تفاوت گالوانومتر و آمپرمتر راهنمای مناسبی در هنگام خرید گالوانومتر و آمپرمتر است. هر دو این ابزار از اصلی ترین ابزار اندازه گیری جریان الکتریکی در مدارهای الکتریکی محسوب می شوند و جزء ابزار دقیق هستند. برای تشخیص میزان جریان الکتریکی عبوری در لوازم الکتریکی از آمپرمتر و یا گالوانومتر استفاده می شود.
اگر تمایل دارید تا از تفاوت گالوانومتر و آمپرمتر مطلع شوید، پس با ما همراه باشید.
آنچه در ادامه می خوانیم:
- جریان چیست
- گالوانومتر چیست
- اجزای گالوانومتر عقربه ای
- ویژگی های گالوانومتر
- مزایای گالوانومتر
- معایب گالوانومتر
- آمپرمتر چیست
- ویژگی های آمپرمتر
- نحوه استفاده از آمپرمتر
- انواع آمپرمتر براساس نحوه ساخت
- فرق گالوانومتر با آمپرسنج
جریان چیست
هنگامی که ذرات باردار در یک رسانا یا یک محیط شروع به حرکت می کنند، جریان الکتریکی ایجاد می شود. جریان الکتریکی را با واحد آمپر و از طریق ابزارهایی مانند آمپرمتر و گالوانومتر اندازه گیری می شود. جریان الکتریکی دو نوع دارد:
- جریان مستقیم (DC): بار الکتریکی در جریان مستقیم در یک جهت عبور می کند. اغلب لوازم الکترونیکی ا زجریان مستقیم استفاده می کنند.
- جریان متناوب (AC): بار الکتریکی به طور متناوب تغییر جهت می دهد.
گالوانومتر چیست
در مقاله تفاوت گالوانومتر و آمپرمتر ابتدا به معرفی گالوانومتر می پردازیم. گالوانومتر ابزاری برای تست و اندازه گیری جریان الکتریکی در لوازم برقی محسوب می شود. در گالوانومتر یک سیم پیچ متحرک وجود دارد که به صورت دائمی بین آهنرباهای دائمی در حال چرخش است و سبب شارش بار الکتریکی می شود. چنانچه گالوانومتر به صورت موازی به مقاومت در مدار متصل شود، مشابه با آمپرمتر عمل می کند و میزان جریان الکتریکی را نمایش می دهد. اما اگر گالوانومتر به صورت سری به مقاومت متصل شود مشابه با ولت متر کار عمل می کند و جهت جریان الکتریکی را نمایش می دهد. گالوانومترهای حساس برای تشخیص فعالیت های الکتریکی قلب و مغز همچنین تشخیص سیگنال کابل های زیردریایی کاربرد دارند.
اجزای گالوانومتر عقربه ای
گالوانومتر عقربه ای از بخش های اصلی زیر تشکیل شده است که به شرح زیر هستند:
سیم پیچ متحرک دایره ای یا مستطیل شکل
از سیم پیچ متحرک دایره ای یا مستطیل شکل، جریان الکتریکی عبور می کند. برای سیم پیچ محور تقارنی فرض کنید که خط عمودی از آن عبور داده می شود. سیم پیچ حول این خط عمود بین قطب های آهنربایی دائمی در حال چرخش است. هسته آهنی در مرکز سیم پیچ تعبیه شده است پس میدان مغناطیسی پر قدرتی ایجاد می شود که سیم پیچ در آن حرکت می کند.
نوار تخت برای نگهداری سیم پیچ
سیم پیچ توسط نگهدارنده که نوار تختی است به صورت معلق قرار می گیرد. این نوار جریان الکتریکی را به طرف سیم پیچ سوق می دهد. سیم پیچ حامل جریان دیگر، به صورت آویزان در پایین قرار گرفته است و اثر گشتاور آن درنظر گرفته نمی شود. سیم پیچ آویزان بالایی از سیمی با جنس طلا یا مس ساخته شده است. این سیم از استحکام بالایی برخوردار نیست بنابراین باید از گالوانومترها با احتیاط استفاده شود.
آیینه برای اندازه گیری انحراف سیم پیچ
آینه به سیم معلق وصل است و از آن همراه با لامپ برای اندازه گیری انحراف سیم پیچ استفاده می شود.
سرپیچشی برای موقعیت سیم پیچ
سرپیچشی برای کنترل موقعیت سیم پیچ و تنظیم صفر کاربرد دارد.
