Amperometro, pinza amperometrica e multimetro a pinza. Cosa sono e come si utilizzano per misurare la corrente elettrica.

Che cos’è la corrente elettrica e l’ampere

Per comprendere appieno l’importanza della corrente elettrica e dei dispositivi di misura come l’amperometro, è essenziale iniziare con una chiara spiegazione della corrente elettrica. La corrente elettrica è il movimento ordinato di cariche elettriche attraverso un conduttore come un cavo elettrico. Questo flusso di cariche genera un campo elettrico e, se è in un circuito chiuso, può alimentare dispositivi elettrici come lampadine, motori e apparecchiature elettroniche. L’unità di misura della corrente elettrica è l’ampere, spesso abbreviato come “A,” in onore a André-Marie Ampère.

La corrente elettrica quantifica il flusso di cariche elettriche in un circuito nell’unità di tempo. In particolare, un ampere rappresenta il passaggio di una carica di un coulomb (C) al secondo attraverso un punto in un conduttore.

André-Marie Ampère (1775-1836) è stato un fisico e matematico francese noto per le sue ricerche nel campo dell’elettromagnetismo. Le sue leggi sull’interazione tra correnti elettriche e campi magnetici hanno avuto un impatto significativo sulla comprensione della corrente elettrica e sullo sviluppo di dispositivi elettrici.

L’unità di misura “ampere” è stata chiamata così in suo onore per il suo contributo fondamentale alla teoria elettromagnetica. Una precisazione importante, che vale anche per tutte le altre unità di misura che prendono il nome da fisici e matematici è che vanno sempre scritte in minuscolo, senza accenti o altri segni grafici e al singolare.

E’ corretto scrivere, ad esempio: 1 ampere, 3 ampere, 1000 ampere.

E’ scorretto scrivere: 1 Ampere, 1 Ampère, 2 Ampères, 3 amperes.

La definizione di Ampere nel Sistema Internazionale di Misura (SI)

La definizione precedente di ampere, apparentemente così semplice, non è quella utilizzata nel Sistema Internazionale di Misura (SI) in quanto fa sembrare l’ampere come una unità di misura derivata da quella della carica.

La corrente è infatti una delle sette grandezze fondamentali del Sistema Internazionale (SI) di misura, che sono:

    1. Tempo (T): L’unità di misura del tempo è il secondo (s).
    1. Lunghezza (L): L’unità di misura della lunghezza è il metro (m).
    1. Massa (M): L’unità di misura della massa è il chilogrammo (kg).
    1. Intensità di corrente (I): L’unità di misura dell’intensità di corrente è l’ampere (A).
    1. Temperatura (Θ): L’unità di misura della temperatura è il kelvin (K).
    1. Intensità luminosa (J): L’unità di misura dell’intensità luminosa è la candela (cd).
    1. Quantità di sostanza (N): L’unità di misura della quantità di sostanza è la mole (mol).

Queste sette grandezze fondamentali formano la base per tutte le altre unità di misura del SI. La loro definizione e standardizzazione sono fondamentali per garantire uniformità e precisione nelle misurazioni in tutto il mondo. Notiamo che l’ampere è l’unica grandezza elettrica presente tra queste, quindi anche anche altri unità di misura elettriche (come appunto il Coulomb e il Volt) sono derivate dall’ampere.

La definizione di ampere nel Sistema Internazionale è definita in termini di forza tra conduttori conduttori attraverso i quali passa una corrente elettrica:

Un ampere è la costante elettrica di proporzione tra la lunghezza di due conduttori paralleli infinitamente lunghi, posti a una distanza di un metro l’uno dall’altro nel vuoto, attraverso i quali passa una corrente elettrica elettrostatica costante di tale intensità, che, mantenuta tra i due conduttori, produce tra di essi una forza di 2 × 10^-7 newton per metro di lunghezza.

