अमीटर: Difference between revisions

[[File:Amperemeter hg.jpg|thumb|एक चलायमान लोहे के अमीटर का प्रदर्शन मॉडल। जैसे -जैसे कॉइल के माध्यम से विद्युत धारा बढ़ता है, प्लंजर को कॉइल में आगे खींचा जाता है और पॉइंटर दाईं ओर डिफ्लेक्ट करता है।]]

निम्न धाराओं को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों को मिलीएम्पीयर या माइक्रोएम्पीयर के क्षेत्र में, मिलीअमीटर या माइक्रोअमीटर के रूप में नामित किया गया है। प्राचीन काल के अमीटर प्रयोगशाला के उपकरण थे जो संचालन के लिए पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर थे। 19 वीं शताब्दी के उत्तरार्ध तक बेहतर उपकरणों को निर्मित किया गया, जिन्हें किसी भी स्थिति में रखा जा सकता था और [[ विद्युत शक्ति तंत्र ]] में यथार्थ माप की जा सकी। यह एक परिपथ में 'ए' अक्षर द्वारा दर्शाया जाता है।

विद्युत धारा, चुंबकीय क्षेत्रों और भौतिक बलों के पारस्परिक संबंध को पहली बार '''हंस क्रिश्चियन''' द्वारा 1820 में नोट किया गया था, जिन्होंने एक संलग्न तार में विद्युत धारा प्रवाहित करने पर एक कम्पास सुई को उत्तर दिशा की ओर इशारा करते हुए देखा। इस प्रभाव का उपयोग करके धाराओं को मापने के लिए स्पर्शी गैल्वेनोमीटर का उपयोग किया गया, जहां पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा पॉइंटर को शून्य स्थिति में लौटाने वाला पुनर्स्थापन बल प्रदान किया गया था। इसने इन उपकरणों को पृथ्वी के क्षेत्र के साथ संरेखित करने मात्र पर ही प्रयोग करने योग्य बना दिया। प्रभाव को कई गुना बढ़ने के लिए तार के अतिरिक्त घुमावों का उपयोग करके उपकरण की संवेदनशीलता को बढ़ाया गया, ऐसे उपकरणों को "गुणक" कहा जाता था।<ref>L. A. Geddes, ''Looking back: how measuring electric current has improved through the ages'', ''IEEE Potentials'', Feb/Mar 1996, pages 40-42</ref>

विद्युत धाराओं के डिटेक्टर के रूप में रियोस्कोप शब्द सर [[ चार्ल्स व्हीटस्टोन ]] द्वारा 1840 के आसपास गढ़ा गया, लेकिन आधुनिक समय में इसका उपयोग विद्युत उपकरणों का वर्णन करने के लिए नहीं किया जाता है। मेकअप शब्द [[ रिओस्तात | रिओस्टेट]] (व्हीटस्टोन द्वारा गढ़ा गया) के समान है, जो एक परिपथ में विद्युत धाराओं को समायोजित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला उपकरण था। रिओस्टेट चर प्रतिरोध के लिए एक ऐतिहासिक शब्द है, हालांकि रियोस्कोप के विपरीत अभी भी सामना किया जा सकता है।<ref>Brian Bowers (ed.), ''Sir Charles Wheatstone FRS: 1802-1875'', IET, 2001 {{ISBN|0-85296-103-0}} pp.104-105</ref><ref>{{LSJ|r(e/os|ῥέος}}, {{LSJ|i(/sthmi|ἱστάναι|ref}}.</ref>

कुछ उपकरण पैनल मीटर होते हैं, जो किसी प्रकार के  [[Index.php?title=नियंत्रण कक्ष|नियंत्रण कक्ष]]  पर लगाए जाने चाहिए। इनमें से समतल, क्षैतिज या ऊर्ध्वाधर प्रकार को '''एजवाइज मीटर''' कहा जाता है।

