يستخدم الاميتر لقياس، نرحب بكم طلابنا الأعزاء في موقعكم أون تايم نيوز، والذي يضم نخبة من الأساتذة والمعلمين لكافة المراحل الدراسية وجميع المواد التعليمية.
حيث نعمل معا كوحدة واحدة ونبذل قصارى جهدنا لنضع بين أيديكم حلول نموذجية لكل ما يعترضكم مأسئلة لنساعدكم على التفوق والنجاح.
يُعد التيار الكهربائي (بالإنجليزية: Electric current) جوهر علم الكهرباء، وهو يُمثل أي حركة ناتجة من حاملات الشحنة الكهربائية، وفي الدائرات الكهربائية هو معدل تدفق الشحنات عبر نقطة معينة داخل الدائرة، بحيث تكون هذه الشحنات إمّا إلكترونات ذات الشحنة السالبة، أو البروتونات ذات الشحنة الموجبة، أو الأيونات الموجبة أو الثقوب، وفي السلك الناقل فإنّ التيار الكهربائي عبارة عن مقياس لكمية الشحنات المتدفقة عبر نقطة معينة في السلك لكل وحدة زمنية، وتكون هذه الشحنات عبارة عن إلكترونات.
ويُعرّف التيار الكهربائي بأنّه تدفق الشحنات الكهربائية عبر موصل كهربائي، وتكون الشحنات إمّا إلكترونات أو بروتونات أو أيونات، ويُقاس بوحدة الأمبير، وينقسم التيار الكهربائي إلى نوعين وهما، التيار الكهربائي المستمر الذي يتدفق باتجاه واحد، والتيار الكهربائي المتردد والذي يتدفق باتجاهين.
التيار الكهربائي = فرق الجهد الكهربائي / المقاومة
ويُمكن تمثيله بالرموز:
ت = جـ / م
I = V / R
حيث أنّ:
- ت (I): التيار الكهربائي ويُقاس بوحدة الأمبير.
- جـ (V): فرق الجهد الكهربائي ويُقاس بوحدة الفولت.
- م (R): المقاومة وتُقاس بوحدة الأوم.
أنواع التيار الكهربائي
هناك نوعان من التيار الكهربائي وهما كالتالي:
التيار الكهربائي المستمر
التيار الكهربائي المستمر أو ما يُعرف بالتيار المباشر (Direct current) ويُرمز له بالرمز (DC) هو التيار الكهربائي الذي يتدفق عبر الموصل باتجاه واحد فقط، ومن الأمثلة التطبيقية عليه البطاريات؛ إذ لا تُشحن البطاريات ولا تنتج إلّا تيارًا مباشرًا، يتحول التيار المباشر الذي شُحنت به البطارية إلى طاقة كيميائية، وعندما تُصبح البطارية قيد الاستخدام تعود لتحول الطاقة الكيميائية إلى تيار مباشر للاستخدام.[٤]
التيار الكهربائي المتردد
التيار الكهربائي المتردد (Alternating Current) ويُرمز له بالرمز (AC) وهو التيار الكهربائي الذي يعكس اتجاهه ويُغيره في كل دورة أثناء تدفقه عبر الموصل، بحيث يتولد التيار ويُغير اتجاهه ذهابًا وإيابًا حسب قانون فارادي للحث الكهرومغناطيسي، بحيث قام العالم فارادي بتحريك مغناطيس داخل موصل ولاحظ أنّ التيار يتغير اتجاهه كلما تغير اتجاه المغناطيس، ولذلك يحتاج التيار المتردد إلى مولد حثي ليُنتج، ومن الأمثلة التطبيقية عليه محطات توليد الطاقة.
يرمز للتيار الكهربائي بالحرف I وليس C، والسبب يرجع لقانون أمبير الذي وضعه العالم الفرنسي أمبير الذي ربط المجال المغناطيسي المتولد حول ملف مغلق بالشحنة الكهربائية التي تتدفق في الملف، وقرر أمبير تسمية معدل تدفق الشحنة بـ "التيار - Current"، و كمية التيار بـ"شدة التيار - current intensity" أو كما هو أصلها بالفرنسية intensité de courant لذلك اتخذ حرف I رمزاً لكثافة التيار، وانتقل الرمز من فرنسا إلى بريطانيا حيث أصبح رمزاً قياسياً. لكن بعد ذلك كان يتم في الكتب اختصار "شدة التيار- current intensity" إلى "التيار-Current" على الرغم من أن بعض الكتب القديمة لازالت تكتبها كاملة، وذلك ما أدى إلى أرباك وحيرة البعض أن يكون رمز التيار هو I و ليس C، وقد طالب البعض في بريطانيا تعديل الرمز إلى C لكن لم يتم ذلك، ربما لأنه قد تم التعود على الرمز I أو حتى لا يحدث خلط مع رمز "السعة الكهربائية- capacitance" وهو C والذي كان يستخدم في نفس الوقت.