Le tipologie di Amperometro e i loro principi di funzionamento

Una classificazione delle tipologie di amperometro potrebbe avvenire in base ai principi di funzionamento e a come questi si siano via via evoluti con l’introduzione dell’elettronica. Tra poco affronteremo questa classificazione, in realtà sotto l’aspetto pratico la classificazione più importante dal punto di vista pratico, per un tecnico che si trovi a dover misurare una corrente è tra:

    • amperometri che vanno inseriti (in serie) nel circuito elettrico: l’amperometro “classico”, in elettrotecnica, va inserito in serie nel circuito del quale si vuole misurare la corrente. Questo può essere un problema relativo quando lo strumento è fisso e deve misurare costantemente la corrente di un conduttore, mentre diventa un problema importante quando si necessita di uno strumento per misurare correnti in tanti punti diversi;
    • amperometri che non vanno inseriti nel circuito elettrico: il caso più lampante è quello della pinza amperometrica, ma ci sono anche molti altri amperometri che, basandosi su trasformatori amperometrici (TA), permettono di risalire alla corrente circolante senza inserire lo strumento nel circuito.

Fatta questa premessa “pratica” procediamo ora, più per una trattazione teorica, alcune delle tipologie di amperometro:

    1. Amperometro magnetoelettrico: Questo tipo di amperometro si basa sul principio dell’interazione tra un campo magnetico e una corrente elettrica. Un conduttore attraversato da una corrente viene posto in un campo magnetico permanente o indotto, il che induce una forza di Lorentz che agisce sul conduttore. Questa forza di Lorentz è proporzionale alla corrente elettrica, permettendo all’amperometro di misurare l’intensità della corrente.
    1. Amperometro elettromagnetico: Gli amperometri elettromagnetici utilizzano un campo magnetico generato da un magnete permanente o una bobina di solenoide per generare una forza su una lama mobile collegata al circuito in cui passa la corrente. La deflessione della lama è proporzionale all’intensità della corrente, consentendo la misura.
    1. Amperometro elettrodinamico: Questo tipo di amperometro utilizza il principio dell’induzione elettromagnetica. Una corrente attraverso un conduttore crea un campo magnetico intorno ad esso. Questo campo magnetico induce una corrente in un’ulteriore bobina di misura, generando una forza meccanica che indica l’intensità della corrente.
    1. Amperometro termico: Gli amperometri termici sfruttano il riscaldamento causato dalla corrente che scorre attraverso un conduttore. La variazione di temperatura è proporzionale alla corrente e può essere misurata. Questo principio è meno comune rispetto ad altre tecniche, viene utilizzato
    1. Amperometro elettrostatico: Gli amperometri elettrostatici utilizzano un campo elettrico per misurare la corrente. Un piccolo campo elettrico è applicato tra due elettrodi, e la carica elettrica che passa tra di essi è proporzionale alla corrente elettrica del circuito sotto misura.
    1. Amperometro ad induzione: Questo tipo di amperometro sfrutta il principio dell’induzione elettromagnetica. Una bobina di misura è avvolta attorno al conduttore in cui passa la corrente. Il campo magnetico generato dalla corrente induce una tensione nella bobina, che è direttamente proporzionale all’intensità della corrente e può essere misurata.
    1. Pinza amperometrica: La pinza amperometrica è uno strumento senza contatto che utilizza il principio dell’induzione elettromagnetica. Consiste in una pinza con una bobina interna che circonda il conduttore attraverso cui passa la corrente. La variazione del campo magnetico indotta dalla corrente nel conduttore viene rilevata e tradotta in una lettura dell’intensità della corrente senza dover interrompere il circuito.

