מתמר זרם הוא מכשיר אלקטרוני שנועד למדוד זרם חשמלי (AC או DC) ולהמיר אותו לאות פלט מתוקנן וניתן למדידה - בדרך כלל מתח או זרם - שהוא פרופורציונלי לזרם הכניסה. הוא ממלא תפקיד מכריע במערכות חשמל, אוטומציה תעשייתית, אנרגיה מתחדשת וציוד אלקטרוני, המאפשר ניטור, בקרה והגנה על זרם מדויק.
ה עקרון העבודה של מתמר זרם של מתמר זרם משתנה מעט לפי סוג, אך כולם פועלים לפי אותו היגיון בסיסי: זיהוי השדה המגנטי שנוצר על ידי המוליך נושא הזרם והמרת האות המגנטי הזה לפלט חשמלי. בניגוד לשנאי זרם מסורתיים (שעובדים רק עבור AC), מתמרי זרם מודרניים הם רב-תכליתיים, תומכים בזרמי AC ו-DC כאחד, עם יכולות דיוק ובידוד גבוהות.
הסוגים הנפוצים ביותר כוללים מתמרי אפקט הול, מתמרי סליל רוגובסקי ונגדי shunt. מתמרי אפקט הול נמצאים בשימוש נרחב בשל הפשטות והרבגוניות שלהם. הם מנצלים את אפקט הול: כאשר מוליך נושא זרם עובר דרך שדה מגנטי, נוצר מתח (מתח הול) בניצב הן לזרם והן לשדה המגנטי. מתח הול עומד ביחס ישר לזרם הכניסה, אשר לאחר מכן מוגבר ומכויל להפקת הפלט הסטנדרטי (למשל, 0-10V או 4-20mA).
מתמרי סליל רוגובסקי, לעומת זאת, עובדים על בסיס אינדוקציה אלקטרומגנטית. הם מורכבים מסליל טורואיד הכרוך סביב המוליך נושא הזרם. כאשר הזרם משתנה, הוא משרה מתח בסליל, המשולב כדי לקבל אות פרופורציונלי לזרם הכניסה. מתמרים אלה אידיאליים ליישומי זרם גבוה ומציעים ליניאריות מצוינת.
מתמרים נגד shunt הם פשוטים יותר, תוך שימוש בחוק אוהם: נגד קטן ומדויק מונח בסדרה עם המעגל, ונמדדת מפל המתח על פני הנגד. מכיוון שההתנגדות ידועה, ניתן לחשב את הזרם כ-I = V/R. הם חסכוניים אך חסרים בידוד חשמלי, מה שהופך אותם למתאימים ליישומי מתח נמוך וזרם נמוך.
תכונות עיקריות של מתמרי זרם כוללות דיוק גבוה, בידוד חשמלי (הגנה על מעגלי מדידה מפני מתחים גבוהים), טווח תדרים רחב ועיצוב קומפקטי. הם חיוניים במערכות חלוקת חשמל לניטור זרמי עומס, באנרגיה מתחדשת (שמש/רוח) כדי לעקוב אחר זרימת האנרגיה, בכלי רכב חשמליים לניהול טעינה/פריקה של סוללות, ובמכונות תעשייתיות למניעת נזקי זרם יתר.
לסיכום, מתמרי זרם מגשרים על הפער בין מעגלי זרם בעלי הספק גבוה ומערכות מדידה/בקרה במתח נמוך. על ידי המרת זרם לאותות ניתנים לניהול, הם מבטיחים פעולה בטוחה, יעילה ואמינה של מערכות חשמל שונות, מה שהופך אותן לרכיבים חיוניים בהנדסת אלקטרוניקה והספק מודרניים.
