أجهزة قياس التيار الكهربائي
يعتمد مبدأ عمل أجهزة قياس التيار الكهربائي على قياس فرق الجهد الناتج عن تدفق التيار في الدائرة الكهربائية. يمكن تحديد قيمة فرق الجهد من خلال توصيل الدائرة الكهربائية بمقاومة على التوالي، مما يمكّن من حساب التيار الكهربائي بناءً على قراءة الجهد.
واحد من أبرز الأجهزة المستخدمة في قياس التيار الكهربائي هو الأميتير (بالإنجليزية: ammeter)، الذي يستطيع قياس شدة التيار الكهربائي بكافة أنواعه. توجد أنواع متعددة من الأميتيرات، تعتمد على مستوى الدقة ومبدأ التشغيل، ومن بين الأنواع الرئيسية ما يلي:
- جهاز دارسونفال أميتر
يقوم جهاز دارسونفال أميتر (بالإنجليزية: D’Arsonval-movement ammeter) بقياس شدة التيار الكهربائي المستمر بدقة تتراوح بين 0.1% و2%.
- جهاز التيار الديناميكي
يستعمل جهاز التيار الديناميكي (بالإنجليزية: electrodynamic ammeter) لقياس شدة التيار الكهربائي في كلا النوعين المستمر والمتردد بدقة تمتد بين 0.1% و0.25%.
- جهاز قياس التيار الحراري
يساعد جهاز التيار الحراري (بالإنجليزية: thermal ammeter) في قياس شدة التيار الكهربائي المتردد بدقة تتراوح بين 0.5% و3%.
- أجهزة القياس الرقمية
تُستخدم أجهزة القياس الرقمية (بالإنجليزية: Digital ammeters) لقياس شدة التيار الكهربائي المستمر بدقة تتجاوز 0.1%.
أجهزة قياس الجهد الكهربائي
تعتمد أجهزة قياس الجهد الكهربائي على قياس فرق الجهد بين نقطتين محددتين عند توصيل الجهاز بشكل متوازٍ مع المصدر الكهربائي.
تتنوع أجهزة قياس الجهد الكهربائي بحسب دقة المعايرة والنسب التي تقيس بها، وغالبًا ما تكون وحدات القياس الناتجة إما بالفولت، المليفولت، أو الكيلوفولت. إليكم أبرز أنواع أجهزة قياس الجهد الكهربائي:
- جهاز الفولتميتر الرقمي
يقوم جهاز الفولتميتر الرقمي (بالإنجليزية: Digital voltmeters) بقياس فرق الجهد الكهربائي بدقة عالية تفوق دقة أجهزة القياس التقليدية، حيث يتم عرض القراءة على الشاشة بشكل مباشر.
- جهاز الفولتميتر التماثلي
يعتمد جهاز الفولتميتر التماثلي (بالإنجليزية: analogue voltmeter) على قياس الجهد الكهربائي عن طريق قراءة التيار المار عبر الأسلاك وتحويله إلى قراءة الجهد باستخدام تقنية تعرف بالآلية الكهروميكانيكية.
- جهاز الفولتميتر الكهروستاتيكي
يعمل جهاز الفولتميتر الكهروستاتيكي (بالإنجليزية: electrostatic voltmeter) على قياس الجهد الكهربائي من خلال توليد قوى كهروستاتيكية، مما يوفر قراءة مباشرة دون الحاجة لقياس شدة التيار، مما يجعله مميزًا عن الأجهزة الأخرى.
- جهاز الجهد الانزلاقي
يعتمد جهاز قياس الجهد الانزلاقي (بالإنجليزية: potentiometer) على قياس الجهد الكهربائي المنخفض والذي يصعب قياسه بالأجهزة التقليدية.
- جهاز الفولتميتر الإلكتروني
يقيس جهاز الفولتميتر الإلكتروني (بالإنجليزية: electronic voltmeter) الجهد الكهربائي مع تقليل احتمالية الخطأ في الدائرة الكهربائية، إذ يعتمد على التضخيم أو التصحيح، أو كليهما، للحصول على قراءة دقيقة للجهد الكهربائي سواء كان مترددًا أو مباشرًا.
أجهزة قياس المقاومة الكهربائية
يعتمد مبدأ عمل أجهزة قياس المقاومة الكهربائية على تزويد الدائرة بقيمة جهد كهربائي معلومة، ثم قياس شدة التيار الكهربائي، مما يساعد على حساب مقدار المقاومة الكهربائية.
يمكن استخدام أداة الأوميتر (بالإنجليزية: ohmmeter) لقياس المقاومة في الدائرة الكهربائية، حيث يتم توصيل المقاومة مع الأداة إما بطريقة التوازي مما يؤدي إلى زيادة مقدار المقاومة مع زيادة التيار المتولد، أو بطريقة التوالي حيث تزداد المقاومة مع انخفاض مقدار التيار المتولد. تُقاس المقاومة بوحدة الأوم.
أجهزة قياس السعة الكهربائية
تعتمد أجهزة قياس السعة الكهربائية على تزويد الدائرة الكهربائية بجهد كهربائي معلوم، ومن ثم قياس الشحنة الكهربائية الناتجة لقياس السعة.
يمكن قياس السعة الكهربائية باستخدام جهاز سعة المكثف (بالإنجليزية: capacitor)، حيث يستند عمله إلى ثبات الجهد الكهربائي والطاقة المخزنة، حتى يتم توليد مقدار معين من الشحنات الكهربائية. وتجدر الإشارة إلى أن وحدة قياس السعة هي الفاراد.
أجهزة قياس الحث الكهربائي
يعتمد مبدأ عمل أجهزة قياس الحث الكهربائي على تزويد الدائرة الكهربائية بتيار كهربائي معروف، ثم قياس فرق الجهد الكهربائي الناتج للوصول إلى مقدار الحث المتولد في الملفات والمحولات الناتجة عن تأثير المجال المغناطيسي. يُستخدم المحث (بالإنجليزية: inductor) في الدائرة لقياس مقدار الحث الكهربائي، ويرمز له بالحرف L، ويُقاس بوحدة الهرتز.
أجهزة قياس التردد
تعتمد أجهزة قياس التردد الكهربائي على قياس عدد المرات التي يتكرر فيها ظهور طول موجي كهربائي معين في الدائرة خلال زمن محدد.
يمكن قياس التردد باستخدام جهاز التردد (بالإنجليزية: frequency meter)، حيث يمكن الاعتماد على أجهزة التردد التي تستند إلى مقدار الانحراف، والتي تقيس ترددات حتى 900 هيرتز.
