ما هو جهاز الأميتر
جهاز الأميتر هو أداة تستخدم كمقياس للتيار الكهربائي المباشر أو المتردد بوحدة الأمبير وهي
وحدة قياس شدة التيار
، والتيار عبارة عن تدفق الإلكترونات خلال الدائرة ، ويعرف الأميتر باسم مقياس التيار.
ويمكن لمقياس التيار قياس نطاق واسع من القيم الحالية ، لأنه في القيم العالية يتم توجيه جزء صغير فقط من التيار عبر آلية العداد ، والتحويلة بالتوازي مع العداد تحمل الجزء الأكبر ، ويعد الأميتر جهاز معدل للجلفانوميتر الذي يستخدم في قياس شدة التيارات الكهربائية الكبيرة ، وهو مختلف تماما عن
جهاز الفولتميتر
. [1]
الأميتر لا يمتلك مقاومة داخلية ، ومع ذلك عمليًا فإن له مقاومة داخلية ضئيلة ، ومجال قياس الأميتر يعول على قدر المقاومة.[2]
أنواع جهاز الأميتر
يعتمد تصنيف أجهزة الأميتر على تصميمها ونوع التدفق الذي يمر من خلال الجهاز ، وفيما يلي أنواع مقياس التيار فيما يتعلق بالتصميم
- أميتر ذو ملف مغناطيسي دائم التحرك
- أميتر ذو مغناطيس متحرك
- أميتر كهروديناميكي
- أميتر مقوم للتيار
وله أنواع على حسب نوع التيار المستخدم
- أميتر يقيس التيار المستمر DC
- أميتر يقيس التيار المتردد AC
الأميتر ذو الملف المغناطيسي دائم التحرك PMMC
في هذا الجهاز يوضع الموصل بين قطبي المغناطيس الدائم ، وحينما يمر التيار عبر الملف ، فإنه يباشر في الانحراف ، ويعول انحراف الملف على حجم الاندفاق الحالي عبره ، ويستعمل مقياس PMMC لمعرفة قيمة التيار المباشر ، وذلك لأن الانحراف هنا يتناسب مع التيار ، وبالتالي إذا تم قلب اتجاه التيار ، فسيتم أيضًا قلب انحراف المؤشر بحيث يتم تشغيله فقط لقياس التيار المستمر.
وهذا النوع من الأجهزة لديه ميزة كبيرة لامتلاكه مقياس خطي ، ويتميز باستهلاك منخفض للطاقة ، ودقة عالية ، والعيب الرئيسي في قياس كمية التيار المستمر فقط ، وارتفاع التكلفة وما إلى ذلك.
الأميتر ذو المغناطيس المتحرك MI
يستعمل مقياس التيار MI لمعرفة قيمة التيار المتردد والتيار المباشر ، وفي هذا الطراز من مقياس التيار الكهربائي ، يتنقل الملف باستقلالية بين أقطاب المغناطيس الدائم ، وحينما يمر التيار خلال الملف ، فإنه يباشر في الانحراف بزاوية محددة ، ويتناسب انحراف الملف مع التيار الذي يتدفق خلال الملف.
الأميتر الكهروديناميكي
يتم استغلاله لمعرفة قيمة التيار المستمر والتيار المتردد سيان ، ودقة الجهاز مرتفعة مقارنة بأداة PMMC وMI ، ومعايرة الجهاز هي ذاتها لكل من التيار المتردد والتيار المستمر ، أي إذا تمت معايرة الجهاز لقياس التيار المستمر ثم بدون إعادة المعايرة ، يمكن استخدامه لقياس التيار المتردد.
الأميتر المقوم للتيار
يتم استغلاله لمعرفة قيمة التيار المتردد ، والأجهزة التي تستعمل الأميتر المقوم للتيار تقوم بتغير مسار التيار وإمراره إلى جهاز PMMC ، و يتم استعمال هذه الأجهزة لقياس التيار في دائرة الاتصالات ، ومن مزاياه أنه
يمكن استخدامه أيضًا في الترددات العالي
ة ، ومقياس موحد لمعظم النطاقات ، ولكن من أهم العيوب أنه يحدث خطأ بسبب انخفاض درجة الحرارة أثناء قياس الحساسية في تشغيل التيار المتردد. [2][3]
توصيل الأميتر في الدائرة الكهربائية
يتم توصيل الأميتر في سلسلة مع الدائرة بحيث تمر إلكترونات التيار المقيس بالكامل عبر الأميتر ، ويحدث فقدان الطاقة في الأميتر بسبب مقياس التيار ومقاومتهما الداخلية ، وتتميز دائرة الأميتر بمقاومة منخفضة بحيث يحدث انخفاض صغير في الجهد في الدائرة ، ولهذا السبب يتم الاحتفاظ بمقاومة الأميتر منخفضة.[2]
تأثير درجة الحرارة في الأميتر
الأميتر هو جهاز حساس يتأثر بسهولة بدرجة الحرارة المحيطة ، والاختلاف في درجة الحرارة يسبب خطأ في القراءة ، وهذا يمكن أن يقلل من خلال مقاومة الغمر ، حيث تُعرف المقاومة التي لها معامل درجة حرارة صفري باسم مقاومة الغمر ، والتي تتصل في سلسلة مع مقياس التيار الكهربائي ، وتقلل مقاومة الغمر من تأثير درجة الحرارة على العداد.
