رجل بعيد عن الدوائر الكهربائيةلا تستطيع الفولتية والتيارات والمقاومات الإجابة على هذا السؤال على الفور: ما الذي يقيسه الفولتميتر؟ نظرًا لأن الإجابة واضحة ، إذا قرأت للتو النصف الثاني من عنوان المقالة ، فسنقوم بتوسيع هذا الموضوع بمزيد من التفاصيل. على وجه الخصوص ، سننظر في قياس الجهد في الحياة اليومية ، وخصائص الأجهزة ، ومبدأ التشغيل.
تعريف
الفولتميتر هو جهاز قياسالسماح بالحصول على قيمة الجهد أو القوة الدافعة الكهربائية في دائرة DC أو AC. 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 ، يجب فصلهما عن بعضهما البعض.
EMF والجهد: الفرق
لذا ، فإن EMF هي كمية مادية ،توصيف العمل الذي تؤديه أي قوى ذات طبيعة غير كهربائية لتحريك شحنة موجبة واحدة على طول الكفاف قيد الدراسة. في الحالة الأكثر شيوعًا ، يُظهر قدرة مصدر الطاقة على إنشاء هذا أو ذاك من فرق الجهد عند نقطتين متباعدتين من 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 للأذن - التوتر. علاوة على ذلك ، يمكن أخذه لكل من مصدر الطاقة نفسه في أطرافه وفي أي جزء من الدائرة. قياس الجهد هو اكتشاف فرق الجهد بين نقطتين متباعدتين. بالنسبة لمصدر الطاقة ، عادة ما تكون أقل بقليل من القوة الدافعة الكهربائية عند تضمينها في دائرة الاستهلاك. في الواقع ، كل من المجالات الكهرومغناطيسية والجهد متماثلان ، مع الاختلاف الوحيد الذي تولد فيه العملية الفيزيائية ظهور فرق محتمل بين النقطتين اللتين يتم إجراء القياس فيهما.
أنواع الفولتميتر
يجب تمييز نوعين رئيسيين هنا: محمولة وثابتة. يمكن سحب جهاز اختبار الجهد المحمول أكثر من يدويًا. وعادة ما يتضمن وظيفة لفحص التيارات والمقاومة في الدائرة ، بالإضافة إلى درجات حرارة الموصل ، إلخ. غالبًا ما يتم دمج الأجهزة الثابتة هيكليًا مع الشبكة نفسها ، حيث يتم إجراء القياس ، على سبيل المثال ، في لوحات التوزيع الكهربائية واللوحات وما إلى ذلك.
أما التصنيف حسب مبدأ العمل ،ثم هناك عدة أنواع من الفولتميتر الكهروميكانيكي ونوعين من الفولتميتر الإلكتروني. هذه الأخيرة هي التناظرية والرقمية. تستخدم مقاييس الجهد الكهروميكانيكية نظام محول مغناطيسي للحصول على قيم 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 التعرف على جهدها.
الخصائص التقنية الرئيسية
يعتمد 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 حدود جهد القسم الذي تم فحصه من الدائرة.
الخصائص المهمة الأخرى ، بالطبعنفس الأخطاء ، وكذلك دقة المقياس أو الحد الأدنى من خطوات القراءة ، إذا كنا نتحدث عن الفولتميتر الرقمي. إذا حصل المستخدم على جهاز قياس الجهد العالمي ، فيمكن استكمال ما سبق بحدود الكميات التي يمكنه العمل بها ، على سبيل المثال ، التيارات والمقاومات ودرجات الحرارة ، وكذلك النطاقات والأخطاء والترددات للإشارات المتغيرة.
مبدأ العملية
المخطط العام لعمل الجهاز هويعتمد على التنفيذ. إذا كان الفولتميتر الكهروميكانيكي ، فهناك نظام مغناطيسي حساس للتيار المتدفق. اعتمادًا على قيمته ، يزداد أيضًا انحراف سهم المؤشر ، المتصل ميكانيكيًا بدائرة أو إطار أو أي شيء آخر ، والذي يستخدم لتحويل التيار في الدائرة. دقة هذه الأجهزة ليست عالية جدًا ، لأنها لا تسمح بالحصول على قيم عالية لمقاومة المدخلات ، مما يعني أنها تقدم تشوهات خطيرة في القياسات ، حيث يتم إضافة الموصلية الطفيلية إلى الدائرة.
