Ilustrasi Sederhana Amperemeter dalam Rangkaian Seri.
Dalam dunia elektronika dan kelistrikan, pengukuran parameter dasar seperti tegangan, hambatan, dan arus adalah hal yang fundamental. Amperemeter adalah instrumen yang dirancang khusus untuk mengukur kuat arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian. Satuan standar untuk kuat arus adalah Ampere (A), yang dinamai dari fisikawan Prancis, André-Marie Ampère. Untuk dapat mengukur nilai ini dengan akurat, amperemeter harus dihubungkan dengan cara yang spesifik dalam rangkaian.
Prinsip kunci dalam menghubungkan amperemeter adalah bahwa ia harus dipasang secara seri (berurutan) dengan komponen atau bagian rangkaian yang arusnya ingin diukur. Ini berbeda dengan voltmeter yang selalu dipasang paralel. Alasan utama mengapa amperemeter harus seri adalah karena ia harus "membiarkan" seluruh arus rangkaian melewatinya.
Secara ideal, amperemeter harus memiliki hambatan internal (resistansi) yang sangat kecil, mendekati nol Ohm. Jika hambatan internal amperemeter besar, penambahannya ke dalam rangkaian akan mengubah total impedansi rangkaian secara signifikan. Perubahan impedansi ini akan menyebabkan arus yang sebenarnya mengalir menjadi lebih kecil daripada arus sebelum amperemeter dipasang, sehingga hasil pengukuran menjadi tidak akurat.
Amperemeter modern yang umum digunakan, terutama yang digital, umumnya bekerja berdasarkan prinsip pengukuran tegangan jatuh (voltage drop) melintasi resistor shunt yang sangat presisi. Resistor shunt ini memiliki nilai hambatan yang sangat rendah dan dipasang secara seri di dalam instrumen.
Ketika arus (I) mengalir melalui resistor shunt (Rsh), akan terjadi penurunan tegangan (Vsh) sesuai Hukum Ohm: Vsh = I × Rsh. Karena Rsh diketahui nilainya dengan sangat akurat, rangkaian elektronik di dalam amperemeter (seperti penguat dan konverter Analog-to-Digital) hanya perlu mengukur Vsh yang sangat kecil tersebut, lalu mengkonversinya kembali menjadi nilai arus (I) dan menampilkannya di layar.
Amperemeter analog, seringkali berbasis prinsip galvanometer (seperti D'Arsonval), bekerja berdasarkan interaksi antara medan magnet dan kumparan kawat yang dialiri arus. Ketika arus mengalir melalui kumparan yang berada dalam medan magnet permanen, timbul torsi (gaya putar) yang membuat jarum penunjuk bergerak sepanjang skala. Besarnya pergerakan jarum berbanding lurus dengan kuat arus yang melewatinya.
Rangkaian amperemeter sangat penting dalam berbagai skenario praktis:
Hampir semua alat ukur standar (multimeter) hanya mampu mengukur arus hingga batas tertentu (misalnya, 10A atau 20A). Untuk mengukur arus yang jauh lebih besar—seperti arus dalam sistem kelistrikan rumah tangga utama atau industri—amperemeter standar harus dilengkapi dengan resistor shunt eksternal.
Resistor shunt eksternal ini dipasang seri di rangkaian. Bagian kecil dari total arus akan mengalir melalui amperemeter (karena memiliki hambatan sangat kecil), sementara mayoritas arus akan melewati shunt. Nilai shunt dirancang sedemikian rupa sehingga tegangan jatuh yang dihasilkan oleh arus besar tersebut dapat dikonversi secara linier oleh alat ukur. Teknik ini memungkinkan pengukuran arus dalam orde ratusan hingga ribuan Ampere tanpa merusak instrumen sensitif.
Rangkaian amperemeter menuntut pemasangan seri dalam rangkaian listrik untuk memastikan semua arus yang diukur melewatinya. Dengan hambatan internal yang minimal, amperemeter berfungsi sebagai "lubang" kecil dalam jalur konduksi yang memungkinkan pembacaan kuat arus secara non-invasif. Pemahaman mendalam tentang prinsip seri ini adalah kunci untuk melakukan pengukuran listrik yang aman dan akurat.