=== चल कुंडली ===

[[File:Galvanometer diagram.svg|thumb|right|250px|<nowiki><span style = color: red;> विद्युत धारा को मापा जाने वाला तार। < /span> </nowiki><br /> <nowiki><span style = color: green;> स्प्रिंग द्वारा प्रचलन बल प्रदान करना < /span> </nowiki><br /> यह चित्रण वैचारिक है;एक व्यावहारिक मीटर में, आयरन कोर स्थिर होता है, और सामने और पीछे के सर्पिल स्प्रिंग्स कॉइल में विद्युत धारा ले जाते हैं, जो एक आयताकार बोबिन पर समर्थित है।इसके अलावा, स्थायी चुंबक के ध्रुव एक सर्कल के आर्क हैं।]]

डी'अरसोनवाल गैल्वेनोमीटर एक चलित कुंडली अमीटर है। यह [[ चुंबकत्व | चुंबकीय विक्षेपण]] का उपयोग करती है, जहां एक स्थायी चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र में रखी गई कुंडली से गुजरने वाली धारा कुंडली को गतिमान करती है। इस उपकरण का आधुनिक रूप [[ एडवर्ड वेस्टन (केमिस्ट) ]] द्वारा विकसित किया गया था, और पुनर्स्थापना बल प्रदान करने के लिए दो सर्पिल स्प्रिंग्स का उपयोग करता है। लोहे के कोर और स्थायी चुंबक ध्रुवों के बीच एक समान हवा का अंतराल मीटर के [[ विक्षेपण ]] को धारा के समानुपाती बनाता है। इन मीटरों में रैखिक पैमाने होते हैं। सामान्य मीटर गतिविधियों में धाराओं के लिए लगभग 25[[ माइक्रोएम्परे | माइक्रोएम्पीयर]] से 10 मिलीमीटर तक पूर्ण पैमाने पर विक्षेपण हो सकता है।<ref name=Spitzer72/>

क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र ध्रुवीकृत होता है, मीटर सुई विद्युत धारा की प्रत्येक दिशा के लिए विपरीत दिशाओं में कार्य करती है। एक डीसी अमीटर इस प्रकार संवेदनशील होता है कि यह ध्रुवीयता से जुड़ा होता है, अधिकांश एक सकारात्मक टर्मिनल के साथ चिह्नित हैं, लेकिन कुछ में केंद्र-शून्य तंत्र हैं<ref group="note" >The needle's resting position is in the centre of the scale and the restoring spring can act equally well in either direction.</ref> और किसी भी दिशा में धाराओं को प्रदर्शित कर सकते हैं। चल कुंडली मीटर इसके माध्यम से बदलती धारा के औसत (माध्य) को इंगित करता है,<ref group="note" >provided that its frequency is faster than the meter can respond to</ref> जो एसी के लिए शून्य होता  है। इस कारण से, चल कुंडली [[ ओमम्मेटर |अमीटर]] केवल डीसी के लिए सीधे प्रयोग योग्य होते हैं, एसी के लिए नहीं।

इस प्रकार का मीटर गतिक अमीटर और उनसे प्राप्त अन्य मीटर,  जैसे [[ वाल्टमीटर | वोल्टमीटर]] और अमीटर दोनों के लिए बेहद सामान्य है।

चल चुंबक अमीटर अनिवार्य रूप से चल कुंडली के समान सिद्धांत पर काम करते हैं, सिवाय इसके कि कुंडली को मीटर केस में लगाया जाता है, और एक स्थायी चुंबक सुई को हिलाता है। गतिक चुंबक अमीटर गतिक कुंडली उपकरण की तुलना में बड़ी धाराओं को ले जाने में सक्षम होते हैं, यहाँ तक की कई दहाई एम्पीयर तक भी, क्योंकि कुंडली मोटे तार से बना हो सकता है और विद्युत धारा को हेयरस्प्रिंग्स द्वारा ले जाने की आवश्यकता नहीं होती है। वास्तव में, इस प्रकार के कुछ अमीटर में हेयरस्प्रिंग्स बिल्कुल नहीं होते हैं, इसके बजाय पुनर्स्थापना बल प्रदान करने के लिए एक निश्चित स्थायी चुंबक का उपयोग किया जाता है।

एक इलेक्ट्रोडायनामिक अमीटर डी'अरसोनवाल गतिविधि के स्थायी चुंबक के बजाय एक विद्युत चुंबक का उपयोग करता है। यह उपकरण प्रत्यावर्ती और प्रत्यक्ष धारा का निर्धारण कर सकता है और एसी के लिए सही आरएमएस भी इंगित करता है।इस उपकरण के वैकल्पिक उपयोग के लिए [[ वाटमीटर ]] देखें।

