استخدام أجهزة القياس الرقمية لقياس الجهد والتيار والمقاومة

تجربة رقم (1)

 استخدام أجهزة القياس الرقمية لقياس الجهد والتيار والمقاومة 

الهدف من التجربة:

 التدريب على استخدام أجهزة القياس الرقمية لقراءة كل من الجهد والتيار والمقاومة وكيفية اختيار المدى المناسب للقراءة بحيث يحافظ الطالب على الجهاز مع اخذ القراءات بدقة عالية.بالإضافة إلى معرفته الجيدة للدوائر الالكترونية وفهم طرق عملها.

الأجهزة والأدوات الازمة لإجراء التجربة

- مصدر قدرة مستمر متغير الجهد (V200-0)

- مصدر قدرة متردد متغير الجهد  (V220-0)

- مقاومات بقيم مختلفة

- جهاز واحد متعدد الأغراض رقمى افوميتر( Digital Multimeter )

- لوحة توصيلات واسلاك توصيل 

 الدائرة المستخدمة كما بالشكل رقم (21)

شكل(21) توصيلات التجربة رقم (1)

خطوات العمل                                                                                         

أولا قياس قيم المقاومات 

1- جمع مكونات الدائرة كما هو مبين بالشكل (21) مع اختيار قيم مقاومات (100 أوم)  و (330 أوم)  و (560أوم).

2- إبدا بضبط الأفوميتر على وضع الأوم لقياس المقاومات ثم ضع أطراف التوصيل فى المكان المناسب لقياس المقاومة كما بالشكل (22).

شكل (22) طريقة ضبط جهاز الأفوميتر على وضع الأوم

3- قم بقياس المقاومات الموجودة فى الدائرة (R1 و R2 و R3) كلا على حدة ثم دون قيم المقاومات فى الجدول 
وقارن بين القيم المقاسة والقيم المحسوبة طبقا لكود الألوان 
4- قم قياس القيمة الكلية بين النقطتين (AوE) قبل توصيل المفتاح S وسجل قراءاتك في الجدول رقم (1).

جدول رقم (1)

ثانيا قياس الجهد :

1-اضبط مفتاح جهد المصدر على (V10)  تيار مستمر ثم قم بغلق المفتاح (S)

2-اضبط الأفوميتر على وضع الفولت لقياس الجهد المستمر ثم ضع أطراف التوصيل للجهاز فى المكان المناسب لقياس الجهد كما بالشكل رقم(23)

شكل رقم (23) يوضح قياس الجهد المستمر 

3- قم بقياس الجهد للمصدر بين النقطتين (A وE ) وكذلك على المقاومات بين النقطتين

 (B و C) للمقاومة R1 . وبين النقطتين (C و D ) للمقاومة (R2 ). ثم بين النقطتين 

(D وE ) للمقاومة (R3 ) وسجل قياساتك فى الجدول ( رقم 2)

4-احسب قيم الجهد على كل مقاومة من قانون توزيع الجهد أو مجزىء الجهد 

.

5- سجل القيم المحسوبة فى الجدول وقارن بين القيم المقاسة والمحسوبة 

جدول رقم (2)

ثالثا: قياس التيارات الصغيرة :

1- اضبط الأفوميترعلى وضع التيارالمستمر (مللى أمبير) كما هو موضح بالشكل رقم (24)

شكل رقم (24) اضبط الأفوميتر على وضع التيارالمستمر 

2- يتم تركيب أطراف التوصيل (مجسات ) فى المكان الصحيح لقراءة التيار مللى (أمبير) بدلا من الجهد أو المقاومة (راجع معلمك قبل توصيل المصدر)

3- افصل الدائرة من المفتاح (S( وادخل طرفى اسلاك التوصيل بين طرفى (BوA) فى الشكل (24) لقياس التيار .

4- اغلق المفتاح (S) وسجل قراءة الأميتر (القيمة المقاسة) فى الجدول رقم(3)

5- احسب التيار عن طريق قانون أوم:

6- سجل القيمة المحسوبة للتيار فى الجدول رقم (3) وقارن بين القيمة المحسوبة والقيمة المقاسة.

7- غير من قيمة جهد المصدر وكرر الخطوات ثانيا وثالثا .

