أدوات القياس في الفيزياء

جدول المحتويات

• الأميتر
• الجلفانوميتر
• الفولتميتر
• الأوميتر
• الآفوميتر
• الهايدروميتر
• مقياس فنتوري
• الفيسكوميتر
• الميكروميتر
• القدمة ذات الورنيَّة
• الميزان النابضي
• أجهزة قياس الكتلة
• أجهزة قياس الزمن
• مقياس الطيف

أدوات القياس في علم الفيزياء

تُعد أدوات القياس من أهمّ العناصر في الفيزياء، فهي تُمكّن العلماء من قياس الكميات الفيزيائية بدقة، مثل القوة، والكتلة، والطول، والزمن. تُستخدم هذه الأدوات لقياس مختلف الظواهر الفيزيائية، وتساعد على فهم سلوك المادة والطاقة.

الأميتر

يستخدم الأميتر لقياس شدة التيار الكهربائي في الدوائر الكهربائية. تتميز مقاومة الأميتر بكونها صغيرة للغاية، لذلك يُوصل في الدائرة الكهربائية على التوالي. هناك نوعان رئيسيان من الأميتر: الأميتر القياسي والأميتر الرقمي. يتميز الأميتر القياسي بوجود ملف ذي سلك رقيق ملفوف حول عمود حديدي طري، يُعلق هذا العمود بين قطبي مغناطيس دائم، وعندما يسري التيار في الملف، يدور الملف والعمود معًا، لتصبح المجالات المغناطيسية للملف والمغناطيس الدائم موازية.

يوجد مؤشر يتحرك على تدريج يُشير إلى قراءة التيار بالأمبير. يستطيع الأميتر قياس مجموعة واسعة من التيارات، من أجزاء الملايين القليلة للأمبير إلى الكميات الأكبر. [1]

الجلفانوميتر

الجلفانوميتر جهاز يعمل بمبدأ مشابه للأميتر، ولكنه يُستخدم لقياس التيارات الضعيفة. تُعتبر دقة الجلفانوميتر من أهمّ مميزاته، حيث يمكن تصنيع أجهزة تصل دقتها إلى 0.1%. يمكن استخدام الجلفانوميتر لقياس الشحنات الكهربائية والتيارات الضعيفة.

من أهمّ مميزات الجلفانوميتر: [2]

• انتظام التدريج.
• عدم تأثره بالمجالات المغناطيسية الشاردة.
• صغر القدرة المستهلكة في الملفات، تتراوح بين 0.5 واط إلى 3 واط.
• عدم تأثره بالتغير في درجات الحرارة.
• تعدد أغراض الاستخدام، حيث يعمل كأميتر، فولتميتر، وأوم ميتر.

الفولتميتر

يستخدم الفولتميتر لقياس فرق الجهد الكهربائي بين نقطتين في الدائرة الكهربائية، مثل المقاومات والموسعات والبطاريات. يُوصل الفولتميتر في الدائرة الكهربائية على التوازي، لأن الجهد ثابت، ويتميز الفولتميتر بمقاومة عالية جدًا. [3]

الأوميتر

الأوميتر جهاز يُستخدم لقياس مقدار المقاومة الكهربائية، وهو جهاز مناسب لإعطاء قيمة المقاومة بشكل مباشر. تُقرأ قيمة المقاومة عن طريق حركة العداد، ولإنتاج التيار الضروري لعمل هذه الحركة، يجب توصيل الأوميتر بمصدر داخلي للجهد، ويجب وضع مجموعة من المقاومات المتفاوتة للسماح بدخول التيار للحركة بالقيمة الصحيحة من أي مقاومة. [4]

الآفوميتر

الآفوميتر جهاز شامل يعمل على قياس التيار أو فرق الجهد أو المقاومة الكهربائية، من خلال مفتاح خاص لكلٍّ منها. يُستخدم الآفوميتر بشكل عام من قبل فنيّي الكهرباء. [5]

الهايدروميتر

الهايدروميتر جهاز يتكون من أنبوبة زجاجية طويلة مغلقة من الطرفين، ويُستخدم لقياس كثافة السوائل. [6]

مقياس فنتوري

مقياس فنتوري جهاز يُستخدم لقياس سرعة تدفق السوائل ومعدل تصريفها في أنابيب التدفق، مثل أنابيب الوقود وأنابيب المياه. [7]

