Doğru Akım Ölçmeleri

Zamanla yönü değişmeyen akıma doğru akım denir. Doğru akımın zamanla şiddeti de değişmiyorsa sabit doğru akım denir.

Periyodik olarak zamanla yönü değişen akıma ise alternatif akım denir.

Doğru akım ölçmelerinde kullanılan voltmetreler ilgili işaretin ortalama değerini gösterir.

Döner Bobinli Galvanometre

Elektromekanik bir gösterge cihazı olan galvanometre uzun yıllar DC ampermetre, DC voltmetre, ohmmetre ve wheatstone köprüsünde 0 gösterge cihazı olarak kullanılmıştır. 1960 yıllarından sonra alternatif gösterge cihazlarının bulunması ile kullanımı giderek azalmıştır.
İbrenin sapma açısına α dersek F = k. α eşitliği ortaya çıkar.

 

 

 

 

Galvanometre miliamper, mikroamper veya nanoamper seviyelerinde akım ölçmek için kullanılır.

Tek Kademeli DC Ampermetre

Galvanometre çok küçük değerli akımları ölçtüğü için çok yüksek değerli akımları ölçmek için galvanometreye paralel direnç bağlayarak tek kademeli DC ampermetreler yapılmıştır.


𝒗 = 𝑰𝒈 ⋅ 𝑹𝒈 = 𝑰𝒑 ⋅ 𝑹𝒑 = (𝑰 − 𝑰𝒈) ⋅ 𝑹𝒑

𝑹𝒑 = 𝑰𝒈 ⋅ 𝑹𝒈 / 𝑰 − 𝑰𝒈

𝑰=𝒏⋅𝑰𝒈 ise 𝑹𝒑 = 𝑹𝒈 / n – 1


Örnek – 1:

İç direnci 10 Ω olan, tam sapma değeri Ig = 1 mA olan galvanometre ile maksimum 10 A bir DC ampermetre yapılacaktır. Bu ampermetre için kullanılan paralel direnci hesaplayınız.

 

 

Çözüm:

Rs = (1 . 10 ^(-3) . 10 ) / (10 – 1 . 10 ^(-3)) = 0.001001 Ω

I = n . Ig ise n = I / Ig = 10 / 1 . 10 ^(-3) = 10 4

Rs = 10 / 10 ^(4) – 1 = 0.001001 Ω


Örnek – 2:

İç direnci 800 Ω olan tam sapma akımı 100 µA olan galvanometre 0 – 100 mA aralığında ölçüm yapan bir DC ampermetre için kullanılacaktır. Bu ampermetrede kullanılacak paralel direncin değerini bulunuz.

Çözüm:

Rg = 800 Ω Ig = 100 µA I = 100 mA

n = I / Ig = 100 . 10 ^(-3) / 100 . 10 ^(-6) = 10 3

Rp = Rg / (n – 1) = 800 / (10 ^(3) – 1) = 0,8008 Ω


Çok Kademeli Ampermetre

Bir galvanometreye farklı değerli dirençleri paralel bağlayarak çok kademeli bir ampermetre tasarlanabilir.

Kademe n Çıkış
0 – 1 mA 1
0 – 10 mA 10 10 / 9 = 1.11
0 – 100 mA 100 10 / 99 = 0.101
0 – 1 A 1000 10 / 999 = 0.0101
0 – 10 A 10000 10 / 9999 = 0.00101
0 – 100A 100000 10 / 99999 = 0.000101

n = I / Ig

Bu ampermetrede kademe anahtarı konum değiştirirken kısa bir süreliğine paralel direnç devreden çıkmaktadır. Bu aralıkta girişe uygulanan akımın tümü galvanometreden akacağından galvanometreye zarar verebilir. Bundan dolayı pratikte aşağıda gösterilen aytron şöntlü çok kademeli ampermetre kullanılır.

DC Voltmetre

Döner bobinli galvanometrelere ilave edilecek seri bir direnç ile DC voltmetre elde edilebilir. Buradaki seri direnç galvanometreden geçecek akımı sınırlar. Bu direnç kademe direnci olarak da adlandırılır.

V = Ig (Rs + Rg)

Rs = ((V / Ig) – Rg)

 Ig : Galvanometrenin tam sapması için gereken akım

RS : Kademe direnci [ Ω ]

Rg : Galvanometrenin iç direnci [ Ω ]

 

 

 


Örnek -1:

İç direnci 100 Ω, maksimum sapma akımı 100 µA olan bir döner bobinli galvanometre ile 100 V’ lik bir voltmetre yapılacaktır. Bu voltmetrenin kademe direncini hesaplayınız.

Soruda Verilen Veriler:

Rg : 100  Ω

 Ig : 100 µA

 V : 100 V

Çözüm:

V = Ig (Rs + Rg)

Rs = (V / Ig) – Rg = (100 / 100 . 10 ^(-6)) – 100 = 999,999 Ω


Örnek – 2:

İç direnci 100 Ω olan, tam sapma akımı 100 µA olan döner bobinli galvanometre kullanılarak tabloda gösterilen kademelere sahip voltmetre için kademe dirençlerini hesaplayınız.

Dirençler R1 R2 R3 R4 R5
Kademeler 100 mV 1 V 10 V 100 V 1000 V

Soruda Verilen Değerler:

Rg : 100 Ω

Ig = 100 μA

Çözüm:

R1 =  ( 100 . 10 ^(-3) / 100 . 10 ^(-6) ) – 100 = 900 Ω

R2 =  ( 1 / 100 . 10 ^(-6) ) – 100 = 9,900 Ω

R1 =  ( 10 / 100 . 10 ^(-6) ) – 100 = 99,900 Ω

R1 =  ( 100  / 100 . 10 ^(-6) ) – 100 = 999,900 Ω

R1 =  ( 1000 / 100 . 10 ^(-6) ) – 100 = 9,999,900 Ω


Doğru akım ve doğru gerilim ölçmelerinde elektronlar tek bir yönde hareket ettiğinden + ve – polariteler söz konusudur. AC ölçmelerinde kullanılan cihazlarda elektronların yönü daima değiştiğinden + ve – gibi işaretlemeler söz konusu değildir.