جدول رقم 3

رابعا : قياس التيارات الكبيرة 

1- اضبط الافوميتر على وضع التيار المستمر (أمبير)

2- غير من أماكن تركيب أطراف التوصيل لقراءة التيار (أمبير) بدلاً من (مللي أمبير) 

راجع معلمك قبل توصيل المصدر

3- أدخل طرفي أسلاك التوصيل بين النقطتين A,B لقياس التيار

4- افصل الدائرة من المفتاح S وافصل المقاومات من الدائرة وصل مكانها الحمل المادي وليكن مجموعة لمبات موصلة توازياً كما في الشكل (25)

5- أغلق المفتاح S وسجل قراءة الأميتر في الجدول (4)

6- غير من قيمة جهد المصدر حتى تصل إلى 200V مستمر وسجل قراءة الأميتر في الجدول 

شكل (25)دائرة لقياس تيار كبير

تجربة (2)

قياس الجهد المستمر باستخدام راسم الذبذبات (الاسيلسكوب)

أهداف التجربة :

استخدام جهاز راسم الذبذبات لقياس الجهد المستمر والتيار المستمر 

ثالثا قياس التيارات الصغيرة :

                                          تجربة (3)

قياس تردد الجهد او التيارالمتردد باستخدام جهاز راسم الذبذبات (الاسيلسكوب)

أهداف التجربة:

استخدام راسم الذبذبات لقياس التردد والزمن الدورى

الأجهزة والأدوات الازمة لإجراء التجربة 

مصدر قدرة أحادى الوجه متغير الجهد

جهتز راسم ذبذبات 

جهاز فولتميتر

جهاز اميتر

ملف ( 1000wdg) بقلب حديدى ومقاومة (R=1 OHM-1w)

لوحة توصيلات وأسلاك توصيل

الدائرة المستخدمة لقياس تردد الجهد أو التيار كما فى شكل 28

شكل 28 الدائرة المستخدم لقياس تردد الجهد أو التيار المتردد

خطوات التجربة :

1

 استخدام أجهزة القياس الرقمية لقياس الجهد والتيار والمقاومة 

المقاومة الحرارية (PTC- NTC (Thermistor

 المقاومة الحرارية  (PTC- NTC   (Thermistor 

وظيفة الثيرميستور NTC 

عند تشغيل أي جهاز بتوصيله بالكهرباء، يندفع مقدار كبير من التيار الكهربي إلى الجهاز لمدة بسيطة (أجزاء من الثانية) تم يصل بعد ذلك وبسرعة إلى قيمة الثبات أو الاستقرار steady state. هذا الاندفاع للتيار في بداية التشغيل يُطلق عليه بالإنجليزية Inrush current. أي جهاز في العالم يعمل على الكهرباء 
تيار الاندفاع هذا يؤذي بعض العناصر الإلكترونية الموجودة داخل الجهاز، خصوصا مع تكرار نشوءه مع كل مرة يتم فيها تشغيل الجهاز.

الآن باستخدام الثيرميستور NTC نستطيع التخلص أو على الأقل تقليل الضرر بنسبة كبيرة لان الثيرميستور NTC يقوم بمنع تيار الاندفاع من المرور أو على الأقل يقوم بخفض قيمته إلى درجة تتحملها العناصر الإلكترونية. من هنا يُطلق في بعض الأحيان على الثيرميستور NTC اسم آخر هو مُحدد تيار الاندفاع Inrush Current Limiter وتُختصر إلى ICL. يعمل مُحدد تيار الاندفاع ICL (أي الثيرميستور NTC) بالطريقة التالية:
في بداية التشغيل يكون الثيرميستور NTC بارداً فتكون مقاومته اكبر ما يمكن بحيث تسمح لقيمة معينة (محدودة) من التيار بالمرور، وبمرور التيار في الثيرميستور NTC ترتفع درجة حرارته بالتدريج فتبدأ مقاومته بالانخفاض تدريجيا مما يسمح لمزيد من التيار بالمرور يتم ذلك في وقت قصير جداً.

عند تشغيله يحدث اندفاع للتيار لفترة قصيرة جداً قبل أن يستقر إلى القيمة الثابتة له. قيمة تيار الاندفاع = ضعف تيار الاستقرار على الأقل. إذا كان الجهاز يسحب 3,5 أمبير (مثلاً) في وضع الاستقرار فانه عند بداية تشغيله يسحب حوالي 10 أمبير لمدة قصيرة جدا (أجزاء من الثانية).

 الفرق بين المقاومة الحرارية NTC و PTC

 المقاومة الحرارية الموجبة  PTC

وهى اختصار لـ " Positive thermal resistance " و تعني المقاومة الحرارية الإيجابية.

