برای اندازه‌گیری جریان الکتریسیته از دستگاه‌هایی مانند آمپرسنج و ولت سنج استفاده می‌شود. هر دوی این دستگاه‌ها مبتنی بر گالوانومتر هستند که برای تشخیص جریان کم استفاده می‌شوند. آمپرسنج وسیله‌ای است که برای اندازه‌گیری “جریان” (برحسب آمپر، میکرو آمپر و میلی‌آمپر) از یک هادی استفاده می‌کند، درحالی‌که ولت سنج وسیله‌ای است که برای اندازه‌گیری “ولتاژ” (برحسب ولت) بین هادی استفاده می‌شود. این دو ابزار اندازه گیری از نظر عملکرد و همچنین نحوه قرارگیری مدار بسیار متفاوت عمل می‌کنند. تفاوت آمپرسنج و ولت سنج در این آموزش بر اساس برخی عوامل مهم مانند روش اتصال با دستگاه‌ها، موارد استفاده، ایمنی، مقاومت، رفتار ایده آل و واحدهای اندازه گیری مورد بحث قرار گرفته است.
تعریف آمپر سنج
جریان همان چیزی است که برق خانه و ماشین‌هایمان را روشن می‌کند، همه دستگاه‌های الکترونیکی ما را تغذیه می‌کند. گاهی اوقات ممکن است نیاز داشته باشیم مقدار برقی را که در دستگاه‌های مورد استفاده روزانه‌مان جریان می‌یابد، اندازه‌گیری کنیم. آمپرمتر ابزار اندازه گیری است که برای اندازه گیری جریان در مدار استفاده می شود.
آمپرمتر مقدار عددی (کمی) جریان را بر حسب آمپر، میلی آمپر یا میکرو آمپر اندازه گیری می‌کند. این ابزار به صورت سری در مدار اندازه گیری قرار می گیرد تا کل جریان مدار از آن عبور کند. مقاومت آمپرمتر در مقایسه با ولت متر بسیار کوچک است. برای آمپرمتر ایده آل، مقدار مقاومت برابر با صفر است که البته هیچ آمپرسنجی با مقاومت صفر پیدا نخواهید کرد. البته مقاومت کوچک استفاده شده در دستگاه، مانع از اندازه گیری جریان واقعی نمی‌شود، در نتیجه آمپرمتر مقدار واقعی را اندازه می‌گیرد.
نحوه اتصال آمپرمتر
یک آمپر متر باید به گونه‌ای متصل شود که جریان اندازه گیری شده از دستگاه عبور کند. در نتیجه آمپرمترها همان‌طور که در شکل نشان داده شده است همیشه به صورت سری به قطعه‌ای که جریان در آن اندازه گیری می‌شود متصل می‌شوند. لازم است بدانید که همواره آمپرمتر باید مقاومت بسیار کمی داشته باشد تا در هنگام اتصال به مدار بر سطح جریان تأثیری نداشته باشد.
تعریف ولت سنج
به طور کلی برق با دو مشخصه اندازه گیری می‌شود، ولتاژ و جریان. شما می‌توانید ولتاژ مدار الکتریکی را با یک ولت سنج اندازه‌گیری کنید. با استفاده از ولت‌سنج می‌توانید اختلاف ولتاژ یا پتانسیل الکتریکی بین دو مکان را تشخیص دهید. اندازه‌گیری ولتاژ برای توسعه و نگهداری فناوری‌های پیشرفته ضروری است، اما کاربردهای روزمره و کاربردی بیشتری نیز دارد. ممکن است در مورد ولتاژ گیج شوید. همه ما می‌دانیم که گرما از یک نقطه با دمای بالا به یک نقطه با دمای پایین منتقل می‌شود. گاز از یک منطقه پرفشار به یک منطقه کم فشار جریان می‌یابد. به همین ترتیب، برق باید از جایی به جایی دیگر جریان یابد.
این ولتاژ است که جهت جریان را تعیین می‌کند. الکتریسیته از ناحیه با پتانسیل بالا یا ولتاژ بالا به ناحیه ولتاژ پایین منتقل می‌شود. ولت سنج به صورت موازی به مداری که می‌خواهید ولتاژ را اندازه‌گیری کنید، متصل می‌شود. مقاومت ولت سنج از آمپرمتر بیشتر است به‌طوری که جریان از کنتور عبور نمی‌کند و می‌توان مقدار دقیق ولتاژ را اندازه‌گیری کرد.
نحوه اتصال ولت متر
یک ولت متر باید به صورت موازی وصل شود تا ولتاژ اندازه گیری شده در پایانه‌های ولت متر ظاهر شود. درنتیجه، همان‌طور که در شکل نشان داده شده است، یک ولت متر همیشه به موازات قطعه‌ای که قرار است ولتاژ آن اندازه گیری شود، متصل می‌شود. یک ولت متر باید مقاومت بسیار بالایی داشته باشد تا در هنگام اتصال به مدار، سطح ولتاژ را تحت تأثیر قرار ندهد.
این ابزار مقاومت بالایی دارد و به صورت موازی وصل می‌شود. وقتی جریان به نقطه اتصال دستگاه و مدار می‌رسد، به دلیل مقاومت بالا، از ولت متر عبور نمی‌کند و در نتیجه مشخصات مدار تغییر نمی‌کند و مقدار واقعی ولتاژ اندازه گیری می‌شود. همچنین اتصال موازی باعث می‌شود تا این دستگاه، با مدار افت ولتاژ یکسانی تجربه کند.