يحتوي الأميتر على فتيل يحمل في ثناياه خواص تحمي الأميتر من التيار الثقيل ، فإذا تدفق تيار كبير عبر مقياس التيار ، فسوف ينكسر المصهر ، و يصبح الأميتر غير قادر على قياس التيار حتى لا يحل التيار الجديد محل المصهر.[2]
مبدأ عمل جهاز الأميتر
المبدأ الرئيسي الى
الجهاز الذي يقيس التيار الكهربائي
هو أنه يجب أن يتمتع بمقاومة منخفضة للغاية ، وأيضًا مفاعلة حثية ، كما لا يمكننا توصيل مقياس التيار الكهربائي بالتوازي ، وذلك لأنه يتمتع بمقاومة منخفضة جدًا ، ولذا يجب أن يحتوي على كمية منخفضة جدًا من الجهد عبره ، ويجب أن يكون متصلاً في اتصال تسلسلي ، لأن التيار هو نفسه في دائرة السلسلة.
وأيضًا بسبب المعاوقة المنخفضة جدًا ، سيكون فقد الطاقة منخفضًا ، وإذا تم توصيله بالتوازي يصبح مسار الدائرة قصير تقريبًا ، وسيتدفق كل التيار عبر مقياس التيار ، ونتيجة لارتفاع التيار قد يحترق الجهاز ، ولهذا السبب يجب توصيله على التوالي ، وهذه من
قوانين شدة التيار الكهربائي
.
وللحصول على مقياس التيار الكهربائي المثالي ومعرفة
كيف يتم حساب شدة التيار الكهربائي
، يجب أن يكون للجهاز ممانعة صفرية بحيث لا يكون هناك أي انخفاض في الجهد عبره ، وبالتالي فإن فقد الطاقة في الجهاز يساوي صفرًا ، ولكن المثل الأعلى لا يمكن تحقيقه عمليا. [3]
الفرق بين الأميتر والجلفانوميتر
- الجلفانوميتر والأميتر كلاهما من أدوات القياس ، والأميتر الكهربائي هو الصورة المطبقة من الجلفانوميتر والذي يظهر القيمة المضبوطة للتيار الذي يمر عبره بالملليمتر أو الأمبير
- يتمثل الاختلاف الأكثر أهمية بين الجلفانوميتر والأميتر الكهربائي في أن الجلفانوميتر هو من الأجهزة الميكانيكية المستخدمة لتحديد مقدار واتجاه التيار ، في حين أن مقياس التيار الكهربائي هو من الأجهزة الكهربائية المستخدمة لقياس حجم التيار ، حيث يُظهر الجلفانوميتر اتجاه تدفق التيار في الدائرة ، بينما مقياس التيار يوضح مقدار التيار المتدفق خلاله
- يستخدم الجلفانوميتر ملفًا متحركًا يمكن تدويره بين المغناطيس الدائم ، وعندما يتدفق التيار عبر الملف ، فإنه ينحرف ، وانحراف الملف يتناسب طرديًا مع التدفق الحالي خلاله
- يتم إحالة الجلفانوميتر إلى مقياس التيار من خلال توصيل المقاومة بالتوازي مع الدائرة ، وإذا كانت المقاومة متصلة على التوالي بمقياس الجلفانوميتر ، فيتم استغلالها كمقياس الفولتميتر
-
يُعرف مقياس التيار أيضًا باسم مقياس الأمبير ، والأمبير هو
وحدة قياس التيار الكهربائي في النظام الدولي
، ولذا فإن مقياس الأمبير هو نوع العداد الذي يقيس حجم التيار الذي يمر عبره ، وهو متصل على التوالي مع الدائرة لتحديد القيمة الدقيقة لتيار الدائرة - المجال المغناطيسي لازم لتشغيل الجلفانوميتر في حين أنه ليس مفروضا لمقياس التيار ، ودقة الجلفانوميتر أنقص بالمفاضلة مع مقياس التيار الكهربائي
- كما يستخدم الجلفانوميتر فقط لقياس التيار المباشر ، بينما يستخدم مقياس التيار لقياس كل من التيار المباشر والمتردد ، وتكون حساسية الجلفانوميتر أكثر مقارنة بالأميتر
- يستعمل الجلفانوميتر في الشائع في الجسر ومعيار الجهد لمعرفة التيار الصفري ، في حين أن مقياس التيار الكهربائي متصل مباشرة في سلسلة مع الدائرة التي سيكمل قياس حجمها. [4]