In particolare le ultime due tipologie di amperometri appena descritti, sono quelli che non richiedono l’apertura del circuito dove passa la corrente da misurare. Quello che abbiamo definito “amperometro a induzione” si basa in particolare sull’uso del trasformatore amperometrico. Vediamo cos’è,

Che cos’è un trasformatore amperometrico (TA) e come viene impiegato nella misura della corrente elettrica

Un trasformatore amperometrico, spesso abbreviato come “TA” o “CT” (dall’inglese Current Transformer), è un dispositivo utilizzato per misurare la corrente elettrica in un circuito senza dover interrompere fisicamente il conduttore in cui scorre la corrente. Questi trasformatori sono ampiamente utilizzati nell’ambito dell’elettricità e dell’ingegneria elettrica per monitorare e misurare la corrente in circuiti ad alta tensione o in applicazioni in cui l’accesso diretto al conduttore sarebbe pericoloso o poco pratico.

Ecco come funziona un trasformatore amperometrico e come viene impiegato nella misura della corrente elettrica:

    1. Principio di funzionamento: Un trasformatore amperometrico è composto da un nucleo di ferro o lega ferromagnetica e da un avvolgimento secondario. Il nucleo avvolto da un conduttore primario, attraverso il quale scorre la corrente da misurare, è di solito costituito da materiale ferromagnetico per concentrare il campo magnetico generato dalla corrente. L’avvolgimento secondario è collegato a un amperometro o a un altro dispositivo di misura e ha un numero diverso di avvolgamenti rispetto al primario.
    1. Trasformazione della corrente: Il trasformatore amperometrico opera sulla base del principio dell’induzione elettromagnetica. La corrente che scorre nel conduttore primario crea un campo magnetico nel nucleo del trasformatore. Questo campo magnetico induce una tensione nel conduttore secondario, che è proporzionale alla corrente primaria in ingresso e alla relazione tra il numero di avvolgimenti dei due avvolgimenti.
    1. Rapporto di trasformazione: Il rapporto tra il numero di avvolgimenti nel conduttore primario e nel conduttore secondario determina il rapporto di trasformazione del trasformatore amperometrico. Ad esempio, se il rapporto di trasformazione è di 1000:1, significa che una corrente di 1000 ampere nel conduttore primario indurrà una tensione di 1 volt nel conduttore secondario.
    1. Misura della corrente: La tensione nel conduttore secondario può essere misurata con un amperometro o un dispositivo di registrazione. Poiché questa tensione è proporzionale alla corrente primaria, è possibile calcolare l’intensità della corrente senza dover interrompere il circuito o toccare il conduttore primario direttamente.
    1. Applicazioni: I trasformatori amperometrici sono ampiamente utilizzati per la misura della corrente in impianti elettrici ad alta tensione, pannelli e quadri elettrici, e in applicazioni di monitoraggio energetico. Sono particolarmente importanti per garantire la sicurezza degli operatori e consentire la misura precisa della corrente senza interrompere il flusso di corrente nel circuito principale.

Cos’è e come funziona una pinza amperometrica

Una pinza amperometrica è uno strumento indispensabile per i professionisti che lavorano con elettricità, ed è ampiamente utilizzata in una varietà di applicazioni, dalla diagnostica elettrica all’installazione e alla manutenzione di impianti. Questo strumento è stato progettato per misurare la corrente elettrica in modo rapido e sicuro, senza la necessità di interrompere il circuito o toccare i conduttori direttamente. Ecco come funziona e come scegliere la pinza amperometrica giusta.

Principio di Funzionamento di una pinza amperometrica

Le pinze amperometriche sfruttano il principio dell’induzione magnetica. Quando una corrente elettrica attraversa un conduttore, genera un campo magnetico intorno al conduttore stesso. La pinza amperometrica cattura questo campo magnetico attraverso il suo sensore magnetico o una bobina di Rogowski, che traduce il campo in un segnale elettrico misurabile. Il valore letto dalla pinza corrisponde alla corrente che scorre nel conduttore. Questo metodo di misurazione è senza contatto, rapido ed estremamente preciso.

