تعریف گالوانومتر :

بسته به مقدار جریان اثرهای آن به میزان متفاوت بروز می کنند. بنابر این برای اندازه گیری جریان می توان از هر یک از اثرهای شیمیای ، گرمایی یا مغناطیسی آن استفاده کرد وسایلی که برای اندازه گیری جریان به کار می روند، گالوانومتر نامیده می شود.



گالوانومتر ساده :

ساده ترین نوع گالوانومتر با استفاده از اثر گرمایی جریان ساخته شده است. این گالوانومتر دارای دو سیم نازک است که یکی از سیم ها در دو انتهایش ثابتند. و جریان گذرنده از آن اندازه گیری می شود. سیم نازک و محکم دوم دور محور عقربه پیچیده شده است. وسط سیم کشیده اول را به فنر کشیده ای وصل می کنند که سر دیگرش به بدنه گالوانومتر متصل است.

بر اثر جریان ، سیم اول گرم و دراز می شود. رشته سیم که توسط فنر کشیده می شود عقربه گالوانومتر را به اندازه زاویه معینی می چرخاند که بستگی به دراز شدن سیم یعنی شدت جریان الکتریکی دارد. صفحه گالوانومتر برای جریان بر حسب آمپر ، میلی آمپر مدرج می شود. در این صورت گالوانومتر آمپرسنج یا میلی آمپر سنج نامیده می شود.



آمپرسنج برای اندازه گیری جریان:

برای اندازه گیری جریان گالوانومتر یا آمپرسنج باید طوری اتصال داده شود که جریان کل مدار بتواند از آن عبور کند. برای این منظور باید در نقطه ای مدار را قطع و دو انتهایش را به قطب آمپر سنج وصل کرد. به عبارت دیگر آمپرسنج را باید به طوری متوالی در مدار قرار داد. چون جریان حالت ثابت را اندازه می گیریم. اینکه وسیله را به کدام قسمت از مدار وصل کنیم اهمیتی ندارد در صورتیکه در جریانهای متغییر چنین نیست.



ولت سنج برای اندازه گیری ولتاژ :

با استفاده از گالوانومتر نه فقط جریان بلکه ولتاژ را نیز می توان اندازه گرفت. زیرا بنابر قانون اهم این کمیت ها متناسبند. اگر دو کمیت با یکدیگر متناسب باشند با وسیله ای که به طور مناسب مندرج شده باشد می توان هر دو کمیت را اندازه گرفت. مثلاً تاکسی متر که فاصله طی شده را اندازه می گیرد، می توان برحسب کیلومتر مدرج کرد. ولی چون کرایه با فاصله متناسب است، درجات شمارنده را بطور مستقیم به پول پرداختی مدرج می کنند. به طوری که مستقیماً کرایه را نشان می دهد.

به همین ترتیب صفحه گالوانومتر را می توان طوری مدرج کرد که بتواند بطور مستقیم هم جریان برحسب آمپر عبور کرده از وسیله و هم ولتاژ دو سر آن را برحسب ولت اندازه بگیرد. بنابر این گالوانومتری که برای جریان مدرج می شود آمپرسنج ، در حالی که وسیله ای که برای ولتاژ مدرج می شود و لت سنج نام دارد .



دستگاه ها ی مرکب :

در حالت کلی اگر جریان I از گالوانومتر عبور کند، باید بین قطب های ورودی و خروجی آن ولتاژ معین U وجود داشته باشد. فرض کنید که مقاومت داخلی گالوانومتر یعنی مقاومت قسمت هایی از آن که جریان از آنها عبور می کند، R باشد (برای گالوانومتر ها با مغناطیس دائمی R مجموع تاب و سیم های رابط است، در حالی که برای گالوانومترهای با سیم افروزشی R مجموع مقاومت سیم گرم شده و رابط هاست).

بنابر قانون اهم U=IR می باشد. پس برای یک گالوانومتر معین ، هر مقدار از جریان با مقدار معینی از ولتاژ در دو سر قطب های آن متناظر است. بنابر این جای قرار گرفتن عقربه می تواند هم جریان و هم ولتاژ را نشان دهد. یعنی دستگاه را می توان هم به عنوان آمپرسنج و هم به عنوان ولت سنج مدرج کرد.