الفيسكوميتر

الفيسكوميتر جهاز يُستخدم لقياس لزوجة السوائل، واللزوجة هي مقاومة السائل أو الغاز للتدفُّق والجريان، مما يؤثر على عمليات بخ وملء أو حشو الفراغات. [8]

الميكروميتر

الميكروميتر جهاز يستخدم لقياس الطول والسمك والعمق بشكل دقيق جدًا يصل إلى أجزاء من المليمتر. يُعتبر من القياسات الموثوقة والمتكاملة، كما أن مقياس الكم ومقياس كشتبان مدمجان في الأداة. [9]

القدمة ذات الورنيَّة

القدمة ذات الورنيَّة جهاز يُستخدم لقياس قطر أو نصف قطر أسطوانة أو كرة. تقيس القدم ذات الورنيَّة الحديثة ثلاثة أنواع من الأبعاد: [10]

• الأبعاد الخارجية، والسُّمك، والقطر لقطعة ما.
• الأبعاد الداخلية لقطعة ما أو القطر الداخلي للأنابيب والمواسير.
• عمق أو ارتفاع قطعة موضوعة على سطح، أو عمق ثقب في قطعة ما.

الميزان النابضي

الميزان النابضي جهاز يُستخدم لقياس كتلة الجسم أو وزنه من خلال تدريج خاص للوزن أو الكتلة. تعمل بعض الموازين النَّابضيَّة بدون أذرع، مثل الموازين المعلقة. يمكن للميزان النَّابضي قياس القوى المنتقلة عبر الميزان في أي اتجاه. [11]

أجهزة قياس الكتلة

تختلف أجهزة قياس الكتلة في أشكالها ودقتها حسب مقدار الكتلة التي نرغب بقياسها. ومن الأمثلة عليها: [12]

• القبَّان الذي يُستخدم لقياس كتل كبيرة جدًا، مثل كتلة سيارة.
• الميزان ذو كفَّتين الذي يُستخدم لقياس كُتل تصل إلى بضعة كيلوجرامات.
• الميزان الرَّقمي الحساس الذي يُستخدم لقياس كُتل تتراوح بين بضعة جرامات، وتصل إلى بضعة كيلوجرامات.

أجهزة قياس الزمن

تختلف أجهزة قياس الزمن في أشكالها ودقتها. ومن الأمثلة عليها: [13]

• الساعة ذات المؤشرين التي تُظهر الزمن بالساعة والدقيقة، لكن دون دقة تكفي لإظهار الثواني وأجزاء الثانية.
• الساعات الرقميَّة الحساسة التي تمتلك القدرة على قياس الزمن إلى ما يصل أجزاء الثانية وتُستخدم بكثرة في التجارب العلميَّة والسباقات الرياضيَّة بسبب دقتها العالية.

مقياس الطيف

يستخدم مقياس الطَّيف لقياس الطول الموجي للضوء. [14]

المراجع

1. “What is an Ammeter: Circuit Diagram and Its Types”, elprocus, Retrieved 2022-4-12. Edited.
2. “galvanometer”, britannica, Retrieved 2022-4-11. Edited.
3. The Editors of Encyclopaedia Britannica, “voltmeter”, britannica, Retrieved 25/1/2022. Edited.
4. “?What is ohmmeter”, polytechnichub, 5/10/2017, Retrieved 25/1/2022.
5. has_geek (2/8/2021), “AVOmeter – Multimeter”, guyhowto, Retrieved 25/1/2022. Edited.
6. ار بي (18/6/2021)،”الهيدروميتر (المكثاف) | طرائق قياس كثافة المحاليل وتركيزها”، ار بي، اطّلع عليه بتاريخ 13/1/2022. بتصرّف.
7. Byjus (16/8/2017),” Venturimeter is a device used to measure”, Byjus, Retrieved 13/1/2022. Edited.
8. “viscometer”, britannica, Retrieved 2022-4-11. Edited.
9. ” What are the advantages and disadvantages of micrometers?”, wonkee donkee tools, Retrieved 25/1/2022. Edited.
10. “Calliper with vernier scale”, uniortools, Retrieved 25/1/2022. Edited.
11. “spring balance”, britannica, Retrieved 2022-4-12. Edited.
12. “Tools Used to Measure Mass”, sciencing, Retrieved 2022-4-12. Edited.
13. Sabrina Stierwalt (15/1/2018), “How Do We Measure Time? 5+ Innovative Ways”, quick and dirty tips, Retrieved 25/1/2022. Edited.
14. The Editors of Encyclopaedia Britannica, “spectrometer”, britannica, Retrieved 25/1/2022. Edited.