المناهج الدراسية
تسجيل الدخول

المناهج الدراسية

الفيزياء

الفصل الأول - التيار الكهربي وقانون أوم وقانونا كيرشوف

0/36

الفصل الثاني - التأثير المغناطيسي للتيار الكهربي وأجهزة القياس

0/32

الفصل الثالث - الحث الكهرومغناطيسي

0/45

الفصل الرابع - دوائر التيار المتردد

0/23

الفصل الخامس - ازدواجية الموجة والجسيم

0/31

الفصل السادس - الأطياف الذرية والأشعة السينية

0/17

الفصل السابع - الليزر وتطبيقاته

0/17

الفصل الثامن - الإلكترونيات الحديثة

0/25

دروس إضافية

0/145
نص الدرس

الدرس الثالث: أجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر)

الفيزياء

الدرس الثالث: أجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر)

مقدمة

مقدمة

  • فكرة عمل الجلفانومتر ذي الملف المتحرك وتركيبه وحساسيته.
  • تحويل الجلفانومتر إلى أميتر باستخدام مجزئ التيار.
  • تحويله إلى فولتميتر باستخدام مضاعف الجهد.
  • فكرة الأوميتر ومعايرته، والفرق بين الأجهزة التناظرية والرقمية.

🌳 شجرة المفاهيم

الدرس الثالثأجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر)
├── أولًاالجلفانومتر ذو الملف المتحرك

│ ├── وظيفته وفكرة عمله

│ ├── أجزاء الجهاز

  • │ ├── لماذا القطبان مقعران؟

│ ├── طريقة العمل

│ ├── حساسية الجلفانومتر

│ └── حدود استخدامه

├── ثانيًا←تحويل الجلفانومتر إلى أميتر تيار مستمر

│ ├── الأميتر

│ ├── مجزئ التيار

│ └── قانون مجزئ التيار

├── ثالثًا←تحويل الجلفانومتر إلى فولتميتر تيار مستمر

│ ├── الفولتميتر

│ ├── مضاعف الجهد

│ ├── قانون مضاعف الجهد

│ └── مقارنة بين الأميتر والفولتميتر

├── رابعًا←الأوميتر

│ ├── الفكرة

│ ├── التركيب

│ ├── المعايرة

│ └── خصائص تدريج الأوميتر

└── خامسًا←الأجهزة التناظرية والرقمية
الدرس الثالث: أجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر) · 1 / 7
أولًا: الجلفانومتر ذو الملف المتحرك

أولًا: الجلفانومتر ذو الملف المتحرك

شكل 1: رسم توضيحي — النقطة 1: الجلفانومتر ذو الملف المتحرك يبرز الشكل الجلفانومتر ذا الملف المتحرك، ويتكون من قطبين مغناطيسيين مقعرين وقلب حديدي أسطواني وملف مستطيل معلق بين زنبركين. وهو جهاز يكشف عن التيارات الضعيفة جدًا ويحدد اتجاهها، ويعتمد على عزم الازدواج الذي يحرك الملف عند مرور التيار فيه.
شكل 1: رسم توضيحي — النقطة 1: الجلفانومتر ذو الملف المتحرك يبرز الشكل الجلفانومتر ذا الملف المتحرك، ويتكون من قطبين مغناطيسيين مقعرين وقلب حديدي أسطواني وملف مستطيل معلق بين زنبركين. وهو جهاز يكشف عن التيارات الضعيفة جدًا ويحدد اتجاهها، ويعتمد على عزم الازدواج الذي يحرك الملف عند مرور التيار فيه.
  • 🧊 مجسم ثلاثي الأبعاد واقعي للجلفانومتر ذو الملف المتحرك (Moving-Coil Galvanometer 3D)

