Waga prądowa

Waga prądowa – klasyczny wzorzec prądu odtwarzający jego jednostkę, amper, w sposób definicyjny. Wynalazcą tego elektromechanicznego urządzenia był Lord Kelvin. Dziś znaczenie wagi prądowej jest głównie historyczne, gdyż mniejszy błąd odtworzenia uzyskuje się przy użyciu metod pośrednich (na przykład z wzorców napięcia i rezystancji).

Szkic realizacji wagi prądowej

Konstrukcja i działanie

Jedno z ramion wagi obciążone jest odważnikiem na który działa siła zależna od masy odważnika i przyspieszenia ziemskiego: $F_{1}=mg$.

Schemat wagi prądowej

Drugie z ramion obciążone jest cewką umieszczoną wewnątrz innej, nieruchomej cewki. Obie cewki połączone są szeregowo i zasilane ze źródła prądowego.

Przepływ prądu przez tak umieszczone cewki wywołuje powstanie siły elektrodynamicznej oddziałującej na ruchomą cewkę: $F_{2}=cI^{2}.$ Współczynnik c zależy od geometrii cewek.

W stanie równowagi obie siły są równe:

$F_{1}=F_{2},$

$mg=cI^{2}.$

Zatem po przekształceniu mamy:

$I={\sqrt {\frac {mg}{c}}}.$

Problemy

Błąd wyznaczonej wartości prądu wynika z:

• niedokładności wyznaczenia współczynnika $c$ określanego na podstawie parametrów geometrycznych cewek,
• przyjętej wartości $g,$ różnej od rzeczywistej w danym punkcie pomiaru,
• wpływów magnetycznych z otoczenia.