Historie - Zhotovte si ampermetr

Přístroj na měření většího proudu jsme si vlastně už vyrobili, když jsme zkoumali magnetické pole cívky a měřili jsme, jak hluboko bylo do něho vtaženo železné jadérko.
Princip je dobrý, jen provedení musí být dokonalejší. Posun jadérka je malý, nejvýš několik centimetrů, takže stupnice přístroje by byla krátká. Těžko by se odečítalo. Proto si místo posuvu zvolíme otáčivý pohyb jadérka. Když pak k němu připevníme delší ručičku, stupnice se ještě zvětší.
Provedení tohoto druhu ampérmetru, hlavní rozměry a potřebné detaily jsou jistě zřejmé z obrázků a nepotřebují nějakého doplnění.  Před plochou štěrbinou cívky je excentricky zavěšeno v mosazných ložiskách ploché jadérko J, vystřižené ze silnějšího železného plechu (tloušťky asi 0,5mm). Nahoře je k němu připájena delší ručička, rovněž z tenkého mosazného plechu, jejíž plná výchylka je asi 90°. Jadérko tvoří přibližně kruh průměru asi 24mm, který je proti ložisku rovně sestřižený. Stupnice elektromagnetických přístrojů má obvykle delší dílky na začátku a na konci. Průběh stupnice se však dá měnit tvarem jadérka, nalezeným zkusmo.

Nejobtížnější je uložení otáčivého jadérka. Musí být spolehlivé, bez velké postraní vůle, ale přitom nesmí mít velké tření. Ideální je uložení čepové, jako u hodinového nepokoje. Takovou osičku i s ložisky můžeme získat z rozbitého budíku. Můžeme však také připájet jadérko i s ručičkou ke kousku mosazné trubičky, která se bude otáčet na pevné osičce.
Mosazný proužek, z něhož je vyrobena ručička, ohneme poblíž jadérka tak, aby stál proti stupnici svým ostřím. Jemným pilníčkem pak zeslabíme konec proužku a opatrně vyrovnáme. Tím jsme vyrobili ručičku umožňující dostatečně jemné odčítání.
Když je otáčivý systém hotový, zasadíme jej do mosazných stojánků. Nejprve jeden z nich přišroubujeme k základnímu prkénku, nasadíme osičku jadérka a nalezneme správnou polohu druhého stojánku. Při zkoušce nesmí pohyblivý systém nikde drhnout. Potom nalezneme správnou polohu cívky. Jadérko nesmí někde váznout v její ploché štěrbině a v nulové poloze musí malou částí zasahovat do dutiny cívky. V této poloze cívku přišroubujeme a znovu zkusíme chod jadérka.
Stupnice přístroje se narýsuje na kladívkovém papíře, přiklíženém k prkénku potřebné velikosti (k překližce), které se přišroubuje k silnému čelu cívky. Předběžně si tužkou vyznačíme na stupnici kruh, po němž se konec ručičky pohybuje.
Vinutí cívky musí být přizpůsobeno rozsahu přístroje. Pro plnou výchylku při rozsahu 1 ampéru potřebuje cívka popisovaného ampérmetru asi 400 závitů. Podle toho pro rozsah 10 ampérů je třeba asi 40 závitů a pro rozsah 5 ampérů asi 80 závitů. Máme na vybranou. Buď si vyrobíme ampérmetr pro některý z těchto rozsahů, anebo vyvedením odboček z vinutí cívky zhotovíme rozsahový ampérmetr, například pro 5 a 10 ampérů nebo dokonce pro 1,5 a 10 ampérů.
Údaje počtu závitů jsou jen přibližné, závisí na konstrukci přístroje a na jeho rozměrech. Proto při navíjení cívky je třeba občas zkusit, je-li už dosaženo plné výchylky pro zvolený rozsah. Řekněme, že jsme si vybrali přístroj pro 1,5 a 10 ampérů. Odpovídající počty závitů jsou asi 400, 80 a 40. Navineme nejprve 40 závitů drátem průměru 1,5mm pro rozsah 10 ampérů a po zkoušce výchylky drát odstřihneme. K jeho konci připájíme další drát průměru 1mm pro rozsah 5 ampérů. Nezapomeňme, že v tomto místě je odbočka ke svorce přístroje a že musíme nechat dostatečný kus drátu volného. Průměr 1mm navineme drátem dalších 40 závitů, takže pro rozsah 5 ampérů máme celkem asi 80 závitů. Přesný počet nalezneme opět zkusmo. Potom drát přestřihneme a pájením jej nastavíme drátem průměru 0,5mm pro rozsah 1 ampéru. Navineme zbývající počet závitů do plného počtu asi 400 závitů, když jsme opět ponechali kus na přívod ke svorce. Správný počet závitů nalezneme opět zkouškou.
Nezapomeňme u každé odbočky poslední závit zajistit a omotat nití nebo izolační páskou. Náš rozsahový přístroj bude mít 4 svorky. První je společná pro všechny 3 rozsahy, k druhé svorce vyvedeme konec celé cívky, bude to tedy rozsah 1 ampéru, ke třetí svorce odbočku od 80 závitů pro rozsah 5 ampérů a ke čtvrté svorce rozbočku od 40 závitů pro rozsah 10 ampérů.
Naše přístroje mají jednu vadu: chvilku trvá, než se výchylka ručičky ustálí. Není tu tlumení jako u továrních výrobků. Obyčejně to bývá vzduchové tlumení. Ve čtyřhranném zakřiveném kanálku se pohybuje lehká destička jako písek a odpor vzduchu, vznikající při jeho pohybu, tlumí pohyblivý systém.

Ručička se zastaví téměř okamžitě, bez kývání. Bohužel, výroba tlumiče by byla pro nás obtížná.
Elektromagnetických přístrojů se dá použít i k měření střídavého proudu, poněvadž změny střídavého magnetického pole probíhají současně jak v cívce, tak v jadérku. Tím je jejich vzájemné působení stále stejné jako u přístroje na stejnosměrný proud. Jedině výchylky pro oba druhy proudu se liší.

Chceme-li zvýšit přesnost měření, musíme si nakreslit dvě stupnice, pro stejnosměrný i střídavý proud. Totéž platí pro přístroje s více rozsahy.
Abychom dosáhli větší citlivosti, umístíme do dutiny cívky proti jadérku pevný železný pásek. Při kontrole počtu závitů musí být už pásek v cívce. Jeho polohu zajistíme šroubem s křídlatou maticí. Správnou polohu nalezneme zkusmo.

U popsaného ampérmetru působí proti pohybu jadérka zemská přitažlivost. Jejím vlivem se ručička vrací do nulové polohy. Není-li přístroj v poloze vodorovné, neukazuje ručička správně nulu. Proto opatříme základní prkénko stavěcími šrouby, jimiž si vodorovnou polohu přístroje nastavíme. Postačí dva šrouby, třetí se může nahradit pevnou nožkou. Jsme-li dovední, můžeme si z prkének a skleněných destiček zhotovit na přístroj kryt, aby byl chráněn před prachem.