أجهزة قياس التيار الكهربائي
تعتمد أجهزة قياس التيار الكهربائي على مبدأ قياس فرق الجهد الناتج عن التيار المتدفق في الدائرة الكهربائية. حيث يمكن قياس قيمة فرق الجهد من خلال ربط الدائرة بالمقاومة بشكل متسلسل، وبالتالي يمكن حساب التيار الكهربائي من قراءة الجهد.
من أبرز هذه الأجهزة هو الأميتير (بالإنجليزية: ammeter)، الذي يقيس شدة التيار الكهربائي بدقة عالية، وتتعدد أنواعه حسب دقة القياس ومبدأ التشغيل. إليكم أهم الأنواع:
- جهاز دارسونفال أميتر
يقوم جهاز دارسونفال أميتر (بالإنجليزية: D’Arsonval-movement ammeter) بقياس شدة التيار المستمر بدقة تتراوح بين 0.1% و 2%.
- جهاز التيار الديناميكي
يعمل جهاز التيار الديناميكي (بالإنجليزية: electrodynamic ammeter) على قياس شدة التيار الكهربائي في كلا النوعين المستمر والمتردد، بدقة تتراوح بين 0.1% و 0.25%.
- جهاز قياس التيار الحراري
يقيس جهاز التيار الحراري (بالإنجليزية: thermal ammeter) شدة التيار المتردد بدقة تتراوح بين 0.5% و 3%.
- أجهزة القياس الرقمية
تُستخدم أجهزة القياس الرقمية (بالإنجليزية: Digital ammeters) لقياس شدة التيار الكهربائي المستمر بدقة أعلى من 0.1%.
أجهزة قياس الجهد الكهربائي
تستند أجهزة قياس الجهد الكهربائي إلى قياس فرق الجهد بين نقطتين عند توصيل الجهاز بشكل متوازي مع مصدر الطاقة المتاح.
تتنوع أجهزة قياس الجهد من حيث دقة المعايرة وطرق القياس، وعادة ما تُعبر وحدات القياس بالفولت أو المليفولت أو الكيلوفولت. فيما يلي أهم أنواع أجهزة قياس الجهد:
- جهاز الفولتميتر الرقمي
يقيس جهاز الفولتميتر الرقمي (بالإنجليزية: Digital voltmeters) فرق الجهد بدقة أعلى من أجهزة القياس التناظرية، حيث تظهر القراءات على الشاشة برقم مباشر.
- جهاز الفولتميتر التماثلي
يعتمد جهاز الفولتميتر التماثلي (بالإنجليزية: analogue voltmeter) على قراءة التيار المار في الأسلاك وتحويله إلى قراءة الجهد عبر آلية تُسمى الآلية الكهروميكانيكية.
- جهاز الفولتميتر الكهروستاتيكي
يقيس جهاز الفولتميتر الكهروستاتيكي (بالإنجليزية: electrostatic voltmeter) الجهد الكهربائي عن طريق توليد قوى كهروستاتيكية، مما يمكّنه من اتخاذ قراءات مباشرة دون قياس شدة التيار، وهو ما يميزه عن باقي الأجهزة.
- جهاز الجهد الانزلاقي
يستخدم جهاز قياس الجهد الانزلاقي (بالإنجليزية: potentiometer) لقياس الجهد الكهربائي المنخفض جداً، والذي يصعب قياسه بواسطة الأجهزة الأخرى.
- جهاز الفولتميتر الإلكتروني
يسمح جهاز الفولتميتر الإلكتروني (بالإنجليزية: electronic voltmeter) بقياس الجهد الكهربائي مع تقليل احتمالية الخطأ في الدائرة، حيث يعتمد على التضخيم أو التصحيح أو كليهما لإعطاء قراءة دقيقة للجهد الكهربائي الناتج سواء كان مستمراً أو متردداً.
أجهزة قياس المقاومة الكهربائية
ترتكز أجهزة قياس المقاومة الكهربائية على تزويد الدائرة بقيمة جهد معلوم من خلال مقاوم، وقياس شدة التيار، مما يمكن من حساب مقدار المقاومة الكهربائية.
تُستخدم أداة الأوميتر (بالإنجليزية: ohmmeter) لقياس مقدار المقاومة في الدائرة الكهربائية. يمكن توصيل المقاومة مع الأداة إما بشكل متوازي مما يؤدي إلى زيادة المقاومة مع زيادة التيار، أو بشكل متسلسل حيث تزيد المقاومة مع انخفاض التيار المتولد. وحدة القياس هنا هي الأوم.
أجهزة قياس السعة الكهربائية
يعتمد مبدأ أجهزة قياس السعة الكهربائية على تزويد الدائرة الكهربائية بجهد كهربائي معروف، مما يسمح بقياس الشحنة المتولدة لتحديد السعة الكهربائية.
يمكن قياس السعة الكهربائية بواسطة جهاز قياس سعة المكثف (بالإنجليزية: capacitor)، الذي يعتمد على ثبات الجهد والطاقة المخزنة المتولدة لشحنات كهربائية معينة. تجدر الإشارة إلى أن وحدة قياس السعة هي الفاراد.
أجهزة قياس الحث الكهربائي
تستند أجهزة قياس الحث الكهربائي إلى تأمين تيار كهربائي معروف في الدائرة وقياس فرق الجهد المتولد، للوصول إلى مقدار الحث الناتج في الملفات والمحولات نتيجة تأثير المجال المغناطيسي. يتم استخدام المحث (بالإنجليزية: inductor) في قياس مقدار الحث الكهربائي، والذي يُرمز له بالحرف L، ويتم قياسه بوحدة هنري.
أجهزة قياس التردد
تعتمد أجهزة قياس التردد الكهربائي على قياس عدد المرات التي يتكرر فيها طول موجي كهربائي محدد في الدائرة ضمن فترة زمنية معينة.
يمكن قياس التردد باستخدام جهاز قياس التردد (بالإنجليزية: frequency meter)، حيث يمكن استخدام أجهزة قياس التردد التي تعتمد على مدى الانحراف، والتي قياس ترددات تصل إلى 900 هيرتز.