☰ Year plan · Physics (Arabic)

من الجلفانومتر إلى الأميتر والفولتميتر والأوميتر

Week 7 · Chapter 2 (D): the galvanometer as an ammeter (shunt) and a voltmeter (multiplier), the ohmmeter and its non-linear scale, analogue and digital multimeters; the chapter summary and exercises (pp. 52–58) are not used · 3 lessons
1

من الجلفانومتر إلى الأميتر: مجزئ التيار

Physics Sec 3 Term 1, Chapter 2: pp. 46–51
الهدفأحسب مقاومة مجزئ التيار الذي يحوّل الجلفانومتر إلى أميتر ذي مدى محدد.
كلمات جديدة
تيار نهاية التدريج (Ig) · التيار الذي يحرك مؤشر الجلفانومتر إلى نهاية تدريجه؛ وهو بضعة mA أو أقلمجزئ التيار (Rs) · مقاومة صغيرة جدًا توصل على التوازي مع الجلفانومتر لتمر فيها معظم التيارالأميتر · جلفانومتر موصل به مجزئ تيار، ويوصل على التوالي لقياس تيار؛ ومقاومته صغيرة جدًا
الشرح

الجلفانومتر وحده لا يتحمل إلا تيارًا ضئيلًا Ig ومقاومته Rg. ولقياس تيارات أكبر يوصل مجزئ تيار Rs على التوازي معه ويوصل الزوج على التوالي في الدائرة. ومن التيار I الداخل إلى الزوج يمر Ig في الملف ويمر I − Ig في المجزئ. والفرعان على التوازي فلهما فرق الجهد نفسه: IgRg = (I − Ig)Rs، ومنه Rs = IgRg ÷ (I − Ig). وكلما كبر المدى I صغر المجزئ. أما مقاومة الأميتر كله فهي Rg وRs على التوازي وتساوي IgRg ÷ I: صغيرة جدًا، فلا يغير الأميتر التيار في الدائرة إلا قليلًا.

GRs+−R
أمثلة محلولة
Rg = 60 Ω وIg = 1.5 mA والمدى المطلوب 0.3 A. Rs = IgRg ÷ (I − Ig) = 0.0015 × 60 ÷ (0.3 − 0.0015) = 0.09 ÷ 0.2985 = 0.302 Ω. ومقاومة الأميتر نفسه IgRg ÷ I = 0.09 ÷ 0.3 = 0.3 Ω.
الجلفانومتر نفسه لمدى 5 A: Rs = 0.09 ÷ (5 − 0.0015) = 0.09 ÷ 4.9985 = 0.018 Ω. المدى الأكبر يحتاج مجزئًا أصغر.
جلفانومتر Rg = 20 Ω وIg = 2.5 mA وُصل به مجزئ Rs = 0.5 Ω. عند نهاية التدريج يمر في المجزئ I − Ig = Ig × Rg ÷ Rs = 0.0025 × 20 ÷ 0.5 = 0.1 A، فيكون المدى I = 0.1 + 0.0025 = 0.1025 A (أي 102.5 mA).
نشاط الفصل

تدريب على الورق دون جهاز حقيقي. ارسم دائرة فيها خلية ومقاومة وأميتر على التوالي. عيّن المكان الذي يوصل فيه مجزئ التيار واكتب فوق الفرعين أيهما يحمل تقريبًا كل التيار عند نهاية التدريج.

تدرّب
1
جلفانومتر Rg = 80 Ω وIg = 0.5 mA. أوجد المجزئ الذي يعطي مدى 1 A.
2
يراد للجلفانومتر نفسه أن يقرأ حتى 10 A. أوجد المجزئ.
3
أوجد مقاومة الأميتر ذي المدى 1 A في السؤال الأول.
4
جلفانومتر Rg = 10 Ω وIg = 4 mA وُصل به مجزئ 0.25 Ω. أوجد مدى الأميتر.