و الفولتميتر هو أداة إلكتروني يستخدم لقياس الفرق في الإمكانيات أو الجهد بين نقطتين في الدائرة الكهربائية أو الإلكترونية. تقاس وحدة فرق الجهد بالفولت (V).
يتكون مقياس الفولتميتر التناظري الأساسي من جلفانومتر حساس (مقياس التيار) في سلسلة بمقاومة عالية.
يجب أن تكون المقاومة الداخلية للفولتميتر عالية ؛ وإلا فإنه يسحب تيارًا كبيرًا ويقطع تشغيل الدائرة عند الاختبار.
تعرض الفولتميتر التناظري قراءاتها بشكل تناظري (إبرة تشير إلى جزء الجهد في الدائرة) وتعرض مقاييس الفولتميتر الرقمية قراءات جهدها مباشرة في شكل رقمي.
تتمتع مقاييس الفولتميتر العملي بالمختبرات بنطاقات قصوى من 1000 إلى 3000 فولت. من جانبها ، في معظم الفولتميتر التجاري لها مقاييس مختلفة ، والتي تزداد بقوة 10 ؛ على سبيل المثال: 0-1 فولت ، 0-10 فولت ، 0-100 فولت ، 0-1000 فولت.
تتطلب مقاييس الفولتميتر التي تقيس فروق الجهد العالية الكثير من الأسلاك والعوازل.
في مجال الحوسبة ، تعتبر الفولتميتر المعياري للمختبر مناسبًا لأن الفولتية التي يتم مواجهتها تكون معتدلة ، عادةً ما بين 1 فولت و 15 فولت.
تُستخدم الفولتميتر التناظري عمومًا لقياس الفولتية من جزء من الفولت إلى بضعة آلاف فولت.
في المقابل ، تتمتع مقاييس الفولتميتر الرقمية بدقة أعلى وتستخدم لقياسات الجهد الصغيرة جدًا في المختبرات والأجهزة الإلكترونية.
التاريخ
أسس الفيزيائي الدنماركي هانز كريستيان أورستد المبادئ الأساسية الكامنة وراء مقاييس الفولتميتر في عام 1820 ، عندما اكتشف أن تيارًا كهربائيًا في سلك ينتج مجالًا مغناطيسيًا حوله.
استخدم مقياس التيار الكهربائي الأول ، وهو مقياس الفولتميتر الحساس وغير المقاوم ، من قبل الفيزيائي أندريه أمبير في عام 1820 لقياس التيار.
لكن جميع أنواع مقاييس الفولتميتر تقريبًا تعتمد على النماذج التي يتم فيها تضمين المؤشرات في الملفات المتحركة.
طوَّر هذا الفيزيائي الفرنسي جاك آرسين دارسونفال في عام 1882. ومنذ ذلك الوقت ، زادت قدرته على الحركة ويمكن لبعض النماذج الحديثة أن تصل إلى 20000 فولت.
تسيير
الفولتميتر هو الجلفانومتر الذي تم تعديله لقياس فرق الجهد بين نقطتين في دائرة أو سلسلة.
الجلفانومتر هو أداة تم إنشاؤها بواسطة Jacques-Arsene d'Arsonval والتي تتكون من وضع أسلاك ملفوفة في مجال مغناطيسي دائم يتم توصيله بعد ذلك بنابض وقرص معاير.
الجلفانومتر
يمكن أيضًا تعديل الجلفانومتر ليصبح مقياسًا للتيار الكهربائي ، والذي يستخدم لقياس التيارات الأكبر.
ولكن عند استخدام هذه الأداة لقياس الجهد ، يتحول الجلفانومتر إلى مقياس الفولتميتر ويربط بالتوازي مع المنطقة التي يقيسها.
نظرًا لأنه يجب توصيل الفولتميتر بدائرة موازية ، يجب أن يتم بناؤه بطريقة ذات مقاومة عالية.
في الدائرة ، سيتبع التيار دائمًا المسار الأقل مقاومة. عند قياس فرق الجهد في أي جزء من الدائرة ، من المهم تغيير هذا الجزء بأقل قدر ممكن عند إجراء القياسات.
مبدأ الفولتميتر
المبدأ العام لمقياس الفولتميتر هو أنه يجب أن يكون متصلاً بالتوازي مع الكائن الذي سيتم قياس الجهد عليه.
يتم استخدام الاتصال المتوازي لأن الفولتميتر مصمم ليكون له قيمة مقاومة عالية.