[[File:Moving iron ammeter.jpg|thumb|अपने विशिष्ट गैर-रैखिक पैमाने के साथ एक पुराने चलती लोहे के अमीटर का चेहरा। मूविंग आयरन अमीटर का प्रतीक मीटर अग्र-भाग के निचले-बाएँ कोने में होता है।]]

इस अमीटर में लोहे के एक टुकड़े का उपयोग करते हैं जो  एक निश्चित तार के विद्युत चुम्बकीय बल द्वारा कार्य करने पर चलता है। मूविंग-[[ लोहा |आयरन]] मीटर का आविष्कार [[ ऑस्ट्रिया ]]ई इंजीनियर [[ फ्रेडरिक ड्रेक्सलर ]] ने 1884 में किया था।<ref>{{cite web|url=http://www.technischesmuseum.at/objekt/fragebogen-aus-der-personenmappe-friedrich-drexler-1858-1945|title=Fragebogen aus der Personenmappe Friedrich Drexler (1858 - 1945)|publisher=Technisches Museum Wien|access-date=2013-07-10|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20131029201512/http://www.technischesmuseum.at/objekt/fragebogen-aus-der-personenmappe-friedrich-drexler-1858-1945|archive-date=2013-10-29}}</ref> इस प्रकार का मीटर प्रत्यक्ष मूविंग-[[ लोहा |आयरन]] प्रत्यावर्ती दोनों धाराओं के प्रति प्रतिक्रिया करता है (चलती-कुंडली अमीटर के विपरीत, जो केवल प्रत्यक्ष धारा पर काम करता है)।लोहे के तत्व में एक पॉइंटर से जुड़ी एक चलती हुई फलक होती है जो एक कुंडल से घिरा होता है। जैसे-जैसे प्रत्यावर्ती या प्रत्यक्ष धारा कुण्डली से प्रवाहित होती है और दोनों फलकों में एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है, वे एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और गतिमान फलक बारीक पेचदार स्प्रिंग द्वारा प्रदान किए गए पुनर्स्थापन बल के विरुद्ध विक्षेपित होता है। चलायमान लोहे के मीटर का विक्षेप धारा के वर्ग के समानुपाती होता है। परिणामतः, ऐसे मीटरों में सामान्यतः एक गैर-रेखीय पैमाने होता है, लेकिन लोहे के हिस्सों को संशोधित किया जाता है ताकि इसकी अधिकांश सीमा पर पैमाने को काफी रैखिक बनाया जा सके। लोहे के चलने वाले उपकरण लागू किसी भी एसी तरंग के आरएमएस मूल्य को इंगित करते हैं। औद्योगिक आवृत्ति एसी परिपथ में विद्युत धारा को मापने के लिए आमतौर पर मूविंग आयरन एमीटर का उपयोग किया जाता है।

=== आवेशित तार ===

एक आवेशित तार के अमीटर में, विद्युत धारा गुजरती है जो गर्म होने पर फैलता है। हालांकि इन उपकरणों में धीमी प्रतिक्रिया और कम सार्थकता होती है, लेकिन कभी-कभी इनका उपयोग रेडियो-आवृत्ति धारा को मापने में किया जाता है।<ref name=Spitzer72>Frank Spitzer and Barry Howarth, Principles of Modern Instrumentation, Holt, Rinehart and Winston, New York, 1972, {{ISBN|0-03-080208-3}} chapter 11</ref> ये एक उपयोजित एसी के लिए सही आरएमएस को भी मापते हैं।

ठीक उसी तरह जैसे एनालॉग अमीटर ने विभिन्न प्रकार के व्युत्पन्न मीटरों के लिए आधार बनाया, जिसमें वोल्टमीटर भी सम्मिलित हैं, डिजिटल मीटर के लिए मूल तंत्र एक डिजिटल वोल्टमीटर तंत्र है, और इसी तरह अन्य प्रकार के मीटर का निर्माण किया जाता है।

