أجهزة فحص الكهرباء هي أجهزة كهربية تعتمد ببساطة على قانون حساب المقاومة لحساب عدد من القيم الكهربية المطلوبة، وينص قانون حساب المقاومة على أن فرق الجهد في التيار الكهربي يساوي حاصل ضرب شدة التيار في المقاومة، من خلال هذه المعادلة البسيطة يمكن تصميم عدد من الأجهزة التي من شأنها حساب القيمة المطلوبة من خلال تثبيت القيم الأخرى فيصبح حينها المتغير الوحيد هو المتغير المطلوب قياسه عبر الجهاز، وتعد أجهزة فحص الكهرباء ضرورية في حالات تصميم الشبكة الداخلية أو أثناء فحص الأجهزة والمعدات العاملة بالكهرباء والتي تستند في أساس عملها على مجموعات متداخلة من الدوائر الكهربية.
توجد أنواع عدة ومختلفة من أجهزة فحص التيار الكهربائي حسب الاستخدام ونوع الفحص القائم بتنفيذه على الدائرة الكهربية، فعلى سبيل المثال، جهاز الفولتميتر يستخدم في قياس الجهد في الأنظمة الكهربائية والإلكترونية، بينما يستخدم جهاز الأميتر في قياس وحدة التيار الكهربائي لتحديد الأحمال الكهربائية وتقييم أداء الأجهزة، جهاز الأوميتر يستخدم في فحص المقاومة والتأكد من سلامة التوصيلات الكهربائية والكابلات الكهربائية وعدم وجود دوائر قصيرة، ويستخدم جهاز الملتيميتر في فحص الدوائر الكهربائية والإلكترونية وفحص الكهرباء.
يعمل جهاز الميجر على فحص العزل الكهربائي وأسلاك كهرباء من أجل ضمان عدم وجود تسربات وتيار كهربائي غير مرغوب بينما يستخدم جهاز التيستر الكهربائي في فحص الدوائر الكهربائية بسرعة للتحقق من وجود الجهد.
اقرأ أيضًا: ما هو جهاز فحص التيار الكهربائي؟
الجهد الكهربائي أو فرق الجهد الكهربائي أو القوة الدافعة الكهربائية ووحدته V، هو كمية الطاقة الدافعة الإلكترونات من القطب السالب إلى القطب الموجب، وحدة قياس الجهد هي الفولت، ويعد التعريف العلمي لها هو، مقدار الشغل أو الجهد المبذول لنقل شحنة كهربائية مقدارها 1 كولوم بين طرفي السلك، ويمكن تعريفه كذلك بأنه فرق الجهد بين نقطتين عند مرور تيار شدته 1 أمبير مسبب قدرة كهربائية مقدارها 1 واط.
مقياس الجهد الكهربائي وهو جهاز يستخدم لقياس الجهد الكهربائي، ويتكون عادة من جلفانومتر ذو ملف متحرك موصل على التوالي بمقاومة كبيرة، وبما أن مقاومة الجهاز ثابتة فإن التيار الكهربائي المار في الجهاز يتناسب بشكل طردي مع الجهد عند النقطتين اللتين يوصل بهما.
يوجد عدة أنواع من أجهزة الفولتميتر منها التناظرية والرقمية، تصنع أجهزة قياس الفولتميتر بمجموعة واسعة من الأنماط، بعضها يعمل بالطاقة المنفصلة (مثل البطارية)، والبعض الآخر يعمل بالطاقة من مصدر الجهد المقاس نفسه.
تقوم أجهزة قياس الفولتميتر التناظرية بتحريك المؤشر عبر مقياس بياني يتناسب مع الجهد المقاس، ويمكن تصنيعها من الجلفانومتر و عدة وحدات من المقاومة المتسلسلة، يمكن للعدادات التي تستخدم المضخمات amplifiers قياس الفولتية الصغيرة من ميكروفولت أو أقل، توفر أجهزة قياس الفولتميتر الرقمية عرضا رقميا للجهد باستخدام محول تناظري إلى رقمي.
يمكن استخدام الجلفانومتر ذو الملف المتحرك كمقياس فولت عن طريق إدخال مقاومة على التوالي مع الجهاز، يحتوي الجلفانومتر على ملف من سلك رفيع معلق في مجال مغناطيسي قوي، عند تطبيق تيار كهربائي، فإن تفاعل المجال المغناطيسي للملف والمغناطيس الثابت يخلق عزم دوران، يميل إلى جعل الملف يدور.
يتناسب عزم الدوران مع التيار عبر الملف، يدور الملف، ويضغط على زنبرك يعارض الدوران، وبالتالي فإن انحراف الملف يتناسب مع التيار، والذي يتناسب بدوره مع الجهد المطبق، والذي يشار إليه بمؤشر على مقياس.
يقيس الفولتميتر الرقمي جهد دخل غير معروف عن طريق تحويل الجهد إلى قيمة رقمية ثم يعرض الجهد في شكل رقمي، عادة ما يتم تصميم الفولتميتر الرقمي حول نوع خاص من المحولات التناظرية إلى الرقمية تسمى المحولات المتكاملة .
