الأميتــــر الحــــراري
الأميتر الحراري
ملاحظة / يوجد شرح لهذا الدرس ( فيديو ) أسفل هذه النافذة
الأميتر الحراري : هو جهاز يقيس شدة التيار المستمر والقيمة الفعالة للتيار المتردد .
الغرض منه : قياس شدة التيار المستمر والقيمة الفعالة للتيار المتردد .
استخدامه : يستخدم في الدوائر الإلكترونية تغرض قياس شدة التيار المستمر وقياس القيمة الفعالة للتيار المتردد
فكرة عمله: مبنية على التأثير الحراري (تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية ).
تركيبه: يتركب الأميتر الحراري من :
1ـ سلك رفيع مصنوع من سبيكة إيريديوم البلاتين مشدود بين مسمارين
2ـ سلك مصنوع من البرونز الفوسفوري
3ـ خيط من الحرير متصل أحد طرفيه بسلك البرونز الفوسفوري
4ـ بكرة يلف حولها خيط الحرير لفة واحدة
5ـ زنبرك متصل بالطرف الآخر لخيط الحرير وظيفته شد خيط الحرير بغرض تحريك المؤشر
6ـ مؤشر مثبت على البكرة 7ـ تدريج 8 ـ مجزئ التيار
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
شرح عمله :
1ـ عند مرور التيار المراد قياس شدته في سلك إيريديوم البلاتين فإن السلك يسخن ويتمدد فيرتخي ويرتخي معه سلك البرونز الفوسفوري
2ـ يعمل الزنبرك على شد سلك إيريديوم البلاتين بواسطة خيط الحرير فتدور معه البكرة الدوارة ويدور معها المؤشر ببطء
3ـ يتوقف المؤشر عند قيمة معينة على التدريج عند حدوث اتزان حراري أي عندما تكون ( كمية الحرارة المتولدة فيه = كمية الحرارة المفقودة منه في الهواء المحيط به)
4ـ عندها تدل قراءة المؤشر على القيمة الفعالة التيار المتردد .
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س: وضح كيف تم تدريج ( معايرة ) الأميتر الحراري ؟
جـ : تم تدريج الأميتر الحراري بمقارنته بأميتر ذو ملف متحرك عندما يوصلا معاً على التولي بمصدر تيار مستمر ونعين قراءة الأميتر ذو الملف المتحرك ونسجلها أمام مؤشر الأميتر الحراري (كما هو موضح في الشكل المقابل)
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
1ـ يصلح لقياس شدة التيار المستمر والقيمة الفعالة للمتردد . 2ـ لا يتوقف عمله على اتجاه التيار المار فيه .(علل)
عيوب الأميتر الحراري : 1ـ غير حساس للتيارات الضعيفة جداً . 2ـ تتأثر قراءته
بدرجة حرارة الجو . 3ـ مؤشره يتحرك ببطء.
كيفية التخلص من العيب الثاني للأميتر الحراري : يشد سلك( الإيريديوم والبلاتين ) على لوحة من مادة لها نفس معامل تمدده مع عزله عنها بمادة عازلة .(علل)
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
تعليلات على الأميتـر الحـراري
2- عدم تساوي أقسام التدريج في الأميتر الحراري؟ وزاري (94/95 -96/97م – 2001/2002 م)
جـ : لأن عمله مبني على التأثيرات الحرارية وكمية الحرارة المتولدة في السلك تتناسب طردياً مع مربع شدة التيار الكهربائي وليس مع التيار نفسه
3- يستخدم الأميتر الحراري لقياس شدة التيار المستمر والقيمة الفعالة للتيار المتردد
جـ : لأنه يعمل على أساس التأثير الحراري الذي لا يتوقف على اتجاه التيار .
4- يصنع السلك الأساسي في الأميتر الحراري من الإيريديوم والبلاتين؟ وزاري( 2001/2002م)
جـ : لأن مقاومته كبيرة ومعامل تمدده الطولي كبير فهو حساس للحرارة حتى عند مرور التيارات الضعيفة .
5- يصنع السلك المتصل بسلك الإيريديوم بلاتين من البرونز الفوسفوري ؟
جـ : لأنه مرن وقابل للشد ومقاومته النوعية كبيرة جداً فلا يسمح للتيار بالمرور من خلاله.
6- يصنع مؤشر الأميتر الحراري من الألمنيوم ؟
جـ : لأنه خفيف ولذلك يتحرك بسهولة .
7- تلف بكرة الأميتر الحراري بخيط من الحرير ؟
جـ : لأنه قابل للشد ولا ينقطع بسهولة .
8- يوصل مجزئ التيار في الأميتر الحراري على التوازي مع سلك الإيريديوم بلاتين
جـ : لكي يحافظ على الجهاز من التلف عند مرور التيارات الكهربائية العالية حيث يمر جزء كبير من التيار في المجزئ.
9ـ يوصل الأميتر على التوالي في الدائرة المراد قياس شدة التيار فيها ؟
جـ : لأن التيار في حالة التوصيل على التوالي لا يتجزأ أي أن (التيار المار بالأميتر = التيار المار في الدائرة) وبذلك يتم قياسه
10ـ يثبت سلك الإيريديوم بلاتين على لوحة معدنية لها نفس معامل تمدده ؟
جـ : لكي لا يتأثر سلك الإيريديوم بلاتين بحرارة الجو فعندما ترتفع درجة الحرارة يتمدد السلك وتتمدد اللوحة بنفس المقدار فيظل السلك مشدوداً كما يبقى المؤشر عند الصفر .
11ـ تعزل اللوحة المعدنية في الأميتر الحراري عن سلك الإيريديوم بلاتين ؟
جـ : لكي يمر التيار أثناء القياس في السلك فقط دون اللوحة فيتمدد السلك فقط ولا تتمدد اللوحة المعدنية وبالتالي يقرأ القراءة الصحيحة .
12ـ ازدياد اتساع تدريج الأميتر الحراري كلما زادت قيمة شدة التيار المار فيه ؟
وزاري( 2004/2005م )
جـ : لأن عمله مبني على التأثير الحراري وكمية الحرارة تتناسب طردياً مع مربع شدة التيار( ح تتناسب طردياً مع ت2 ). وليس مع شدته (ت)
13ـ لا يصلح الأميتر ذو الملف المتحرك لقياس شدة التيار المتردد ؟
جـ: لأن عمله مبني على ثبوت اتجاه التيار الكهربائي و التيار المتردد متغير في شدته واتجاهه.
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
س: في مختبر الفيزياء حاول الطلاب قياس شدة التيار الكهربائي المتردد باستخدام الأميتر ذو الملف المتحرك فلم يحصلوا على أي نتيجة ؛فأرشدهم المعلم إلى استخدام جهاز خاص لقياس مثل هذه التيارات . أجب عن الأسئلة التالية :
1. ما اسم الجهاز ؟ 2. ارسمه ، 3. اذكر عيوبه. وزاري
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