مبدأ عمل الفولتميتر
يعتمد الفولتميتر على مبدأ قياس فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة الكهربائية. يتكون الفولتميتر من ملف متحرك حساس للجهد الكهربائي، ومغناطيس دائم، وجهاز عرض. عندما يُمرر تيار كهربائي عبر الملف، فإنه ينتج مجالًا مغناطيسيًا. يتفاعل هذا المجال المغناطيسي مع المجال المغناطيسي الدائم، مما يتسبب في دوران الملف. يُستخدم جهاز العرض لقياس زاوية دوران الملف، والتي تتناسب مع فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة.
طرق ربط الفولتميتر في الدائرة الكهربائية
هناك طريقتان لربط الفولتميتر في الدائرة الكهربائية: التوازي والتوالي.
التوازي
في ربط الفولتميتر على التوازي، يُوصل الفولتميتر بين نقطتين في الدائرة الكهربائية بحيث يكون متصلًا بالتوازي مع المقاومات الأخرى في الدائرة. في هذه الحالة، يمر نفس التيار عبر الفولتميتر والمقاومات الأخرى. يُستخدم هذا الربط لقياس فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة، دون التأثير على تيار الدائرة.
التوالي
في ربط الفولتميتر على التوالي، يُوصل الفولتميتر بين نقطتين في الدائرة الكهربائية بحيث يكون متصلًا بالتوالي مع المقاومات الأخرى في الدائرة. في هذه الحالة، يمر نفس التيار عبر الفولتميتر والمقاومات الأخرى. يُستخدم هذا الربط لقياس فرق الجهد عبر مكون واحد في الدائرة، دون التأثير على تيار الدائرة.
شرح مفصل
مبدأ عمل الفولتميتر
يعتمد الفولتميتر على مبدأ قياس فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة الكهربائية. يتكون الفولتميتر من ملف متحرك حساس للجهد الكهربائي، ومغناطيس دائم، وجهاز عرض. عندما يُمرر تيار كهربائي عبر الملف، فإنه ينتج مجالًا مغناطيسيًا. يتفاعل هذا المجال المغناطيسي مع المجال المغناطيسي الدائم، مما يتسبب في دوران الملف. يُستخدم جهاز العرض لقياس زاوية دوران الملف، والتي تتناسب مع فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة.
ربط الفولتميتر على التوازي
يُوصل الفولتميتر على التوازي بين نقطتين في الدائرة الكهربائية بحيث يكون متصلًا بالتوازي مع المقاومات الأخرى في الدائرة. في هذه الحالة، يمر نفس التيار عبر الفولتميتر والمقاومات الأخرى. يُستخدم هذا الربط لقياس فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة، دون التأثير على تيار الدائرة.
مثال
لنفترض أن لدينا دائرة كهربائية بها مصدر جهد ومقاومان R1 وR2. نريد قياس فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة، أحدهما عند طرف موصل R1 والآخر عند طرف موصل R2.
للقيام بذلك، سنقوم بتوصيل الفولتميتر على التوازي بين طرفي المقاومين R1 وR2. في هذه الحالة، سيمر نفس التيار عبر الفولتميتر والمقاومات الأخرى.
ربط الفولتميتر على التوالي
يُوصل الفولتميتر على التوالي بين نقطتين في الدائرة الكهربائية بحيث يكون متصلًا بالتوالي مع المقاومات الأخرى في الدائرة. في هذه الحالة، يمر نفس التيار عبر الفولتميتر والمقاومات الأخرى. يُستخدم هذا الربط لقياس فرق الجهد عبر مكون واحد في الدائرة، دون التأثير على تيار الدائرة.
مثال
لنفترض أن لدينا دائرة كهربائية بها مصدر جهد ومقاوم R. نريد قياس فرق الجهد عبر المقاوم R.
للقيام بذلك، سنقوم بتوصيل الفولتميتر على التوالي بين طرفي المقاوم R. في هذه الحالة، سيمر نفس التيار عبر الفولتميتر والمقاوم R.
ملخص
يعتمد الفولتميتر على مبدأ قياس فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة الكهربائية. يُستخدم الفولتميتر على التوازي لقياس فرق الجهد بين نقطتين في الدائرة، دون التأثير على تيار الدائرة. يُستخدم الفولتميتر على التوالي لقياس فرق الجهد عبر مكون واحد في الدائرة، دون التأثير على تيار الدائرة.