مقياس الأميتر – منذ اللحظة الأولى لاكتشاف الكهرباء واستخدامها في التكنولوجيا الحديثة، كان من الضروري قياس شدة التيار الكهربائي، هذا القياس يعتبر حجر الزاوية في فهم واستخدام الكهرباء في مختلف المجالات، سواء في الصناعة، أو العلم، أو حتى في الحياة اليومية.
واليوم سنستكشف في هذه المقالة مفهوم مقياس الأميتر وكيف يعمل، وسنكشف أيضًا عن أنواع مختلفة من مقاييس الأميتر وكيفية اختيار النوع المناسب للاحتياجات المحددة، تابع معنا.
ما هو مقياس الأميتر (التيار الكهربي)
الأميتر هو جهاز يُستخدم لقياس التيار الكهربائي، سواء كان التيار مباشرًا أم مترددًا، ويُقاس التيار بوحدة الأمبير، وهو تدفق للإلكترونات عبر الدائرة الكهربائية، ويُعرف الأميتر أيضًا بمقياس التيار.
يمكن للأميتر قياس مجموعة واسعة من القيم الحالية، حيث يُوجه جزء صغير فقط من التيار عبر العداد في القيم العالية، والباقي يُحمل بواسطة مقاومة توازي العداد.
أقرأ أيضاً: أفضل أنواع الأسلاك الكهربائية واستخداماتها
الأميتر يُستخدم كجهاز متوسط للجلفانوميتر، الذي يُستخدم لقياس شدة التيارات الكهربائية الكبيرة، وهو يختلف تمامًا عن الفولتميتر.
على الرغم من أن الأميتر لا يحتوي على مقاومة داخلية، إلا أنه عمليًا يحتوي على مقاومة ضئيلة. مجال قياس الأميتر يعتمد على قيمة هذه المقاومة.
أنواع جهاز الأميتر
تختلف أجهزة الأميتر في التصنيف وفقًا لتصميمها الداخلي والطريقة التي يمر بها التيار خلالها، هناك عدة أنواع من مقاييس التيار بناءً على التصميم المستخدم:
- الأميتر ذو الملف المغناطيسي الدائم: يستند إلى حركة ملف مغناطيسي دائم لقياس التيار الكهربائي.
- الاميتر ذو المغناطيس المتحرك: يستخدم حركة مغناطيسية قابلة للتغيير لقياس التيار.
- الأميتر الكهروديناميكي: يستند إلى التأثير الكهربائي للحقل المغناطيسي لقياس التيار.
- الاميتر المقوم للتيار: يستخدم مقومًا لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر يمكن قياسه.
هناك أيضًا تصنيف حسب نوع التيار المستخدم:
- الأميتر الذي يقيس التيار المستمر (DC): يستخدم لقياس التيار الذي يتدفق في اتجاه واحد في الدائرة الكهربائية.
- الاميتر الذي يقيس التيار المتردد (AC): يستخدم لقياس التيار الذي يتغير اتجاهه بانتظام في الدائرة الكهربائية.
وسنتعرف بشكل أكبر على كل نوع من هذه الأنواع فيما يلي.
1. الاميتر ذو الملف المغناطيسي دائم التحرك PMMC
في هذا الجهاز، يُوضَع الموصِّل بين قطبي المغناطيس الدائم. عند مرور التيار الكهربائي عبر الملف، يبدأ الموصِّل في التحرك والانحراف.
أقرأ أيضاً: أنواع الكابلات الكهربائية
يُعتمد انحراف الملف على شدة التيار الكهربائي الحالي الذي يمر عبره، ويُستخدم مقياس PMMC لقياس قيمة التيار المباشر، حيث يتناسب الانحراف هنا مع شدة التيار، وبالتالي عندما يُعكس اتجاه التيار، يُعكس انحراف المؤشر أيضًا، مما يجعل الجهاز يعمل فقط لقياس التيار المستمر.
هذا النوع من الأجهزة له ميزات بارزة، حيث يتميز بمقياس خطي واستهلاك منخفض للطاقة، ودقة عالية، لكن العيب الرئيسي لهذا الجهاز هو قدرته على قياس كميات التيار المستمر فقط، ويُرافقه ارتفاع في التكلفة وأمور أخرى.
2. الاميتر ذو المغناطيس المتحرك MI
يُستخدم مقياس التيار MI لقياس الكهرباء المترددة والمستمرة.
في هذا النوع من مقاييس التيار، يتحرك الملف بحرية بين قطبي المغناطيس الدائم، عندما يمر التيار عبر الملف، يُلاحَظ الانحراف الذي يحدث بزاوية معينة. يتناسب انحراف الملف مع شدة التيار الذي يمر خلال الملف.
3. الاميتر الكهروديناميكي
يُستخدم جهاز سيان لقياس كل من التيار المستمر والتيار المتردد، يتميز بدقة عالية مقارنة بأجهزة PMMC و MI.
الجهاز مُعاير بنفس الطريقة لكلا التيارين، مما يعني أنه بمجرد معايرته لقياس التيار المستمر، يُمكن استخدامه بدون إعادة المعايرة لقياس التيار المتردد.
4. الاميتر المقوم للتيار
يُستخدم الأميتر المقوم للتيار لقياس التيار المتردد، حيث تقوم الأجهزة التي تستخدم هذا النوع من الأميتر بتغيير مسار التيار وتوجيهه نحو جهاز PMMC.
