Impact de l'ampèremètre sur le circuit mesuré

Tout comme les voltmètres, les ampèremètres ont tendance à influencer la quantité de courant dans les circuits auxquels ils sont connectés. Cependant, contrairement au voltmètre idéal, l'ampèremètre idéal a une résistance interne nulle, afin de faire chuter le moins de tension possible lorsque le courant le traverse.

Notez que cette valeur de résistance idéale est exactement opposée à celle d'un voltmètre. Avec les voltmètres, nous voulons que le moins de courant possible soit tiré du circuit à tester. Avec les ampèremètres, nous voulons que la tension soit aussi faible que possible tout en conduisant le courant.

Voici un exemple extrême de l'effet d'un ampèremètre sur un circuit :

Avec l'ampèremètre déconnecté de ce circuit, le courant à travers la résistance de 3 Ω serait de 666,7 mA et le courant à travers la résistance de 1,5 serait de 1,33 ampères. Si l'ampèremètre avait une résistance interne de 1/2 Ω et qu'il était inséré dans l'une des branches de ce circuit, sa résistance affecterait sérieusement le courant de branche mesuré :

Ayant effectivement augmenté la résistance de la branche gauche de 3 Ω à 3,5 Ω, l'ampèremètre indiquera 571,43 mA au lieu de 666,7 mA. Placer le même ampèremètre dans la branche de droite affecterait encore plus le courant :

Maintenant, le courant de la branche droite est de 1 amp au lieu de 1,333 amp, en raison de l'augmentation de la résistance créée par l'ajout de l'ampèremètre dans le trajet du courant.

Lorsque vous utilisez des ampèremètres standard qui se connectent en série avec le circuit mesuré, il peut ne pas être pratique ou possible de reconcevoir le compteur pour une résistance d'entrée (fil à fil) inférieure. Cependant, si nous sélectionnions une valeur de résistance shunt à placer dans le circuit pour une mesure de courant basée sur la chute de tension, et que nous avions notre choix parmi une large gamme de résistances, il serait préférable de choisir la résistance pratique la plus basse pour l'application . Plus de résistance que nécessaire et le shunt peut avoir un impact négatif sur le circuit en ajoutant une résistance excessive dans le chemin du courant.

Une façon ingénieuse de réduire l'impact d'un appareil de mesure de courant sur un circuit consiste à utiliser le fil du circuit dans le cadre du mouvement de l'ampèremètre lui-même. Tous les fils porteurs de courant produisent un champ magnétique dont la force est directement proportionnelle à la force du courant. En construisant un instrument qui mesure la force de ce champ magnétique, un ampèremètre sans contact peut être produit. Un tel compteur est capable de mesurer le courant à travers un conducteur sans même avoir à établir de contact physique avec le circuit, encore moins à rompre la continuité ou à insérer une résistance supplémentaire.

Ampèremètres à pince

Les ampèremètres de cette conception sont appelés "clamp-on ” mètres car ils ont des “mâchoires” qui peuvent être ouvertes puis fixées autour d'un fil de circuit. Les ampèremètres à pince permettent des mesures de courant rapides et sûres, en particulier sur les circuits industriels à haute puissance. Étant donné que le circuit testé n'a pas eu de résistance supplémentaire insérée par une pince ampèremétrique, il n'y a pas d'erreur induite lors de la prise de mesure de courant.

Le mécanisme de mouvement réel d'un ampèremètre à pince est à peu près le même que pour un instrument à palettes en fer, sauf qu'il n'y a pas de bobine de fil interne pour générer le champ magnétique. Des conceptions plus modernes d'ampèremètres à pince utilisent un petit dispositif de détection de champ magnétique appelé capteur à effet Hall pour déterminer avec précision l'intensité du champ.

Certains multimètres à pince contiennent des circuits amplificateurs électroniques pour générer une petite tension proportionnelle au courant dans le fil entre les mâchoires, cette petite tension connectée à un voltmètre pour une lecture pratique par un technicien. Ainsi, une pince peut être un accessoire d'un voltmètre, pour la mesure de courant.

Ampèremètre à détection de champ magnétique

Un type d'ampèremètre à détection de champ magnétique moins précis que le modèle à pince est illustré sur la photo suivante :

Le principe de fonctionnement de cet ampèremètre est identique au type de compteur à pince :le champ magnétique circulaire entourant un conducteur porteur de courant dévie l'aiguille du compteur, produisant une indication sur l'échelle. Notez qu'il existe deux échelles de courant sur ce compteur particulier :+/- 75 amps et +/- 400 amps.

Ces deux échelles de mesure correspondent aux deux jeux d'encoches au dos du compteur. Selon l'ensemble d'encoches dans lequel le conducteur porteur de courant est placé, une intensité donnée de champ magnétique aura un effet différent sur l'aiguille. En effet, les deux positions différentes du conducteur par rapport au mouvement agissent comme deux résistances de plage différentes dans un style d'ampèremètre à connexion directe.

AVIS :

• Un ampèremètre idéal a une résistance nulle.
• Un ampèremètre à pince mesure le courant à travers un fil en mesurant la force du champ magnétique qui l'entoure plutôt qu'en faisant partie du circuit, ce qui en fait un ampèremètre idéal.
• Les multimètres à pince permettent des mesures de courant rapides et sûres, car il n'y a pas de contact conducteur entre le multimètre et le circuit.

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Feuille de travail d'utilisation de l'ampèremètre de base