D Scientific Render

  • شكل 2 مجسم ثلاثي الأبعاد واقعي للجلفانومتر ذو الملف المتحرك (Moving-Coil Galvanometer 3D)
  • يوضح المجسم الواقعي للجلفانومتر ذي الملف المتحرك، ويبين توزيع خطوط الفيض المغناطيسي على هيئة أنصاف أقطار داخل الفراغ بين القطبين.
  • كما يبين الزنبركين اللذين يعيدان المؤشر إلى الصفر، فينحرف المؤشر بقدر شدة التيار المار في الملف.
  • مجسم تفاعلي ثلاثي الأبعاد يوضح القطبين المغناطيسيين المقعرين لتوليد خطوط فيض مغناطيسي على هيئة أنصاف أقطار، القلب الحديدي الأسطواني المصمت لتركيز خطوط الفيض، الملف المستطيل المعلق، والزوجين من الملفات الزنبركية الرقيقة للتحكم وإعادة المؤشر.
وظيفته وفكرة عمله
الجلفانومترجهاز يستخدم للاستدلال على وجود تيارات كهربية ضعيفة جدًا في دائرة، وقياس شدتها وتحديد اتجاهها.
فكرة عملهعزم الازدواج المؤثر في ملف يمر به تيار وهو قابل للحركة في مجال مغناطيسي.

أجزاء الجهاز

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
ملف
  • من سلك رفيع ملفوف حول إطار مستطيل من الألومنيوم
  • يدور حول محوره
رفيعملفوفإطارمستطيل
قلب أسطواني ثابت من الحديد المطاوعداخل الملف لتركيز خطوط الفيضداخلالملفلتركيزخطوط
مغناطيس قوي على شكل حذاء الفرسيقع الملف بين قطبيهالملفقطبيه
زوج من الملفات الزنبركية (الحلزونية)
  • تعمل كموصلات للتيار
  • وتولد عزمًا مضادًا لعزم الازدواج
تعملكموصلاتللتياروتولد
مؤشرمثبت بالملف يتحرك أمام تدريجمثبتبالملفيتحركأمام
حوامل من العقيقيرتكز عليها الملف لتقليل الاحتكاكيرتكزعليهاالملفلتقليل

لماذا القطبان مقعران؟

  • القطبان الدائمان مقعران فتكون خطوط الفيض بينهما على هيئة أنصاف أقطار.
  • بذلك تكون كثافة الفيض ثابتة في الحيز الذي يتحرك فيه الملف مهما كانت زاويته.
  • تبقى خطوط المجال موازية لمستوى الملف وعمودية على ضلعيه الطوليين، فيكون عزم الازدواج متناسبًا مع شدة التيار فقط.
  • لذلك يكون انحراف المؤشر متناسبًا مع شدة التيار، وأقسام التدريج متساوية.

طريقة العمل

  • يمر التيار في الملف فتتولد قوتان على ضلعيه تُدير الملف (مثلًا في اتجاه عقارب الساعة).
  • يتحرك المؤشر حتى يستقر عند قراءة يتزن عندها عزم الازدواج مع عزم اللي للملفات الزنبركية المضاد.
  • تدل قراءة المؤشر على شدة التيار.
  • إذا انعكس اتجاه التيار انحرف المؤشر في الاتجاه المضاد.
  • عند انقطاع التيار تعيد الملفات الزنبركية المؤشر إلى صفر التدريج.

حساسية الجلفانومتر

  • حساسية الجلفانومتر زاوية انحراف المؤشر عن وضع الصفر عند مرور تيار شدته الوحدة.
  • الحساسية = θ / I، وتقاس بوحدة درجة / ميكروأمبير.

حدود استخدامه

  • لا يصلح للتيار المتردد لأن اتجاهه يتغير بسرعة فيهتز المؤشر حول الصفر.
  • لا يصلح للتيارات الكبيرة لأنها تسخن الملف وتتلف الزنبرك.
مجسم ثلاثي الأبعاد واقعي للجلفانومتر ذو الملف المتحرك (Moving-Coil Galvanometer 3D)
مجسم ثلاثي الأبعاد واقعي للجلفانومتر ذو الملف المتحرك (Moving-Coil Galvanometer 3D)
  • مجسم ثلاثي الأبعاد واقعي للجلفانومتر ذو الملف المتحرك (Moving-Coil Galvanometer 3D): أولًا: الجلفانومتر ذو الملف المتحرك
الدرس الثالث: أجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر) · 2 / 7
ثانيًا: تحويل الجلفانومتر إلى أميتر تيار مستمر

