مبدأ عمل الأميتر وأنواع الأميتر

مقدمة عن الأميتر

كما نعلم، كلمة "متر" مرتبطة بنظام القياس. المتر هو جهاز يمكنه قياس كمية معينة. كما نعلم، الوحدة للتيار هي الأمبير. الأميتر تعني أمبير-متر وهو يقيس قيمة الأمبير. الأمبير هو وحدة التيار وبالتالي الأميتر هو متر أو جهاز يقيس التيار.

مبادئ عمل الأميتر

المبدأ الرئيسي للأميتر هو أنه يجب أن يكون له مقاومة منخفضة جداً وكذلك عزم استجابة الحث منخفض. الآن، لماذا نحتاج إلى هذا؟ هل لا يمكننا ربط الأميتر بشكل متوازي؟ الإجابة على هذا السؤال هي أنه يتمتع بمقاومة منخفضة للغاية لأنه يجب أن يكون لديه كمية صغيرة جداً من الهبوط الجهد ويجب ربطه بشكل متسلسل لأن التيار في الدائرة المتسلسلة هو نفسه.

وبسبب المقاومة المنخفضة للغاية، سيكون فقد الطاقة منخفضاً وإذا تم ربطه بشكل متوازي فإنه يصبح مسار تقريباً مفتوح القصر وسيتدفق كل التيار عبر الأميتر مما يؤدي إلى ارتفاع التيار وقد يحترق الجهاز. ولذلك يجب ربطه بشكل متسلسل. بالنسبة للأميتر المثالي، يجب أن يكون له مقاومة صفرية بحيث يكون له هبوط جهد صفر وبالتالي يكون فقد الطاقة في الجهاز صفراً. ولكن المثالية غير قابلة للتحقيق عملياً.

تصنيف أو أنواع الأميتر

اعتماداً على مبدأ البناء، هناك العديد من أنواع الأميتر التي نحصل عليها، وهي أساساً –

1. الأميتر ذو الملف المتحرك الدائم (PMMC).

2. الأميتر ذو الحديد المتحرك (MI).

3. الأميتر من نوع الكهروديناميكيومتر.

4. الأميتر من نوع المستقيم.

اعتماداً على هذه الأنواع من القياسات التي نقوم بها، لدينا-

1. الأميتر ذو التيار المستمر (DC).

2. الأميتر ذو التيار المتردد (AC).

الأميتر ذو التيار المستمر (DC) هي أساساً أجهزة PMMC، يمكن لـ MI قياس التيار المستمر والمتردد، وأيضاً يمكن للأجهزة الحرارية من نوع الكهروديناميكيومتر قياس التيار المستمر والمتردد، وأجهزة الاستقراء ليست مستخدمة عادة في بناء الأميتر بسبب تكلفتها العالية وعدم دقة القياس.

وصف أنواع مختلفة من الأميتر

الأميتر ذو الملف المتحرك الدائم (PMMC)

مبدأ الأميتر ذو الملف المتحرك الدائم (PMMC):
عند وضع موصل تحمل تياراً في مجال مغناطيسي، يتعرض الموصل لقوة ميكانيكية، وإذا كان مرتبطاً بنظام متحرك، فبحركة الملف، يتحرك المؤشر على المقياس.
التوضيح: كما يشير الاسم، فإنه يحتوي على مغناطيس دائم يتم استخدامه في هذا النوع من أجهزة القياس. إنه مناسب بشكل خاص لقياس التيار المستمر لأنه هنا الانحراف يتناسب طردياً مع التيار وبالتالي إذا تم عكس اتجاه التيار، سيتم عكس انحراف المؤشر أيضاً لذا يتم استخدامه فقط لقياس التيار المستمر. يُطلق على هذا النوع من الأجهزة اسم أجهزة D Arnsonval. لها ميزة رئيسية في وجود مقياس خطي، واستهلاك طاقة منخفض، ودقة عالية. العيب الرئيسي هو قياس كمية التيار المستمر فقط، وتكلفة أعلى إلخ.
عزم الانحراف،

حيث،
B = كثافة الشحن المغناطيسي بوبر/م².
i = التيار المار عبر الملف بالأمبير.
l = طول الملف بالمتر.
b = عرض الملف بالمتر.
N = عدد دورات الملف.
توسيع نطاق الأميتر ذو الملف المتحرك الدائم (PMMC):
يبدو الأمر مذهلاً الآن أننا يمكننا توسيع نطاق القياس في هذا النوع من الأجهزة. سيظن الكثير منا أنه يجب شراء أميتر جديد لقياس كمية أكبر من التيار وأن العديد منا قد يعتقد أنه يجب تغيير الخصائص البنيوية حتى نتمكن من قياس تيارات أعلى، ولكن ليس هناك شيء من هذا القبيل، ما علينا سوى ربط مقاومة متشعبة بالتوازي ويمكن توسيع نطاق ذلك الجهاز، وهذا هو الحل البسيط الذي يقدمه الجهاز.

