هناك الكثير من الأدوات والأجهزة الإلكترونية المتوفرة هذه الأيام ، وهي مصممة لمجموعة واسعة من الأغراض. العامل المشترك هو أنها تعمل بالكهرباء. يأتي الأخير في شكلين: التيار المباشر (DC) والتيار المتردد (AC). تعد القدرة على قياس هذه التيارات أمرًا محوريًا لتحديد المشكلات في الدائرة الإلكترونية أو الجهاز. سنوضح لك كيفية قياس التيار باستخدام مقياس رقمي متعدد.
فهم الحالي بعبارات بسيطة
من السهل فهم التيار الكهربائي بمساعدة تشبيه نظام تدفق المياه داخل المبنى ، حيث يتم ضخ المياه من الأرض إلى الخزان العلوي ، ويتدفق الماء مرة أخرى إلى الأرض من خلال أنابيب. النظام الكهربائي مشابه تمامًا: يتم نقل الإلكترونات عبر الدائرة بدلاً من الماء. يمكن أيضًا تصور المكونات الأخرى للنظام الكهربائي باستخدام نفس النموذج.
أوجه التشابه بين كلا النظامين
يشبه الطرف الموجب لمصدر الطاقة (على سبيل المثال ، البطارية) مستوى الخزان العلوي والطرف السالب إلى مستوى الأرض. هذا الاختلاف في الجهد بين كلا المطرافين يسمى الجهد ويقاس بالفولت ، ويختصر بـ "V".
كلما ارتفع الخزان ، زاد ضغط الماء. وبالمثل ، كلما زاد فرق الجهد بين أطراف البطارية ، زاد الضغط الكهربائي (الجهد). هذا هو الجهد الذي يدفع التيار عبر الدائرة. كلما زاد الجهد ، زاد التيار في الدائرة. يقاس التيار بالأمبير ، ويختصر بـ "أ".
يتم قياس الجهد عبر أطراف مصدر الطاقة (تمامًا مثل قياس ارتفاع الخزان العلوي). يقاس التيار داخل الدائرة (على غرار قياس الماء بمقياس التدفق). يتم قياس التيار باستخدام مقياس التيار الكهربائي ، والذي يتم تضمينه في مقياس متعدد.
ميزات القياس الحالية للمقياس المتعدد
يحتوي المقياس الرقمي المتعدد على شاشة LCD ومحدد دوار ومنافذ لتوصيل أسلاك المجس. عادة ما يتم تشغيله بواسطة بطارية 9V. يجب توصيل مجسين بالمنافذ ذات الصلة اعتمادًا على نوع القياس. المسبار الأسود متصل بـ COM (اختصار لـ "عام") ، متصل بالأرض. بالنسبة للمسبار الأحمر ، يتم استخدام منفذ mA للتيارات المنخفضة ؛ للتيارات العالية ، يتم استخدام منفذ 10A.
بالنسبة إلى 10A ، يُظهر التحذير الموجود على جهاز القياس المتعدد "UnFUSED 10A MAX لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى" (قد يختلف التحذير الخاص بك). هذا يعني أن جهاز القياس المتعدد يمكنه تحمل التدفق المستمر بمقدار 10 أمبير لمدة أقصاها 10 ثوانٍ قبل أن تصبح الأسلاك بالداخل ساخنة بدرجة كافية ومن المحتمل أن تذوب.
قياس السحب الحالي للمكونات الإلكترونية للتيار المستمر
تم إعداد لوحة اختبار مع حزمة بطارية ، ومصابيح LED ، وجرس ، ومحرك منخفض السرعة ومحرك عالي السرعة. باستخدام المفاتيح ، سيتم تشغيل كل منها بدوره لقياس التيار.
هذا هو مخطط الدائرة للوحة الاختبار. يمكن قياس التيار عن طريق توصيل المتر المتعدد في سلسلة في أي جزء من الدائرة.
للراحة ، يتم توصيل المجسات بالقرب من البطارية. سيساعد هذا في قياس التيار عند تشغيل أي من المفاتيح أو جميعها. يتصل المسبار الأسود بالطرف السالب للبطارية والمسبار الأحمر متصل بالسلك الآخر لتشكيل دائرة متسلسلة.