وبهذه الطريقة ، إذا كانت المقاومة العالية متصلة بالتسلسل ، فإن التدفق الحالي سيكون صفرًا تقريبًا ؛ هذا يعني أنه تم فتح الدائرة.
أيضًا ، في الدائرة المتوازية ، من المعروف أن الجهد هو نفسه ، وبالتالي فإن الجهد بين الفولتميتر والحمل متماثل تقريبًا.
نظريًا ، بالنسبة لمقياس الفولتميتر المثالي ، يجب أن تكون المقاومة عند اللانهاية بحيث يكون التيار المسحوب صفرًا ؛ بهذه الطريقة لا يوجد فقدان للقوة في الأداة.
لكن هذا غير ممكن عمليًا لأنه لا يمكنك الحصول على مادة ذات مقاومة غير محدودة.
استخدامات عملية
تسمح لك مقاييس الفولتية بقياس الجهد أو الفرق في الجهد الكهربائي بأمان بين نقطتين في الدائرة ، وفي نفس الوقت لا تغير الجهد الكهربائي لتلك الدائرة.
تعد القدرة على قياس الجهد أمرًا بالغ الأهمية في تصميم ومعالجة التكنولوجيا المتقدمة ، ولكن لها تطبيقات أخرى أيضًا.
على سبيل المثال ، تريد تشغيل مروحة ولكن عند الاتصال وتشغيلها لا يحدث شيء. على الرغم من أن المروحة قد تتلف ، إلا أن مقبس الحائط قد لا يتلقى الطاقة.
يمكن استخدام الفولتميتر لقياس جهد المكونات ؛ إذا لم يكن حول 120 فولت ، فقد يكون القابس سيئًا.
استخدام آخر هو تحديد ما إذا كانت البطارية مشحونة أو فارغة. عندما لا تعمل السيارة ، يمكنك قياس جهد البطارية باستخدام الفولتميتر لمعرفة ما إذا كانت المشكلة موجودة.
يستخدم الجهد في العديد من التطبيقات في الحياة اليومية. تحمل خطوط نقل الطاقة الطاقة بمستويات مختلفة من الجهد العالي ، من مئات إلى آلاف الفولتات التي تزيد عن 120 فولت من منافذ الحائط الشائعة.
تتطلب الأجهزة الإلكترونية (مثل أجهزة الكمبيوتر) تحكمًا دقيقًا في الجهد ولكنها تعمل بجهد قليل فقط ويمكن أن تكون حساسة حتى للتغير الصغير في الجهد.
هناك أنواع مختلفة من الفولتميتر لهذه التطبيقات المختلفة.
أنواع
وفقًا لمبدأ البناء ، هناك أنواع مختلفة من الفولتميتر. يمكن تصنيفها بشكل أساسي إلى:
- الفولتميتر الحديد (MI).
- مقياس القوة الكهربائية نوع الفولتميتر.
- الفولتميتر التعريفي.
- الفولتميتر الالكتروستاتيكي.
- الفولتميتر الرقمي (DVM).
- المغناطيس الدائم الفولتميتر (PMMC).
- المعدل الفولتميتر.
تتميز مقاييس الفولتميتر المصممة لقياس الفولتية العالية والخطيرة (مثل خطوط النقل) بعزل إضافي بين نقاط الاختبار والمستخدم لمنع تعرض المستخدم للصعق بالكهرباء.
تم تصنيع مقاييس الفولتميتر الأخرى لقياس مستويات الجهد المنخفض على الأشياء الصغيرة ، مثل رقائق الكمبيوتر ، بدقة هائلة.
يمكن أن تكون مقاييس الفولتميتر المستخدمة في هذه الحالات صغيرة جدًا ومصممة لإزالة أو تقليل الضوضاء الناتجة عن الاختلافات المحتملة الموجودة بشكل طبيعي في البيئة أو التي تأتي من الأجهزة الإلكترونية القريبة.
الفولتميتر الأكثر شيوعًا هو جهاز محمول مع شاشة عرض وسلكين إلكترونيين. هذه الأسلاك متصلة بنقطتين في الدائرة ويظهر مستوى الجهد على الشاشة.
المراجع
- ما هو الفولتميتر؟ تعافى من study.com
- التعريف: الفولتميتر. تعافى من whatis.techtarget.com
- مبدأ عمل الفولتميتر وأنواع الفولتميتر. تعافى من electric4u.com
- الفولتميتر. تعافى من school.wikia.com
- الفولتميتر. تعافى من roofpedia.com