με μικρή εσωτερική αντίσταση; Θα πρέπει να έχουμε υπόψη μας ότι το όργανο μέτρησης δεν πρέπει να αλλοιώνει τα ηλεκτρικά μεγέθη του κυκλώματος κατά την μέτρηση.

Γιατί το αμπερόμετρο έχει πολλές περιοχές μέτρησης; Ουσιαστικά με τις διάφορες περιοχές μέτρησης ενός αμπερομέτρου έχουμε τη δυνατότητα της επέκτασης της κλίμακας του οργάνου και συνεπώς την μέτρηση μεγαλύτερης έντασης. Όταν αυξάνουμε την περιοχή μέτρησης ενός αμπερομέτρου, προσθέτουμε παράλλημα με την ήδη υπάρχουσα εσωτερική αντίσταση του αμπερομέτρου μια δεύτερη. Με αυτό τον τρόπο μειώνουμε την αντίσταση του αμπερομέτρου αυξάνοντας ταυτόχρονα την ένταση που αυτό μπορεί να μετρήσει. Σημείωση: θυμηθείτε ότι όταν προσθέτω παράλληλα αντιστάσεις μειώνω τη συνολοκή αντίσταση του κυκλώματος

ΣΚΟΠΟΙ ΤΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ Με το τέλος της άσκησης οι μαθητές θα είναι σε θέση να: Χρησιμοποιούν το αναλογικό και το ψηφιακό αμπερόμετρο για την μέτρηση έντασης Αναγνωρίζουν τις κλίμακες και τις περιοχές μέτρησης ενός αναλογικού οργάνου μέτρησης

Για να μετρήσω με ένα αναλογικό όργανο πρέπει να υπολογίσω τον συντελεστή κλίμακας (Σ.Κ.) του οργάνου Έτσι, το μετρούμενο μέγεθος υπολογίζεται ως ο Συντελεστής Κλίμακας επί την Ένδειξη του Οργάνου

ΣΥΝΟΨΗ Για να υπολογίσω ένα ηλεκτρικό μέγεθος με αναλογικό όργανο μέτρησης, ακολουθώ τα ακόλουθα βήματα: Βήμα 1ο: Παρατηρώ πόσες κλίμακες έχει το όργανο Βήμα 2ο: Αποφασίζω σε ποια κλίμακα θέλω να διαβάσω την ένδειξη Βήμα 3ο: Βρίσκω το μέγιστο της κλίμακας Βήμα 4ο: Υπολογίζω τον Σ.Κ Βήμα 5ο: Υπολογίζω το μετρούμενο μέγεθος (Σ.Κ * ΕΟ)

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