أجهزة قياس التيار الكهربائي
تستند أجهزة قياس التيار الكهربائي إلى مبدأ قياس فرق الجهد الناتج عن التيار المتدفق في الدائرة الكهربائية. حيث يمكن قياس هذا الفرق من خلال ربط الدائرة الكهربائية بمقاومة بشكل تسلسلي، مما يُتيح الحصول على قيمة التيار الكهربائي من خلال قراءة الجهد.
من أبرز هذه الأجهزة، جهاز الأميتير (بالإنجليزية: ammeter) الذي يُستخدم لقياس شدة التيار الكهربائي بمختلف مستوياته. تتواجد أنواع متعددة من الأميتير، تختلف في دقة القياس ومبدأ التشغيل، ومن أبرز هذه الأنواع:
- جهاز دارسونفال أميتر
يقيس جهاز دارسونفال أميتر (بالإنجليزية: D’Arsonval-movement ammeter) شدة التيار الكهربائي المستمر بدقة تتراوح بين 0.1% و 2%.
- جهاز التيار الديناميكي
جهاز التيار الديناميكي (بالإنجليزية: electrodynamic ammeter) يقيس شدة التيار الكهربائي بكل من النوعين المستمر والمتردد، بدقة تتراوح بين 0.1% و 0.25%.
- جهاز قياس التيار الحراري
يقيس جهاز التيار الحراري (بالإنجليزية: thermal ammeter) شدة التيار الكهربائي المتردد بدقة تصل إلى 3% كحد أقصى، بينما يبدأ من 0.5%.
- أجهزة القياس الرقمية
تستخدم 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 عند توصيل جهاز القياس على التوازي مع مصدر الطاقة.
تتنوع أجهزة قياس الجهد بناءً على دقة المعايرة وكيفية القياس، حيث يتم التعبير عن وحدات القياس عادة بوحدات الفولت أو المليفولت أو الكيلوفولت. ومن أهم أنواع هذه الأجهزة:
- جهاز الفولتميتر الرقمي
جهاز الفولتميتر الرقمي (بالإنجليزية: Digital voltmeters) يقيس فرق الجهد الكهربائي بدقة تفوق تلك المتاحة في الأجهزة التناظرية، حيث يتم عرض القيم على الشاشة برقم مباشر.
- جهاز الفولتميتر التماثلي
يعتمد جهاز الفولتميتر التماثلي (بالإنجليزية: analogue voltmeter) على قياس الجهد الكهربائي من خلال قراءة التيار المار عبر الأسلاك وتحويله إلى قيمة جهد باستخدام تقنية الكهروميكانيك.
- جهاز الفولتميتر الكهروستاتيكي
يستخدم جهاز الفولتميتر الكهروستاتيكي (بالإنجليزية: electrostatic voltmeter) لإجراء قياس الجهد الكهربائي من خلال توليد قوى كهروستاتيكية، مما يسمح بالحصول على القراءة مباشرة دون الحاجة لقياس التيار.
- جهاز الجهد الانزلاقي
يعمل جهاز قياس الجهد الانزلاقي (بالإنجليزية: potentiometer) على قياس الجهد الكهربائي المنخفض للغاية، مما يجعل قراءته عبر الأجهزة الأخرى مهمة صعبة.
- جهاز الفولتميتر الإلكتروني
يقيس جهاز الفولتميتر الإلكتروني (بالإنجليزية: electronic voltmeter) الجهد الكهربائي دون إمكانية حدوث أخطاء في الدائرة الكهربائية، حيث يعتمد إما على التضخيم أو التصحيح لتحقيق قراءة دقيقة للجهد المتولد، سواء كان جهداً مستمراً أو متردداً.
أجهزة قياس المقاومة الكهربائية
تستند فكرة عمل أجهزة قياس المقاومة الكهربائية إلى تزويد الدائرة الكهربائية بجهد كهربائي مُحدد عبر مقاومة معينة، ثم قياس شدة التيار الناتج، مما يسمح بحساب مقدار المقاومة الكهربائية.
يمكن استخدام أداة الأوميتر (بالإنجليزية: ohmmeter) لقياس المقاومة في الدائرة الكهربائية، حيث يُمكن أن تتصل المقاومة مع الأداة إما بالطريقة التسلسلية أو التوازية. وبالتالي، تزيد المقاومة عند زيادة التيار الناتج في الحالة المتوازية، بينما تنخفض في الحالة التسلسلية. وتُعبر وحدة القياس عن الأوم.
أجهزة قياس السعة الكهربائية
تعمل أجهزة قياس السعة الكهربائية على تزويد الدائرة بجهد كهربائي معروف، ومن ثم قياس الشحنة الكهربائية المتولدة لتحديد السعة.
يمكن استخدام جهاز قياس سعة المكثف (بالإنجليزية: capacitor) وذلك بالاعتماد على مبدأ استقرار الجهد الكهربائي والطاقة المخزنة للحصول على كمية معينة من الشحنات الكهربائية. وتجدر الإشارة إلى أن وحدة قياس السعة هي الفاراد.
أجهزة قياس الحث الكهربائي
تعمل أجهزة قياس الحث الكهربائي على تزويد الدائرة بمقدار معروف من التيار، وقياس فرق الجهد المتولد الذي يعكس مقدار الحث الناتج في الملفات والمحولات نتيجة تأثير المجال المغناطيسي. ويتم استخدام المحث (بالإنجليزية: inductor) في الدائرة لقياس الحث الكهربائي، والذي يُشير له بالحرف L، ويُقاس بوحدة الهرتز.
أجهزة قياس التردد
تعتمد فكرة عمل أجهزة قياس التردد الكهربائي على قياس عدد مرات تكرار طول موجي كهربائي معين في الدائرة خلال فترة زمنية معينة.
يمكن قياس التردد باستخدام جهاز قياس التردد (بالإنجليزية: frequency meter)، حيث يمكن توظيف أجهزة التردد المعتمدة على قياس الانحراف، والتي تعمل على قياس ترددات تصل إلى 900 هيرتز.