 المقاومة مثلا فى الوضع الطبيعى تكون المقاومه 10 أوم وعند تعرضها لدرجة حرارة تزيد مقاومته الى 100 اوم وتبدا بالانخفاض تدريجيا لحين تصل الى معدلها الطبيعى 10 اوم 

بمعني ان المقاومة كلما ارتفعت درجة الحرارة ارتفعت قيمة المقاومة وهى تحمى  الدائرة من ارتفاع التيار .وعند سخونة المقاومة يتوقف التيار المار الى الدائرة .

المقاومة الحرارية السالبة NTC 

وهى اختصار لـ " Negative thermal resistance " و تعني المقاومة الحرارية السلبية..

يوجد منها نوعين 

نوع يستخدم لحماية الدائرة 

عند تعرضها المقاومة  للحرارة فإن المقاومة الداخلية تقل  مثلا فى الحالة الطبيعية 10 اوم وعند تعرضة للحرارة تكون 6 اوم على حسب درجة الحرارة وتبدا بالزيادة تدريجا لحين وصلها الى معدلها الطبيعى 10 اوم 

ووظيفتها فى الدائرة هو خفض التيار المارفى الدائرة  لشحن المكثف الرئيسى فى دائرة الباور فى بداية التشغيل وتوضع فى مدخل الباور مباشرة قبل دائرة التوحيد أو بعدها 

وكلما ارتفعت درجة الحرارة انخفضت قيمة المقاومة وهى حماية من تيار شحن المكثف الرئيسى فى دائرة الباور

نوع يستخدم لتنظيم درجة الحرارة

للتحكم فى درجة حرارة الأجهزة التى تستخدم التسخين بالحرارة  مثل سخانات الماء الكهربائية والأفران الكهربائية و الأجهزة التى تعمل بالتسخين بالحرارة 

 

المقاومة الضوئية (LDR)

المقاومة الضوئية وإختصارها (LDR)

وهذا مايرمز له الإختصار (Light Dependent Resistor)

إختصارها يعني أن هذه المقاومة تعتمد علي الضوء كما هو واضح من إسمها فهي مقاومة تتحسس الضوء و تتغير قيمتها علي حسب شدة الضوء الساقط عليها.

فكلما ازداد الضوء المسلط عليها نقصت قيمة هذه المقاومة و كلما نقص الضوء ازدادت قيمتها و يعني ذلك ان قيمتها تتناسب عكسياً مع شدة الضوء..

ولهذه المقاومة الضوئية إستخدامات عديدة :

تستخدم في اجهزة الإنذار ضد السرقة.

تستخدم في اجهزة قياس شدة الضوء. تستخدم فى التحكم فى أعمدة الإنارة ليلا

تستخدم فى كشافات الإنارة التى تعمل بالشحن

تستخدم في التحكم التلقائي في تشغيل لمبات الشوارع التي تعمل اتوماتيكياً بعد الغروب أثناء الظلام.

المقاومة الضوئية (LDR)

المقاومة المعتمدة على الضوء (LDR)، أو المقاومة الضوئية، هي مقاومة متغيرة تعتمد على الضوء الساقط (على عكس موضع العمود في مقياس الجهد).

تقل المقاومة مع زيادة الضوء . في الظلام،

في الضوء الساطع جدًا، تكون المقاومة في حدود 100 ثانية من Omega.

المقاومة الضوئية (LDR)

 

ic mx2269

ic-103 10881738 IC,MONO M/WAVE MSA-0611 S MX2021 10881738 CASE STYLE SOT ... MX2268 MX-2268 MX2269 MX-2269 MX2270 MX-2270. MX2271 MX-2271 MX2272 MX-2272

ic mx2269

 

قياس المقاومة الكهربية

المقاومة الكهربائية هي مقياس لممانعة المادة لمرور التيار الكهربائي عبرها. وتُقاس بوحدة الأوم (Ω).

طرق قياس المقاومة الكهربائية:

هناك عدة طرق لقياس المقاومة الكهربائية، منها:

1. استخدام جهاز الأوميتر:

   • جهاز الأوميتر هو جهاز مصمم خصيصًا لقياس المقاومة الكهربائية.
   • يتم توصيل طرفي الأوميتر بطرفي المقاومة المراد قياسها، ويقوم الجهاز بإظهار قيمة المقاومة مباشرة.

2. استخدام قانون أوم:

   • قانون أوم ينص على أن المقاومة الكهربائية تساوي الجهد الكهربائي مقسومًا على التيار الكهربائي.
   • يمكن استخدام هذه العلاقة لحساب المقاومة إذا علمنا الجهد والتيار المار في المقاومة.