ثانيًا: تحويل الجلفانومتر إلى أميتر تيار مستمر

  • شكل 3 رسم توضيحي — النقطة 2: تحويل الجلفانومتر إلى أميتر تيار مستمر
  • يمثل الشكل تحويل الجلفانومتر إلى أميتر، بتوصيل مقاومة صغيرة جدًا تسمى مجزئ التيار على التوازي مع ملفه.
  • فيمر الجزء الأكبر من التيار في المجزئ ويمر في الملف تيار صغير فقط، وتكون مقاومة الأميتر الكلية صغيرة فلا تغير شدة التيار المراد قياسه، ويوصل على التوالي في الدائرة.
تحويل الجلفانومتر إلى أميتر تيار مستمر
تحويل الجلفانومتر إلى أميتر تيار مستمر

الأميتر

  • الأميتر جهاز يستخدم بعد معايرة تدريجه لقياس شدة التيار المار في الدائرة مباشرة.
  • الجلفانومتر يمكن اعتباره أميترًا، لكن مداه محدود بحساسية ملفه.

مجزئ التيار

  • لزيادة مدى الجلفانومتر نوصل مقاومة صغيرة جدًا تسمى مجزئ التيار (Rs) على التوازي مع ملف الجلفانومتر (مقاومته Rg).
  • يمر الجزء الأكبر من التيار في المجزئ (Is)، ويمر في الملف تيار صغير فقط (Ig).
  • مقاومة الأميتر ككل صغيرة جدًا، لذلك لا يغير شدة التيار المراد قياسه تغيرًا ملحوظًا عند إدخاله في الدائرة.
  • لذلك يوصل الأميتر في الدائرة على التوالي.

قانون مجزئ التيار

  • إذا كانت النهاية العظمى للتيار المراد قياسه I:

I = Ig + Is

  • المقاومتان Rg وRs على التوازي، فرق الجهد بينهما واحد:

Ig Rg = Is Rs

  • ومنهما:

Rs = (Ig Rg) / (I – Ig)

  • بعد التحويل تقل حساسية الجهاز بنسبة

    Ig / I = Rs / (Rs + Rg)

    .

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال 1 جلفانومتر مقاومة ملفه 50 Ω يعطي أقصى انحراف عند تيار 2 mA. احسب مقاومة المجزئ اللازمة لتحويله إلى أميتر مداه 1 A.
  • الحل:

Ig = 2 × 10-3 A ، I = 1 A

  • Rs = (Ig Rg) / (I – Ig) = (2 × 10-3 × 50) ÷ (1 – 0.002)

Rs = 0.1 ÷ 0.998 ≈ 0.1002 Ω

  • المقاومة صغيرة جدًا وتوصل على التوازي مع الملف.
  • مثال 2 جلفانومتر مقاومة ملفه 2 Ω يعطي أقصى انحراف عند 5 mA. احسب مقاومة المجزئ لتحويله إلى أميتر مداه 10 A.
  • الحل:

Rs = (0.005 × 2) ÷ (10 – 0.005)

Rs = 0.01 ÷ 9.995 ≈ 1 × 10-3 Ω

الدرس الثالث: أجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر) · 3 / 7
ثالثًا: تحويل الجلفانومتر إلى فولتميتر تيار مستمر

ثالثًا: تحويل الجلفانومتر إلى فولتميتر تيار مستمر

شكل 4: رسم توضيحي — النقطة 3: تحويل الجلفانومتر إلى فولتميتر تيار مستمر يعرض الشكل تحويل الجلفانومتر إلى فولتميتر، بتوصيل مقاومة كبيرة تسمى المقاومة المضاعفة على التوالي مع ملفه. فتصبح مقاومة الفولتميتر الكلية كبيرة فلا يسحب تيارًا يُذكر من الدائرة، ويوصل على التوازي مع الجزء المطلوب قياس فرق الجهد بين طرفيه.
شكل 4: رسم توضيحي — النقطة 3: تحويل الجلفانومتر إلى فولتميتر تيار مستمر يعرض الشكل تحويل الجلفانومتر إلى فولتميتر، بتوصيل مقاومة كبيرة تسمى المقاومة المضاعفة على التوالي مع ملفه. فتصبح مقاومة الفولتميتر الكلية كبيرة فلا يسحب تيارًا يُذكر من الدائرة، ويوصل على التوازي مع الجزء المطلوب قياس فرق الجهد بين طرفيه.

