تعريف الفولتميتر

الفولتميتر (بالإنجليزية: Voltmeter)، أو مقياس الجهد، وهو أداة تقيس فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة الإلكترونية أو الكهربائية؛ دوائر التيار المتردد (AC) أو دوائر التيار المباشر (DC)، ويكون رمز الفولتمير في الدائرة الكهربائية متمثلًا بالحرف V موضوع داخل دائرة.[١]


مبدأ عمل الفولتميتر

يقيس الفولتميتر فرق الجهد عادةً بالفولت أو الميلي فولت (0.001 فولت) أو الكيلو فولت (1000 فولت)، ويتم ذلك عن طريق يتم توصيله بالتوازي مع العنصر الكهربائي في الدائرة الكهربائية، وذلك لأن فرق الجهد للعناصر الكهربائية المتوازية متساوي، وأيضًا يحتوي الفولتميتر على مقاومة داخلية عالية جدًا، تمنع هذه المقاومة تدفق التيار من خلاله، إذ سيتدفق التيار كاملًا عبر العنصر الكهربائي المراد حساب فرق الجهد له، الأمر الذي يسمح للجهاز بأخذ القراءات الصحيحة للجهد.[٢][٣]


أنواع الفولتميتر

تتعد أنواع الفولتمير بحسب الاستخدامات، ولكن معظمها في هذا الوقت رقمية، حيث تعطي القراءات على شاشة رقمية، ومن أشهر الأنواع الأخرى؛ الفولتميتر التناظري، وهذا النوع من الفولتميتر يعطي قراءات باستخدام مؤشر متحرك يشير إلى قيمة الجهد، ويُفضل استخدام مقاييس الفولتميتر الرقمية؛ لأنها تتمتع عمومًا بدرجة دقة أعلى من الفولتميتر التناظري، فيما يلي شرح بسيط لكل منهما:[١][٢]

  • الفولتميتر التناظري (Analogue or Analog Voltmeter): يستخدم مقياس الفولتميتر التناظري بشكل أساسي لقياس جهد التيار المتردد، حيث تُعرض القراءة بمساعدة مؤشر على مقياس مُدرّج، ويتحرك المؤشر تبعًا لتأثره بالعزم المطبق عليه، حيث يتناسب مقدار العزم بشكل مباشر مع الجهد الذي يتم قياسه.
  • الفولتميتر الرقمي (Digital Voltmeter): يقيس الفولتميتر الرقمي (بالإنجليزية:) (DVM) جهد إدخال غير معروف عن طريق تحويل الجهد إلى قيمة رقمية، يتم تصميمه عادةً باستخدام نوع خاص من المحولات التناظرية إلى الرقمية تسمى المحولات التكاملية (integrating converters).


كيفية استخدام الفولتميتر الرقمي

معظم أجهزة الفولتميتر هي أجهزة رقمية، وهي دقيقة وسهلة الاستخدام، ولاستخدامها بشكل صحيح وآمن، يجب اتباع الخطوات الآتية:[٤]