تتأثر دقة قياس أجهزة DVM بالعديد من العوامل، بما في ذلك درجة الحرارة، ومقاومة الإدخال، واختلافات جهد مصدر طاقة أجهزة الفولتميتر الرقمي.
غالبا ما يكون لدى أجهزة DVMs الأقل تكلفة مقاومة إدخال في حدود 10 MΩ، يمكن أن تحتوي أجهزة الفولتميتر الرقمي الدقيقة على مقاومة إدخال تبلغ 1 GΩ أو أعلى لنطاقات الجهد المنخفضة (على سبيل المثال أقل من 20 فولت).
تستخدم أجهزة قياس الفولتميتر المتردد البسيطة مقاومة متصلة، بدائرة قياس تيار مستمر، والتي تستجيب للقيمة المتوسطة لشكل الموجة، تحتاج أجهزة الفولتميتر الرقمية إلى معايرة دورية لضمان الحصول على نتائج قراءات مضمونة منها بشكل مستمر.
الأمبيرمتر،اختصارا لمقياس الأمبير، هو جهاز يستخدم لقياس شدة التيار في الدائرة، تُقاس التيارات الكهربائية بالأمبير (A)، ومن هنا جاء الاسم، للقياس المباشر، يتم توصيل الأمبيرمتر على التوالي بالدائرة التي سيتم قياس التيار فيها، عادة ما يكون الأمبيرمتر مقاومة منخفضة بحيث لا يتسبب في انخفاض كبير في الجهد في الدائرة التي يتم قياسها.
توجد أنواع مختلفة من الأميتر، بعض الأجهزة عبارة عن أجهزة قياس لوحية، وهي مصممة ليتم تركيبها على نوع ما من لوحة التحكم، وهي أجهزة “تُستخدم في المصانع لمراقبة الآلات أو خطوط الإنتاج وغالبا ما تكون قديمة ومزودة بأزرار ضغط وأدوات تناظرية”، ويطلق على الأميتر المسخدم حينها اسم جهاز قياس الحافة.
يستخدم مقياس التيار الكهربائي الديناميكي مغناطيس كهربائي بدلا من المغناطيس الدائم، يمكن لهذا الجهاز الاستجابة لكل من التيار المتردد والمستمر، ويشير أيضا إلى قيمة RMS الحقيقي للتيار المتردد، وهو تعبير يستخدم “لقياس التيار المتردد حيث يتم تحويل الإشارة غالبا إلى تيار مستمر بقيمة مكافئة، وهي الجذر التربيعي المتوسط (RMS)”.
تقوم الأجهزة البسيطة ومحولات الإشارة بإجراء هذا التحويل عن طريق تصفية الإشارة إلى قيمة مصححة متوسطة وتطبيق عامل تصحيح، تكون قيمة عامل التصحيح المطبق صحيحة فقط إذا كانت إشارة الإدخال جيبية sinusoidal”.
اقرأ أيضًا: أساليب فحص الأسلاك الكهربائية باستخدام جهاز كشف التماسات بالرياض | 0537751182
الأمبير الرقمي، ويعمل بنفس الطريقة التي يعمل بها الأميتر التناظري، تستخدم تصميمات الأمبيرمتر الرقمي مقاومة تحويلية لإنتاج جهد معايرة متناسب مع التيار المتدفق، ثم يتم قياس هذا الجهد بواسطة فولتمتر رقمي، من خلال استخدام محول تناظري إلى رقمي (ADC)، يتم معايرة الشاشة الرقمية لعرض التيار عبر التحويلة.
غالبا ما يتم معايرة مثل هذه الأجهزة للإشارة إلى قيمة RMS لموجة جيبية فقط، ولكن العديد من التصميمات ستشير إلى قيمة RMS حقيقية ضمن حدود عامل قمة الموجة.
البيكو أمبير هو جهاز يستخدم لقياس شدة التيار الكهربائي المنخفض للغاية، وذلك عندما يكون التيار الذي يتم قياسه أقل من حدود حساسية الأجهزة الأخرى، مثل أجهزة القياس المتعددة.
جهاز ohmeter هو جهاز كهربائي يقيس المقاومة الكهربائية والتي يمكن تعريفها بمقياس المعاوقة لتدفق التيار الكهربائي ويرمز لوحدتها برمز الأوم(Ω)، يطبق الأوممتر التيار على الدائرة أو المكون المراد قياس مقاومته، ثم يقيس الجهد الناتج ويحسب المقاومة باستخدام قانون V=IR.
تقوم أجهزة قياس المقاومة الدقيقة (الميكرو أوم متر أو ميكرو أوممتر) بإجراء قياسات للمقاومة المنخفضة، تقوم أجهزة قياس المقاومة الميجا أوممتر (جهاز مسجل باسم ميجر) بقياس قيم المقاومة الكبيرة.
