Jak to działa?
Mała Delta
Czym różni się budowa woltomierza i amperomierza?
Jeżeli chodzi o budowę „zewnętrzną”, to zarówno amperomierz, jak woltomierz wyglądają podobnie: są to pudełka z dwoma kabelkami wyposażone we wskaźnik wychyleniowy lub elektroniczny.
Obecnie często używa się mierników uniwersalnych, których funkcje zmienia się za pomocą np. pokrętła. Taki przyrząd może być zależnie od potrzeby amperomierzem, woltomierzem, omomierzem itp.
Woltomierz i amperomierz (w tradycyjnej postaci) mierzą natężenie prądu za pomocą galwanometru analogowego. Sekret polega na różnym sposobie włączania go w obwód.
Woltomierz włączamy równolegle. Prąd płynący przez woltomierz płynie przez szeregowo połączone: galwanometr, czyli przyrząd bezpośrednio mierzący natężenie prądu oraz duży, znany opór . Spadek napięcia jest po prostu równy , a ponieważ opór jest duży, to natężenie prądu jest bardzo małe, a więc prąd płynący przez badany element jest prawie niezakłócany.
Amperomierz natomiast włączamy szeregowo, ale ma on w środku dwie równoległe gałęzie. Jedna ze znanym, bardzo małym oporem , przez którą płynie większość prądu oraz drugą z dużym oporem i z szeregowo do tego oporu włączonym galwanometrem.
Czyli amperomierz to mały opór z dołączonym do niego równolegle woltomierzem.
Mierząc prąd płynący przez gałąź z oporem mierzymy całkowity prąd , a ponieważ to można przyjąć, że , więc wskazania galwanometru (mierzącego prąd ) musimy tylko zmienić odpowiednio skalę mnożąc przez czynnik
Natomiast sam (wychyleniowy) galwanometr mierzy siłę odchylającą ramkę umieszczoną w zewnętrznym polu magnetycznym. Obrót ramki jest spowodowany polem magnetycznym indukowanym przez płynący w niej prąd, a powstrzymywany przez sprężynę. Siła jest z jednej strony proporcjonalna do wychylenia (dzięki temu możemy ją mierzyć), a z drugiej do natężenia.
W przypadku mierników cyfrowych wewnętrzna budowa może być odwrócona. Sensor (przetwornik analogowo-cyfrowy) może mierzyć napięcie, a nie natężenie prądu jak galwanometr. To nie ma jednak w praktyce większego znaczenia, gdyż zawsze amperomierza można użyć jako woltomierza i odwrotnie. Wystarczy znać (lub zmierzyć) wewnętrzny opór przyrządu i mieć dodatkowy, znany, mały (duży) opór, aby przerobić woltomierz (odpowiednio: amperomierz) na amperomierz (odpowiednio: woltomierz).