في الشكل I = التيار الكلي المار في الدائرة بالأمبير.
Ish هو التيار عبر المقاومة المتشعبة بالأمبير.
Rm هي مقاومة الأميتر بأوم.

الأميتر ذو الحديد المتحرك (MI)

إنه جهاز ذو حديد متحرك، يستخدم لكل من التيار المستمر والمتردد، يمكن استخدامه لكلاهما لأن الانحراف θ يتناسب مع مربع التيار وبالتالي بغض النظر عن اتجاه التيار، يظهر الانحراف في الاتجاه المحدد، بالإضافة إلى ذلك يتم تصنيفه بطريقة أخرى-

1. نوع الجذب.

2. نوع الرفض.

معادلة عزمه هي:
حيث،
I هو التيار الكلي المار في الدائرة بالأمبير.
L هو الحث الذاتي للملف بهنري.
θ هو الانحراف بالراديان.

1. مبدأ الجهاز ذو الحديد المتحرك من نوع الجذب:
   عند وضع قطعة حديد ناعمة غير مغناطيسية في المجال المغناطيسي، يتم جذبها نحو الملف، وإذا تم ربط نظام متحرك وتمرير تيار عبر الملف، فإنه يخلق مجالاً مغناطيسياً يجذب القطعة الحديدية ويخلق عزماً للانحراف مما يؤدي إلى حركة المؤشر على المقياس.

2. مبدأ الجهاز ذو الحديد المتحرك من نوع الرفض:
   عند تغناطيسية قطعتين من الحديد بنفس القطبية عن طريق تمرير تيار، يحدث رفض بينهما ويحدث هذا الرفض عزماً للانحراف مما يؤدي إلى حركة المؤشر.
   مزايا أجهزة الحديد المتحرك هي أنها يمكن أن تقيس التيار المستمر والمتردد، رخيصة الثمن، أخطاء الاحتكاك منخفضة، متانة وغيرها. تستخدم بشكل أساسي في قياس التيار المتردد لأن الخطأ سيكون أكبر في قياس التيار المستمر بسبب الهمستريس.

الأميتر من نوع الكهروديناميكيومتر

يمكن استخدامه لقياس التيار المستمر والمتردد. الآن نرى أن لدينا أجهزة PMMC وMI لقياس التيار المستمر والمتردد، قد ينشأ سؤال - "لماذا نحتاج إلى الأميتر من نوع الكهروديناميكيومتر؟ إذا كنا نستطيع قياس التيار بدقة بواسطة أجهزة أخرى أيضًا؟". الإجابة هي أن أجهزة الكهروديناميكيومتر لديها نفس المعايرة لكل من التيار المستمر والمتردد أي أنه إذا تم معايرتها بالتيار المستمر، فيمكننا قياس التيار المتردد بدون معايرة.

مبدأ الأميتر من نوع الكهروديناميكيومتر:
لدينا ملفان، أحدهما ثابت والآخر متحرك. إذا تم تمرير تيار عبر الملفين، فسيبقى في الموضع الصفر بسبب تطور عزمين متساويين ومعاكسين. إذا تم somehow، عكس اتجاه أحد العزمات عند عكس تيار الملف، يتم إنتاج عزم أحادي الاتجاه.
بالنسبة للأميتر، الاتصال هو واحد متسلسل وφ = 0
حيث، φ هو زاوية الطور.

حيث،
I هو كمية التيار المار في الدائرة بالأمبير.
M = الحث المتبادل للملف.
ليس لديهم خطأ الهمستريس، يستخدمون لقياس التيار المستمر والمتردد، العيوب الرئيسية هي أن نسبة العزم/الوزن منخفضة، فقد الطاقة بالاحتكاك عالي، أغلى من أجهزة القياس الأخرى وما إلى ذلك.

الأميتر المستقيم

مبدأ الأميتر المستقيم:
يتم استخدامها لقياس التيار المتردد والتي ترتبط بالثانوية لمحول تيار، التيار الثانوي أقل بكثير من الأولي ومتصل بمصحح جسر إلى أميتر ذي ملف متحرك.

مزايا:

1. يمكن استخدامه في الترددات العالية أيضاً.

2. مقياس منتظم لمعظم النطاقات.

عيوب بسبب الخطأ بسبب درجة الحرارة والتقليل من الحساسية في التشغيل المتردد.

بيان: احترم الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل لإزالته.