أجهزة قياس التيار الكهربائي
تعتمد أجهزة قياس التيار الكهربائي على مبدأ فرق الجهد الناتج عن تدفق التيار داخل الدائرة الكهربائية. يمكن قياس هذا الفرق عن طريق توصيل الدائرة الكهربائية بمقاومة بشكل متسلسل، ومن خلال قراءة الجهد الكهربائي يمكن تحديد قيمة التيار الكهربائي.
من أبرز الأجهزة المستخدمة في قياس التيار الكهربائي هو جهاز الأميتير (بالإنجليزية: ammeter)، الذي يمكنه قياس شدة التيار الكهربائي بغض النظر عن قيمته. يتوفر الأميتير بعدة أنواع تتفاوت حسب دقة القياس ومنهج التشغيل، وفيما يلي أهم الأنواع:
- جهاز دارسونفال أميتر
جهاز دارسونفال أميتر (بالإنجليزية: D’Arsonval-movement ammeter) يقيس شدة التيار الكهربائي المستمر بدقة تتراوح بين 0.1% و2%.
- جهاز التيار الديناميكي
يغطي جهاز التيار الديناميكي (بالإنجليزية: electrodynamic ammeter) قياس شدة التيارين المستمر والمتردد بدقة تتراوح بين 0.1% و0.25%.
- جهاز قياس التيار الحراري
يقيس جهاز التيار الحراري (بالإنجليزية: thermal ammeter) 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 تفوق 0.1%.
أجهزة قياس الجهد الكهربائي
تعتمد أجهزة قياس الجهد الكهربائي على قياس فرق الجهد بين نقطتين عندما يكون الجهاز موصولاً على التوازي مع مصدر الطاقة.
تتنوع أجهزة قياس الجهد الكهربائي بناءً على دقة المعايرة ونسبة القياس، وغالبًا ما تكون وحدات القياس إما بالفولت أو المليفولت أو الكيلوفولت. فيما يلي الأنواع الرئيسية لأجهزة قياس الجهد الكهربائي:
- جهاز الفولتميتر الرقمي
يقيس جهاز الفولتميتر الرقمي (بالإنجليزية: Digital voltmeters) فرق الجهد الكهربائي بدقة تتجاوز تلك التي تقدمها أجهزة القياس التناظرية، حيث يتم عرض البيانات بشكل رقمي مباشر على الشاشة.
- جهاز الفولتميتر التماثلي
يعتمد مبدأ جهاز الفولتميتر التماثلي (بالإنجليزية: analogue voltmeter) على قياس الجهد الكهربائي من خلال قراءة التيار المار عبر الأسلاك وتحويله إلى قيمة جهد باستخدام تقنية تعرف بالآلية الكهروميكانيكية.
- جهاز الفولتميتر الكهروستاتيكي
يستخدم جهاز الفولتميتر الكهروستاتيكي (بالإنجليزية: electrostatic voltmeter) لتحديد الجهد الكهربائي من خلال توليد قوى كهروستاتيكية، مما يتيح الحصول على قراءة مباشرة دون الحاجة لقياس شدة التيار.
- جهاز الجهد الانزلاقي
يقوم جهاز قياس الجهد الانزلاقي (بالإنجليزية: potentiometer) بقياس الجهد الكهربائي المنخفض جدًا، الذي قد يصعب قياسه باستخدام الأجهزة الأخرى.
- جهاز الفولتميتر الإلكتروني
يقيس جهاز الفولتميتر الإلكتروني (بالإنجليزية: electronic voltmeter) الجهد الكهربائي مع تقليل احتمالية الخطأ في الدائرة الكهربائية، حيث يعتمد على عملية التضخيم أو التصحيح أو كليهما وفق الحاجة.
أجهزة قياس المقاومة الكهربائية
تعتمد أجهزة قياس المقاومة الكهربائية على تزويد الدائرة بمقدار جهد كهربائي معروف عبر مقاومة، وقياس شدة التيار الكهربائي. يمكن استخدام أداة الأوميتر (بالإنجليزية: ohmmeter) لقياس المقاومة في الدائرة الكهربائية عن طريق توصيل المقاومة مع الأداة بطريقة توازي أو تسلسل، مما يؤدي إلى تغير قيم المقاومة بناءً على شدة التيار المار. يتم التعبير عن وحدة القياس بالأوم.
أجهزة قياس السعة الكهربائية
يستند عمل أجهزة قياس السعة الكهربائية إلى تزويد الدائرة بجهد كهربائي محدد، ومن ثم قياس الشحنة الكهربائية الناتجة لتحديد السعة الكهربائية.
يمكن قياس السعة الكهربائية باستخدام جهاز قياس سعة المكثف (بالإنجليزية: capacitor)، الذي يعمل وفق مبدأ ثبات الجهد الكهربائي والطاقة المخزنة حتى تتولد كمية محددة من الشحنات الكهربائية، والجدير بالذكر أن وحدة قياس السعة هي الفاراد.
أجهزة قياس الحث الكهربائي
يستند مبدأ عمل أجهزة قياس الحث الكهربائي إلى تزويد الدائرة بكمية معروفة من التيار الكهربائي، وقياس فرق الجهد الناتج، للوصول إلى قيمة الحث الناتج في الملفات والمحولات الناتج عن التأثيرات المغناطيسية. يُستخدم المحث (بالإنجليزية: inductor) في الدائرة الكهربائية لقياس مقدار الحث الكهربائي، ويمثل الحث بالرمز L ويُقاس بوحدة الهنري.
أجهزة قياس التردد
تستند أجهزة قياس التردد الكهربائي إلى قياس عدد مرات تكرار طول موجي كهربائي معين في الدائرة خلال فترة زمنية محددة.
يمكن قياس التردد باستخدام جهاز قياس التردد (بالإنجليزية: frequency meter)، حيث تتوفر أجهزة تردد تعتمد على مقدار الانحراف، مما يسمح بقياس ترددات تصل إلى 900 هيرتز.