แอมมิเตอร์คืออะไร

หลักในการแสดงผลปริมาณกระแสไฟฟ้าทั้งสิ้น

แอมป์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

แอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง เป็นเครื่องมือวัดไฟฟ้าที่ดัดแปลงจากชุดขดลวดเคลื่อนที่แบบดาร์ สันวัล โดยอาศัยสนามแม่เหล็กถาวรและสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในขดลวดเคลื่อนที่ ดังนั้นเมื่อมี กระแสไฟฟ้าไหลผ่านจึงทําให้เกิดแรงบิดบ่ายเบนจากขดลวดเคลื่อนที่พาให้เข็มมิเตอร์แสดงค่าปริมาณ กระแสไฟฟ้าได้ โดยปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ทําให้เข็มมิเตอร์บ่ายเบนไปจนเต็มสเกลนี้เรียกว่า กระแสไฟฟ้า เต็มสเกล

แอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงนี้เป็นเครื่องมือวัดไฟฟ้าแบบอะนาลอก (Analog Instrument) หรือ อาจจะเรียกอีกชื่อว่าเครื่องมือวัดแบบเข็มชี้ (Indicating Instrument) ใช้สําหรับวัดกระแสไฟฟ้าแบบ กระแสตรง (Direct Current : DC) โดยลักษณะของการวัดจะต่อแบบอนุกรมกับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต้องการ วัด (ภาพที่ 1) และแสดงผลการวัดด้วยเข็มมิเตอร์ซึ่งติดอยู่กับขดลวดเคลื่อนที่แบบดาร์สันวัล ซึ่งจะหมุน ไปพร้อมกันเพื่อแสดงค่ากระแสไฟฟ้าบนสเกลของหน้าปัทม์ตามปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวด เคลื่อนที่

แอมป์มิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงซึ่งดัดแปลงจากขดลวดเคลื่อนที่แบบดาร์สันวัล จะพันขดลวดด้วย ลวดตัวนําขนาดเล็กจึงทําให้เกิดค่าความต้านทานน้อย ๆ ค่าหนึ่งขึ้นในขดลวดตัวนํา เรียกว่า ความต้านทาน ขดลวด (Moving Coil Resistance) ใช้สัญลักษณ์ว่า Rm ดังนั้นเมื่อนําไปใช้วัดกระแสไฟฟ้าจึงมีขีดจํากัดใน การวัดกระแสไฟฟ้าได้ปริมาณหนึ่งเท่านั้น ซึ่งค่ากระแสไฟฟ้าที่จํากัดนี้ เรียกว่า กระแสไฟฟ้าเต็มสเกล (Full Scale Current) หรือกระแสไฟฟ้าขดลวด (Moving Coil Current) ใช้สัญลักษณ์ว่า Im ซึ่งเป็นค่า กระแสไฟฟ้าที่ทําให้เข็มของมิเตอร์บ่ายเบนไปจนเต็มสเกล

แอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

โครงสร้างของแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับจะประยุกต์ใช้ชุดขดลวดเคลื่อนที่แบบดาร์สันวัล เช่นเดียวกับแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ดังนั้นการใช้งานจึงต้องต่ออนุกรมกับวงจรที่ต้องการวัดหรือ อนุกรมกับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่จะวัดเหมือนแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงทุกประการเพียงแต่การใช้งานไม่ต้อง คํานึงถึงขั้วของกระแสไฟฟ้าเหมือนกับแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ส่วนปริมาณกระแสไฟฟ้าที่วัดได้จะเป็น ค่าเฉลี่ยกําลังสอง หรือ ค่า อาร์เอ็มเอส (RMS : Root Mean Square) ของค่าไฟฟ้ากระแสสลับ ภาพที่ 6 แสดงสัญลักษณ์ของแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งจะต่างจากแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงคือไม่มี เครื่องหมายแสดงขั้วไฟฟ้าหรือมี ∼ อยู่ใต้ตัว A

โครงสร้างของแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

เนื่องจากชุดขดลวดเคลื่อนที่แบบดาร์สันวัลนั้นใช้วัดปริมาณไฟฟ้ากระแสตรง ดังนั้นการดัดแปลง เป็นแอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับจึงต้องผ่านกระบวนการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง ก่อนด้วยวงจรเรียงกระแส (Regtifier) ดังภาพที่ 7 ไฟฟ้ากระแสตรง (IDC ) ที่ผ่านกระบวนการเรียงกระแส นั้นจะมีค่าไม่เท่ากับค่าของไฟฟูากระแสสลับ (IAC ) ดังนั้นจึงต้องมีกระบวนการปรับแต่งสเกลของ แอมมิเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อให้แสดงปริมาณกระแสไฟฟ้าได้อย่างถูกต้อง

สรุปสาระสําคัญ

แอมมิเตอร์ เป็นเครื่องมือวัดที่ดัดแปลงจากชุดขดลวดเคลื่อนที่แบบดาร์สันวัล ใช้สําหรับวัดปริมาณ กระแสไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ เนื่องจากภายในพันลวดตัวนําขนาดเล็กจึงเกิดค่าความต้านทาน ขึ้น เรียกว่า ความต้านทานขดลวด (Moving Coil Resistance) และค่ากระแสไฟฟ้าที่ทําให้เข็มของมิเตอร์ บ่ายเบนไปจนเต็มสเกล เรียกว่า กระแสไฟฟ้าเต็มสเกล (Full Scale Current) ซึ่งค่ากระแสไฟฟ้านี้จะมี ปริมาณน้อยมากจึงไม่สามารถวัดกระแสไฟฟ้าปริมาณสูงได้จึงต้องทําการดัดแปลงเครื่องมือวัดนี้ เรียกว่า การขยายย่านวัด

หลักการขยายย่านวัดใช้หลักการของวงจรขนาน (Parallel Circuit) โดยการนําตัวต้านทานชั้นท์ (Shunt Resistor : Rs) มาต่อขนานกับขดลวดเคลื่อนที่ เพื่อแบ่งปริมาณกระแสไฟฟ้าออกเป็นสองส่วน คือ กระแสไฟฟูาเต็มสเกลของขดลวดเคลื่อนที่ (Im) และกระแสไฟฟ้าซึ่งไหลผ่านตัวต้านทานชั้นท์ ซึ่งจะแบ่ง กระแสไฟฟ้าส่วนที่เกินจากกระแสไฟฟ้าเต็มสเกลของขดลวดเคลื่อนที่ออกไป ซึ่งทําให้กระแสไฟฟ้าทั้งสอง เป็นสัดส่วนกันอย่างพอดี ดังนั้นการบ่ายเบนไปของขดลวดเคลื่อนที่เนื่องจากกระแสไฟฟ้าปริมาณสูงจึงเป็น สัดส่วนกับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ถูกแบ่งให้ไหลผ่านขดลวดเคลื่อนที่ จึงทําให้สามารถเขียนสเกลใหม่บน สเกลเดิมได้ รวมทั้งยังสามารถใช้เทคนิคเดียวกันนี้ประยุกต์ใช้สร้างแอมมิเตอร์แบบหลายย่านวัดได้