ویژگی های گالوانومتر
- دقت اندازه گیری کوچک
- حساسیت بیشتر نسبت به آمپرمتر
- نمایش میزان و جهت جریان الکتریکی
- نیاز به میدان الکترومغناطیسی
- اندازه گیری جریان مستقیم در مدارهای الکتریکی
- مقاومت متغیر بین 10 تا 100 اهم
- بالا بودن نسبت گشتاور به وزن آن
- وجود خطا بدلیل فرسودگی آهنرباهای دائمی و یا آسیب فنر
مزایای گالوانومتر
- دقت و اطمینان بالا
- حساسیت بالا
- بالا بودن نسبت گشتاور به وزن
- عدم تأثیرپذیری آسان توسط میدان های مغناطیسی
معایب گالوانومتر
- اندازه گیری جریان های مستقیم
- وجود خطا بدلیل فرسودگی آهنرباهای دائمی و یا آسیب فنر
آمپرمتر چیست
برای دانستن تفاوت گالوانومتر و آمپرمتر به معرفی آمپرمتر می پردازیم. آمپرمتر یا آمپرسنج (Ammeter) ابزاری برای اندازه گیری شدت جریان در مدارهای الکتریکی و الکترونیکی است. واحد اندازه گیری جریان، آمپر نام دارد به همین خاطر این وسیله، آمپرمتر نامگذاری شده است. آمپرمترها در دو نوع دیجیتال و عقربه ای وجود دارند.
آمپرمتر دیجیتالی
صفحه نمایشگر این نوع آمپرمترها دیجیتالی است. نحوه کار این نوع آمپرمتر به اینصورت است که ابتدا جریان مورد نظر برای سنجش از داخل یک مقاومت اهمی عبور داده می شود و سپس افت ولتاژ آن توسط دستگاه اندازه گیری، ثبت و نمایش داده می شود. آمپرمترهای دیجیتالی دارای رنج اتوماتیک نیستند بنابراین برای اندازه گیری با این نوع آمپرمتر باید با توجه به کمیت مورد سنجش از طریق کلید سلکتوری که روی آن قرار دارد رنج مناسب را انتخاب نمود.
آمپرمتر عقربه ای
آمپرمتر آنالوگ دارای عقربه است که جریان ولتاژ را توسط عقربه نشان می دهد. میزان انحراف عقربه با الکترون هایی که از این دستگاه عبور می کنند، ارتباط مستقیم دارد. این نوع آمپرمتر نشان می دهد که در هر ثانیه چه مقدار بار الکتریکی از دستگاه عبور می کند.
ویژگی های آمپرمتر
- اندازه گیری مقدار جریان الکتریکی
- عدم وابستگی به میدان مغناطیسی
- اندازه گیری جریان مستقیم و متناوب
- حساسیت کمتر نسبت به گالوانومتر
- صفر بودن مقاومت آمپرمتر ایده آل
- کاربرد به صورت دستی یا الکترونیکی
- قرار گیری در مدار به صورت سری
بیشتر بخوانید: راهنمای خرید ابزار برق کاری
نحوه استفاده از آمپرمتر
برای استفاده از آمپرمتر باید از اتصال صحیح آمپرسنج به مدار اطمینان حاصل کنید و اگر به صورت سری به قسمت مورد نظر از مدار که تمایل به اندازه گیری جریان آن را داریم متصل نشود اتصال کوتاه رخ می دهد. چرا که آمپرمترها مقاومت کمی دارند و اگر به صورت سری متصل شوند در جریان مدار تأثیری ایجاد نمی شود حتی اگر مقاومتی هم داشته باشند با مقاومت مدار جمع می شوند.
چنانچه یک مقاومت به صورت موازی و نادرست وصل شود، جریان زیادی از منبع ولتاژ به آمپرمتر وارد می شود و اتصال کوتاه رخ می دهد که آمپرمتر دچار آسیب می شود و یا ممکن است سیم ها گرم و ذوب شوند که سبب منفجر شدن مدار می شوند.