डिजिटल अमीटर युक्ति विद्युत धारा बहने के लिए एक अंशशोघित वोल्टेज आनुपातिक उत्पादन करने के लिए एक शंट प्रतिरोध का उपयोग करते हैं। यह वोल्टेज डिजिटल वोल्टमीटर द्वारा मापा जाता है, एक [[ एनॉलॉग से डिजिटल परिवर्तित करने वाला उपकरण ]] (एडीसी) के उपयोग के माध्यम से डिजिटल डिस्प्ले को शंट के माध्यम से विद्युत धारा को प्रदर्शित करने के लिए अंशांकित किया जाता है। इस तरह के उपकरणों को अक्सर एक साइन वेव के लिए आरएमएस मूल्य को इंगित करने के लिए कैलिब्रेट किया जाता है, लेकिन कई डिजाइन वेव [[ शिखा कारक ]] की सीमाओं के भीतर सही आरएमएस का संकेत देंगे।

[[File:DC Electric Meter.JPG|thumb|एक एकीकृत विद्युत धारा मीटर एम्पीयर-घंटे या चार्ज में कैलिब्रेट किया गया]]

कई उपकरणों को एकीकृत करने वाले उपकरणों के रूप में संदर्भित किया जाता है।<ref>http://www-project.slac.stanford.edu/lc/local/notes/dr/Wiggler/Wigrad_BK.pdf {{Bare URL PDF|date=March 2022}}</ref><ref>{{cite web |url=http://dit.upc.es/lpdntt/biblio/BREUS/LEE97a.pdf |title=Archived copy |access-date=2009-12-02 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20110720145617/http://dit.upc.es/lpdntt/biblio/BREUS/LEE97a.pdf |archive-date=2011-07-20 }}</ref> इन अमीटरों में समय के साथ धारा का योग किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप विद्युत धारा और समय का गुणनफल मिलता है, जो उस धारा के साथ स्थानांतरित विद्युत आवेश के समानुपाती होता है। इनका उपयोग ऊर्जा की पैमाइश के लिए किया जा सकता है (ऊर्जा देने के लिए चार्ज को वोल्टेज से गुणा करने की आवश्यकता होती है) या [[ बैटरी (बिजली) ]] या [[ संधारित्र ]] के चार्ज का अनुमान लगाने के लिए।

== पिकोअमीटर ==

एक पिकोमीटर, या पिको अमीटर, बहुत कम विद्युत प्रवाह को मापता है। सामान्य तौर पर ऊपरी छोर पर मिली एम्पीयर रेंज के निचले छोर पर पिकोएम्पीयर रेंज से पिकोअमीटर का उपयोग किया जाता है, जहां मापी जा रही विद्युत धारा अन्य उपकरणों की संवेदनशीलता की सीमा से नीचे है, जैसे कि [[ बहुमूलक | मल्टीमीटर]] ।

अधिकांश पिको मीटर्स एक वर्चुअल शॉर्ट तकनीक का उपयोग करते हैं जिन्हें कई [[ दशक (लॉग स्केल) ]] को कवर करने के लिए स्विच किया जाना चाहिए।अन्य आधुनिक पिको मीटर्स लॉगरिदमिक पैमाने और एक विद्युत धारा सिंक विधि का उपयोग करते हैं जो रेंज स्विचिंग और संबंधित [[ वोल्टेज स्पाइक ]] को समाप्त करता है।<ref>{{cite web|last=Ix Innovations, LLC

|access-date = 2014-07-11|title=PocketPico Ammeter Theory of Operation}}</ref> विद्युत धारा के रिसाव को कम करने के लिए विशेष युक्ति और उपयोग के तरीके खोजे जाने चाहिए जो विशेष ऊष्मारोधी और[[ चालित ढाल ]] जैसे माप को आप्लावित कर सकते है। [[ त्रिकाल केबल |त्रिअक्षीय केबल]] का उपयोग कनेक्शन की जांच के लिए किया जाता है।