الفولتميتر

  • الفولتميتر جهاز يستخدم لقياس فروق الجهد بين أي نقطتين في دائرة كهربية.
  • فرق الجهد بين طرفي ملف الجلفانومتر صغير جدًا حتى عند أقصى انحراف، لذلك نحوله إلى جهاز ذي مقاومة عالية.

مضاعف الجهد

  • نوصل مقاومة كبيرة تسمى المقاومة المضاعفة للجهد (Rm) على التوالي مع ملف الجلفانومتر.
  • مقاومة الفولتميتر الكلية كبيرة، فلا يسحب تيارًا يذكر من الدائرة الأصلية، ولا يتغير فرق الجهد المقاس تغيرًا ملحوظًا.
  • لذلك يوصل الفولتميتر على التوازي مع الجزء المطلوب قياس فرق الجهد بين طرفيه.
  • يوصل الطرف الموجب للجهاز بالجهد الأعلى، والسالب بالأدنى، وإن انعكس فرق الجهد وجب عكس التوصيل.

قانون مضاعف الجهد

  1. أقصى تيار في الملف Ig، وفرق الجهد على الملف

    Vg = Ig Rg

    .
  2. أقصى فرق جهد مطلوب قياسه V:

V = Ig (Rg + Rm)

Rm = V / Ig – Rg

  • تقل حساسية الجهاز بنسبة

    Vg / V = Rg / (Rg + Rm)

    .

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال 3 جلفانومتر مقاومة ملفه 0.1 Ω يبلغ أقصى انحراف عند تيار 1 mA. احسب المقاومة المضاعفة اللازمة لتحويله إلى فولتميتر مداه 50 V.
  • الحل:

Vg = Ig Rg = 0.001 × 0.1 = 10-4 V

Rm = (V – Vg) / Ig = (50 – 0.0001) ÷ 0.001

Rm ≈ 49 999.9 Ω

  • المقاومة الكلية للفولتميتر =

    49 999.9 + 0.1 = 50 000 Ω

  • مثال 4 جلفانومتر مقاومته 100 Ω وتيار أقصى انحراف 1 mA. احسب مضاعف الجهد لقياس حتى 10 V.
  • الحل:

Rm = V / Ig – Rg = 10 / 0.001 – 100

Rm = 10 000 – 100 = 9 900 Ω

وجه المقارنة الأميتر الفولتميتر
الغرض قياس شدة التيار قياس فرق الجهد
المقاومة المضافة مجزئ تيار Rs صغيرة جدًا مضاعف جهد Rm كبيرة جدًا
طريقة توصيلها بالملف على التوازي على التوالي
توصيل الجهاز في الدائرة على التوالي على التوازي
مقاومة الجهاز صغيرة جدًا كبيرة جدًا
القانون

Rs = (Ig Rg) / (I – Ig)

Rm = V / Ig – Rg
الدرس الثالث: أجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر) · 4 / 7
رابعًا: الأوميتر

رابعًا: الأوميتر

شكل 5: رسم توضيحي — النقطة 4: الأوميتر في الشكل الأوميتر، وهو جهاز يقيس المقاومة المجهولة مباشرة اعتمادًا على العلاقة I = V/R عند ثبوت فرق الجهد. فكلما زادت المقاومة المجهولة قلّ التيار وقلّ انحراف المؤشر، لذلك يُعاير التدريج ليعطي قيمة المقاومة مباشرة.
شكل 5: رسم توضيحي — النقطة 4: الأوميتر في الشكل الأوميتر، وهو جهاز يقيس المقاومة المجهولة مباشرة اعتمادًا على العلاقة I = V/R عند ثبوت فرق الجهد. فكلما زادت المقاومة المجهولة قلّ التيار وقلّ انحراف المؤشر، لذلك يُعاير التدريج ليعطي قيمة المقاومة مباشرة.

الفكرة

  • الأوميتر جهاز لقياس قيمة مقاومة مجهولة مباشرة.
  • تعتمد الفكرة على أن شدة التيار تتوقف على المقاومة I = V / R.
  • إذا كان فرق الجهد ثابتًا ومعلومًا، أمكن معايرة تدريج الجلفانومتر ليعطي قيمة المقاومة مباشرة.
  • كلما زادت المقاومة المجهولة قلت شدة التيار وقل انحراف المؤشر.

