كيفية قياس الأمبير بجهاز المالتيميتر

ثلاث مراجعات قبل البدء

1. هل الفيوز سليم؟ مداخل التيار في المالتيميتر محمية بفيوز، ومع فيوز محترق تبقى الشاشة على «0» — فتظن أن الدائرة مقطوعة. الفحص بسيط: اضبط الجهاز على المقاومة (Ω)، ولامس بطرف مدخل 10 A وبالطرف الآخر مدخل V/Ω. الفيوز السليم يقرأ بضعة أوم أو أقل؛ وظهور «OL» يعني أنه محترق.

2. هل اخترت المدخل الصحيح؟ المداخل ثلاثة عادةً: COM (الأسود) وVΩmA و10A. كل ما يتجاوز نحو 300-400 مللي أمبير يستوجب وضع الطرف الأحمر في مدخل 10 A. المدخلان محميان بفيوزين منفصلين، ومدخل mA يتحمل أقل بكثير.

3. كم تتوقع أن يكون التيار؟ إن كنت لا تعرف، ابدأ من أعلى مدى وانزل تدريجياً. وحتى في الأجهزة ذات المدى التلقائي يبقى اختيار المدخل يدوياً: الجهاز لن ينقل الطرف نيابةً عنك.

الطريقة 1 — قياس التيار المستمر خطوة بخطوة

هذه هي الطريقة المتبعة مع البطاريات والمحولات ودوائر LED ودوائر السيارات وكل ما يعمل بالتيار المستمر.

1. افصل التغذية. أطفئ المفتاح، افصل البطارية، انزع المحول. لا تُنفّذ توصيل القياس والدائرة مكهربة أبداً.
2. ركّب الأطراف. الأسود في COM، والأحمر في 10A أو mA حسب التيار المتوقع.
3. اختر المدى: التيار المستمر، أي A⎓ أو mA⎓. الخط المستقيم يدل على التيار المستمر، والخط المتموج (~) على المتردد.
4. اقطع الدائرة وأدخل الجهاز في المسار. افصل سلكاً في خط التغذية؛ فيصبح المالتيميتر جسراً بين الطرفين. الطرف الأحمر نحو المصدر، والأسود نحو الحمل.
5. أعد التغذية واقرأ. تستقر القيمة خلال ثانيتين.
6. افصل التغذية، وانزع الجهاز، وأعد التوصيل إلى ما كان عليه.
7. أعد الطرف الأحمر فوراً إلى مدخل V/Ω. اجعل هذه عادة لا تُنسى؛ فمعظم حوادث المالتيميتر تبدأ بإهمال هذه الخطوة.

الطريقة 2 — قياس التيار المتردد

الإجراء نفسه، وتكتفي باختيار A~. لكن عملياً لا تستخدم هذه الطريقة في دوائر الشبكة. ولذلك ثلاثة أسباب:

• قطع الدائرة وإدخال الجهاز يفرض العمل على موصلات مكهربة.
• معظم أجهزة اليد تتوقف عند 10 أمبير، ودائرة منزلية واحدة تتجاوز ذلك بسهولة.
• إذا حدث قصر، قد تتجاوز طاقة القوس فئة CAT الخاصة بالجهاز، فيتضرر الجهاز وتتضرر أنت.

الأداة الصحيحة هي كماشة التيار. تقرأ التيار عبر المجال المغناطيسي حول الموصل ولا تفتح الدائرة أبداً.

مدخل mA أم مدخل 10 A؟

هذا الاختيار يحدد دقة القياس وسلامته معاً.

عبارة «20 أمبير / 30 ثانية» ليست دعاية بل حدّ حراري. فالمقاومة الشنط والفيوز يسخنان عند ذلك التيار؛ وإن تجاوزت المدة احترق الفيوز أولاً ثم تضررت مسارات اللوحة. أبقِ قياسات التيار العالي قصيرة.

جهد العبء: لماذا تتوقف الدائرة عن العمل

المالتيميتر لا «يشعر» بالتيار مباشرة. بل يمرّره عبر مقاومة شنط داخلية، ويقيس هبوط الجهد على طرفيها، ثم يحوّله إلى أمبير بقانون أوم. أي أن الجهاز يضيف مقاومة إلى الدائرة، ويظهر عليها هبوط جهد. وهذا هو جهد العبء (burden voltage).

