أجهزة قياس الجهد والتيار
الموضوع: أجهزة القياس الكهربائية - الفولتميتر والأميتر
المفاهيم: طريقة التوصيل، المقاومة الداخلية، تأثير الجهاز على الدائرة
الهدف: فهم كيفية قياس الجهد والتيار دون التأثير على الدائرة الكهربائية
1 الفولتميتر - قياس الجهد الكهربائي
لما نبغى نقيس الفولت، كل اللي نحتاجه أنه نوصل الجهاز على التوازي على الجزئية اللي بنقيس عليها الفولت.
لكن إذا وصلناه على التوازي، فهذا يصير كأنه فرع جديد في الدائرة.
ورح يمر فيه تيار جديد ورح يأثر على الدائرة الكهربائية لأنه رح يسحب تيار كهربائي.
✅ الحل:
عشان نتفادى هالموضوع نرفع مقاومته بشكل كبير جداً، بحيث إنه ما يمر أي تيار قدر المستطاع، أو يمر تيار بسيط جداً لا يُذكر.
يعني لازم يصير كأنه دائرة مفتوحة (Open Circuit).
بحيث لا يمر تيار (I ≈ 0)
2 الأميتر - قياس التيار الكهربائي
وفي المقابل إذا جينا نقيس التيار، فرح نوصل على التوالي.
دائماً جهاز الأميتر يكون موصل على التوالي.
لكن إحنا نعرف إذا وصلنا على التوالي، رح نحافظ على التيار الكهربائي زي ما هو.
ولكن رح نغير فيه الفولت أو فرق الجهد.
✅ الحل:
عشان كده نحتاج نسوي العكس.
رح نخلي الأميتر أو جهاز قياس التيار يكون مقاومته قليلة جداً كأنه شورت سيركت (Short Circuit).
كأنه سلك، بحيث إن إذا صار فيه تغيير في الفولت يكون ضئيل جداً.
كأنه سلك أو شورت سيركت (V ≈ 0)
3 المقارنة بين الفولتميتر والأميتر
• يوصل على التوازي (Parallel)
• مقاومته عالية جداً (R → ∞)
• يعمل كدائرة مفتوحة (Open Circuit)
• لا يسحب تيار من الدائرة (I ≈ 0)
السبب:
لأن في التوازي الجهد ثابت، ونحتاج نقيس نفس الجهد بدون ما يمر فيه تيار يأثر على الدائرة
• يوصل على التوالي (Series)
• مقاومته منخفضة جداً (R → 0)
• يعمل كسلك توصيل (Short Circuit)
• لا يسبب هبوط في الجهد (V ≈ 0)
السبب:
لأن في التوالي التيار ثابت، ونحتاج نقيس نفس التيار بدون ما يكون فيه هبوط في الجهد يأثر على الدائرة
جدول الملخص والمقارنة
| الخاصية | الفولتميتر (V) | الأميتر (A) |
|---|---|---|
| يقيس | الجهد (Voltage) | التيار (Current) |
| طريقة التوصيل | التوازي (Parallel) | التوالي (Series) |
| المقاومة | R → ∞ (عالية جداً) | R → 0 (منخفضة جداً) |
| يعمل كـ | دائرة مفتوحة (Open Circuit) | سلك / شورت سيركت (Short Circuit) |
| السبب | لمنع سحب تيار من الدائرة | لمنع هبوط الجهد |
| التأثير المثالي | I ≈ 0 | V ≈ 0 |
| القاعدة الأساسية | في التوازي الجهد ثابت | في التوالي التيار ثابت |
نصائح مهمة ومعلومات إضافية
الفكرة الأساسية
✓ في التوازي الجهد ثابت → الفولتميتر يوصل على التوازي
✓ في التوالي التيار ثابت → الأميتر يوصل على التوالي
المهم: كل جهاز يوصل بحيث نحافظ على الخاصية اللي نبغى نقيسها
اختبار أجهزة قياس الجهد والتيار
1 / 10أجهزة قياس الجهد والتيار
تعتمد طريقة توصيل أجهزة القياس الكهربائية على الكمية التي نريد قياسها. فالجهد الكهربائي يقاس بطريقة تختلف عن قياس التيار، وذلك حتى لا يؤثر جهاز القياس في عمل الدائرة الكهربائية.
قياس فرق الجهد (الفولتميتر)
في دوائر التوصيل على التوازي يكون **فرق الجهد متساوياً** بين جميع الفروع، لذلك عند قياس الجهد نصل جهاز **الفولتميتر (Voltmeter)** على **التوازي** مع العنصر المراد قياس فرق الجهد بين طرفيه.
لماذا تكون مقاومة الفولتميتر كبيرة؟
عند توصيل الفولتميتر على التوازي فإنه يشكل فرعاً إضافياً في الدائرة، ولو كانت مقاومته صغيرة لسحب تياراً من الدائرة وأثر في القياسات.
لذلك يُصمم الفولتميتر بحيث تكون **مقاومته الداخلية كبيرة جداً**، فلا يمر خلاله إلا تيار ضئيل للغاية، ويصبح تأثيره على الدائرة الكهربائية شبه معدوم، وكأنه دائرة مفتوحة تقريباً.
قياس التيار (الأميتر)
أما التيار الكهربائي، فيكون ثابتاً في عناصر الدائرة المتصلة على التوالي، لذلك يجب توصيل **الأميتر (Ammeter)** على **التوالي** مع العنصر الذي نريد قياس التيار المار فيه.
لماذا تكون مقاومة الأميتر صغيرة؟
لو كانت مقاومة الأميتر كبيرة، فإنها ستسبب هبوطاً في الجهد وتغير قيمة التيار المار في الدائرة، وبالتالي تصبح القراءة غير صحيحة.
ولهذا يُصمم الأميتر بحيث تكون **مقاومته الداخلية صغيرة جداً**، حتى لا يسبب إلا هبوطاً بسيطاً جداً في الجهد، ويكون تأثيره على الدائرة الكهربائية محدوداً، وكأنه سلك توصيل تقريباً.
الخلاصة
- **الفولتميتر** يقيس فرق الجهد، ويُوصل **على التوازي** مع العنصر المراد قياسه. - تكون مقاومة الفولتميتر **كبيرة جداً** حتى لا يسحب تياراً يؤثر في الدائرة. - **الأميتر** يقيس شدة التيار، ويُوصل **على التوالي** مع العنصر المراد قياسه. - تكون مقاومة الأميتر **صغيرة جداً** حتى لا يغير قيمة التيار أو يسبب هبوطاً ملحوظاً في الجهد.
عن هذا الدرس
أجهزة قياس الجهد والتيار تعتمد طريقة توصيل أجهزة القياس الكهربائية على الكمية التي نريد قياسها. فالجهد الكهربائي يقاس بطريقة تختلف عن قياس التيار، وذلك… هذا الدرس ضمن الفصل الثاني لمنهج المرحلة الثانوية ثالث ثانوي في أكاديمية موسى.