מד מתח לעומת מד זרם
מדי מתח ומד זרם הם כלים בשימוש נרחב בתחומי הפיזיקה, הנדסת אלקטרוניקה והנדסת חשמל. גם מד זרם וגם מד מתח משמשים למדידת תכונות של מעגלים אלקטרוניים וחשמליים. מכשירים אלה מבוססים בעיקר על סליל מוליך המוצב בשדה מגנטי חזק, אך צורות אחרות של מכשירים אלה כגון מדי מתח ומד זרם דיגיטליים, מולטימטרים, פוטנציומטרים, מאזני זרם ומדדי מתח אלקטרוסטטי נפוצים גם הם.
מד מתח
היחידה "Volt" נקראת לכבודו של אלסנדרו וולטה. הוא משמש למדידת הפוטנציאל של נקודה או הפרש פוטנציאל בין שתי נקודות.בדרך כלל מד המתח הוא וריאציה של הגלוונומטר. נגד גבוה מאוד המוגדר בסדרה עם הגלוונומטר יוצר את מד המתח הבסיסי. למד וולט יש טווחים בין כמה מיקרו-וולט לכמה ג'יגה-וולט בערך. כפי שתואר קודם לכן, מד המתח הבסיסי מורכב מסליל נושא זרם המוצב בתוך שדה מגנטי חיצוני. השדה המגנטי עקב סליל נושא הזרם דוחה את השדה המגנטי הקבוע. אפקט זה גורם למחוון המחובר לסליל להסתובב; מערכת סליל מחוון זו עמוסה בקפיצים, ובכך מחזירה את המחוון למצב אפס כאשר אין זרם. זווית סיבוב המחוון פרופורציונלית לזרם הקיים בסליל. מד המתח הדיגיטלי משתמש בהמרה אנלוגית לדיגיטלית (ADC) כדי להמיר את המתח הנוכחי לערך דיגיטלי. אבל האות הנכנס חייב להיות מוגבר או מופחת בהתאם לטווח המדידה המשמש במכשיר לפני שניתן יהיה להציגו כערך דיגיטלי. הבעיה העיקרית של מדי מתח היא שיש להם ערך התנגדות סופי; באופן אידיאלי, למד מתח צריך להיות בעל עכבה אינסופית, מה שאומר שאסור לו למשוך שום זרם מהמעגל.עם זאת, זה לא המקרה עם מדי מתח אמיתי. מד מתח אמיתי חייב לשאוב זרם מהמעגל כדי להפיק את השדה המגנטי הדוחה. עם זאת, ניתן למזער זאת על ידי שימוש במגברים כך שההפרעה למעגל תהיה מינימלית.
מטר אמפר
מד זרם הוא גם וריאציה של הגלוונומטר. הוא משתמש בעקרון הגלוונומטר של ציון הווריאציה הנוכחית. הזרם נמדד באמפר (A). לפיכך, מדי אמפר, שנמדדים במיליאמפר, ידועים כמיליאמפר, ומד זרם טווח מיקרואמפר ידוע כמיקרואמפר. באופן אידיאלי, מד זרם צריך להיות בעל ערך התנגדות אפס, אבל חומרים עם התנגדות אפס אינם קיימים. לכן, לכל מד זרם יש שגיאה מובנית. ישנם מדי זרם מאוד מדויקים, כגון: מאזן זרם. מד זרם מגיע גם בצורות של מדי זרם של ברזל נעים, מדי זרם של חוט חם ומד זרם דיגיטלי.
הבדל בין מד מתח למד זרם
– מדי זרם ומד וולט בסיסיים הם גלוונומטרים. ניתן לארגן מד מתח על ידי הקמת נגד מתאים בסדרה עם הגלוונומטר.
– באופן אידיאלי, למד זרם צריך להיות התנגדות אפסית, ולמדי מתח צריכים להיות התנגדות אינסופית.
– מד זרם אידיאלי לא צריך להיות נפילת מתח על פני המסופים, ולמד מתח אידיאלי לא צריך לעבור דרכו זרם.
