ما هو جهاز الأميتر وأنواعة

ما هو جهاز الأميتر

جهاز الأميتر هو أداة تستخدم كمقياس للتيار الكهربائي المباشر أو المتردد بوحدة الأمبير وهي  وحدة قياس شدة التيار  ، والتيار عبارة عن تدفق الإلكترونات خلال الدائرة ، ويعرف الأميتر باسم مقياس التيار.ويمكن لمقياس التيار قياس نطاق واسع من القيم الحالية ، لأنه في القيم العالية يتم توجيه جزء صغير فقط من التيار عبر آلية العداد ، والتحويلة بالتوازي مع العداد تحمل الجزء الأكبر ، ويعد الأميتر جهاز معدل للجلفانوميتر الذي يستخدم في قياس شدة التيارات الكهربائية الكبيرة ، وهو مختلف تماما عن جهاز الفولتميتر .[1]الأميتر لا يمتلك مقاومة داخلية ، ومع ذلك عمليًا فإن له مقاومة داخلية ضئيلة ، ومجال قياس الأميتر يعول على قدر المقاومة.[2]

أنواع جهاز الأميتر

يعتمد تصنيف أجهزة الأميتر على تصميمها ونوع التدفق الذي يمر من خلال الجهاز ، وفيما يلي أنواع مقياس التيار فيما يتعلق بالتصميم

أميتر ذو ملف مغناطيسي دائم التحرك

أميتر ذو مغناطيس متحرك

أميتر كهروديناميكي

أميتر مقوم للتيار

وله أنواع على حسب نوع التيار المستخدم

أميتر يقيس التيار المستمر DC

أميتر يقيس التيار المتردد AC

الأميتر ذو الملف المغناطيسي دائم التحرك PMMCفي هذا الجهاز يوضع الموصل بين قطبي المغناطيس الدائم ، وحينما يمر التيار عبر الملف ، فإنه يباشر في الانحراف ، ويعول انحراف الملف على حجم الاندفاق الحالي عبره ، ويستعمل مقياس PMMC لمعرفة قيمة التيار المباشر ، وذلك لأن الانحراف هنا يتناسب مع التيار ، وبالتالي إذا تم قلب اتجاه التيار ، فسيتم أيضًا قلب انحراف المؤشر بحيث يتم تشغيله فقط لقياس التيار المستمر.وهذا النوع من الأجهزة لديه ميزة كبيرة لامتلاكه مقياس خطي ، ويتميز باستهلاك منخفض للطاقة ، ودقة عالية ، والعيب الرئيسي في قياس كمية التيار المستمر فقط ، وارتفاع التكلفة وما إلى ذلك.الأميتر ذو المغناطيس المتحرك MIيستعمل مقياس التيار MI  لمعرفة قيمة التيار المتردد والتيار المباشر ، وفي هذا الطراز من مقياس التيار الكهربائي ، يتنقل الملف باستقلالية بين أقطاب المغناطيس الدائم ، وحينما يمر التيار خلال الملف ، فإنه يباشر في الانحراف بزاوية محددة ، ويتناسب انحراف الملف مع التيار الذي يتدفق خلال الملف.الأميتر الكهروديناميكييتم استغلاله لمعرفة قيمة التيار المستمر والتيار المتردد سيان ، ودقة الجهاز مرتفعة مقارنة بأداة PMMC وMI  ، ومعايرة الجهاز هي ذاتها لكل من التيار المتردد والتيار المستمر ، أي إذا تمت معايرة الجهاز لقياس التيار المستمر ثم بدون إعادة المعايرة ، يمكن استخدامه لقياس التيار المتردد.الأميتر المقوم للتياريتم استغلاله لمعرفة قيمة التيار المتردد ، والأجهزة التي تستعمل الأميتر المقوم للتيار تقوم بتغير مسار التيار وإمراره إلى جهاز PMMC ، و يتم استعمال هذه الأجهزة لقياس التيار في دائرة الاتصالات ، ومن مزاياه أنه  يمكن استخدامه أيضًا في الترددات العالية ، ومقياس موحد لمعظم النطاقات ، ولكن من أهم العيوب أنه يحدث خطأ بسبب انخفاض درجة الحرارة أثناء قياس الحساسية في تشغيل التيار المتردد.[2][3]

توصيل الأميتر في الدائرة الكهربائية

يتم توصيل الأميتر في سلسلة مع الدائرة بحيث تمر إلكترونات التيار المقيس بالكامل عبر الأميتر ، ويحدث فقدان الطاقة في الأميتر بسبب مقياس التيار ومقاومتهما الداخلية ، وتتميز دائرة الأميتر بمقاومة منخفضة بحيث يحدث انخفاض صغير في الجهد في الدائرة ، ولهذا السبب يتم الاحتفاظ بمقاومة الأميتر منخفضة.[2]