يُستخدم هذا النوع من الأميترات في دوائر الاتصالات، ويتميز بإمكانية استخدامه في الترددات العالية.
كما يتميز بأنه يحتوي على مقياس موحد يناسب معظم النطاقات، ومع ذلك، يُعد الخطأ الناتج عن انخفاض درجة الحرارة أثناء قياس الحساسية للتيار المتردد من بين العيوب الرئيسية لهذا النوع من الأميترات.
توصيل الاميتر في الدائرة الكهربائية
يُربط الأميتر في سلسلة مع الدائرة بحيث تُمرُّ إلكترونات التيار الكهربائي الذي يُقاس بالكامل عبر الأميتر، ويحدث خسارة في الطاقة داخل الأميتر بسبب مقياس التيار والمقاومة الداخلية للأميتر.
أقرأ أيضاً: تكنولوجيا الطاقة الشمسية واستخدامها في جميع أنحاء العالم
تتميز دائرة الأميتر بمقاومة منخفضة، مما يسبب انخفاضًا ضئيلًا في الجهد داخل الدائرة، ولهذا السبب يُحتفظ بمقاومة الأميتر منخفضة.
آلية عمل جهاز الأميتر لقياس التيار الكهربي
الأميتر هو جهاز يُستخدم لقياس شدة التيار الكهربائي الذي يمر في دائرة كهربائية، ويأتي بأشكال متعددة، ولكن المبدأ العلمي الذي يقوم عليه يكمن في أن التيار الكهربائي الذي يمر في ملف معدني ينشئ حوله مجالًا مغناطيسيًا يُشبه المغناطيس العادي.
أقرأ أيضاً: أفضل أنواع الألواح الشمسية في العالم 2023 ومكوناتها
أحد أكثر أنواع الأميترات دقةً هو الأميتر ذو الملف المتحرك، يحتوي على ملف صغير مصنوع من سلك ملفوف حول قلب من الحديد المطاوع، مُعلق بين قطبين مغناطيسيين دائمين بواسطة نوابض حلزونية تُقاوم حركة الملف وتجعله يتوقف بعد أن يُدار بزاوية تتناسب مع شدة التيار، يُرتبط مؤشر بالملف ويُدار معه، ويظهر أمام مقياس يُشير إلى شدة التيار.
يمكن استخدام الأميتر ذو الملف المتحرك لقياس شدة التيار المستمر فقط، حيث لا يُنصح باستخدامه لقياس شدة التيار المتردد.
يعتمد هذا النوع من الأميتر على حقيقة أن التيار، سواء مستمرًا أم مترددًا، يُطلق كمية من الحرارة عندما يمر في سلك معدني، مما يؤدي إلى تمدد السلك، يتوقف تمدد السلك على شدة التيار الذي يمر به.
لذا، بربط السلك بخيط معدني يمر عبر بكرة وينتهي بنابض مشدد، وثبت المؤشر على البكرة، عندما يُسخن السلك، يبدأ السلك في التمدد، مما يؤدي إلى دوران البكرة، وبالتالي يُدور المؤشر مع البكرة أمام مقياس يُظهر شدة التيار.
أقرأ أيضاً: جهاز الانفرتر لتحويل التيارات الكهربائية – كل ما يهمك عنه
كيفية اختيار مقياس الأميتر المناسب
اختيار النوع المناسب من مقياس الأميتر يعتمد على الاحتياجات الخاصة بالتطبيق الكهربائي الذي تُستخدم فيه، تقدم النصائح التالية مساعدة قيمة لاختيار المقياس الملائم:
- نوع التيار (مستمر أم متردد): يجب أن تحدد نوع التيار الذي ستقيسه، حيث تُصمم بعض مقاييس الأميترات خصيصًا لقياس التيار المستمر (DC)، تُستخدم البعض الآخر لقياس التيار المتردد (AC)، وهناك أيضًا مقاييس متعددة الاستخدامات تُمكنك من قياس كلا الأنواع.
- المدى الحجمي (الأمبير): قم بتحديد المدى الأمبير الذي تخطط لقياسه، اختر مقياس الأميتر الذي يتناسب مع قوة التيار التي تعتزم قياسها، مع إضافة طفيفة في المدى لضمان الدقة.
- الدقة ودرجة الخطأ: يجب أن تكون الدقة أحد الأمور الرئيسية التي تأخذها في اعتبارك، تحقق من درجة الدقة المُعلن عنها في المواصفات، حيث يُفضل اختيار مقياس الأميتر ذو النسبة المنخفضة للخطأ للحصول على قراءات دقيقة وموثوقة.
- السلامة: تأكد من أن المقياس الذي تختاره يتوافق مع المعايير الأمنية ويحتوي على وسائل الحماية اللازمة من التيارات الكبيرة وحوادث الكهرباء.
- الميزات الإضافية: بعض مقاييس الأميتر تأتي مع ميزات إضافية مثل وظائف القياس الآلي والشاشات الرقمية، تفحص هذه الميزات وقرر ما إذا كانت ضرورية لاحتياجات تطبيقك.
- الميزانية: لا تنس أهمية التكلفة، ابحث عن مقياس أميتر يناسب ميزانيتك ويحقق الأداء المطلوب.
من خلال مراعاة هذه العوامل، ستكون قادرًا على اختيار مقياس الأميتر المثلى الذي يلبي احتياجاتك بدقة وكفاءة.
اكتشاف المزيد من Natural Fuel Energy
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
