מד מתח הוא מכשיר אלקטרוני המשמש למדידת הפרש פוטנציאלים או מתח בין שתי נקודות במעגל חשמלי או אלקטרוני. יחידת ההפרש הפוטנציאלי נמדדת בוולטים (V).
מד מתח אנלוגי בסיסי מורכב מגולוונומטר רגיש (מד זרם) בסדרות עם התנגדות גבוהה.
ההתנגדות הפנימית של מד מתח צריכה להיות גבוהה; אחרת זה שואב זרם משמעותי וקוטע את פעולת המעגל בעת הבדיקה.
וולטרים אנלוגיים מציגים את קריאותיהם באופן אנלוגי (מחט המציין את שבריר המתח במעגל) ומד מתח דיגיטלי מציג את קריאות המתח שלהם ישירות בצורה ספרתית.
מתח מדדי מעבדה מעשיים טווחי מקסימום של 1000 עד 3000 V. מצדם, ברוב המתחים המסחריים יש להם סולמות שונים, המוגברים בכוח של 10; לדוגמה: 0-1 וולט, 0-10 וולט, 0-100 וולט, ו-0-1000 וולט
מד מתח שמודד הפרשי פוטנציאל גבוה דורש הרבה חוטים ומבודדים.
בתחום המחשוב, מתחי מעבדה סטנדרטיים מתאימים מכיוון שהמתחים שנתקלים בהם הם מתונים, בדרך כלל בין 1 וולט ל- 15 וולט.
בדרך כלל משתמשים במתחים אנלוגיים למדידת מתחים משבריר של וולט לאלף וולט.
לעומת זאת, מד מתח דיגיטלי הוא בעל דיוק גבוה יותר והם משמשים למדידות מתח קטנות מאוד במעבדות ומכשירים אלקטרוניים.
הִיסטוֹרִיָה
העקרונות הבסיסיים העומדים מאחורי מד מתח נקבעו על ידי הפיזיקאי הדני הנס כריסטיאן אורסטד בשנת 1820, אז גילה שזרם חשמלי בתיל מייצר שדה מגנטי סביבו.
מד הזרם הראשון, שהוא מד מתח רגיש ולא עמיד, שימש את הפיזיקאי אנדרה אמפר בשנת 1820 למדידת זרם.
אך כמעט כל סוגי המתחים מבוססים על דגמים בהם המחוונים משובצים בסלילים נעים.
זה פותח על ידי הפיזיקאי הצרפתי ז'אק-ארסן ד'ארסונבל בשנת 1882. מאז אותה תקופה, יכולת התנועה שלו גדלה וכמה דגמים מודרניים יכולים להגיע עד 20,000 וולט.
תִפקוּד
מד מתח הוא גלוונאומטר ששונו למדידת ההבדל הפוטנציאלי בין שתי נקודות במעגל או בסדרה.
גלוונומטר הוא מכשיר שנוצר על ידי ז'אק-ארסן ד'ארסונוול המורכב מהנחת חוטים מפותלים בשדה מגנטי קבוע המחובר אז לקפיץ ולחוגה מכוילת.
גַלוָנוֹמֶטֶר
ניתן לשנות גלווניומטר גם להיות מד זרם המשמש למדידת זרמים גדולים יותר.
אך כאשר מכשיר זה משמש למדידת מתח, הגלווניומטר הפך למתח מד מתחבר במקביל לשטח אותו הוא מודד.
מכיוון שיש לחבר את וולט-המתח למעגל מקביל, עליו לבנות אותו בצורה שיש לו התנגדות גבוהה.
במעגל הזרם תמיד ילך בדרך של הכי פחות התנגדות. כשמדדים את ההבדל הפוטנציאלי בכל חלק במעגל חשוב לשנות את החלק הזה כמה שפחות בעת ביצוע מדידות.
עקרון מד מתח
העיקרון הכללי של מד מתח הוא שהוא חייב להיות מחובר במקביל לאובייקט עליו יש למדוד את המתח.
