بنك المعرفة - الفيزياء - الأميتر في التيار المستمر

أدوات قياس شدة التيار الكهربي المستمر :-

1- الأميتر .

2- الجلفانوميتر .

لا يستخدم الجلفانوميتر ذو الملف المتحرك فى قياس شدة التيارات الكبيرة، وذلك لأن التيارات الكبيرة تؤدى إلى انصهار سلك الملف نتيجة للحرارة المتولدة فيه عند مرور تيار قوى، واختلال نظام التعليق نتيجة الانحراف الكبير للملف وتتلف الركائز التى يستند عليها، وكذلك تَعرُض الملفان الزنبركيان للتلف لزيادة عزم ازدواج الدوران لكبر شدة التيار. ولذلك يتم استخدام الأميتر لقياس شدة التيار الكبيرة بدلا من الجلفانوميتر.

شكل (١)
أميتر التيار المستمر

ويمكن تحويل الجلفانوميتر إلى أميتر يقيس شدة تيارات كبيرة من خلال توصيل ملفه بمقاومة صغيرة على التوازى تسمى مجزىء التيار R_s كما يتضح من (شكل ٢).

شكل (٢)
يتكون الأميتر من جلفانوميتر ومجزئ التيار متصلين على التوازى

ويساعد مجزئ التيار فى تجزئة التيار فيمر الجزء الأكبر منه فى مقاومة المجزئ ذو المقاومة الصغيرة I_s والجزء الأقل يمر فى ملف الجلفانوميتر I_g، وبذلك يصبح الجهاز صالحًا لقياس شدة تيارات أكبر مما يتحمله ملف الجلفانوميتر بمفرده، كما يقوم بدور مهم فى جعل المقاومة الكلية للأميتر صغيرة حتى لا تتغير شدة التيار المراد قياسه تغيرًا ملحوظًا بعد إدخال الأميتر فى الدائرة على التوالى.

تعيين مقاومة مجزئ التيار (R_s):
(R_s) Determination of Shunt Resistance

إذا افترضنا أن لديك جلفانوميتر مقاومة ملفه R_g والقيمة العظمى لتدريجه هى I_g، وأردت تحويله إلى أميتر تكون القيمة العظمى لتدريجه I فإنك فى حاجة إلى وضع مجزئ للتيار مقاومته R_s، ويمكن استنتاج قيمة مقاومة المجزئ على النحو التالى:

أقصى شدة تيار يمكن قياسه بالأميتر =
أقصى شدة تيار يمكن قياسه بالجلفانوميتر + شدة التيار المار فى المجزئ

I = I_g + I_s

∴ I_s = I - I_g → ١

وبما أن الملف والمجزئ متصلين على التوازى فيكون:

V_g = V_s

I_gR_g = I_sR_s

وبالتالى تحسب مقاومة مجزئ التيار من العلاقة:

R_s = I_gR_gI_s

وحيث إن قيمة I_s مجهولة فإنه يمكن التعويض عنها من المعادلة ١، نجد أن:

R_s = I_gR_gI - I_g

ومن هذه العلاقة يمكن حساب قيمة مجزئ التيار R_s.

وينبغى مراعاة توصيل الأميتر فى الدائرة على التوالى لكى يكون التيار المار فى الأميتر هو نفسه التيار المراد قياسه.

مثال (١)

جلفانوميتر مقاومة ملفه 4Ω يتطلب انحرافه حتى نهاية تدريجه مرور تيار شدته 10mA، ما هى مقاومة مجزئ التيار الذى يجب وضعه لتحويل الجلفانوميتر إلى أميتر النهاية العظمى لتدريجه 50A؟

الحل:

R_s = I_sR_sI - I_g = 0.01 × 450 - 0.01 = 8 × 10^-4Ω