تفاوت آمپرسنج و ولت سنج چیست؟
همان‌طور که قبلاً گفتیم، آمپرسنج و ولت سنج کاملاً متفاوت هستند. زمانی که یک ولت سنج ولتاژ و یک آمپر سنج جریان را اندازه‌گیری می‌کند به راحتی خودتان می‌توانید به برخی تفاوت‌ها اشاره کنید.
ولت سنج به صورت موازی در مدار قرار می‌گیرد در حالی که آمپرسنج به صورت سری وصل می‌شود. مقاومت ایده آل آمپرسنج باید صفر باشد. تا آنجا که به ولت سنج مربوط می‌شود، مقاومت ایده آل آن بسیار بالاتر است. در جدول زیر خلاصه‌ای از تفاوت‌های اصلی بین این دو آمده است:
| مشخصات | آمپرسنج | ولت سنج |
| کاربرد | جریان عبوری را اندازه گیری می‌کند. | اختلاف پتانسیل بین دو نقطه را اندازه گیری می‌کند. |
| واحد اندازه گیری | اندازه گیری جریان در آمپر یا حتی واحدهای کوچک‌تر (mA, μ A) | اختلاف پتانسیل برحسب ولت اندازه گیری می‌شود. |
| ایمنی | مقاومت کم در برابر الکتریسیته بنابراین نباید مستقیماً از طریق منبع تغذیه وصل شود. | مقاومت بالا در برابر الکتریسیته بنابراین بتوانید مستقیماً از طریق منبع تغذیه وصل شوید. |
| مقدار جریان | مقدار زیادی جریان از آن عبور می‌کند. | مقدار بسیار کمی از جریان عبور می‌کند. |
| اتصال با دستگاه | سری | موازی |
| مقاومت | مقاومت ناچیز | مقاومت بالا |
| رفتار ایده آل | مقاومت آمپرمتر ایده آل صفر است. | مقاومت یک ولت متر ایده آل بی‌نهایت است |
| مدار | برای اتصال آمپرمتر، مدار باید از منبع تغذیه جدا شود. | برای اتصال ولت متر نیازی به قطع مدار نیست. |
| نماد | I | V |
اگر ولت سنچ را سری وصل کنیم، چه اتفاقی می‌افتد؟
می‌دانیم که یک ولت متر در درون خود مقاومت بسیار بالایی دارد. اگر به صورت سری وصل شود، مقاومت تجمعی مدار بی‌نهایت می‌شود. واضح است که اگر مقاومت بی‌نهایت باشد جریان صفر خواهد شد. بنابراین، هنگامی که یک ولت متر به صورت سری به مدار متصل می‌شود، هیچ جریانی از مدار عبور نمی‌کند.
مقاومت ولت متر چقدر است؟
مقاومت به مانع یا نیروی مخالفی اشاره دارد که عبور جریان را در مدار محدود می‌کند. باید توجه داشت که اگر مقاومت کمتری در ولت متر وجود داشته باشد، اندازه گیری ولتاژ نادرست خواهد بود. زیرا با اتصال موازی جریان بیشتری به سمت آن کشیده می‌شود و در نتیجه ولتاژ به درستی اندازه گیری نمی‌شود. به همین دلیل است که مقاومت بزرگی در ولت متر برای محدود کردن عبور جریان و اندازه گیری دقیق اختلاف پتانسیل در مدار وجود دارد.
اگر آمپرمتر را موازی نصب کنیم، چه اتفاقی می‌افتد؟
هنگامی که آمپرمتر به صورت موازی به مدار متصل می‌شود، مقاومت خالص مدار کاهش می‌یابد. بنابراین جریان بیشتری از باتری گرفته می‌شود که به آمپرمتر آسیب می‌رساند. نهایتاً نیز این جریان باعث سوختن و اتصال کوتاه آمپرسنج می‌شود.
دلیل اتصال موازی ولت سنج چیست؟
هنگامی که ولت متر به صورت موازی با اجزای مدار متصل می‌شود، مقدار جریانی که از آن عبور می‌کند، بسیار ناچیز است. بنابراین جریان عبوری از مدار نیز تغییر نمی‌کند.
یک ولت متر به صورت موازی به دستگاه متصل می‌شود تا ولتاژ دستگاه را اندازه گیری کند. زیرا اجسام موازی معمولاً تمایل دارند تفاوت پتانسیل یکسانی را تجربه کنند. در نتیجه به طور موازی به مدار وصل می‌شود و افت ولتاژ یکسانی با مدار پیدا می‌کند.
تفاوت ولت سنج و آمپرسنج چیست؟
هر دو دستگاه‌ها در مدارهای الکتریکی استفاده می‌شوند، اما تفاوت عمده بین ولت متر و آمپرمتر این است که آمپرمتر برای اندازه گیری جریان مفید است در حالی که ولت متر برای اندازه گیری ولتاژ یا emf در دو نقطه در یک مدار الکتریکی به کار می‌رود.
آیا جریان را با مولتی متر می‌توان اندازه گیری کرد؟
بله، با مولتی متر می‌توانیم تعیین کنیم که چه مقدار جریان از یک مدار می‌گذرد. اما مهم است که مولتی متر به صورت سری وصل شود و جریان از مولتی متر عبور کند.
آیا با آمپرمتر می‌توان ولتاژ را اندازه گیری کرد؟
این کار با افزودن یک مقاومت بالا به صورت سری با آمپرمتر انجام می‌شود.
منبع:
نظرات کاربران