تشرح هذه المقالة ما هو مقياس الجهد. لذا، سوف تكتشف معنى مقياس الجهد، وكيف يعمل مقياس الجهد، وما هي الأنواع المختلفة لمقاييس الجهد، وأخيرًا فيما يتم استخدام مقاييس الجهد.
ما هو مقياس الجهد؟
مقياس الجهد هو مكون كهربائي يعمل كمقاوم متغير، أي أن مقياس الجهد هو مقاوم يمكن تغيير قيمته (ضمن حدود معينة).
وبالتالي، فإن مقياس الجهد يتصرف مثل مقسم الجهد، لأنه يسبب انخفاض الجهد. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تنظيم فرق الجهد المفقود يدويًا.
باختصار، مقياس الجهد يشبه المقاومة الكهربائية، والفرق الوحيد هو أنه يمكن تنظيم قيمة مقاومة مقياس الجهد، بينما تكون قيمة المقاومة الكهربائية التقليدية ثابتة.
رمز مقياس الجهد هو نفسه رمز المقاومة، ولكن يتم إضافة سهم من خلال الرمز للإشارة إلى التباين المحتمل لقيمته. وبالمثل، يتم التعبير عن قيمة مقاومة مقياس الجهد بالأوم (Ω).
أجزاء من مقياس الجهد
أجزاء مقياس الجهد هي:
- الأطراف الثابتة : يحتوي مقياس الجهد على طرفين ثابتين، عادةً ما يتم توصيل أحدهما فقط بالدائرة الكهربائية.
- محطة متغيرة : محطة تتصل بالدائرة وتسمح لك بتغيير قيمة المقاومة الكهربائية لمقياس الجهد.
- السهم (أو المؤشر) : جزء من مقياس الجهد الذي يعدل قيمة المقاومة الكهربائية. أي أن موضع شريط التمرير سيحدد قيمة المقاومة، وبالتالي كلما زادت مقاومة المادة بين المحطتين المتصلتين، زادت قيمة المقاومة.
- مادة مقاومة : مادة تعمل كمقاومة كهربائية، وبالتالي يصعب مرور التيار الكهربائي من خلالها.
لاحظ أنه سيتم الحصول على القيمة القصوى للمقاومة التي يوفرها مقياس الجهد عندما يكون المؤشر في موضع الطرف الثابت غير المتصل أو، مباشرة، إذا كان المحطتان الثابتتان متصلتين. ومن ناحية أخرى، يتم الحصول على القيمة الدنيا للمقاومة عن طريق وضع المؤشر في موضع الطرف الثابت المتصل بالدائرة، وفي هذه الحالة ستكون المقاومة صفر (0Ω).
كيف يعمل مقياس الجهد
الآن بعد أن رأينا ما هي مقاييس الجهد وما هي أجزائها، دعونا نرى كيفية توصيل مقياس الجهد بحيث يعمل بشكل صحيح.
إن تشغيل مقياس الجهد بسيط للغاية: يتكون مقياس الجهد من شريط من مادة مقاومة ومنزلق، بحيث تكون قيمة المقاومة أعلى أو أقل اعتمادًا على مكان وضع شريط التمرير على شريط المادة المقاومة.
وبالتالي، كلما زادت المقاومة الموجودة بين الطرف الثابت لمقياس الجهد المتصل بالدائرة وموضع شريط التمرير، زادت قيمة المقاومة التي يوفرها الجهاز.
ولذلك، فإن الشيء المهم لضمان عمل مقياس الجهد بشكل صحيح هو التأكد من وضع شريط التمرير في الموضع الصحيح. بهذه الطريقة ستكون قيمة مقاومة مقياس الجهد مناسبة.
بالإضافة إلى ذلك، عليك التأكد من أن مقياس الجهد لديه طرف ثابت وطرف متغير متصل بالدائرة الكهربائية، لأنه إذا لم يكن الطرف المتغير متصلاً بالدائرة، فلا يمكن تغيير قيمة المقاومة. وبالمثل، إذا تم توصيل كلا الطرفين الثابتين لمقياس الجهد بالدائرة، فإن قيمة المقاومة التي يوفرها مقياس الجهد ستكون دائمًا الحد الأقصى.
كما ترون، فإن تشغيل مقياس الجهد يشبه إلى حد كبير عمل المتغير المتغير.
أنواع مقاييس الجهد
يمكن تصنيف الأنواع المختلفة لمقاييس الجهد وفقًا للطريقة التي يتم بها تغيير المقاومة، ومن ناحية أخرى، وفقًا للوظيفة التي تغير قيمة المقاومة.
أنواع مقاييس الجهد حسب نوع التحكم:
- مقياس الجهد الدوار – نوع من مقياس الجهد الذي يتم فيه التحكم في قيمة المقاومة عن طريق تدوير عمود مقياس الجهد. مقاييس الجهد الدوارة هي الأكثر استخدامًا لأنها تدوم لفترة طويلة وتشغل مساحة صغيرة.
- مقياس الجهد المنزلق : مقياس الجهد الذي يكون مسار مقاومته مستقيمًا، بحيث يكون مسار منزلق مقياس الجهد مستقيمًا أيضًا. هذه الأنواع من مقاييس الجهد أكثر هشاشة من مقاييس الجهد الدوارة وتشغل مساحة أكبر.
- مقياس الجهد المتعدد : يتكون من عدة مقاييس جهد موضوعة محاورها بشكل محوري، وبالتالي تشغل مساحة صغيرة جدًا.
- مقياس جهد الضبط : يتم تحديد قيمة المقاومات مسبقًا في المصنع، وبالتالي لا يمكن الوصول إليها عادة من الخارج. يستخدم هذا النوع من مقاييس الجهد عندما لا يحتاج المستخدم إلى ضبط قيمة المقاومة.
أنواع مقاييس الجهد حسب اختلاف المقاومة:
- مقياس الجهد الخطي : تختلف قيمة المقاومة بشكل مباشر مع موضع المؤشر.
- مقياس الجهد اللوغاريتمي : هناك علاقة لوغاريتمية بين قيمة المقاومة وموضع شريط تمرير مقياس الجهد. ولذلك، فإن قيمة المقاومة حساسة جدًا للتغيير في موضع شريط التمرير.
- مقياس جهد الجيب – تتناسب مقاومة مقياس الجهد مع جيب موضع شريط التمرير.
- مقياس الجهد الأسي (أو المضاد اللوغاريتمي) : يكون تباين المقاومة أسيًا عند موضع مؤشر مقياس الجهد.
ما هو مقياس الجهد المستخدم؟
يستخدم مقياس الجهد بشكل رئيسي في الأجهزة الإلكترونية التي يجب أن تختلف شدة إحدى خصائصها. لذا، أدناه يمكنك رؤية عدة أمثلة لاستخدام مقياس الجهد:
- تستخدم أجهزة الاستريو مقياس الجهد لضبط مستوى الصوت.
- تستخدم المصابيح أو الأضواء القابلة للضوء مقياس الجهد للتحكم في شدة الضوء.
- عادة ما تستخدم المروحة القادرة على الدوران بسرعات مختلفة مقياس الجهد لتغيير سرعتها.
- عادة ما يكون للمسرع، مثل دواسة السيارة التي تستخدم للتسريع، مقياس جهد لمعرفة الموضع الذي يقع فيه. وبهذه الطريقة يمكن نقل المعلومات إلى نظام التحكم مما يؤدي إلى زيادة أو تقليل سرعة السيارة.