چگونگی قراردادن ولت سنج در مدار :

با استفاده از یک ولت سنج مدرج می توان اختلاف پتاسیل الکتریکی بین هر دو نقطه از مدار را اندازه گرفت. مثلا اگر اختلاف پتاسیل دو سر یک لامپ رشته ای را که از چشمه جریانی تغذیه می کند بخواهید اندازه گیری کنید. باید دو سر ولت سنج را به دو سر لامپ ببندید. به عبارتی ولت سنج جهت سنجش اختلاف پتاسیل (ولتاژ) دو نقطه از مدار یا یک عنصری از مدار بصورت موازی در مداز گذاشته می شود.

به عبارتی ولتاژ گذرنده از ولت سنج همان ولتاژ تمامی قسمت هایی از مدار است که آرایش موازی با ولت سنج دارد. در صورتیکه در مورد آمپر سنج قرارگیری در مدار بصورت متوالی است. و با اندازه گیری جریان گذرنده از یک تکه از مدار جریان کل مدار را می دهد، که باید با جریان المان مداری اندازه گیری شده ، برابر باشد.



مقاومت درونی ولت سنج:

ولت سنج را به جزئی از مدار که ولتاژ دو سر آن باید اندازه گیری شود به طور موازی می بندند. و از این رو جریان معینی ازمدار اصلی از آن می گذرد. پس ازاینکه ولت سنج وصل شد، جریان و ولتاژ درمدار اصلی قدری تغییر می کند. به طوری که حالا مداری متفاوت از رساناها داریم، که شامل رساناهای قبلی و ولت سنج است. مثلا با اتصال ولت سنج با مقاومت Rv به طوری موازی با لامپی که مقاومتش Rb است مقاومت کل مدار بصورت

(R= Rb/(1+Rb/Rv خواهد بود. هر چه مقاومت ولت سنج در مقایسه با مقاومت لامپ بزرگتر باشد، اختلاف بین مقاومت ولت سنج باید تا حد امکان بزرگ اختیار شود. برای این منظور یک مقاومت اضافی را که ممکن است مقاومتش به چند هزار اهم برسد، گاهی به طور متوالی به قسمت اندازه گیر ولت سنج می بندند.



مقاومت درونی آمپرسنج :

برخلاف ولت سنج، آمپرسنج همیشه در مدار به طور متوالی بسته می شود اگر مقاومت آمپرسنج Ra و مقاومت مدار Rc باشد، مقاومت کل مدار با آمپرسنج برابر می شود با :

(R=Rc(1+Ra/Rc
بنابر این در صورتیکه مقاومت وسیله در مقایسه با مقاومت مدار کوچک باشد بر طبق رابطه اخیر وسیله مقاومت کل مدار را زیاد تغییر نمی دهند. بنابر این مقاومت آمپرسنج ها را خیلی کوچک انتخاب می کنند (چنددهم یاچندصدم اهم) .

میدانیم جریان الکتریکی از جاری شدن بار الکتریکی حاصل می شود . یک آمپرسنج میزان این جریان را اندازه می گیرد و از این رو جریان بایستی از داخل آمپرسنج

عبورکند .

برای اندازه گیری جریان ، مدار را قطع وآمپرسنج را در محل قطع شدن مدار قرار دهید .

توجه کنید که در اندازه گیری جریان های DC جریان به سر مثبت آمپرسنج وارد شود یعنی سر مثبت آمپرسنج باید به طرف مثبت مداری که قطع شده وصل شود .

مقاومت داخلی یک آمپر سنج ایدآل صفر است یعنی تاثیری روی جریان مدار ندارد .

ولت سنج

یک ولت سنج را برای اندازه گیری نیروی محرکه یک منبع الکتریکی و یا اختلاف پتانسیل بین دو نقطه در یک مدار بکار می برند . در همه حالات ، ولتاژهایی

بین دو نقطه وجود دارد ، یعنی آنچه را اندازه می گیریم ، اختلاف ولتاژ یک نقطه نسبت به نقطه دیگر است واز این رو سیم های ولت سنج را به دو نقطه ای که

اختلاف پتانسیل آنها مورد نظر است وصل می کنیم .

ایدآل این است که مقاومت داخلی ولت سنج بینهایت باشد ، یعنی تاثیری روی ولتاژ المان نداشته باشد .