قبل الشروع في قياس التيار بمقياس متعدد ، من الحكمة أن يكون لديك تقدير تقريبي للتيار الذي سيتم قياسه. هذا مطلوب لأن المجس الأحمر يحتاج إلى التوصيل بالمنفذ الصحيح للمقياس المتعدد.
لتقدير ، ابحث عن مواصفات المكون. على سبيل المثال ، إذا كان محرك 5V DC له معدل طاقة 0.5W:
- التيار = الطاقة / الجهد
- التيار = 0.5 / 5
- التيار = 0.1A = 100mA
الآن بعد أن أصبحت لديك قيمة تقريبية للتيار ، قم بتوصيل الزمام بمنفذ mA العادي واضبط المفتاح الدوار للمقياس المتعدد على 200mA.
من الناحية العملية ، من الأسرع البدء بقيمة أعلى على القرص الدوار متعدد المقاييس والانتقال إلى قيم أقل من أجل الدقة. إذا لم يكن لديك حق الوصول إلى مواصفات المكون الإلكتروني ، فهذا ما يجب عليك فعله.
من المعروف أن مصابيح LED تستهلك طاقة منخفضة ، لذلك تم ضبط جهاز القياس المتعدد لقياس التيار بالمللي أمبير (مللي أمبير). عند القياس ، يظهر أن المصابيح الساطعة تستهلك 7.43 مللي أمبير فقط.
وبالمثل ، فإن الصافرات لا تستهلك الكثير من الطاقة. بل هو أكثر اقتصادا عند 2.04mA.
يظهر قياس تيار المحرك منخفض السرعة 0.37 أمبير (370 مللي أمبير). لاحظ أنه تم تغيير المنفذ متعدد المقاييس والقرص الدوار إلى 10A.
المحرك عالي السرعة ، كما هو متوقع ، يستهلك أكثر من 0.53 أمبير (530 مللي أمبير).
قياس تيار التيار المتردد
على عكس التيار المباشر ، لا يجد التيار المتردد (AC) العديد من التطبيقات في الإلكترونيات منخفضة الجهد. هذا هو السبب في أن العديد من أجهزة القياس المتعددة لا تحتوي على مقياس التيار المتردد. لكن بالنسبة لأولئك الذين يفعلون ذلك ، فإن قياس التيار المتردد هي عملية مماثلة للتيار المستمر ؛ على الرغم من ذلك ، يجب ضبط القرص الدوار على التيار المتردد.
قياس التيار في أجهزة التكييف
الفائدة الأساسية للتيار المتردد هي الحد الأدنى من فقدان الطاقة أثناء النقل عبر مسافات طويلة. يتم تقليل جهد التيار المتردد باستخدام المحولات وتغذيته للأجهزة. تقوم الأجهزة الصغيرة بتحويل التيار إلى التيار المستمر واستخدامه (تشمل الأمثلة شواحن الهاتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة). تستخدم الأجهزة الأكبر حجمًا التيار المتردد مباشرة (تشمل الأمثلة سخانات المياه والمحركات).
الجهد الذي يتم تغذيته لهذه الأجهزة يتراوح بين 120V و 230V حسب المعايير المعتمدة من قبل الدول المختلفة. من المهم ملاحظة أن هذه الفولتية عالية بما يكفي لإحداث إصابة أو حتى تعريض حياة الإنسان للخطر إذا تم التعامل معها دون احتياطات مناسبة. نظرًا لأنه يتم قياس التيار داخل دائرة ، فمن المستحسن بشدة عدم استخدام مقياس متعدد عند قياس تيار التيار المتردد عالي الجهد.
ما يمكنك فعله هو استخدام ملف مقياس التيار الكهربائي الشابك لقياس تيارات التيار المتردد. يستخدم جهاز القياس المجال الكهرومغناطيسي للتيار المتناوب لقياس التيار ، ولا يحتاج إلى ملامسة السلك ، لذا فهو آمن. يجب وضع المشبك حول السلك وسيتم عرض القراءة ؛ يمكنه قياس التيارات العالية مثل 1000 أمبير.