  1. اضبط الجهاز؛ تأتي معظم أجهزة قياس الجهد مضمنة في جهاز يقيس عدة قيم كهربائية مثل التيار، فإذا كان الجهاز يحتوي على مقبض يمكن تغييره لعدة إعدادات، فاضبطه على أحد الإعدادات التالية:
  2. لاختبار جهد دائرة التيار المتردد (AC Voltage)، اضبط المقبض على V ~ أو ACV أو VAC. (جهد الدوائر المنزلية هو دائمًا متناوب (AC)).
  3. لاختبار جهد دائرة تيار مستمر (DC Voltage)، اختر V- أو V --- أو DCV أو VDC. (عادةً ما تكون البطاريات والأجهزة الإلكترونية المحمولة ذات تيار مباشر (DC)).
  4. اختر نطاقًا أعلى من الحد الأقصى المتوقع للجهد، إذ تحتوي معظم أجهزة قياس الفولتميتر على العديد من الخيارات المحددة للجهد، بحيث يمكن تغيير حساسية جهاز القياس للحصول على قياس جيد وتجنب إتلاف الجهاز، أما إذا كان الجهاز لا يحتوي على خيار النطاق، فهو "تلقائي"، وبخلاف ذلك، اتبع الإرشادات الآتية:
  5. اختر أعدادًا أعلى من الحد الأقصى المتوقع للجهد، وإذا لم تكن لديك فكرة عن الحد الأعلى، فاختر أعلى إعداد في الفولتميتر لتجنب إتلافه.
  6. عادةً ما يكون جهد البطاريات المنزلية 9 فولت أو أقل.
  7. عادةً ما يكون جهد بطاريات السيارات 12.6 فولت تقريبًا عند الشحن الكامل مع إيقاف تشغيل المحرك.
  8. عادة ما تكون المنافذ المنزلية بجهد 240 أو 230 أو 220 فولت في معظم أنحاء العالم، و120 فولت في الولايات المتحدة وبعض البلدان الأخرى.
  9. ترمز mV إلى الميلي فولت (1/1000 فولت)، وتستخدم أحيانًا للإشارة إلى أدنى إعداد.
  10. أدخل أسلاك الاختبار في الفولتميتر، حيث يجب أن يأتي الفولتميتر مع سلك اختبار أسود وآخر أحمر، يحتوي كل منهما على مسبار معدني في أحد طرفيه، ومقبس معدني في الطرف الآخر يتم وضعهما في الفتحات الموجودة في مقياس الفولتميتر، كما يلي:
  11. يتم توصيل المقبس الأسود دائمًا بالفتحة المسماة "COM".
  12. عند قياس الجهد، قم بتوصيل المقبس الأحمر في الفتحة المسمى V، إذا لم يكن هناك حرف V، فاختر الفتحة ذات الرقم الأقل.
  13. أمسك الأسلاك بحذر؛ لا تلمس المجسات المعدنية أثناء توصيلها بدائرة كهربائية، والأفضل ارتداء قفازات معزولة كهربائيًا، والحرص على عدم لمس المجسين المعدنيين بعضهما البعض أبدًا أثناء اتصالهما بالدائرة الكهربائية، وإلا فقد ينتج عن ذلك شرارة شديدة.
  14. وصّل سلك الاختبار الأسود إلى الجزء الأول من الدائرة، حيث سيتم الآن توصيل الفولتميتر بالتوازي من العنصر الكهربئي المراد حساب فرق الجهد له، بمعنى آخر، سيتم وضع المجسين لتكوين الدائرة مغلقة حول العنصر، يمكنك اتباع الإرشادات الآتية لتطبيق هذه الخطوة:
  15. في البطارية، ضع السلك الأسود عند الطرف السالب.
  16. في مقبس الحائط، ضع السلك الأسود في الفتحة المحايدة (neutral)، وهي في الولايات المتحدة الفتحة العمودية الكبيرة، أو الفتحة الرأسية على اليسار.
  17. وصّل سلك الاختبار الأحمر إلى نقطة الأخرى على الدائرة، إذ سيؤدي ذلك إلى إكمال الدائرة المتوازية، وإلى عرض جهاز الفولتميتر قيمة الجهد على الشاشة، يمكنك اتباع الإرشادات الآتية لتطبيق هذه الخطوة:
  18. في البطارية، ضع السلك الأحمر عند الطرف الموجب.
  19. في مقبس الحائط، ضع السلك الأحمر في الفتحة الفاز (Phase)، وهي في الولايات المتحدة، الفتحة الرأسية الأصغر، والتي تكون عادةً على اليمين.
  20. ارفع النطاق إذا حصلت على قراءة عالية أو عند ظهور "OL" أو "overload" أو "1." على الشاشة الرقمية قبل أن يتلف الجهاز، أما إذ ظهرت القراءة كـ "1V"، فلا تقلق فهي قراءة صحيحة.
  21. اضبط الفولتميتر إذا لزم الأمر؛ قد يحتاج الجهاز إلى إعادة ضبط إذا ظهر على الشاشة قيمة 0V أو لا شيء على الإطلاق، وإذا كان ضبط الجهاز صحيحاً، فجرّب ما يلي بالترتيب:
  22. تأكد من توصيل مجسات الاختبار بالدائرة.
  23. إذا كنت تقيس جهد دائرة تيار مستمر، ولم تظهر النتيجة على الجهاز، فابحث عن مقبض صغير يحمل اسم DC + و DC- وانقله إلى الموضع الآخر، وإذا لم يكن الجهاز يحتوي على هذا الخيار، فقم بعكس موضع المجسات السوداء والحمراء.
  24. قلل نطاق الجهد على الجهاز بمقدار إعداد واحد، وكرر العملية إذا لزم الأمر حتى تحصل على قراءة حقيقية.
  25. اقرأ شاشة الفولتميتر؛ سيعرض مقياس الفولتميتر الرقمي الجهد بوضوح على شاشته الإلكترونية.

المراجع

  1. ^ أ ب "Voltmeter"، byjus، اطّلع عليه بتاريخ 29/6/2022. Edited.
  2. ^ أ ب "Working Principle of Voltmeter and Types of Voltmeter"، electrical4u، 28/10/2020، اطّلع عليه بتاريخ 29/6/2022. Edited.
  3. ↑ "Voltmeter", .electronics tutorials, Retrieved 29/6/2022. Edited.
  4. ↑ "How to Use a Voltmeter", wikihow, 23/2/2022, Retrieved 29/6/2022. Edited.