شائع في الآونة الأخيرة في الحياة اليوميةتحتوي الفولتميتر الرقمي على الكثير من الإلكترونيات تحت الغطاء. ويرجع ذلك إلى تحويل الإشارة التناظرية المستلمة عند إدخال الجهاز إلى شكل رقمي باستخدام ADC. بالنسبة لأولئك المهتمين حقًا ، يمكنك قراءة الكثير من الأدبيات حول هذا الموضوع. مثل هذا الفولتميتر ، الذي يتقلب سعره في حدود بضع مئات من الروبل ، لا يدعي ، بالطبع ، أن لديه مجموعة واسعة من الاحتمالات ودقة كبيرة ، لكنه قادر تمامًا على قياس الجهد عند أطراف بطارية السيارة أو في شبكة 220 فولت.
اتصال سلسلة
يتم توصيل الفولتميتر في الدائرة دائمًا بالتوازيالحمل أو مصدر الطاقة ، إذا كنت بحاجة إلى قياس EMF أو الجهد الكهربائي في المحطات. هذا هو السبب في وجود مثل هذه المتطلبات الصارمة لمقاومة مدخلات الجهاز ، لأن مثل هذا الاتصال يعني ظهور موصلية إضافية في الدائرة.
لا ينبغي بأي حال من الأحوال توصيل الفولتميترالذي يكون سعره مرتفعًا قليلاً على الأقل ، في الدائرة بالتتابع. خلاف ذلك ، فإن المستخدم يخاطر بحرق الجهاز بشكل مبتذل ، وليس لديه الوقت لمعرفة ما كان يدور حوله. حتى لو صمد أمام مثل هذه المعاملة البربرية ، فلا ينبغي الوثوق بشهادته ، لأن التيار في الدائرة يخضع لتغييرات خطيرة عندما يكون الفولتميتر متصلاً بهذه الطريقة ، مما يدفع مرة أخرى إلى المجهول الفرصة لمعرفة الجهد الفعلي للقسم الذي يتم فيه إجراء القياسات.
تدابير السلامة أثناء التشغيل
منذ مقاومة الفولتميتر نفسهفي معظم الحالات ، يكون كبيرًا بدرجة كافية ، ويتم استخدام مخطط التوصيل ، على التوالي ، بالتوازي ، ويكون خطر حدوث أي صدمة كهربائية خطيرة في دائرة الجهد المنخفض ضئيلًا. ومع ذلك ، إذا كنا نتحدث عن الأجهزة الصناعية ، خاصة في النسخة الثابتة ، 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 ، والسجاد وغيرها من التدابير المناسبة ، بالطبع ، أي نشاط هو بطلان. ما يقيسه الفولتميتر على الأرجح يهدد الحياة جدًا ، لذلك نوصيك بعدم إغراء القدر. على أي حال ، يجب ألا تلمس الأسلاك المكشوفة ، حتى لو كانت الدائرة بحكم التعريف منخفضة الجهد.
استنتاج
الإجابة على سؤال حول ما يقيس الفولتميتر ،فحصنا بشكل عام أجهزتها ، الخصائص التقنية الرئيسية ، التصنيف. بالطبع ، لا تدعي هذه المراجعة الصغيرة أنها شاملة ، لا سيما في سياق المعرفة الأساسية غير الكافية للهندسة الكهربائية بين القارئ.
باختصار ، تجدر الإشارة إلى أنها تدابيرمقياس الفولتميتر ، بالطبع ، هو الجهد في قسم الدائرة الذي يتصل به بالتوازي. خلاف ذلك ، ستكون قراءاته غير موثوقة ، ناهيك عن احتمال فقدان معدات باهظة الثمن. يجب أن يكون القارئ حذرًا عند استخدام الجهاز في المنزل ، لأن الاتصال بأقسام الدوائر عالية الجهد يهدد الحياة.