التركيب

  1. ميكروأميتر (جلفانومتر) موصل على التوالي مع:
  2. مقاومة ثابتة.
  3. مقاومة متغيرة (ريوستات) للضبط.
  4. عمود جاف قوته الدافعة 1.5 V، تهمل مقاومته الداخلية.
  5. طرفا اختبار حران يوصل بينهما المقاومة المجهولة Rx.

المعايرة

  • مثال من الكتاب ميكروأميتر ينحرف لنهاية التدريج عند 400 μA ومقاومته 250 Ω، موصل مع مقاومة ثابتة 3000 Ω ومقاومة متغيرة وعمود 1.5 V.
  • عند تلامس طرفي الجهاز (Rx = 0) يجب أن تكون مقاومة الدائرة:

R = V / Ig = 1.5 ÷ (400 × 10-6) = 3750 Ω

  • تضبط المقاومة المتغيرة عند 500 Ω لأن

    250 + 3000 + 500 = 3750 Ω

    .
  • عندئذ ينحرف المؤشر إلى نهاية التدريج، وتعاير هذه النقطة على أنها صفر أوم.
  • عند إدخال مقاومة Rx يقل التيار:

I = V / (3750 + Rx)

Rx التيار الانحراف
0 400 μA نهاية التدريج (صفر أوم)
3750 Ω 200 μA نصف التدريج
7500 Ω 133 μA ثلث التدريج
11250 Ω 100 μA ربع التدريج
∞ (دائرة مفتوحة) 0 صفر الأميتر (∞ أوم)

خصائص تدريج الأوميتر

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
•
  • تدريج الأوميتر عكس اتجاه تدريج الأميتر
  • فالصفر أوم عند أقصى انحراف
تدريجالأوميتراتجاهالأميتر
أقسام التدريج غير متساويةتتباعد جهة صفر الأوم (اليمين) وتتقارب جهة ∞ (اليسار)تتباعدالأوماليمينوتتقارب
السببالتيار يتناسب عكسيًا مع المقاومة الكلية (3750 + Rx) وليس مع Rx وحدهاالتياريتناسبعكسيالمقاومة

✍️ أمثلة محلولة

  • مثال 5 في الأوميتر السابق (مقاومته الكلية 3750 Ω وعموده 1.5 V) أدخلت مقاومة مجهولة فكان التيار 250 μA. احسب قيمتها.
  • الحل:
  • المقاومة الكلية للدائرة =

    1.5 ÷ (250 × 10-6) = 6000 Ω

Rx = 6000 – 3750 = 2250 Ω

الدرس الثالث: أجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر) · 5 / 7
خامسًا: الأجهزة التناظرية والرقمية