تأثير درجة الحرارة في الأميتر

الأميتر هو جهاز حساس يتأثر بسهولة بدرجة الحرارة المحيطة ، والاختلاف في درجة الحرارة يسبب خطأ في القراءة ، وهذا يمكن أن يقلل من خلال مقاومة الغمر ، حيث تُعرف المقاومة التي لها معامل درجة حرارة صفري باسم مقاومة الغمر ، والتي تتصل في سلسلة مع مقياس التيار الكهربائي ، وتقلل مقاومة الغمر من تأثير درجة الحرارة على العداد.يحتوي الأميتر على فتيل يحمل في ثناياه خواص تحمي الأميتر من التيار الثقيل ، فإذا تدفق تيار كبير عبر مقياس التيار ، فسوف ينكسر المصهر ، و يصبح الأميتر غير قادر على قياس التيار حتى لا يحل التيار الجديد محل المصهر.[2]

مبدأ عمل جهاز الأميتر

المبدأ الرئيسي الى الجهاز الذي يقيس التيار الكهربائي  هو أنه يجب أن يتمتع بمقاومة منخفضة للغاية ، وأيضًا مفاعلة حثية ، كما لا يمكننا توصيل مقياس التيار الكهربائي بالتوازي ، وذلك لأنه يتمتع بمقاومة منخفضة جدًا ، ولذا يجب أن يحتوي على كمية منخفضة جدًا من الجهد عبره ، ويجب أن يكون متصلاً في اتصال تسلسلي ، لأن التيار هو نفسه في دائرة السلسلة.وأيضًا بسبب المعاوقة المنخفضة جدًا ، سيكون فقد الطاقة منخفضًا ، وإذا تم توصيله بالتوازي يصبح مسار الدائرة قصير تقريبًا ، وسيتدفق كل التيار عبر مقياس التيار ، ونتيجة لارتفاع التيار قد يحترق الجهاز ، ولهذا السبب يجب توصيله على التوالي ، وهذه من قوانين شدة التيار الكهربائي .وللحصول على مقياس التيار الكهربائي المثالي ومعرفة  كيف يتم حساب شدة التيار الكهربائي  ، يجب أن يكون للجهاز ممانعة صفرية بحيث لا يكون هناك أي انخفاض في الجهد عبره ، وبالتالي فإن فقد الطاقة في الجهاز يساوي صفرًا ، ولكن المثل الأعلى لا يمكن تحقيقه عمليا.[3]

الفرق بين الأميتر والجلفانوميتر

الجلفانوميتر والأميتر كلاهما من أدوات القياس ، والأميتر الكهربائي هو الصورة المطبقة من الجلفانوميتر والذي يظهر القيمة المضبوطة للتيار الذي يمر عبره بالملليمتر أو الأمبير

يتمثل الاختلاف الأكثر أهمية بين الجلفانوميتر والأميتر الكهربائي في أن الجلفانوميتر هو من الأجهزة الميكانيكية المستخدمة لتحديد مقدار واتجاه التيار ، في حين أن مقياس التيار الكهربائي هو من الأجهزة الكهربائية المستخدمة لقياس حجم التيار ، حيث يُظهر الجلفانوميتر اتجاه تدفق التيار في الدائرة ، بينما مقياس التيار يوضح مقدار التيار المتدفق خلاله

يستخدم الجلفانوميتر ملفًا متحركًا يمكن تدويره بين المغناطيس الدائم ، وعندما يتدفق التيار عبر الملف ، فإنه ينحرف ، وانحراف الملف يتناسب طرديًا مع التدفق الحالي خلاله

يتم إحالة الجلفانوميتر إلى مقياس التيار من خلال توصيل المقاومة بالتوازي مع الدائرة ، وإذا كانت المقاومة متصلة على التوالي بمقياس الجلفانوميتر ، فيتم استغلالها كمقياس الفولتميتر

يُعرف مقياس التيار أيضًا باسم مقياس الأمبير ، والأمبير هو وحدة قياس التيار الكهربائي في النظام الدولي ، ولذا فإن مقياس الأمبير هو نوع العداد الذي يقيس حجم التيار الذي يمر عبره ، وهو متصل على التوالي مع الدائرة لتحديد القيمة الدقيقة لتيار الدائرة

المجال المغناطيسي لازم لتشغيل الجلفانوميتر في حين أنه ليس مفروضا لمقياس التيار ، ودقة الجلفانوميتر أنقص بالمفاضلة مع مقياس التيار الكهربائي

كما يستخدم الجلفانوميتر فقط لقياس التيار المباشر ، بينما يستخدم مقياس التيار لقياس كل من التيار المباشر والمتردد ، وتكون حساسية الجلفانوميتر أكثر مقارنة بالأميتر

يستعمل الجلفانوميتر في الشائع في الجسر ومعيار الجهد لمعرفة التيار الصفري ، في حين أن مقياس التيار الكهربائي متصل مباشرة في سلسلة مع الدائرة التي سيكمل قياس حجمها.[4]