ما هو جهاز الأميتر وأنواعة
ما هو جهاز الأميتر
جهاز الأميتر هو أداة لقياس التيار الكهربائي المباشر أو المتردد بوحدة الأمبير، ويستخدم لقياس شدة التيار الذي يعبر الدائرة بتدفق الإلكترونات، وتسمى الأميتر أيضا مقياس التيار.
يمكن قياس نطاق واسع من القيم الحالية باستخدام مقياس التيار، حيث يتم توجيه جزء صغير فقط من التيار عبر آلية العداد في القيم العالية، ويتحمل الجزء الأكبر من التيار التحويلة المتصلة بالعداد، ويعد الأميتر جهازا يستخدم في قياس شدة التيارات الكهربائية الكبيرة، وهو مختلف تماما عن الفولتميتر.
على الرغم من عدم وجود مقاومة داخلية في الأميتر، إلا أنه يمتلك مقاومة داخلية ضئيلة عمليًا، ويعتمد مجال قياس الأميتر على قيمة هذه المقاومة.
أنواع جهاز الأميتر
يتوقف تصنيف أجهزة الأميتر على التصميم ونوع التدفق الذي يمر من خلال الجهاز، وفيما يلي أنواع مقياس التيار الخاصة بالتصميم
- أميتر ذو ملف مغناطيسي دائم التحرك
- أميتر ذو مغناطيس متحرك
- أميتر كهروديناميكي
- أميتر مقوم للتيار
هناك أنواع مختلفة 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.
يتمتع هذا الجهاز بميزة كبيرة في امتلاكه مقياسًا خطيًا واستهلاك طاقة منخفض ودقة عالية، والعيب الرئيسي فيه هو قدرته على قياس كمية التيار المستمر فقط، بالإضافة إلى تكلفته العالية وغير 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 العالية ، ومقياس موحد لمعظم النطاقات ، ولكن من أهم العيوب أنه يحدث خطأ بسبب انخفاض درجة الحرارة أثناء قياس الحساسية في تشغيل التيار المتردد.
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.
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 الأمبير مادة حساسة تحميه من التيار الزائد، وعندما يتدفق تيار زائد سوف يتم كسر المصهر ويصبح الأمبير غير قادر على القياس حتى لا يتعرض للضرر.
مبدأ عمل جهاز الأميتر
المبدأ الأساسي لجهاز قياس التيار الكهربائي هو أن يكون له مقاومة منخفضة جدا، وأيضا مفاعل حثي. لا يمكننا توصيل مقياس التيار الكهربائي بالتوازي لأنه يكون له مقاومة منخفضة جدا، وبالتالي يجب أن يكون متصلا في دائرة تسلسلية. يجب أيضا أن يحمل كمية جدا منخفضة من الجهد عبره.
وبسبب مقاومته المنخفضة جدا، ستكون فاقد الطاقة منخفضة أيضا، وعند توصيله بالتوازي، ستكون مسار الدائرة قصيرا تقريبا، وسيتدفق جميع التيار عبر مقياس التيار، وبسبب ارتفاع التيار، قد يتعرض الجهاز للحرق، ولهذا السبب يجب توصيله على التوالي، وهذا هو أحد قوانين تيار الكهرباء القوة.
لحساب شدة التيار الكهربائي، يجب أن يكون للجهاز ممانعة صفرية حتى لا يكون هناك أي انخفاض في الجهد عبره. في هذه الحالة، فقد الطاقة في الجهاز يساوي صفرا، ولكن المثال الأعلى لا يمكن تحقيقه عمليا.
الفرق بين الأميتر والجلفانوميتر
- يعتبر الجلفانوميتر والأميتر كليهما من أدوات القياس،ويمثل الأميتر الكهربائي الصورة المطابقة للجلفانوميتر، حيث يعرض القيمة المضبوطة لتيار الكهرباء الذي يمر عبره بالملليمتر أو الأمبير
- الاختلاف الأساسي بين الجالفانوميتر والأميتر الكهربائي يتمثل في أن الجالفانوميتر هو من الأجهزة الميكانيكية المستخدمة لتحديد مقدار واتجاه التيار، في حين أن مقياس التيار الكهربائي هو من الأجهزة الكهربائية المستخدمة لقياس حجم التيار، حيث يظهر الجالفانوميتر اتجاه تدفق التيار في الدائرة، بينما يوضح مقياس التيار المتدفق خلالها
- يستخدم الجلفانوميتر ملفًا متحركًا يمكن تدويره بين المغناطيس الدائم، وعندما يتدفق التيار عبر الملف، ينحرف الملف، وانحراف الملف يتناسب طرديًا مع قوة التيار الحالي الذي يمر فيه
- يتم توصيل المقاومة بالتوازي مع الدائرة لتحويل الجلفانوميتر إلى مقياس تيار، وإذا كانت المقاومة متصلة على التوالي مع المقياس، يمكن استخدامه كفولتميتر
- يطلق على مقياس التيار أيضا اسم مقياس الأمبير، وهو وحدة قياس التيار الكهربائي في النظام الدولي، ويستخدم مقياس الأمبير لقياس حجم التيار الذي يمر عبره، ويتم توصيله على التوالي مع الدائرة لتحديد قيمة التيار بدقة
- يتطلب تشغيل الجلفانوميتر وجود المجال المغناطيسي، في حين أنه ليس ضرورياً لمقياس التيار الكهربائي، ويكون دقة الجلفانوميتر أقل من دقة مقياس التيار الكهربائي
- يستخدم الجلفانوميتر فقط لقياس التيار المباشر، بينما يستخدم مقياس التيار لقياس كل من التيار المباشر والمتردد، وتكون حساسية الجلفانوميتر أكبر بكثير من الأميتر
- يستخدم الجلفانوميتر عادة في الجسور كمعيار للجهد الكهربائي لمعرفة التيار الصفري، بينما يتم توصيل مقياس التيار الكهربائي مباشرةً في الدائرة التي يتم قياس حجمها.