3. استخدام كود الألوان للمقاومات:

   • تحتوي بعض المقاومات على أشرطة ملونة تدل على قيمتها.
   • يمكن فك شفرة هذه الألوان لمعرفة قيمة المقاومة.

العوامل المؤثرة على المقاومة الكهربائية:

تتأثر المقاومة الكهربائية بعدة عوامل، منها:

• نوع المادة: تختلف المواد في قدرتها على توصيل التيار الكهربائي.
• طول الموصل: كلما زاد طول الموصل، زادت مقاومته.
• مساحة المقطع العرضي للموصل: كلما زادت مساحة المقطع العرضي للموصل، قلت مقاومته.
• درجة الحرارة: تزداد مقاومة بعض المواد بارتفاع درجة الحرارة، وتقل في مواد أخرى.

أهمية قياس المقاومة الكهربائية:

لقياس المقاومة الكهربائية أهمية كبيرة في العديد من المجالات، منها:

• تصميم الدوائر الكهربائية والإلكترونية: يجب معرفة قيمة المقاومة المستخدمة في الدوائر لضمان عملها بشكل صحيح.
• تشخيص الأعطال الكهربائية: يمكن استخدام قياس المقاومة لتحديد مكان العطل في الأجهزة الكهربائية.
• فحص جودة المواد: يمكن استخدام قياس المقاومة لفحص جودة بعض المواد، مثل المعادن والموصلات.

معرفة مقاومة السلك باستخدام الأفوميترضع مفتاح التدريج على رمز المقاومة Ω. وصل سلكي القياس في أماكنها المخصصة، بحيث يكون السلك الأحمر موصولًا مع المدخل ذو رمز (Ω)، والسلك الأسود مع المدخل (COM). وصل طرفي أسلاك القياس مع طرفي السلك المراد قياس قيمة مقاومته، عندها ستظهر على الشاشة قيمة المقاومة للسلك بوحدة أوم.

ملاحظات هامة:

• يجب فصل التيار الكهربائي عن الدائرة قبل قياس المقاومة.
• يجب التأكد من معايرة جهاز القياس قبل استخدامه.
• يجب التعامل بحذر مع الأجهزة الكهربائية لتجنب الصدمات الكهربائية.

طرق قياس الكميات الفزيائية والكهربية

أهلا ومرحبا بكم فى برنامج فنى الألات الكهربية

 فى هذا الدرس سنتعرف على طرق قياس الكميات الفزيائية والكهربية 

مخرج التعلم (3) يقيس الكميات الفيزيقية المختلفة

المحتوى:

1- طرق قياس الكميات الفزيائية والكهربية 

أ- قياس الجهد الكهربى: يقاس الجهد الكهربائى المستمر بجهاز الفولتميتر للجهد المستمر حيث توصل أطرافه على التوازى مع العنصر أو الدائرة المراد قياس الجهد على طرفيها كما بالشكل 14  وشكل 15( أ ) وشكل 15  (ب)

  شكل (14) رسم لطريقة توصيل الفولتميتر 

 شكل (15 أ) صورة توضحية لتوصيل الفولتميتر التناظري

 يعرض القراءة على مؤشر يتحرك على مقياس

 شكل (15 ب) صورة توضحية لتوصيل الفولتميتر الرقمي

يعرض القراءة على شاشة رقمية

ب - قياس التيار الكهربى : يقاس التيار الكهربي في الدوائر الكهربائية . يستخدم جهاز الأميتر. ويتم بتوصيل الأميتر على التوالي في الدائرة الكهربائية بحيث يمر التيار الكهربي عبر الأميتر والتأكد من توصيل القطب الموجب للأميتر بالقطب الموجب لمصدر الطاقة  والقطب السالب للأميتر بالقطب السالب لمصدر الطاقة. يجب مراعاة عدم توصيل الأميتر بالتوازي في الدائرة الكهربائية . فقد يؤدي ذلك إلى تلف جهازالأميتر.

شكل (16) رسم لطريقة توصيل الأميتر

                             شكل (17) صورة توضحية لتوصيل الأميتر

 ت - قياس المقاومة الكهربية : تقاس المقاومة الكهربية بجهاز الأوم ميتر ohmmeter. ويجب عند القياس أن تكون المقاومة مفصولة عن أى منبع للجهد . ويسمى القياس المباشر للمقاومة كما هو مبين بالشكل (18). ويمكن قياس المقاومة باستخدام جهازى الفولتميتر والأميتر ويسمى بالقياس غير المباشر للمقاومة حيث أن المقاومة بالأوم = قراءة الفولتميتلر بالفولت/ قراءة الأميتر بالأمبير = قيمة المقاومة بالأوم .