Come Scegliere una Pinza Amperometrica

La scelta della pinza amperometrica giusta dipende dall’applicazione specifica. Ecco alcuni fattori da considerare:

    1. Tipo di Corrente: Verifica se hai bisogno di misurare la corrente alternata (AC), corrente continua (DC) o entrambe. Assicurati che la pinza sia compatibile con il tipo di corrente che devi misurare.
    1. True RMS: Per misurazioni accurate in sistemi non sinusoidali o con componenti spurie, opta per una pinza con funzione “True RMS” (radice quadrata della media dei quadrati reali). Questa funzione tiene conto delle forme d’onda non sinusoidali.
    1. Gamma di Corrente: Assicurati che la pinza copra l’intera gamma di corrente che prevedi di dover misurare. Alcune pinze hanno una gamma di corrente fissa, mentre altre sono selezionabili o automatiche.
    1. Dimensioni del Toroide: La dimensione e la forma del toroide, la parte della pinza che circonda il conduttore, sono importanti. Scegli una pinza con un toroide adatto alle dimensioni dei cavi o dei conduttori con cui lavorerai.
    1. Categoria di Misura: La sicurezza è essenziale. Assicurati che la pinza amperometrica abbia una categoria di misura (CAT) adeguata in base all’ambiente in cui verrà utilizzata. Le categorie di misura vanno da CAT II a CAT IV, con CAT IV che rappresenta il massimo livello di sicurezza.
    1. Velocità e Precisione: La velocità di campionamento e la precisione sono importanti per misurare transitori o picchi di corrente. Assicurati che la pinza sia veloce e offre una misurazione precisa.
    1. Funzionalità Aggiuntive: Alcune pinze amperometriche offrono funzionalità aggiuntive, come la misurazione della tensione, della resistenza o la capacità di comunicare con dispositivi esterni. Valuta se hai bisogno di queste funzionalità.

Uso della Pinza Amperometrica

Le pinze amperometriche sono facili da usare. Per misurare la corrente, segui questi passaggi:

    1. Scegli il tipo di corrente da misurare (AC o DC) e la gamma di corrente appropriata sulla pinza.
    1. Apri le ganasce della pinza amperometrica e posizionale intorno al conduttore in cui desideri misurare la corrente. Assicurati che il toroide circondi completamente il conduttore.
    1. Chiudi le ganasce in modo che il toroide sia completamente chiuso intorno al conduttore.
    1. Leggi il valore della corrente sul display della pinza. Assicurati di aver selezionato l’unità di misura corretta (ampere).
    1. Registra o documenta la misurazione, se necessario.

Le pinze amperometriche sono uno strumento versatile e affidabile per misurare la corrente elettrica in modo sicuro ed efficiente. Assicurati di scegliere il modello giusto per le tue esigenze specifiche e di calibrarlo regolarmente per garantire misurazioni accurate.

Multimetro a pinza e multimetri con amperometro integrato

L’evoluzione della tecnologia elettronica ha fatto sì che, sia per applicazioni hobbistiche che per applicazioni professionali legate agli impianti elettrici e ai tecnici che operano nella distribuzione dell’energia elettrica, è molto raro trovare un amperometro che sia uno strumento esclusivamente dedicato alla misura della corrente. Solitamente si trovano multimetri multifunzione che integrano al loro interno, quali ad esempio:

    • amperometro
    • voltmetro
    • frequenzimetro
    • misuratore di resistenza elettrica
    • misuratore di isolamento
    • datalogger

Gli amperometri “monouso”, ovvero specificamente dedicati alla misura della corrente, restano invece diffusi nei laboratori di precisione, nella strumentazione da quadro e nell’automazione industriale, dove sistemi di trasduzione e acquisizione dei dati possono avere bisogno di un monitoraggio costante della corrente.

Nella pagina del nostro sito dedicata ai multimetri, vediamo che caratteristiche deve avere e come si sceglie un multimetro, specificando sin d’ora che, se si vuole misurare la corrente senza contatto dovremo acquistare un multimetro a pinza oppure un multimetro che abbia uno specifico ingresso per una pinza amperometrica esterna. Altrimenti, come abbiamo già detto sopra, i puntali del multimetro andranno messi in serie al circuito comportandone l’apertura (e in quel caso bisogna avere a priori informazioni sull’ordine di grandezza della corrente da misurare, perché più è grande la corrente e più si necessita di sezioni di cavo ampie).