انواع آمپرمتر براساس نحوه ساخت
نحوه ساخت آمپرمتر ها متفاوت است بنابراین به دسته های مختلفی تقسیم می شوند که به شرح زیر هستند:
آمپرمتر سیم پیچ متحرک (Moving coil)
این نوع آمپرمتر پرکاربردترین نوع آمپرمتر برای اندازه گیری جریان های DC است. آمپرمتر سیم پیچ متحرک حاوی آهنرباهای دائمی است. در این نوع آمپرمتر بخش رسانا بین قطب دائمی آهنربا تعبیه شده است که با انحراف مغناطیسی عمل می کند به اینصورت که با عبور جریان از بخش رسانا، نیروی مکانیکی وارد آن می شود و بدلیل متصل بودن این بخش به سیم پیچ متحرک، عقربه بر روی صفحه به حرکت در می آید. این نوع آمپرمتر تنها جریان مستقیم را اندازه گیری می کند.
آمپرمتر الکترودینامیکی (Electrodynamic)
در این نوع آمپرمتر، آهنربای الکتریکی جایگزین آهنربای دائمی برای حرکت عقربه شده است. آمپرمتر الکترودینامیکی می تواند جریان های AC و DC را اندازه گیری کند و برای جریان های AC مقدار TRMS یا True RMS را نشان دهد.
آمپرمتر آهن متحرک (Moving iron)
در این نوع آمپرمتر یک تکه آهن وجود دارد که با نیروی الکترومغناطیسی حاصل از سیم پیچ عمل می کند. آمپرمتر آهن متحرک برخلاف آمپرمتر سیم پیچ متحرک می تواند هر دو جریان AC و DC را اندازه گیری کند. آهن استفاده شده در این آمپرمتر متشکل از یک پره متحرک متصل به عقربه و یک پره ثابت احاطه شده توسط سیم پیچ است.
آمپرمتر آهنربای متحرک (Moving magnet)
عملکرد آمپرمترهای آهنربای متحرک مشابه با سیم پیچ متحرک است، با این تفاوت که سیم پیچ در درون آمپرمتر قرار می گیرد و یک آهنربای دائمی عقربه را به حرکت در می آورد. این نوع آمپرمتر می تواند جریان های بزرگتر را اندازه گیری کند، زیرا سیم پیچ با سیم ضخیم تری می تواند ساخته شود و نیازی به عبور جریان از فنر نیست. همچنین برخی از این آمپرمترها فاقد فنر هستند و یک آهنربای دائمی نیروی بازگشت عقربه را فراهم می کند.
آمپرمتر سیم داغ (Hot wire)
در این نوع آمپرمتر، جریانی از سیم عبور می کند که سبب انتشار حرارت می شود بنابراین سیم گرم و منبسط می شود. از آمپرمتر سیم داغ برای سنجش جریان های فرکانس رادیویی استفاده می شود. همچنین برای جریان های AC می تواند مقدار RMS را اندازه گیری کند.
آمپرمتر انتگرالی (Integrating)
در آمپرمتر انتگرالی جریان در زمان کارکرد جمع می شود بنابراین جریان و زمان را نمایش می دهد که با انرژی انتقالی توسط جریان تناسب دارد.
فرق گالوانومتر با آمپرسنج
- گالوانومتر جهت و شدت جریان را نشان می دهد درحالیکه آمپرسنج تنها مقدار جریان را نشان می دهد.
- آمپرمتر نسبت به گالوانومتر از دقت بیشتری برخوردار است.
- آمپرمتر جریان متناوب و مستقیم را اندازه گیری می کند درحالیکه گالوانومتر تنها قادر به اندازه گیری جریان مستقیم است.
- از آمپرمتر در مدارهای الکترونیکی برای اندازه گیری جریان استفاده می شود اما از گالوانومتر در پل ها برای اندازه گیری پتانسیل همچنین برای اندازه گیری مقدار و جهت جریان کوچک استفاده می شود.
- گالوانومتر تنها در حضور میدان مغناطیسی کار می کند درحالیکه آمپرمتر به میدان مغناطیسی وابسته نیست.
- گالوانومتر به صورت الکترونیکی است اما آمپرمتر به صورت دستی و الکترونیکی است.
- مقاومت گالوانومتر بین 10 تا 100 اهم است اما مقاومت آمپرمتر ایده آل صفر است.
بیشتر بخوانید: آشنایی با مهم ترین ابزار اندازه گیری
در مقاله تفاوت گالوانومتر و آمپرسنج بطور مفصل به معرفی هریک از این دو ابزار دقیق و بررسی تفاوت آنها با یکدیگر پرداختیم. خوشحال می شویم که نظرات خود را در قسمت دیدگاه این مقاله برای ما به اشتراک بگذارید.