اهم سنج

اهم سنج وسیله ای است که مقاومت یک مدار یا عنصر را اندازه می گیرد . قبل ازاندازه گیری یک مقاومت ، منبع ولتاژ را از مدار یا عنصر مورد نظر جدا کنید

تا از آسیب زدن به اهم سنج جلوگیری شود ، سپس عنصر مورد نظر را از قسمت های دیگر مدار جدا کنید(حداقل یک سر آن را جدا کنید) تا از خطای ناشی از

موازی یا سری شدن با سایر قطعات جلوگیری شود .

مولتی مترها

مولتی مترهای عقربه ای AVO

مولتی متر ها را مدت هاست مورد استفاده قرار می دهند . احتمالاً با کلمه "AVO متر" آشنا هستید . این وسیله از یک میلی آمپر سنج استفاده می کند وبا کمک یک

جفت کلیدهای چرخان ، مقادیر جریان ولتاژ و مقاومت را در گستره های وسیعی اندازه می گیرد

مولتی مترهای دیجیتالی DMM

برای غلبه بر مشکلات مولتی مترهای عقربه ای از جمله دقت پایین وطرز خواندن مقادیر وهمچنین آسیب دیدگی قطعات مکانیکی آن در برخورد با عوامل فیزیکی

مانند ضربه یا رطوبت و... از مولتی مترهای دیجیتالی استفاده شد که امروزه جایگزین مولتی مترهای عقربه ای شده اند .این مولتی مترها با قرار گرفتن در رنج

مناسب مقادیر را به صورت رقم روی LCD خود نمایش میدهند .

اسیلوسکوپ

مولتی مترها را طوری مدرج می کنند که ولتاژهای DC ویا سینوسی را اندازه گیری کند . در مدارات الکترونیکی ، شکل موجهای متفاوت دیگری مانند سینوسی

یکطرفه شده ، مثلثی ویا چهار گوش وجود دارند .

با کمک اسیلوسکوپ می توان کمیات متغیر با زمان را مطالعه وبه منظور بالا دسترسی پیدا کرد .

کار دکمه های مختلف یک اسیلوسکوپ در زیر خلاصه شده است:

1-صفحه یا پرده Screen :

این قسمت معمولاً به صورت مربع های یک سانتیمتری تقسیم شده ومحورهای اصلی آن به درجات دومیلی متری تقسیم شده اند .

2-روشنایی درجاتScale illumination:

این دکمه مخصوص روشن کردن صفحه اسیلوسکوپ است در واقع ، این دکمه یک مقاومت متغیر است که روشنایی یک لامپ را کنترل می کند .

3-کلید قطع و وصل برقpower on switch:

به وسیله این کلید ، برق شهر به اسیلوسکوپ وارد می شود و با قرار دادن آن روی وضعیت On ، یک چراغ کوچک روشن می شود . اگر این چراغ روشن نباشد

هیچ کاری را نمی توان با اسیلسکوپ انجام داد .

4-روشنایی Intensity :

این دکمه شدت باریکه الکترونها را کنترل مینماید . این دکمه را آنقدر به طرف راست بچرخانید تا لکه ای با روشنایی معمولی روی پرده ظاهر شود . چنانچه روشنایی

لکه بیش از اندازه باشد ، به فسفر پرده اسیلوسکوپ آسیب خواهد رسید .

5-کانونی کردن Focus:

به وسیله این دکمه می توان لکه یا خط نورانی واضحی روی پرده اسیلوسکوپ بوجود آورد .

6-موقعیت افقی وعمودیX&Y Position:

دو کلید جداگانه است یکی برای افقی ویکی هم برای عمودی که موقعیت شکل موج را تغییرمیدهند

7-CH1) Volt/Div):

کنترل کننده ای برای نمایش دامنه شکل موج توسط تغییر گین ولتاژ

8-Time/Div:

کنترل کننده زمان شکل موج برای مشاهده بهتر وبدست آوردن فرکانس

سیگنال ژنراتور

سیگنال ژنراتور وسیله ای است که در تعمیر وسایل الکترونیکی کاربرد زیادی دارد . بیشتر سیگنال ژنراتورها می توانند امواج سینوسی ، مربعی ومثلثی با فرکانس