Quali sono i principali produttori di pinze amperometriche e multimetri a pinza?

principali produttori di pinze amperometriche e multimetri a pinza sono aziende ben note nel settore dell’equipaggiamento elettrico e delle apparecchiature di misura. Alcuni dei produttori più rinomati includono:

    1. Fluke: Fluke è uno dei nomi più rispettati nell’industria degli strumenti di misura e offre una vasta gamma di pinze amperometriche e multimetri a pinza di alta qualità.
    1. HT Italia: HT Italia è un produttore italiano specializzato in strumenti di misura e strumenti di test elettrici. Offre una vasta gamma di prodotti, tra cui pinze amperometriche e multimetri a pinza, noti per la loro precisione e affidabilità.
    1. Asita: Asita è un altro produttore italiano che produce strumenti di misura e strumenti di test per applicazioni elettriche. Le loro pinze amperometriche e multimetri a pinza sono progettate per soddisfare le esigenze di professionisti ed elettricisti, offrendo elevate prestazioni.
    1. Keysight Technologies: Keysight è un altro leader nel settore delle apparecchiature di test e misura, con una gamma di multimetri e pinze amperometriche tra i loro prodotti.
    1. Extech Instruments: Extech è noto per la produzione di strumenti di misura, tra cui pinze amperometriche e multimetri a pinza, che sono apprezzati per la loro affidabilità.
    1. Klein Tools: Questo marchio è noto per la produzione di strumenti elettrici e offre diverse opzioni di pinze amperometriche e multimetri.
    1. Tektronix: Tektronix è un produttore leader di apparecchiature di test e misura, e offre anche una gamma di pinze amperometriche e multimetri a pinza.
    1. Hioki: Hioki è un produttore giapponese di strumenti di misura e analizzatori amperometrici a pinza, noto per la qualità dei suoi prodotti.
    1. Amprobe: Amprobe è specializzato in strumenti di misura e offre una vasta gamma di pinze amperometriche e multimetri.
    1. Yokogawa: Yokogawa è un produttore giapponese che produce strumenti di misura, tra cui pinze amperometriche, noti per la loro precisione.
    1. Chauvin Arnoux: Questa azienda francese produce una vasta gamma di strumenti di misura, tra cui pinze amperometriche e multimetri a pinza.
    1. IDEAL Industries: IDEAL è noto per i suoi strumenti elettrici e offre diverse opzioni di pinze amperometriche e multimetri.

  • Multimetri e pinze amperometriche

    Multimetro a Pinza AC/DC Fluke 376 FC

    Il Multimetro a Pinza AC/DC Fluke 376 FC è uno strumento di alta precisione, parte della famiglia di misuratori wireless Fluke Connect. Progettato per misurare correnti AC/DC fino a 1000 A, tensioni AC/DC fino a 1000 V, resistenze, capacità e frequenze, il Fluke 376 FC offre un’ampia gamma di funzionalità per soddisfare le esigenze di professionisti e appassionati.

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    Multimetro a Pinza Fluke 374 FC

    Il Multimetro a Pinza AC/DC Fluke 374 FC è uno strumento all’avanguardia progettato per fornire misurazioni accurate e affidabili in vari contesti professionali. Grazie alle sue caratteristiche avanzate e alla connettività wireless Fluke Connect, offre una soluzione completa per gli operatori che cercano prestazioni elevate.

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  • Multimetri e pinze amperometriche

    Multimetro a pinza a vero valore RMS Fluke 323

    La pinza amperometrica Fluke 323 è uno strumento affidabile e versatile progettato per le misurazioni elettriche in ambienti difficili. Ideale per professionisti e hobbisti che richiedono precisione e facilità d’uso nelle misurazioni di corrente alternata, tensione (CA e DC), resistenza e continuità

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