מונים חשמליים בתמונות

התמונות המוצגות להלן לקוחות מהסרט החינוכי לפיזיקה "מכשירי מדידה חשמליים". רצועת הסרט מורכבת מחמישה חלקים: התקני המערכת האלקטרוסטטית (אלקטרומטרים, מדי מתח), התקני המערכת המגנטו-אלקטרית, התקני המערכת האלקטרומגנטית, מדי אוהם והתקני המערכת האלקטרודינמית (ואטמטרים).
המדידה של הפרשי פוטנציאל קטנים יחסית נעשית עם מדי מתח אלקטרוסטטי. הם משתמשים באינטראקציה בין לוחות טעונים עם שטח פנים גדול. במדדי מתח אלקטרוסטטי, ניתן לשנות את המרחק בין האלקטרודות (צלחות) או השטח הפעיל של האלקטרודות. באופן ברור ומפורט על חשמל סטטי בתמונות מתואר כאן: חשמל סטטי ברצועת סרטים של בית ספר






במכשירים של המערכת המגנטו-אלקטרית, נעשה שימוש באינטראקציה של הזרם עם שדה מגנטי. חוזק הזרם העובר מוערך לפי המתח של הקפיץ המחזיק את החוט.
כדי לשפר את האינטראקציה של השדה המגנטי עם הזרם, נעשה שימוש במסגרת מרובה פניות. כוחות אלקטרומגנטיים יוצרים את מומנט המסגרת. המסגרת עומדת בפני זרמים קטנים בסדר גודל של כמה עשרות מיליאמפר. כדי למדוד זרמים גדולים, התנגדות shunt כלולה במקביל למסגרת. מכשירים כאלה נקראים מד זרם. במד זרם למדידת זרמים עד 30 A, מותקנים shunts בדיור המכשיר. בעת מדידת זרמים גדולים, משתמשים ב-shunts חיצוניים. זרמים קטנים במסגרת אפשריים עם מתח נמוך בקצותיה. בעת מדידת מתח גבוה, התנגדות נוספת כלולה בסדרה עם המסגרת. מכשיר מדידה כזה נקרא מד מתח. מד המתח מחובר במקביל לקטע של המעגל שבו נמדד המתח.










במכשירי מדידה של המערכת האלקטרומגנטית משתמשים בתופעת נסיגת הליבה בסליל הנוכחי. כמות הזרם מוערכת לפי מתח הקפיץ.הסליל יכול להיות שטוח או עגול. כדי למדוד זרמים גדולים, הסלילים עשויים מחוט עבה. כדי למדוד מתח גבוה (עשרות ומאות וולט), הסליל עשוי מחוט דק והתנגדות נוספת מחוברת איתו בסדרה.






מכשירי מדידה בעלי מקור זרם מובנה ומשמשים למדידה ישירה של התנגדויות נקראים אוהםמטרים. כדי למדוד את הזרם, למעגל האוהםמטר יש מיליאממטר, וכדי לשמור על מתח קבוע על פני המסופים, התנגדות משתנה.מעקב אחר קביעות המתח מתבצע באמצעות סגירת המהדקים והתאמת מחט המיליאמפר לערך המרבי של הזרם באמצעות התנגדות משתנה לפני כל מדידה. הסטייה המקסימלית של החץ תואמת לאפס התנגדות בין המהדקים. כאשר המהדקים פתוחים (התנגדות אינסופית), הזרם במעגל הוא אפס. לכן, סולם ההתנגדות הוא הפוך מסולם הנוכחי.






במכשירים של המערכת האלקטרודינמית משתמשים בעקרון האינטראקציה של זרמים. מוליכים עם זרם בכיוון אחד נמשכים. כוח המשיכה שלהם פרופורציונלי לגודל הזרמים בחוטים. במכשירים, החוטים נוצרים לסלילים, כאשר הזרמים מקיימים אינטראקציה, הסליל הנע מסתובב והקפיץ מתפתל. זווית הסיבוב פרופורציונלית לזרמים בסלילים.
הסליל הנע של מד הוואטים מחובר במקביל לעומס והסליל הנייח מחובר בסדרה. לכן, זווית הכיבוי של החץ תהיה פרופורציונלית לזרם ולמתח בעומס, כלומר. הכח.





סרטים חינוכיים אחרים להנדסת חשמל:
תופעת האינדוקציה האלקטרומגנטית
פעולה מגנטית של זרם
תחנות חשמל