أجهزة القياس الكهربائية

الاميتر هو أحد أجهزة القياس الكهربائية. يستخدم في قياس شدة التيار الكهربي. يتم شرح جهاز الاميتر تحديدا ذو الملف المتحرك. و أهمية مجزيء التيار و حساسية الاميتر.

أجهزة القياس الكهربائية التي تقيس شدة التيار الكهربي هما الاميتر و الجلفانومتر. و يختلف الأميتر عن الجلفانومتر في أن الأميتر يمكنه قياس شدة التيار العالي بينما الجلفانومتر هو صالح لقياس شدة التيارات المنخفضة أي في حدود الـ ميكرو أمبير μA.

جهاز الاميتر

الأميتر هو جهاز من أجهزة القياس الكهربي. و ما سيتم دراسته في المنهج هو الأميتر ذو الملف المتحرك التناظري (جهاز له مؤشر). الاميتر يقيس شدة التيارات الكهربية القوية مقارنة بالجلفانومتر. الأميتر نوعان الأميتر ذو الملف المتحرك و الأميتر الحراري. يستخدم ذو الملف المتحرك لقياس التيار المستمر بينما يقيس الحراري التيار المتردد و المستمر.

وحدة قياس الاميتر

وحدة قياس جهاز الأميتر هي الأمبير A و التي تكافئ الكولوم في الثانية Q/s. أو وحدات أقل منها مثل المللي امبير mA (واحد من الألف من الأمبير) وفي هذه الحالة يكون أسم الجهاز مللي أميتر و هي إشارة إلى أنه يقيس تيارا أقل مما يقيسه الاميتر العادي.

الفكرة العلمية للجهاز

عزم الإزدواج الناشئ على ملف يحمل تيار كهربي موضوع داخل مجال مغناطيسي. والذي سيؤدي إلى دوران و كلما زاد تيار الملف زاد العزم.

الفكرة العلمية لكل الأجهزة المعتمدة على الجلفانومتر هي ذاتها فكرة الجلفانومتر العلمية. لأن الأميتر ما هو إلا جلفانومتر تم إجراء تعديل بسيط عليه. كما يلي

شرح تركيب الأميتر

أولا: جلفانومتر ذو ملف متحرك.
ثانيا: مقاومة صغيرة تسمى مجزئ التيار ( $R_{s}$ ) توصل على التوازي مع ملف الجلفانومتر كما بالشكل

مقاومة مجزئ التيار

هي المكون الذي يقوم بتحويل الجلفانو إلى أميتر. و لها أهمية كبيرة تُلخص في الأتي

أولا: حماية الجلفانومتر من التلف حيث يتم مرور معظم التيار الكهربي بها.
ثانيا: زيادة مدى الجلفانومتر ليقيس شده تيار أكبر (أي تقليل حساسية الجهاز)
ثالثا: تقلل من المقاومة الكلية للأميتر و بالتالي يقلل تأثير الجهاز على المقاومة الكلية للدائرة وعلى شدة التيار المار بها عند توصيله في الدائرة فتزيد دقة الجهاز في قياس شدة التيار الكهربي.

لمزيد من التفاصيل حول كيفية عمل الأميتر و و تركيبة يجب مشاهدة الفيديو (هذا جزأ من ملخصه السبوري)

حساب قيمة مجزئ التيار

يمكن حساب قيمة مجزيء التيار من العلاقة

$R_{s} = \frac{I_{g}.R_{g}}{I-I_{g}}$

هذه العلاقة مبنية على فكرتين.

الأولى: فكرة تقسيم التيار الداخل للجهاز لتيارين تيار الجلفانو و تيار المجزيء

$I_{g}+ I_{g}=I$

الثانية أن فرق الجهد على المجزئ يساوي فرق الجهد على الجلفانومتر

$I_s R_{s} = I_g R_g$

حساسية الاميتر

كلمة الحساسية تعني مدى استجابة جهاز القياس (الأميتر في هذه الحالة) لمرور التيارات الضعيفة. فإذا تحرك مؤشر الاميتر عند مرور تيار ضعيف فهذا يعني أن هذا الجهاز حساس. و حساس تعني أن له دقة قياس عالية. لكن ذلك سيترتب عليه أن مدى الجهاز سوف يكون صغيرا.

الكمية $\frac{I_g}{I}$ يمكنها قياس حساسية الجهاز حيث أن ${I}$ نشير إلى التيار الكلي الذي يستطيع الجهاز قياسه (مدى القياس) بينما ${I_g}$ تشير إلى تيار الجلفانومتر. و من خلال العلاقات السابقة نجد أن