خصائص التيار الكهربائي
معرفة خصائص التيار الكهربائي أمرًا مهمًا، فهو يُعد عنصرًا مهمًا في الدوائر الكهربائية وإنتاج الكهرباء في حياتنا، وفيما يلي نُبين خصائص التيار الكهربائي:
- الطاقة الكهربائية: يُنتج التيار الكهربائي المتدفق عبر الموصل طاقة كهربائية والتي يُمكنها التحول إلى شكل آخر من أشكال الطاقة مثل الطاقة الحرارية والطاقة الضوئية وغيرها، على سبيل المثال تتحول الطاقة الكهربائية في صندوق حديدي إلى طاقة حرارية، بينما تتحول الطاقة الكهربائية في المصباح إلى طاقة ضوئية.
- اتجاه التيار الكهربائي: يعرف الاتجاه التقليدي للتيار الكهربائي بأنّ تدفق الإلكترونات باتجاه الطرف الموجب للبطارية وبعيدًا عن الطرف السالب.
- فرق الجهد الكهربائي: ليحدث تدفق التيار الكهربائي يجب حدوث فرق جهد كهربائي بين نقطتي سريان التيار، أي أن تكون القوة الناتجة عن مجموعة من الإلكترونات في نقطة ما أكبر من قوة الإلكترونات في النقطة الأخرى، بحيث تدفع القوة الأكبر الإلكترونات بعيدًا عن النقطة الأولى باتجاه النقطة الثانية.
- المقاومة الكهربائية: وليحدث تدفق تيار كهربائي أيضًا يجب توفر المسار الذي يمكن للإلكترونات أن تنتقل عبره، بعض المواد قادرة على توفير هذا المسار والبعض الآخر لا يُمكنه توفيره، بحيث تُسمى المواد التي تسمح بتدفق التيار الكهربائي بالموصلات، أمّا المواد التي تمنع تدفق التيار تُعرف بالعوازل، ولذلك ترتبط الموصلية بعلاقة عكسية مع المقاومة وتُقاس المقاومة بوحدة الأوم.
يستخدم الاميتر لقياس
الأميتر أو مقياس التيار الكهربائي أو مقياس الأمبير (بالإنجليزية: Ammeter) (اختصارًا لمقياس الأمبير (بالإنجليزية: Ampere meter)) هو جهاز قياس تستخدم لقياس التيار في الدائرة. تُقاس التيارات الكهربائية بالأمبير (أ)، ومن هنا جاءت التسمية. عادة ما يتم توصيل مقياس التيار الكهربائي في سلسلة مع الدائرة التي يتم فيها قياس التيار. عادة ما يكون مقياس التيار الكهربائي ذو مقاومة منخفضة بحيث لا يسبب انخفاضًا كبيرًا في الجهد في الدائرة التي يتم قياسها.
يتم تحديد الأدوات المستخدمة لقياس التيارات الأصغر ، في نطاق الملي أمبير أو الميكرامبير، كمقاييس الملليمتر أو المقاييس الدقيقة. كانت أجهزة القياس المبكرة عبارة عن أدوات مخبرية تعتمد على المجال المغناطيسي للأرض للتشغيل. بحلول أواخر القرن التاسع عشر، تم تصميم أدوات محسنة يمكن تركيبها في أي موضع وتسمح بقياسات دقيقة في أنظمة الطاقة الكهربائية. يتم تمثيله عمومًا بالحرف "أ" في الدائرة.
أنواع جهاز الأميتر
يعتمد تصنيف أجهزة الأميتر على تصميمها ونوع التدفق الذي يمر من خلال الجهاز ، وفيما يلي أنواع مقياس التيار فيما يتعلق بالتصميم
- أميتر ذو ملف مغناطيسي دائم التحرك
- أميتر ذو مغناطيس متحرك
- أميتر كهروديناميكي
- أميتر مقوم للتيار
وله أنواع على حسب نوع التيار المستخدم
- أميتر يقيس التيار المستمر DC
- أميتر يقيس التيار المتردد AC
السؤال: يستخدم الاميتر لقياس
الإجابة: التيار الكهربائي