خامسًا: الأجهزة التناظرية والرقمية

شكل 6: رسم توضيحي — النقطة 5: الأجهزة التناظرية والرقمية يقارن الشكل بين الأجهزة التناظرية والرقمية، فالتناظرية تعتمد على مؤشر يتحرك أمام تدريج كالجلفانومتر والأميتر والفولتميتر والأوميتر. أما الرقمية فتعرض القيمة بأعداد على شاشة صغيرة، ويمكن جمع الأميتر والفولتميتر والأوميتر في جهاز واحد هو المتعدد بمفتاح اختيار.
شكل 6: رسم توضيحي — النقطة 5: الأجهزة التناظرية والرقمية يقارن الشكل بين الأجهزة التناظرية والرقمية، فالتناظرية تعتمد على مؤشر يتحرك أمام تدريج كالجلفانومتر والأميتر والفولتميتر والأوميتر. أما الرقمية فتعرض القيمة بأعداد على شاشة صغيرة، ويمكن جمع الأميتر والفولتميتر والأوميتر في جهاز واحد هو المتعدد بمفتاح اختيار.
وجه المقارنةالفكرة الأساسيةمثالكلمات مفتاحية
الأجهزة التناظرية (Analog)الجلفانومتر والأميتر والفولتميتر والأوميترتعتمدقراءةمؤشريتحرك
الأوميتر والأميتر والفولتميتريمكن جمعها في جهاز واحد هو المتعدد (Multimeter) بمفتاح اختيار—جمعهاجهازواحدالمتعدد
الأجهزة الرقمية (Digital)تعتمد على قراءة أعداد رقمية تظهر على شاشة صغيرة بدون مؤشر وتدل على الجهد أو التيار أو المقاومة—تعتمدقراءةأعدادتظهر
•
  • egp-ex{margin:18px 0
  • border:1px solid rgba(79
  • 224
  • border-radius:16px
  • overflow:hidden
  • background:#fff}.egp-ex-h{padding:10px 16px
  • font-weight:800
  • background:linear-gradient(90deg
  • #4f3fe0
  • #22c1c3)
  • color:#fff}.egp-ex-tabs{display:flex
  • flex-wrap:wrap
  • gap:6px
  • padding:10px 12px
  • background:#f7f6ff}.egp-ex-b{border:1px solid rgba(79
  • 224
  • background:#fff
  • border-radius:20px
  • padding:5px 14px
  • font-weight:700
  • cursor:pointer}.egp-ex-b.on{background:#4f3fe0
  • color:#fff}.egp-ex-p{padding:12px 16px}function egpEx(b
  • k){var w=b.closest(‘.egp-ex’)
  • w.querySelectorAll(‘.egp-ex-b’).forEach(function(x
  • i){x.classList.toggle(‘on’
  • i===k)})
  • w.querySelectorAll(‘.egp-ex-p’).forEach(function(x
  • i){x.hidden=i!==k})}
—margin18pxbordersolid
الدرس الثالث: أجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر) · 6 / 7
الموسوعة الشاملة لمفاهيم ومصطلحات وقوانين أجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر) (كتب الوزارة + الامتحان + المعاصر + الوسام)

الموسوعة الشاملة لمفاهيم ومصطلحات وقوانين أجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر) (كتب الوزارة + الامتحان + المعاصر + الوسام)

  • 📖

📌 قاموس المصطلحات والمفاهيم العلمية الكاملة:

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
الجلفانومتر الحساس ذو الملف المتحرك
  • جهاز يستدل به على مرور التيارات المستمرة الضعيفة جداً وتحديد اتجاهها وقياس شدتها
  • معتمداً على عزم الازدواج المغناطيسي
جهازيستدلمرورالتيارات
قطبان مغناطيسيان مقعران
  • قطبان لمغناطيس دائم قوي يجعلان خطوط الفيض المغناطيسي في الحيز الذي يدور فيه الملف على هيئة أنصاف أقطار
  • فيكون مستوى الملف دائماً موازياً لخطوط الفيض (θ = 90° دائماً وعزم الازدواج نهاية عظمى ثابتة τ = BIAN)
لمغناطيسدائميجعلانخطوط
قلب أسطواني من الحديد المطاوعقلب حديدي مصمت غير مقسم يوضع داخل الملف لتركيز وتكثيف خطوط الفيض المغناطيسي نظراً لكبر معامل نفاذيته المغناطيسيةحديديمصمتمقسميوضع
زوج الملفات الزنبركية (Spiral Springs)
  • ملفان لولبيان رقيقان يعملان كـ: (1) موصلين لدخول وخروج التيار للملف
  • (2) توليد عزم لي مضاد يتزن مع عزم الازدواج المغناطيسي لإيقاف المؤشر عند قراءة محددة
  • (3) إعادة المؤشر إلى صفر التدريج عند قطع التيار
ملفانلولبيانرقيقانيعملان
حوامل من العقيق (Agate Bearings)يرتكز عليها محور دوران الملف لتقليل قوى الاحتكاك وضمان سهولة وسرعة حركة الملفيرتكزعليهامحوردوران
حساسية الجلفانومتر (Sensitivity – S)
  • زاوية انحراف مؤشر الجلفانومتر عن صفر التدريج عند مرور تيار شدته الوحدة في ملفه: S = θ / I
  • وتقاس بوحدة (درجة/مايكروأمبير °/μA). تدريجه منتظم لأن θ ∝ I
زاويةانحرافمؤشرالتدريج
مجزئ التيار (Shunt Resistor – R_s)
  • مقاومة صغيرة جداً توصل على التوازي مع ملف الجلفانومتر لتحويله إلى أميتر تيار مستمر
  • لتقليل مقاومة الجهاز الكلية
  • وزيادة مدى القياس
  • وحماية ملف الجلفانومتر من التلف
مقاومةصغيرةتوصلالتوازي
مضاعف الجهد (Multiplier Resistor – R_m)
  • مقاومة كبيرة جداً توصل على التوالي مع ملف الجلفانومتر لتحويله إلى فولتميتر
  • لزيادة مقاومة الجهاز الكلية حتى لا يسحب تياراً مؤثراً من الدائرة
  • وزيادة مدى قياس فرق الجهد
مقاومةكبيرةتوصلالتوالي
الأوميتر (Ohmmeter)
  • جهاز يستخدم لقياس قيمة مقاومة كهربية مجهولة (R_x) بطريقة مباشرة
  • معتمداً على قانون أوم للدائرة المغلقة
جهازيستخدملقياسقيمة
تدريج الأوميتر غير منتظم ومعكوس
  • معكوس لأن صفر المقاومة يقابل أقصى تيار I_g
  • وصفر التيار يقابل مقاومة لانهائية ∞. وغير منتظم لأن شدة التيار تتناسب عكسياً مع المقاومة الكلية للجهاز والمجهولة معاً (I ∝ 1 / (R_total + R_x)) وليس المقاومة المجهولة وحدها
المقاومةيقابلأقصىتيار

