يستخدم الأميتر لقياس
يتم استخدام جهاز الأميتر لقياس شدة التيار الكهربائي، فيتم فيه توصيل الأميتر في مجموعة من الدوائر الكهربائية، وذلك حتى يتمكن من قياس شدة التيار التي تمر في تلك الدوائر بشكل عام، كما يجب الإشارة إلى أن الأميتر الذي يتم توصيله في الدائرة الكهربائية له مقاومة منخفضة، فلا يسبب أي تغيير ملحوظ في مستوى فرق الجهد داخل الدائرة الكهربائية.
ما هي شدة التيار الكهربائي
يتم تعريف شدة التيار الكهربائي في علم الفيزياء على أنه كمية الكهرباء التي تمر خلال مقطع عرضي في زمن محدد، والذي يحدث نتيجة حركة الإلكترونات الموجودة داخل الموصلات الكهربائية، والتي ينتج عنها التيار الكهربي، وبشكل عام فيمكن تلخيص التعريف إلى “كمية الكهرباء التي تمر في الموصل في زمن محدد” ويتم قياس شدة التيار بوحدة تسمى الأمبير.
- يجب الإشارة هنا إلى أن التيار الكهربائي يمتلك علاقة خاصة مع المقاومة الموجودة داخل الموصل، وتكون العلاقة بينهما علاقة عكسية، فكلما زادت المقاومة الموجودة داخل الموصل، تقل شدة التيار الكهربائي، وكلما زادت شدة التيار الكهربائي، تقل قيمة المقاومة الخاصة بالموصل.
المقاومة الكهربائية
تعتبر المقاومة الكهربية هي من الخصائص المميزة للمعادن، فيمتلك كل معدن نسبة محددة لمقاومة التيار الكهربائي داخله، وتلك النسبة مميزة له عن غيره من المعادن الأخرى، ويعتبر معدن الفضة هو المعدن الأقل مقاومة للتيار الكهربائي داخله على الإطلاق، بين كل المعادن المعروفة، الأمر الذي جعل من الفضة يتم مقارنتها مع كل المعادن الأخرى، ويتم ذلك على مقياس يبدأ من 0 ويصل إلى 100 درجة، وتأتي الفضة في المرتبة الأولى، وبعدها النحاس 97 والذهب يأتي في متوسط المجموعة العليا للترتيب بدرجة 76.
- بسبب تلك الخاصية فيتم استخدام الفضة بشكل كبير في الدوائر والأسلاك الكهربائية، ويتم استخدامها أيضاً في البطاريات، وعلى وجه الخصوص البطاريات الموجودة في الأدوات الجراحية، وحتى في أجهزة السمع وأجهزة تنظيم ضربات القلب، ووصولاً إلى أجهزة السفر في الفضاء.
- وترتبط المقاومة ارتباط عكسي بمدى الموصلية الخاصة بالمادة، فهما متضادتان، فمتى تزيد قيمة الموصلية الخاصة بالعنصر تقل مقاومته، وعلى هذا سنعرض لكم عرض لدرجة الموصلية لبعض المعادن عند درجة حرارة 20 مئوية.
| العنصر | قيمة الموصلية عند درجة حرارة 20 مشوية |
|---|---|
| الفضة | 6.30×107 |
| النحاس | 5.96×107 |
| الذهب | 4.10×107 |
| ألمونيوم | 3.5×107 |
| كالسيوم | 2.98×107 |
| تنجستن | 1.79×107 |
| الزنك | 1.69×107 |
| النيكل | 1.43×107 |
| الليثيوم | 1.08×107 |
| الحديد | 1.00×107 |
| البلاتين | 9.43×106 |
| قصدير | 9.17×106 |
| حديد الزهر (1010) | 6.99×106 |
| الرصاص | 4.55×106 |
| حديد كهربائي | 2.17×106 |
| الزئبق | 1.02×106 |
| نيكل-كروم | 9.09×105 |
| الألماس | ~10−13 |
| الجرمانيوم | 2.17 |
| ماء البحر | 4.8 |
| ماء الشرب | 5×10−4 to 5×10−2 |
| الزجاج | 10−11 to 10−15 |
| كاوتشوك | 10−14 |
| الكبريت | 10−16 |
| الهواء | 3×10−15 to 8×10−15 |
| بارافين | 10−18 |
| تيفلون | 10−25 to 10−23 |
مم يتكون الأميتر؟
يتكون الأميتر الذي يتم استخدامه في قياس شدة التيار الكهربائي من قلب من الحديد، بحيث يوجد هذا القلب في كل أنواع أجهزة الأميتر تقريباً، كما يتكون الأميتر من ملف يمر فيه التيار الكهربائي، ويتم قياس شدته في هذا الملف، بحيث يوجد هذا الملف بين قطبين مغناطيسيين، وينتج عن مرور التيار الكهربائي داخل الملف مجال مغناطيسي، فيحدث تبادل بينه وبين المجال الكهربي.
