מה הם מכשירים אנלוגיים סיווגם עקרונות פעולתם

הגדרת מכשירים אנלוגיים

מכשיר אנלוגי מוגדר כמכשיר שבו הפלט הוא פונקציה רציפה של הזמן, תוך שמירה על יחס קבוע עם הקלט. גדלים פיזיקליים כמו מתח, זרם, עוצמה ואנרגיה נמדדים באמצעות מכשירים אנלוגיים. רוב המכשירים האנלוגיים משתמשים במחוון או מד לציון גודל הממוצע.

מיון מכשירים אנלוגיים

מיון המכשירים האנלוגיים מתבסס על סוג הערך הפיזיקלי שהם מודדים. למשל, מכשיר המשמש למדידת זרם נקרא אמפרומטר, בעוד שפולטומטר משמש למדידת מתח. וואטמטר ומגנטומטר משמשים למדידת עוצמה ותדירות, בהתאמה.

מיון מכשירים אנלוגיים

מכשירים אנלוגיים יכולים להיות מוקטגוריים לפי סוג הזרם שהם מודדים, מה שנותן שלוש קטגוריות עיקריות:

• מכשירים אנלוגיים לזרם ישר (DC)

• מכשירים אנלוגיים לזרם חילופין (AC)

• מכשירים לזרם ישר ולזרם חילופין

הם יכולים גם להיות מוקטגוריים לפי דרך הצגת הערך המדוד, כולל:

1. מכשירים מצביעים

המכשירים הללו מציגים את הגודל המדוד באמצעות מחוון ומחוון. דוגמאות כוללות אמפרומטרים ופולטומטרים. הם מפוצלים lebih lanjut menjadi:

• מכשירים אלקטרומכניים

• מכשירים אלקטרוניים

2. מכשירים רישומיים

המכשירים הללו מספקים קריאות רציפות לאורך תקופה מוגדרת, עם השינויים בממוצע שנרשמים על נייר.

3. מכשירים אינטגרליים

המכשירים הללו מודדים את הסכום הכולל של כמות חשמלית לאורך תקופה נתונה.

מיון נוסף מתבסס על השיטה המשמשת להשוואת הכמות המודדת:

• מכשירי מדידה ישירים
  המכשירים הללו ממירים ישירות את הממוצע לאנרגיה כדי להפעיל את המכשיר, מאפשרים מדידה ישירה של כמויות לא ידועות. דוגמאות כוללות אמפרומטרים, פולטומטרים, וואטמטרים ומדדי אנרגיה.

• מכשירי השוואה
  המכשירים הללו קובעים כמויות לא ידועות על ידי השוואתם לערכים סטנדרטיים. גשרים AC ו-DC הם דוגמאות טיפוסיות.

מכשירים אנלוגיים עשויים גם להיות מוקטגוריים לפי רמות דיוקם.

עקרונות פעולה

מכשירים אנלוגיים יכולים להיות מוקטגוריים לפי עקרונות ההפעלה שלהם, עם רבים המסתמכים על השפעות הבאות:

השפעת מגנטית

כאשר זרם זורם דרך מוליך, הוא מעורר שדה מגנטי סביב המוליך. לדוגמה, אם המוליך מקווץ, השדות המגנטיים המשולבים של הקפות הקווץ פועלים כמו מגנט דמיוני.

השפעת חום

כאשר הזרם הנמדד עובר דרך אלמנטים חימתיים, הוא מגביר את הטמפרטורה שלהם. תרמוקפל המצורף לאלמנטים הללו ממיר את שינוי הטמפרטורה הזה לתנועה חשמלית (emf). המרה זו של זרם ל-emf דרך טמפרטורה נקראת השפעת חום.

השפעת אלקטרוסטטית

כוח אלקטרוסטטי פועל בין שתי לוחות טעונים, גורם ללוח אחד להתזוז. מכשירים המופעלים על עיקרון זה נקראים מכשירים אלקטרוסטטיים.

השפעת השראה

דיסק מוליך לא מגנטי הנמצא בשדה מגנטי (המרץ על ידי אלקטרומגנט המעורר זרם חילופין) מייצר תנועה חשמלית (emf). emf זה ממריץ זרם בדיסק, והאינטראקציה בין הזרם המושרה לשדה המגנטי גורמת לדיסק להזוז. השפעה זו היא בעיקרה בשימוש במכשירים מסוג השראה.

השפעת הול

כאשר חומר נושא זרם חשמלי בהימצאותו בשדה מגנטי טרנסברסלי, נוצר מתח בין שני צידי המוליך. גודל המתח תלוי בזרם, צפיפות השדה המגנטי ובתכונות החומר של המוליך.