⚖️ القوانين والعلاقات الرياضية والفيزيائية الحاكمة:

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
حساسية الجلفانومترS = θ / I (°/μA)
مجزئ التيار للأميترR_s = (I_g × R_g) / (I – I_g)
مقاومة الأميتر الكليةR_A = (R_g × R_s) / (R_g + R_s)
مضاعف الجهد للفولتميترR_m = (V – V_g) / I_g = (V – I_g R_g) / I_g
مقاومة الفولتميتر الكليةR_V = R_g + R_m
المقاومة الكلية لدائرة الأوميترR_total = R_g + R_c + R_v + r = V_B / I_gtotal
عند توصيل مقاومة مجهولة R_xI = V_B / (R_total + R_x) | R_x = ( (I_g / I) – 1 ) × R_totaltotal

🔍 التعليلات العلمية الدقيقة (“علل”) وتريكات الامتحانات:

وجه المقارنةالفكرة الأساسيةكلمات مفتاحية
علل: تدريج الجلفانومتر منتظم بينما تدريج الأوميتر غير منتظم؟تدريج الجلفانومتر منتظم لأن زاوية الانحراف تتناسب طردياً مع شدة التيار المار في ملفه فقط (θ ∝ I) لثبات عزم الازدواج المغناطيسي بفضل القطبين المقعرين. بينما تدريج الأوميتر غير منتظم لأن شدة التيار تتناسب عكسياً مع المقاومة الكلية للدائرة (R_total + R_x) وليس المقاومة المجهولة وحدهازاويةالانحرافتتناسبطرديا
علل: قطبا المغناطيس في الجلفانومتر مقعران؟
  • لتكون خطوط الفيض المغناطيسي على هيئة أنصاف أقطار في الحيز الذي يدور فيه الملف
  • فيظل مستوى الملف دائماً موازياً لخطوط الفيض
  • وتكون كثافة الفيض ثابتة وعزم الازدواج قيمة عظمى دائماً
لتكونخطوطالفيضالمغناطيسي
علل: توصل مقاومة مضاعف الجهد على التوالي وقيمتها كبيرة جداً؟
  • لجعل المقاومة الكلية للفولتميتر كبيرة جداً
  • فلا يمر به تيار محسوس من الدائرة عند توصيله بين نقطتين على التوازي
  • فلا يتغير فرق الجهد المراد قياسه
لجعلالمقاومةالكليةللفولتميتر
علل: يثبت صفر تدريج الأوميتر عند أقصى انحراف لمؤشر الجلفانومتر؟لأن انعدام المقاومة المجهولة (R_x = 0 عند تلامس طرفي التوصيل) يجعل تيار الدائرة عند أقصى قيمة ممكنة I_g وفق قانون أوم للدائرة المغلقةانعدامالمقاومةالمجهولةتلامس
الدرس الثالث: أجهزة القياس التناظرية (الجلفانومتر، الأميتر، الفولتميتر، والأوميتر) · 7 / 7