لن يتمكن أي شخص بعيد عن الدوائر الكهربائية والفولتية والتيارات والمقاومات من الإجابة على الفور على هذا السؤال: ما الذي يقيسه الفولتميتر؟ نظرًا لأن الإجابة واضحة ، إذا قرأت للتو النصف الثاني من عنوان المقالة ، فسنكشف عن هذا الموضوع بمزيد من التفاصيل. على وجه الخصوص ، سننظر في قياس الجهد في الحياة اليومية ، وخصائص الأجهزة ، ومبدأ التشغيل.
التعريف
الفولتميتر هو جهاز قياس يسمح لك بالحصول على قيمة الجهد أو القوة الدافعة الكهربائية في دائرة التيار المستمر أو التيار المتردد. يمكن أن يمتد نطاق الأداة حتى 1000 فولت أو أكثر. كل هذا يتوقف على الغرض منه. لفهم ماهيتها بشكل أفضل ، ضع في اعتبارك تعريف القوة الدافعة الكهربائية. نظرًا لأنه غالبًا ما يتم الخلط بينه وبين جهد التيار الكهربائي ، فيجب فصلهما عن بعضهما البعض.
EMF والجهد: الفرق
إذن ، EMF هي كمية مادية تميز العمل الذي تقوم به أي قوى ذات طبيعة غير كهربائية للتحركوحدة شحنة موجبة على طول الكنتور قيد النظر. في الحالة الأكثر شيوعًا ، يُظهر قدرة مصدر الطاقة على إنشاء فرق جهد واحد أو آخر عند نقطتين متباعدتين في الدائرة. يقاس ، مثل الجهد ، بالفولت. وهو يختلف عنه في أنه يميز مصدر الطاقة في وضع الخمول ، أي دون الاتصال بالشبكة.
عندما يكون هناك تيار في الدائرة ، أي أنه مغلق ، يظهر مفهوم آخر مألوف أكثر - الجهد. علاوة على ذلك ، يمكن أخذه لكل من مصدر الطاقة نفسه في أطرافه وفي أي جزء من الدائرة. قياس الجهد هو تحديد فرق الجهد بين نقطتين متباعدتين. بالنسبة لمصدر الطاقة ، عادة ما تكون أقل إلى حد ما من القوة الدافعة الكهربائية عندما يتم تضمينها في دائرة الاستهلاك. في الواقع ، كل من المجالات الكهرومغناطيسية والجهد متماثلان ، والفرق الوحيد هو ما تولد العملية الفيزيائية فرق الجهد بين النقطتين اللتين يتم إجراء القياس عندهما.
أنواع الفولتميتر
هنا يجب التمييز بين نوعين رئيسيين: محمول وثابت. لا يمكن سحب أداة قياس الفولتية المحمولة باليد فقط. عادةً ما تتضمن وظيفة للتحقق من التيارات والمقاومات في الدائرة ، فضلاً عن درجة حرارة الموصلات ، إلخ. غالبًا ما يتم دمج الأجهزة الثابتة هيكليًا مع الشبكة نفسها ، حيث يتم إجراء القياس ، على سبيل المثال ، في لوحات المفاتيح الكهربائية واللوحات وما إلى ذلك.
بخصوص التصنيف حسب المبدأالإجراءات ، ثم يمكننا التمييز بين عدة أنواع من الفولتميتر الكهروميكانيكي ونوعين من الفولتميتر الإلكتروني. هذه الأخيرة هي التناظرية والرقمية. تستخدم مقاييس الجهد الكهروميكانيكية نظام محول مغناطيسي للحصول على قراءات الجهد. تقوم الأجهزة الإلكترونية برقمنة الإشارة المستقبلة باستخدام ADC. تظهر قراءات الفولتميتر ، اعتمادًا على مبدأ عرض البيانات ، إما بمؤشر سهم أو على شاشة رقمية خاصة.
تصنيف آخر - حسب الغرض. يسمح لك بتقسيم الأجهزة إلى عدادات DC و AC ، بالإضافة إلى حساس للطور ونبض وعالمية. بالنسبة للأخير ، يتوفر النطاق الكامل للإشارات تقريبًا ، ويجب معرفة جهده.
المواصفات الرئيسية
تعتمد على الغرض من الجهاز. على سبيل المثال ، عادةً ما يكون لمقياس الفولتميتر المستمر عدة نطاقات قياس ، لذلك سيكون عددها أحد أهم الخصائص التقنية. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي جميع الأجهزة تقريبًا على معاوقة إدخال معينة ، والتي ، بالمناسبة ، تعتمد على نطاق الجهد لقسم الدائرة قيد الدراسة.
لا تزال الخصائص المهمة هي ، بالطبع ، الأخطاء ، وكذلك دقة المقياس أو الحد الأدنى من خطوات القراءة ، إذا كنا نتحدث عن مقياس الفولتميتر الرقمي. إذا حصل المستخدم على جهاز عالمي لقياس الفولتية ، فإن حدود الكميات التي يمكنه العمل بها ، على سبيل المثال ، التيارات ، والمقاومات ، ودرجات الحرارة ، وكذلكالنطاقات والأخطاء والترددات للإشارات المتغيرة.
