Skip to main content
header

بناء مقياس تيّار منزليّ

في هذه الفعالية سوف نقوم ببناء مقياس تيار كهربائي "حقيقي" وسوف نقيس بواسطته التيّار المتدفّق في الدائرة الكهربائيّة.
 
بإمكاننا استخدام البوصلة لكي نقيس كميّة واتجاه التيّار المتدفّق في الملف الموجود بجانب البوصلة. أحيانًا، يُطلق على مقياس تيّار كهذا اسم "أمبيرميتر". "أمبير" هي وحدة القياس المستخدمة لقياس التيار الكهربائي، وهي تسمّى كذلك على اسم العالم الفيزيائي أندري-ماري أمبير (1775 – 1836) الذي اكتشف العلاقة بين الحقل المغناطيسي والتيار الكهربائي الذي يولّده.
 
سيكون عقرب مقياس الجهد هو نفسه إبرة البوصلة، أمّا باقي المكوّنات فسوف تبنونها بأنفسكم. وبعد إتمام بناء مقياس التيّار، عليكم أن تقوموا بمعايرة الجهاز، أي تدريجه، كي تستخلصوا من نتائج القياسات تقديرًا لشدّة التّيار المتدفق في الدائرة بدقّة أكبر.


  • كيف يمكن أن تجعلوا مقياس التيّار أكثر حسّاسيّة (أي أن تستجيب إبرة البوصلة وتتحرّك حتّى بسبب تيّارات شدّتها ضعيفة)؟
    الإجابة: حوّلوا سلك الكهرباء لملف. هكذا، سوف تحصلون على حقل مغناطيسي أكبر يعادل مجموع الحقول المغناطيسيّة التي يسبّبها كل سلك في الملف على حدة. حاصل جمع الحقول سيكون أكبر وذا تأثير أكبر على إبرة البوصلة.


 ملف واحد

  • ما هو المكان المحبّذ لوضع ملف الأسلاك نسبة للبوصلة؟
    الإجابة:  قرب البوصلة قدر الإمكان. إن كنتم تستخدمون ملفًا واحدًا فقط، ضعوا البوصلة في مركز دائرة الملف. أمّا إذا استخدمتم ملفّين، فضعوا البوصلة بين الملفّين.


في مشروعنا الحالي سوف نستخدم ملفّين لزيادة الحقل الكهربائي. إجعلوا من السّلك الكهربائي ملفّين وألصقوهما بإحكام بواسطة شريط لاصق. كلّما زاد عدد العقد في كل ملف، يكون الحقل المغناطيسي الناتج عنه أكبر. من المفضّل أن يكون عدد العقد في كل ملف متساويًا.

  • كيف يجب أن نضع الملفّين الواحد نسبة للآخر؟
    الإجابة: من المهم جدًا أن يتم وضع الملفّين بحيث يتدفق التيّار الذي يسري فيهما بنفس الاتجاه. فإذا وضع الملفين باتّجاهين متعاكسين يكون الحقلان المغناطيسيّان الناتجان معكوسي الاتجاه، أي أنّ أحدهما يبطل مفعول الآخر. للتأكّد من أنّ الملفّين موضوعان بنفس الاتجاه، إفحصوا الحقل المغناطيسي لكل ملف على انفراد (بواسطة البوصلة، مثلما تعلّمنا من الفعالية السّابقة)، وصحّحوا وضعيّة الملف إذا لزم الأمر.

ملفّان 

 
بناء مقياس التيّار:
 
1. استخدموا علبة الورق المقوّى الفارغة التي أعددتموها.

  علبة من الورق المقوّى

حدّدوا موقع وضع البوصلة وقصّوا فتحة ملائمة في وسط العلبة.

تحديد موضع البوصلة قصّ الفتحة للبوصلة
 
حدّدوا وقصّوا شقّين رفيعين لإدخال الملفّين، بحيث يكون هناك شقّ واحدٌ لكلّ جانب من الفتحة المركزيّة.

قصّ شقّين للملفّين تحديد موضع الملفّين
 
أدخلوا الملفّين إلى الشقّين المناسبين (انتبهوا إلى اتّجاه الملفّين). ألصقوا الملفّين إلى الورق المقوّى بإحكام بواسطة الشريط اللاصق. ضعوا البوصلة في الفتحة المناسبة في المركز.
إدخال الملفّين إدخال البوصلة
 
أثقبوا ثقبين في أحد جوانب العلبة ومرّروا أطراف السلك من داخل العلبة إلى خارجها. سوف تستخدمون أطراف الخيوط هذه لوصلها إلى البطارية أو لأيّ أجهزة أو مكوّنات كهربائية تريدون فحصها.

ثقبان للسلك في العلبة
 
كيف يمكن ضبط مقياس التيّار للحسّاسيّة القصوى؟
الإجابة: على القوة المغناطيسيّة أن تكون معامدة على إبرة البوصلة. لذا، فمن المفضّل، قبل كل تجربة، أن تديروا العلبة بحيث تثبت إبرة البوصلة بالضبط بين الملفّين. لتسهيل هذه العمليّة، من المفضّل أن تضعوا البوصلة في الخطوة رقم 4 بحيث يكون محور شمال (N) – جنوب (S) في البوصلة موازيًا لشقّي الملفّين. أنظروا الرّسم:
 
 معايرة مقياس التيّار
استخدموا محور الـ"شمال-جنوب" في البوصلة كنقطة البداية وارسموا خطًا يخرج منه واكتبوا إلى جانبه "البداية" أو "0" للإشارة إلى انعدام التيار الكهربائي.
صلوا السّلك مباشرة بالبطارية. بسبب انعدام أيّ عوامل مقاومة بين البطارية والسلك (أي لا يوجد أي جهاز كهربائي إضافي موصول كالمصباح أو المحرّك)، فإنّ شدّة التيّار الكهربائي في هذه الحالة هي القصوى الممكنة. ارسموا خطًا يخرج من البوصلة بالاتجاه الذي تحدّده الإبرة في هذه الحالة واكتبوا إلى جانبه "أكبر تيّار". صلوا البطّارية بالمقلوب، وأعيدوا الكرة. هذه المرّة، سوف تتحرّك إبرة البوصلة إلى الجهة المضادة. ضعوا علامة "أكبر تيّار" في هذه الجهة، أيضًا.

مقياس تيار كهربائي منزلي
 
الآن بإمكانكم قياس شدّة التيار بواسطة المقياس. حاولوا استخدام بطاريات ذات جهود (عدد فولطات) وأحجام مختلفة. صلوا أجهزة مختلفة على التوالي (أي بين السلك والبطارية): مصباح أو محرّك صغير أو صفارة كهربائية أو ساعة كهربائية، إلخ. ضعوا علامات على العلبة في كل نقطة وصل إليها العقرب في كل تجربة.
 
هل نستطيع أن نتعلّم شيئًا ما عن مدى استهلاك كل جهاز للكهرباء؟
Date Created: 14/11/12
Date Updated: 20/11/12