شكل (18)  صورة توضحية لتوصيل الأوميتر 

ث - قياس التيار الكهربى فى كابل باستخدام الكلامب ميتر: لقياس التيار فى كابل كهربائي  أحادى أو ثلاثى الأوجه، يجب احاطة فكى الكلامب ميتر للموصل المقاس به التيار فقط وليس جميع الموصلات . ويجب مراعاة اثناء استخدام الجهاز تحديد نوع التيار قبل القياس تيار متردد (AC) معظم الكلامب ميترات تقيس التيار المتردد تيار مستمر (DC) بعض الكلامب ميترات المتطورة قادرة على قياس التيار المستمر. ويمكن قراءة قيمة التيار الكهربائي المعروضة على شاشة االكلامب ميتر كما فى شكل (17) .

شكل (17 ) طريقة توصيل الكلامب ميتر لقياس التيار الكهربى  

ج - قياس الضغط : من أشهر الأجهزة المستخدمة فى قياس الضغط  في العمليات الصناعية .هو البارومتر المعدنى  كما هو مبين بالشكل (18) لأنه ذو حساسية عالية فى قياس تغيرات ضغط الهواء . ويقيس البارومتر المعدنى تأثير ضغط الهواء . على غرفة معدنية سحب منها جزء من الهواء،وتجعل التغيرات فى ضغط هواء الغرفة تتمدد أو تنكمش . مؤدية إلى تحرك إبرة على قرص . مقسم إلى مليبارات أو مليمترات أو بوصات . ويثبت مباشرة على خطوط السوائل . أو السوائل المراد قياس ضغطها.

شكل (18)  جهاز  البارومتر المعدنى

ح -  قياس درجة الحرارة : يعتمد قياس الحرارة على طرق عديدة: تمدد السوائل مثل الزئبق والكحول . ويتغير حجمها أو طولها بتغير الحرارة . تغير مقاومة المادة بتغير درجات الحرارة ، وأخيرا ما تعتمد على الخاصية الحرارية الناتجة من لحام مادتين . ومن أشهر الأجهزة المستخدم كمقياس لدرجة الحرارة . جهاز ليزر بدون ملامسة السطح . ويتم به تسليط شعاع ليزر على السطح المراد قياس درجة حرارته . فيرتد محملا بالمواصفات الحرارية للسطح . لتظهر درجة الحرارة على شاشة رقمية  كما بالشكل (19).

 شكل (19) صورة توضحية لأجهزة  قياس درجة الحرارة بأشعة الليزر

 2 - معايرة أجهزة القياس: 

إن مصطلح المعايرة تعنى عملية التحقق من كفاءة وأداء جهاز القياس من فحص وقياس بمقارنتها بمرجع معيارى وتتم العملية تحت ظروف مشابه للظروف التى يتم فيها استخدام وتشغيل المعدة المراد معايرتها.

عملية المعايرة ترتكز على الأركان التالية . 

1- معدة فحص وقياس وهى المعدة التى تعمل من أجلها عملية المعايرة

2- معدة قياس كهربائية رقمية متعددة الوظائف .

3- المرجع المعيارى ويعتبر المرجع الذى نقارن به المعدة أو الكمية المراد اختبارها. 

4- أخصائى قياس ويسمى أيضا فنى معايرة، وهو الشخص الذى يباشر عملية المعايرة.

5- المختبرهو المكان الذى تتوفر فيه الظروف المناسبة لإجراء عملية المعايرة،

6-  الدليل الإجرائى والذى بواسطته يتلقى أخصائى القياس ، أو فنى المعايرة خطوات إجراء عملية المعايرة ،

7- سجلات المعايرة وهى الوثاثق التى تدون فيها بيانات عملية المعايرة

8- تقرير المعايرة هو الوثيقة التى تتضمن الحكم النهائى على كفاءة المعدة وبيان قيمة الكمية التى تم قياسها ،

  

 أتمنى أن يكون الدرس مفيدًا وممتعًا عن طرق قياس الكميات الفزيائية والكهربية .

 اجراءت الأمن والسلامة والصحة المهنية وحماية البيئة

تعتبر إجراءات الأمن والسلامة والصحة المهنية وحماية البيئة عناصر أساسية لضمان بيئة عمل آمنة وصحية ومستدامة. تهدف هذه الإجراءات إلى منع الحوادث والإصابات والأمراض المهنية، وتقليل المخاطر البيئية، وتعزيز ثقافة السلامة والوعي بأهمية الحفاظ على البيئة.