كيفية قياس شدة التيار الكهربائي
يتم توصيل جهاز الأميتر بالدائرة الكهربائية المراد قياس شدة التيار داخلها، بحيث يتكون الأميتر من ملف معدني جيد التوصيل للكهرباء، ويرتكز بين قطبي مغناطيس دائم، فيدخل التيار الكهربي المطلوب قياسه داخل الملف، وينتج عنه ظهور مجال تبادل الفعل مع مجال المغناطيس الدائم، ويتم تركيب بالملف المتحرك مؤشر، ويشير هذا المؤشر إلى مقدار الأمبيرات موضحاً مدى شدة التيار الكهربي المار.
يوصل الأميتر في الدائرة الكهربائية على التوازي
حتى يتمكن جهاز الأميتر من قياس شدة التيار كاملة في الدائرة الكهربائية فيجب أن يتم توصيله على التوالي في الدائرة التي تريد قياس شدة التيار فيها، بحيث يتم توصيل الطرف الموجب من الجهاز مع الطرف الموجب للدائرة الكهربائية، والطرف السالب الموجود في الجهاز بالطرف السالب في الدائرة الكهربائية، وعلى هذا فيجب أن يتم توصيل جهاز الأميتر بدائرة كهربائية نوع الطاقة الكهربائية التي تسير فيها هي طاقة ثابتة، وغير مترددة.
وحدة قياس التيار الكهربائي
يتم قياس شدة التيار الكهربائي باستخدام وحدة قياس تسمى “أمبير”، ويتم الرمز له بالرمز A، وهو يعد وحدة التيار الكهربائي، وقد تم تسمية تلك الوحدة باسم أمبير، وذلك نسبة للعالم الفرنسي أندريه ماري أمبير، ويتم تعريف الأمبير الواحد على أنه التيار الذي يتحقق نتيجة شحنة كهربائية قوتها كولوم واحد في الثانية.
- ويجب الإشارة إلى أن الكهرباء كانت موجودة منذ بداية الحياة، ولكن لم يستطع الإنسان معرفتها وتحديدها واكتشافها إلا في زمن قريب، وذلك بعد ملاحظة النتيجة التي تنشأ من فرك مادتين مشحونتين كهربياً، الأمر الذي نتج عنه ملاحظة أن الكهرباء يمكنها الانتقال من جسم لآخر، إذا كان الجسمين موصلين للكهرباء.
أنواع جهاز الأميتر
يتم الاعتماد في تصنيف أجهزة الأميتر على التصميم الخاص بها، وعلى نوع التدفق الذي سيمر خلال الجهاز، وتوجد العديد من أنواع مقياس التيار الكهربي الأميتر، والتي يتم تقسيهما من حيث التصميم إلى كل مما يلي.
- أميتر ذو ملف مغناطيسي دائم التحرك
- أميتر مقوم للتيار
- أميتر ذو مغناطيس متحرك
- أميتر كهروديناميكي
أسئلة شائعة
ما هي وحدة قياس شدة التيار الكهربائي؟
يتم قياس شدة التيار الكهربائي يوحدة الأمبير.
ماذا يقيس جهاز الجلفانومتر؟
يقيس جهاز الجلفانومتر قيمة واتجاه التيار الكهربي القليل.