مبدأ العمل
التشغيل الكلي للجهاز يعتمد بشكل كبير على التنفيذ. إذا كان الفولتميتر الكهروميكانيكي ، فهناك نظام مغناطيسي حساس للتيار المتدفق. اعتمادًا على قيمته ، يزداد أيضًا انحراف سهم المؤشر ، المتصل ميكانيكيًا بالدائرة أو الإطار أو أي شيء آخر يستخدم لتحويل التيار في الدائرة. دقة هذه الأجهزة ليست عالية جدًا ، لأنها لا تسمح بالحصول على قيم عالية لمقاومة المدخلات ، مما يعني أنها تدخل تشوهات خطيرة في القياسات ، حيث يتم إضافة التوصيل الطفيلي إلى الدائرة.
الفولتميتر الرقمي ، الذي انتشر مؤخرًا في الحياة اليومية ، يحتوي على عدد كبير من الأجهزة الإلكترونية تحت الغطاء. ويرجع ذلك إلى تحويل الإشارة التناظرية المستلمة عند إدخال الجهاز إلى شكل رقمي باستخدام ADC. بالنسبة لأولئك المهتمين حقًا ، هناك قدر كبير من الأدبيات حول هذا الموضوع. مثل هذا الفولتميتر ، الذي يتقلب سعره في حدود بضع مئات من الروبل ، بالطبع ، لا يدعي أن لديه مجموعة واسعة من الاحتمالات ودقة كبيرة ، لكنه قادر تمامًا على قياس الجهد عند أطراف بطارية السيارة أو في شبكة 220 فولت.
اتصال في سلسلة
يتم توصيل الفولتميتر في الدائرة دائمًا بالتوازي مع الحمل أو مصدر الطاقة ، إذا كنت بحاجة إلى قياس EMF أو الجهد عند المحطات. هذا هو السبب في وجود مثل هذه المتطلبات الصارمة لمقاومة الإدخال للجهاز ، منذ مثل هذا الاتصاليعني ظهور موصلية إضافية في الدائرة
لا يجب بأي حال من الأحوال توصيل الفولتميتر ، الذي يكون سعره مرتفعًا قليلاً على الأقل ، في سلسلة في الدائرة. خلاف ذلك ، فإن المستخدم يخاطر بحرق الجهاز ببساطة ، دون أن يكون لديه الوقت لمعرفة ما يدور حوله. حتى لو نجت من مثل هذه المعاملة البربرية ، فلا ينبغي الوثوق بقراءاتها ، لأن التيار في الدائرة يخضع لتغييرات خطيرة عندما يتم توصيل الفولتميتر بهذه الطريقة ، مما يدفع مرة أخرى إلى المجهول بإمكانية معرفة الجهد الفعلي للقسم الذي فيه يتم إجراء القياسات.
احتياطات سلامة التشغيل
نظرًا لأن مقاومة الفولتميتر نفسه كبيرة جدًا في معظم الحالات ، ويتم استخدام دائرة التوصيل وفقًا لذلك بالتوازي ، فإن خطر حدوث أي صدمة كهربائية خطيرة في دائرة الجهد المنخفض يكون ضئيلاً للغاية. ومع ذلك ، إذا كنا نتحدث عن الأجهزة الصناعية ، خاصة في الإصدار الثابت ، فإن هذا يشير إلى قيم ضخمة للقيم المقاسة لكل من الفولتية ، وعلى الأرجح التيارات. لذلك ، هنا يجب أن تكون احتياطات السلامة على أعلى مستوى ، وبدون معرفة كافية ، فإن القفازات المطاطية ، والحصير وغيرها من التدابير المناسبة ، بالطبع ، أي نشاط هو بطلان. ما يقيسه الفولتميتر على الأرجح يهدد الحياة بشدة ، لذلك نوصي بعدم إغراء القدر. على أي حال ، لا يجب أن تلمس الأسلاك العارية ، حتى لو كانت الدائرة بحكم تعريفها ذات جهد كهربي منخفض.
الخلاصة
ردا على سؤال ما يقيس الفولتميتر ، نحنيعتبر بشكل عام جهازه ، الخصائص التقنية الرئيسية ، التصنيف. بالطبع ، لا تدعي هذه المراجعة القصيرة أنها شاملة ، لا سيما بالنظر إلى افتقار القارئ إلى المعرفة الأساسية بالهندسة الكهربائية.
تلخيصًا ، تجدر الإشارة إلى أن مقياس الفولتميتر يقيس ، بالطبع ، الجهد في قسم الدائرة التي يتصل بها بالتوازي. خلاف ذلك ، ستكون شهادته غير موثوقة ، ناهيك عن احتمال فقدان معدات باهظة الثمن. يجب على القارئ توخي الحذر عند استخدام الجهاز في المنزل ، لأن الاتصال بأقسام الجهد العالي في الدوائر يهدد الحياة.