ومع ذلك ، هناك مشكلة واحدة في عدادات المشبك. يجب وضع المشبك حول سلك واحد فقط للحصول على قراءة. لكن ، عادةً ما تكون أسلاك الطاقة للأجهزة عبارة عن مجموعة من ثلاثة أسلاك (حية ، ومحايدة ، وترابية). لذا ، أ مقياس التيار الكهربائي لمقبس الحائط سيكون مثالياً لقياس تيارات الأجهزة.
قياس ومراقبة التيار بأجهزة 5 فولت
يتم تشغيل العديد من الأدوات الحديثة بواسطة محولات USB وبنوك طاقة بجهد 5 فولت. من المفيد قياس التيار لفهم العناصر الحيوية ، على سبيل المثال عدم زيادة شحن البطاريات أثناء الشحن. يمكن القيام بذلك باستخدام مقياس متعدد منتظم: يمكنك استخدام كبل تمديد USB ، وإزالة الغلاف ، وقطع السلك الموجب ، ثم توصيل أطرافه بمجسات المتر المتعدد وقياس التيار. ومع ذلك ، هذا حل مرهق.
الأسهل هو استخدام ملف USB متعدد تم تصميمه خصيصًا لقياس المعلمتين المهمتين ، الجهد والتيار. فقط قم بتوصيله في الخط وسيتم عرض القراءات بشكل متقطع.
العداد بسيط ، ولكنه مرة أخرى أداة مفيدة للغاية. لنفترض أنك اشتريت iPhone Pro Max 14 جديدًا بدون شاحن Apple الرسمي. تشتري شاحنًا تابعًا لجهة خارجية بشكل منفصل ، وتحافظ على ثقتك في الملصقات ، وتقوم بتوصيله. ما سيحدث بعد ذلك يعتمد على مدى حظك. تتراوح النتائج المحتملة بين صوت تنبيه و kaboom.
الخيار الأكثر حكمة هو التحقق من المحول قبل توصيله بهاتفك باهظ الثمن. إذا كانت هناك مشكلة ، فإن أسوأ ما يمكن أن يحدث هو أن عداد USB غير المكلف سينفجر بدلاً من هاتفك الذي يزيد عن 1000 دولار.
يمكنك أيضًا استخدام عداد USB لفحص منافذ الكمبيوتر والتأكد من أن الجهد الكهربي صحيح ومن توصيل التيار الكهربي الكافي لتشغيل الأجهزة الطرفية مثل محرك الأقراص الثابتة USB.
يمكن استخدام مقياس USB للمراقبة المستمرة أيضًا. يجب فحص الهواتف التي لا تحتوي على مؤشرات شحن LED عن طريق تشغيل الشاشة لمعرفة ما إذا كان الشحن قد اكتمل. يُظهر مقياس التيار USB التيار المستمر المتدفق عبر الدائرة. تعني القراءة الحالية المرتفعة أن الهاتف لا يزال يشحن ؛ انخفاض واحد يعني اكتمال الشحن.
تعمل أجهزة الكمبيوتر أحادية اللوحة مثل Raspberry Pi أيضًا بواسطة 5V USB. يتأثر أداء Pi بشكل مباشر بجودة مصدر الطاقة. قد تلاحظ ضوءًا أحمر وامضًا على لوحة Pi ، مما يشير إلى عدم كفاية مصدر الطاقة. باستخدام مقياس USB المتعدد ، يمكنك مراقبة الجهد والتيار المتجهين إلى Pi ، وتصحيح مصدر الطاقة ، واستخراج أفضل أداء.
فهم وقياس التيار سهل
أنت تعرف الآن كيفية قياس التيار باستخدام مقياس رقمي متعدد ، وأيضًا مقياس ملقط أو مقياس USB متعدد. إلى جانب قياس التيار ، يمكن استخدام مقياس متعدد لقياس الجهد والمقاومة والعديد من المعلمات الكهربائية الأخرى. تعلم استخدام واحد هو المدخل لفهم عالم الإلكترونيات.
