ما هو جهاز الفولتميتر وأنواعة

تعريف الفولتميتر voltmeter

هو جهاز مختلف عن الجهاز الذي يقيس التيار الكهربائي، وهو جهاز الأميتر. يعتمد الأميتر على قياس فرق الجهد الأساسي، ويستخدم وحدة قياس الأمبير كوحدة قياس شدة التيار الكهربائي في النظام الدولي المعترف به عالميا. بالمقابل، يقوم الثاني بقياس التيار الكهربائي ويساعدنا في فهم كيفية حساب شدة التيار الكهربائي. يقوم جهاز الفولتميتر بقياس الجهد ويحدث انحرافا في المؤشر بعد حدوث عزم الدوران.

وبناء على ذلك، أكد المتخصصون بموجب قوانين قياس الجهد في أجهزة الفولتميتر أن هناك علاقة عكسية بين المؤشر وفرق الجهد. يعمل هذا الجهاز من خلال نظام التوازن بدلا من التوالي ويتم توصيله بالدائرة الكهربائية. يتم تمثيل جهاز الفولتميتر رمزيا بحرف `V` الذي يشير إلى الرمز الذي يستخدم داخل الدائرة. يجب أن نلاحظ أن جهاز الفولتميتر ليس مختلفا فقط عن الأميتر، ولكنه أيضا مختلف عن جهاز آخر يحمل اسما مشابها ويعرف بـ `الفولتاميتر` .

أهمية توصيل الفولتميتر بالتوازي

وفقا لقوانين شدة التيار الكهربائي، هناك أنظمة متعددة للتوصيل داخل الأجهزة التي تساعد في قياس التيارات الكهربائية. ومن بين هذه الأساليب توصيل جهاز الفولتميتر باستخدام طريقة التواظي. تتطلب هذه الطريقة توصيل جهاز الفولتميتر بحيث يتم الحفاظ على المقاومة الداخلية مرتفعة باستمرار. بالإضافة إلى ذلك، عندما يتم توصيل جهاز الفولتميتر بالأجهزة بنظام التوازي في حالة الاتصال السلسلي، فإن ذلك يقلل من تدفق التيار. كما يتسبب توصيل جهاز الفولتميتر بنظام التوازي في انخفاض مستوى الجهد، نظرا لاجتماع المقاومة العالية للجهاز مع العنصر المتصل. ومع ذلك، هذه الخطوات في عملية التوصيل لا تسبب أي عراقيل أو صعوبات في جهاز الفولتميتر، وبالتالي يكون هذا الجهاز مقياسا دقيقا دون حدوث أي قراءات خاطئة .

المقاومة العالية في جهاز الفولتميتر

يؤكد الخبراء المتخصصون في هندسة الكهرباء والإلكترونيات أن جهاز الفولتميتر مشيد من الداخل على أساس وجود مقاومة عالية. يستخدم هذا الجهاز لقياس فروق الجهد بين نقطتين في الدائرة، ولا يتأثر تيار الجهاز المقاس. يجب أيضا أن نلاحظ أنه إذا كان لجهاز الفولتميتر مقاومة منخفضة، فسيمر التيار الكهربائي عبره، مما يسبب خللا في قياس الجهد وبالتالي ستكون القراءات غير صحيحة.

أداة MI في أجهزة الفولتميتر

تعتبر هذه الأداة هامة في جهاز الفولتميتر والتي يتم استخدامها من أجل قياس كلا الجهدين في التيارات المختلفة التي تتمثل في التيار المتردد ، و التيار المستمر ، و هذا النوع من الأدوات ، يكون درجة الانحراف فيه مرتبط مع متغير جهد الملف ، بحيث لكما زاد جهاد الملف زاد مستوى الانحراف ، كما تقوم هذه الأداة على نوعين رئيسين ، النوع الأول وهو الجذب ، والنوع الثاني وهو التنافر ، وهناك جانبين أحدهما أداة متحركة ، والجانب الآخر وهو صك الحديد ، حيث يتصل هذين النوعين للقيام بعملية التحريك.

أداة معدل الفولتميتر

يستخدم هذا النوع من الأدوات في أجهزة الفولتيميتر في دوائر التيار المتردد وذلك لقياس الجهد ، حيث تقوم أداة المعدل بالتحكم في التيار المتردد ، ومن ثم تقوم بتحويله إلى كمية التيار المستمر ، ولا تتم هذه العملية إلا من خلال المقوم ، كما يتم قياس إشارة التيار المستمر ، من خلال أداة PMMC.

أنواع أجهزة الفولتميتر

يتم تصنيف الفولتميتر وفقا لعناصر مهمة، بناء وتركيبا داخليا في أجهزة الفولتميتر. يتوفر فيه عدة أنواع، مثل فولتميتر PMMC، والذي يعتمد على نوعية من الموصلات المسماة الموصل الحامل. يتم وضعه في حقول مغناطيسية، ويتأثر بالقوة التي تؤثر على هذا الموصل، مما يؤدي إلى انحراف مؤشر الجهاز. يستخدم هذا النوع من الفولتميتر لقياس التيار المستمر، ولديه مجموعة من الخصائص الأساسية التي تميزه عن الأنواع الأخرى، مثل الدقة العالية والاستهلاك المنخفض. وعلى الرغم من المزايا المذكورة، يكون هذا النوع من الأجهزة مكلفا. يجب أن نلاحظ أيضا أن هذا النوع من أجهزة الفولتميتر يتصل بنظام التوالي بداخله، وليس بنظام التوازي. تكون أنواع أجهزة الفولتميتر كما يلي

الفولتميتر الكهربائي

وهو أحد أنواع أجهزة الفولتميتر الذي يتم استخدامه لقياس الجهد ، حيث تعمل آلية هذا النوع من أجهزة الفولتميتر على قياس كل دائرة للتيار المتردد ، وقياس دائرة التيار المستمر ، و في هذا النوع من الأجهزة ، تكون عملية المطابقة ، والقياس هي ذاتها في كلا النوعين من التيار المتردد ، و التيار المستمر.

الفولتميتر التناظري

يتم استخدام الفولتميتر التماثلي أو الفولتميتر التناظري لقياس جهد التيار المتردد. يعرض هذا الجهاز القراءة من خلال مؤشر ثابت يعتمد على مقياس المعايرة. يعتمد انحراف المؤشر في هذا الجهاز على عزم الدوران. يجب الإشارة إلى أن حجم عزم الدوران وجهد القياس لهما علاقة طردية أساسية. يتناسب حجم عزم الدوران المتقدم مباشرة مع جهد القياس، حيث يزداد جهد القياس كلما زاد عزم الدوران، وكلما انخفض عزم الدوران انخفض جهد القياس .

الفولتميتر الرقمي

يتم التعرف على الفولتميتر الرقمي بأنه جهاز قياس الفولتية الذي يعرض القراءة بشكل رقمي، حيث يتم تحديد المؤشر بدقة عالية وتقديم قراءة دقيقة للغاية. يعرف الجهاز الذي يقيس التيار المستمر في هذا الفولتميتر بمقياس الفولتميتر المستمر، ويستخدم مقياس الجهد المتردد في دائرة التيار المتردد لقياس الجهد.