נעשה שימוש בחיבור המקביל מכיוון שמד מתח בנוי בעל ערך התנגדות גבוה.
בדרך זו, אם אותה התנגדות גבוהה מחוברת בסדרות אז הזרם הנוכחי יהיה כמעט אפס; המשמעות היא שהמעגל נפתח.
כמו כן, במעגל המקביל ידוע שהמתח זהה, כך שהמתח בין המתח למטען הוא כמעט זהה.
בתיאוריה, עבור מד מתח אידיאלי, ההתנגדות צריכה להיות באינסוף כך שהזרם הנמשך הוא אפס; בדרך זו אין אובדן כוח במכשיר.
אבל זה כמעט ולא ניתן לבצע מכיוון שלא ניתן יהיה להשיג חומר בעל עמידות אינסופית.
שימושים מעשיים
מד-מתח מאפשרים לכם למדוד בבטחה את המתח או את ההבדל בפוטנציאל החשמלי בין שתי נקודות במעגל, ובאותו זמן אין לשנות את המתח של אותו מעגל.
היכולת למדוד מתח היא קריטית בתכנון וטיפול בטכנולוגיה מתקדמת, אך יש לה גם יישומים אחרים.
לדוגמה, אתה רוצה להפעיל מאוורר אבל כשאתה מתחבר ומדליק אותו דבר לא קורה. למרות שהמאוורר עלול להיפגע, ייתכן ששקע הקיר אינו מקבל חשמל.
ניתן להשתמש במד מתח למדידת מתח תקע; אם הוא לא סביב 120 וולט, ייתכן שהתקע רע.
שימוש נוסף הוא לקבוע אם הסוללה נטענת או פרוקה. כאשר מכונית לא מתחילה, אתה יכול למדוד את מתח הסוללה באמצעות מד מתח כדי לבדוק אם הבעיה קיימת.
מתח משמש ביישומים רבים בחיי היומיום. קווי העברה חשמליים נושאים כוח ברמות מתח גבוה שונות, ממאות לאלפי וולט שהם גדולים מ -120 וולט של שקעי קיר משותפים.
מכשירים אלקטרוניים (כמו מחשבים) דורשים בקרת מתח מדויקת אך פועלים בוולטים בודדים בלבד ויכולים להיות רגישים אפילו לשונות מתח קטנה.
ישנם סוגים שונים של מד מתח ליישומים שונים אלה.
סוגים
על פי עקרון הבנייה ישנם סוגים שונים של מד מתח. ניתן בעיקר לסווג אותם ל:
- מד מתח ברזל (MI).
- וולט מד מסוג אלקטרו דינמומטר.
- מד מתח אינדוקציה.
- מד מתח אלקטרוסטטי.
- מד מתח דיגיטלי (DVM).
- מד מתח מגנט קבוע (PMMC).
- מיישר מתח מיישר.
לבדי מתח המיועדים למדידת מתח גבוה ומסוכן (כמו קווי תמסורת) יש בידוד נוסף בין נקודות הבדיקה למשתמש כדי למנוע התחשמל של המשתמש.
מד מתח אחר מיועד למדידת רמות מתח נמוך על חפצים קטנים, כמו שבבי מחשב, בדיוק רב.
המתחים המשמשים במקרים אלה יכולים להיות קטנים מאוד ומתוכננים לחסל או למזער רעש מהבדלים פוטנציאליים הקיימים באופן טבעי בסביבה או שמקורם במכשירים אלקטרוניים סמוכים.
המתח הנפוץ ביותר הוא מכשיר כף יד עם צג ושני מובילים אלקטרוניים. חוטים אלה מחוברים לשתי נקודות במעגל ורמת המתח מוצגת על המסך.
הפניות
- מהו מד מתח? התאושש מ- study.com
- הגדרה: מד מתח. התאושש מה- whatis.techtarget.com
- עיקרון עבודה של מד מתח וסוגי מד מתח. התאושש מ- Electric4u.com
- מד מתח. התאושש מ- schools.wikia.com
- מד מתח. התאושש מ- ceilingpedia.com