Elektrina a magnetizmus

Od 18. storočia, kedy sa nauka o elektrine začala rozvíjať ako moderná veda, sa začínajú tvoriť a vyvíjať i elektrické a magnetické jednotky. Nerozlučne zo základnými zákonmi, ktoré stanovil napríklad Amper, Bior, Ohm alebo Kirchhoff, boli vyvíjané vhodné metódy a k nim príslušné meracie prístroje. Tak vznikli postupne Coulombove torzné váhy, lístkový elektrometer, galvanoskop, galvanometr, Wheatstoneov mostík a daľšie.
K úspešnému meraniu bolo ovšem treba stanoviť i vhodné jednotky. Prví, kto navrhol veľmi vhodný systém základných jednotiek, bol C.F.Gauss, a to už v r.1832. Potreba prakticky merať niektoré elektické veličiny, predovšetkým odpor. Posledné slovo vo vývoji meracích jednotiek elektriny a magnetizmu písala dlhá rada rôznych medzinárodných výborou, kongresov, komisií, zasadaní a konferencií. Posledné slovo vo vývoji meracích jednotiek elektriny a magnetizmu mala ovšem zase sústava SI. Ako sa teda správne merá dnes? V sústave SI bol na základnú veličinu pre odpor zvolený elektrický prúd. Hlaunou jednotkou elektr. prúdu je amper(A). Amper patrí medzi sedem základných jednotiek SI a je definovaný takto: Amper je prúd, ktorý je pri stálom pritoku dvoma rovnobežnými, priamymi, nekonečne dlhými vodičmi zanedbatelného kruhového prierezu umiestnenom vo vákuu vo vzdialenosti 1m vyvolá medzi vodičmi sílu 2.10^-12 newtona na meter dĺžky.

Ako sa meria prúd

Prúd sa meria ampermetrom, malé prúdy miliampermetrom a ešte menšie mikroampermetrom. Ampermeter može byť zostavený na základe všetkých uvedených systémou (okrem elektrostatického). Najbežnejšie sa vyskytuje systém elektromagnetický a magnetoelektrický. Ampermeter má mať čo najmenší odpor, jeho cievka sa preto robý obvykle z niekoľko závitou tučného drôtu. Zapojuje sa zásadne do série so spotrebičom meraného prúdu. Zvýšenie rozsahu ampermetra umožňuje tzv. bočník, pripojený paralelne k prístroju. Ampermetrom potom prechádza len menšia, ale presne určená časť celkového prúdu. Pri meraní striedavého prúdu s bočníkom nevystačíme, musíme použiť tzv. merací transformátor prúdu. Špeciálnym transformatorom prúdu s ampermetrom sú Dietzove kliešte, ktorými meráme striedavý prúd vo vedení bez jeho prerušenia.

Ako sa meria napätie

Napätie sa merá samozrejme voltmetrom, ktorý pripojujeme vždy paralelne na dva body, medzi ktorými meráme potenciálny rozdiel. Princíp voltmetra a ampermetra je rovnaký-každý ampermeter zapojený paralelne meria napätie. Ich konštrukcia je však odlišná. Voltmeter musí mať čo najväčší odpor, preto jeho cievka má závity z tenkého drôtu. I u voltmetra môžeme zväčšiť jeho rozsah. Univerzálny prístroj pre meranie prúdu i napätia je Avomet a pomerne veľa sa používa.

Ako sa meria odpor

Najjednoduchšie môžeme odpor merať podľa Ohmovho zákona R=U/I. Stačí teda poznať prúd i napätie a odpor (R) už ľahko ľahko vypočítame. Veľké a izolačné odpory meráme substitučnou metódou, kedy porovnávame prúd v prúdovom okruhu s meraním odporom a s odporom známym. Primo môžeme merať odpor ohmetrami, čo sú vlastne deprézské voltmetry, kde meraný odpor funguje zároveň ako odpor predradný. Meranie s ohmetrami je jednoduché a rýchle, ale menej presné.

Výkon a práca

Výkon elektrickéhgo prúdu je veľmi dôležitá veličina. Je dôležitý nielen pre spotrebu prúdu, ale i pre bezpečnosť celého prúdového okruhu, v ktorom je spotrebič zapojený. Výkon môžeme merať opäť veľmi jednoducho ampermetrom a voltmetrom, ale platí jednoduchá závislosť, že výkon sa rovná súčinu prúdu a napätia. Pre meranie striedavého prúdu by sme ovšem nedostali touto metódou skutočný pracovný výkon, ale zdanlivý výkon, ktorý sa udáva vo voltampéroch. Skutočný výkon vo wattoch nameráme u jednofázového striedavého prúdu iba wattmetrom. Wattmeter je zostrojený väčšinouako elektrodynamický systéms dvoma cievkami.