يعد مقياس الواتميتر أداة لقياس القدرة الكهربية النشطة أو متوسط معدل تدفق الطاقة الكهربية لأي دائرة معينة، تقيس أجهزة قياس الطاقة الرقمية الحديثة الجهد والتيار آلاف المرات في الثانية، لكل عينة باستخدام المتوسط يتم تحديد القدرة الحقيقة.
القدرة الكهربائية هي معدل نقل الطاقة الكهربائية داخل الدائرة، ووحدتها في النظام الدولي للوحدات هي الواط ، وهي الوحدة العامة للقدرة، والتي تعرف بأنها جول واحد في الثانية، وتُطبق البادئات القياسية على الوحدة القياسية الواط بحيث تسمى كيلووات و ميجاوات و جيجاوات على التوالي كما هو الحال في تتابع أرقام العد من الآلاف للملايين للمليارات.
اقرأ أيضًا: شركة متخصصة في الكهرباء بجدة
المقياس المتعدد المعروف أيضا باسم فولت-أوم-ملي أمبير، أو VOM هو أداة قياس يمكنها قياس قيم كهربائية متعددة مثل قياس الجهد والمقاومة والتيار وفي هذه الحالة يمكن استخدامه فولتميتر وأوممتر وأمبيرمتر، يتميز بعض الأجهزة المتعددة بقياس خصائص إضافية مثل درجة الحرارة والسعة.
تستخدم أجهزة القياس المتعددة التناظرية مقياس دقيق بمؤشر متحرك لعرض القراءات، تحتوي أجهزة القياس المتعددة الرقمية على شاشات رقمية وهي أكثر دقة من أجهزة القياس المتعددة التناظرية.
تختلف أجهزة القياس المتعددة من حيث الحجم والميزات والسعر، ويتم استخدام أجهزة القياس المتعددة في عمليات التشخيص للتحقق من التشغيل الصحيح للدائرة أو اختبار المكونات الداخلية لدائرة التشغيل.
يمكن أن يستخدم جهاز القياس المتعدد العديد من مجسات الاختبار المختلفة للاتصال بالدائرة أو الجهاز قيد الاختبار، تعد مشابك التمساح ومشابك الخطاف القابلة للسحب والمجسات المدببة أكثر الأنواع الثلاثة شيوعا.
تعد مجسات مشبك الخطاف مناسبة لنقاط الاختبار المتقاربة، مثل أجهزة التركيب السطحي، يتم توصيل الموصلات بأسلاك مرنة ومعزولة جيدا ومنتهية بموصلات مناسبة للجهاز، يتم توصيل المجسات بالعدادات المحمولة عادة عن طريق مقبس.
جهاز current clamp والمعروف باسم مسبار التيار، هو أحد أجهزة فحص الكهرباء وهو عبارة عن جهاز كهربائي به فكين يفتحان للسماح بالتثبيت حول موصل كهربائي، يسمح هذا بقياس التيار في الموصل دون الحاجة إلى إجراء اتصال مادي معه، أو فصله لإدخاله من خلال المسبار.
تُستخدم هذه الأجهزة عادةً لقراءة مقدار التيار المتردد (AC)، وباستخدام أجهزة قياس إضافية، يمكن قياس الطول والشكل الموجي، يمكن لبعض مقاييس التيار قياس تيارات تبلغ شدتها 1000 أمبير أو أكثر، يمكن أيضا لأنواع محددة من هذه الأجهزة مثل مشابك تأثير هول، والمشابك ذات الريش، قياس التيار المستمر (DC).
في النوع ذي الريشة الحديدية، يؤثر التدفق المغناطيسي في القلب بشكل مباشر على ريشة حديدية متحركة، ما يسمح بقياس كل من التيار المتردد والتيار المستمر، ويعطي قيمة جذر متوسط مربع حقيقية لأشكال الموجة غير الجيبية للتيار المتردد، ونظرا لحجمه المادي، فإنه يقتصر عموما على ترددات نقل الطاقة حتى حوالي 100 هرتز،عادة ما يتم تثبيت الريشة مباشرة على آلية العرض الخاصة بمقياس التيار التناظري (مؤشر متحرك).
اقرأ أيضًا: مشاكل الكهرباء في البيت
تعتبر الأجهزة من نوع “تأثير هول” أكثر حساسية وهي قادرة على قياس كل من التيار المستمر والتيار المتردد، حتى نطاق الكيلو هرتز (آلاف الهيرتز)، غالبا ما يتم استخدام هذا النوع مع أجهزة قياس الذبذبات oscilloscopes، ومع أجهزة القياس المتعددة الرقمية المحوسبة عالية الجودة، ومع ذلك، فقد أصبح من الشائع استخدامها للاستخدام العام.
تعد أجهزة فحص الكهرباء ضرورية لضمان مستوى أمان وسلامة الشبكة الكهربائية وهو ما يضمن للمستخدم عدم التعرض لأضرار جانبية من استخدام الشبكة نتيجة حدوث قصور فيها.