== अनुप्रयोग ==

अमीटर को परिपथ के साथ श्रृंखला में जोड़ा जाना चाहिए। अपेक्षाकृत छोटी धाराओं (कुछ एम्पीयर तक) के लिए, एक अमीटर पूरे परिपथ में विद्युत धारा को पास कर सकता है। बड़ी प्रत्यक्ष धाराओं के लिए एक शंट प्रतिरोध अधिकांश परिपथ में विद्युत धारा का वहन करता है और विद्युत धारा का एक अंश मीटर की गति से गुजरता है। विद्युत धारा परिपथों को वैकल्पिक करने के लिए, एक [[ करेंट ट्रांसफॉर्मर | ट्रांसफॉर्मर]] का उपयोग एक उपकरण को चलाने के लिए विद्युत धारा प्रदान करते हुए किया जा सकता है, जैसे कि 1 या 5 एम्पीयर, जबकि मापी जाने वाली प्राथमिक विद्युत धारा बहुत बड़ी है (हजारों एम्पीयर तक)। एक शंट या विद्युत धारा ट्रांसफार्मर का उपयोग भी अवलोकन के बिंदु तक भारी परिपथ चालकों को चलाने की आवश्यकता के बिना संकेत मीटर के सुविधाजनक स्थान की अनुमति देता है। वैकल्पिक विद्युत धारा के सम्बन्ध में, एक विद्युत धारा ट्रांसफार्मर का उपयोग प्राथमिक परिपथ के उच्च वोल्टेज से मीटर को भी अलग करता है। एक शंट प्रत्यक्ष-विद्युत धारा अमीटर के लिए ऐसा कोई अलगाव प्रदान नहीं करता है, लेकिन जहां उच्च वोल्टेज का उपयोग किया जाता है, वह अमीटर को परिपथ के रिटर्न साइड में रखना संभव हो सकता है जो पृथ्वी के संबंध में कम क्षमता पर हो सकता है।

  अमीटर को सीधे वोल्टेज स्रोत से जुड़ा नहीं होना चाहिए क्योंकि उनका आंतरिक प्रतिरोध बहुत कम और अतिरिक्त विद्युत धारा का प्रवाह होगा। अमीटर को उनके टर्मिनलों में कम वैद्युत विभव क्षय के लिए निर्मित किया गया है, अमीटर द्वारा उत्पन्न अतिरिक्त परिपथ की हानियों को परिपथ (I) पर इसका "भार" कहा जाता है।

साधारण वेस्टन-प्रकार के मीटर चलन में केवल मिलीएम्पीयर को मापा जा सकता है, क्योंकि स्प्रिंग्स और परिक्षण कुंडली केवल सीमित धाराओं को ले जा सकते हैं। बड़ी धाराओं को मापने के लिए, विद्युत धारा के मापन में एक शंट(विद्युत) नामक एक[[ अवरोध | अवरोधक]] [[ श्रृंखला और समानांतर सर्किट | श्रृंखला और समानांतर परिपथ]] में मीटर के साथ रखा जाता है। शंट का प्रतिरोध भिन्नात्मक मिलिओम श्रेणी के पूर्णांक में होता है।शंट के माध्यम से लगभग सभी धारा प्रवाहित होती है, और मीटर के माध्यम से केवल एक छोटा अंश प्रवाहित होता है। यह मीटर को बड़ी धाराओं को मापने की अनुमति देता है। परंपरागत रूप से, एक शंट के साथ उपयोग किए जाने वाले मीटर में 50 एमवी का पूर्ण पैमाने पर विक्षेपण (एफएसडी) होता है, इसलिए शंट को सामान्यतः 50 एमवी की वोल्टेज ड्रॉप उत्पन्न करने के लिए निर्मित किया जाता है।

मल्टी-रेंज अमीटर बनाने के लिए, मीटर में कई शंटों में से एक को जोड़ने के लिए एक चयनकर्ता स्विच का उपयोग किया जा सकता है। रेंज स्विच करते समय मीटर संचार के माध्यम से विद्युत धारा को नुकसान पहुंचाने से बचने के लिए एक मेक-बिफोर-ब्रेक स्विच होना चाहिए।

एक बेहतर व्यवस्था [[ एर्टन शंट ]] या यूनिवर्सल शंट है, जिसका आविष्कार विलियम ई. एर्टन ने किया था, जिसके लिए ब्रेक-पहले-ब्रेक स्विच की आवश्यकता नहीं होती है। यह संपर्क प्रतिरोध के कारण किसी भी अशुद्धि से भी बचता है। उदाहरण के लिए, 50 mV के पूर्ण-स्केल वोल्टेज और 10