مثال يوضح الأهمية. تريد قياس 50 مللي أمبير في دائرة متحكم دقيق تعمل بجهد 3,3 فولت:

• مع جهاز جيد (نحو 1,8 مللي فولت لكل مللي أمبير في Fluke 87V) يكون جهد العبء 50 × 1,8 = 90 مللي فولت. تبقى الدائرة ترى 3,21 فولت وتواصل العمل.
• مع جهاز رخيص قد يبلغ هبوط الجهد عند التيار نفسه 0,5 إلى 1 فولت بسهولة. فتنزل تغذية الدائرة إلى نحو 2,3 فولت ويُعيد المتحكم التشغيل من جديد. فتستنتج: «ما إن أقيس حتى تتوقف، إذن هناك عطل».

ولا يساهم في جهد العبء الشنط وحده، بل أيضاً أسلاك الأطراف والفيوز وتماسات مفتاح المدى. ولهذا يكون جهد العبء على مدى mA في الجهاز نفسه أعلى بكثير منه على مدى 10 A.

الطريقة 3 — القياس بكماشة التيار

هذه هي الوسيلة الآمنة الوحيدة للقياس دون فتح الدائرة.

1. اختر المدى: A~، أو A⎓ في الموديلات التي تقرأ المستمر أيضاً.
2. صفّر الجهاز قبل قياس التيار المستمر. أغلق الفكين وهما فارغان واضغط ZERO؛ ففي أجهزة حساس هول يظل القياس منحرفاً إن أُهملت هذه الخطوة.
3. أطبق الفكين على موصل واحد فقط. فإن أخذت الفاز والنيوترال معاً ألغى التياران أحدهما الآخر وبقيت الشاشة قرب الصفر. وهذا ليس عطلاً بل قانون فيزيائي — بل إن قياس تيار التسرب يقوم على هذا المبدأ بالضبط.
4. تأكد من انطباق الفكين تماماً. أي فرجة تخفض القراءة.
5. اجعل الموصل في منتصف الفكين ما أمكن. فعند الحافة قد تنحرف القراءة بنسب مئوية قليلة.

وعند التيارات الصغيرة — بضع مئات من المللي أمبير — لا تكفي دقة الكماشة. والحيلة الميدانية الكلاسيكية: لفّ السلك عشر لفات داخل الفكين ثم قسمة القراءة على عشرة.

تطبيق: قياس تيار السكون في السيارة

إذا كانت بطارية سيارتك تفرغ ليلاً، فهذا هو القياس المطلوب.

1. أغلق السيارة وانتظر 20-40 دقيقة حتى تدخل الوحدات في وضع السكون. فالقياس المبكر يُظهر قيمة أعلى بكثير من الطبيعي.
2. افصل طرف البطارية السالب.
3. وصّل المالتيميتر على التوالي بين ماسك الطرف وقطب البطارية، على مدخل 10 A ومدى التيار المستمر.
4. اقرأ القيمة. في سيارة حديثة يُتوقع نحو 20-50 مللي أمبير. وما تجاوز 80-100 مللي أمبير يستحق البحث.
5. وإن كانت مرتفعة، انزع الفيوزات واحداً واحداً وراقب الدائرة التي تهبط عندها القراءة.

حساب التيار دون قياسه

أحياناً لا حاجة إلى القياس أصلاً؛ فلوحة بيانات الجهاز تكفي:

I = P / V

• سخّان ماء بقدرة 2000 واط على شبكة 220 فولت يسحب نحو 9,1 أمبير.
• محوّل حاسوب محمول بقدرة 60 واط وخرج 19 فولت يعطي نحو 3,2 أمبير.

هذا الحساب دقيق إلى حد بعيد في الأحمال المقاومية: السخانات والمصابيح المتوهجة والمكاوي. أما في المحركات والإلكترونيات ذات التغذية المفتاحية فيدخل معامل القدرة (cos φ) وتيار البدء، فتختلف القيمة الحقيقية — ولهذا يكون القياس أوثق من الحساب في الثلاجة والمكيف والعدد الكهربائية.

إذا احترق الفيوز

1. افتح الجهاز — غالباً غطاء خلفي ومسمارين إلى أربعة.
2. حدّد الفيوز الصحيح: لمدخل mA فيوز ولمدخل 10 A فيوز آخر.
3. استبدله بآخر من القيمة نفسها والنوع نفسه. وفي الأجهزة الاحترافية يكون فيوزاً خزفياً HRC لا زجاجياً — فيوز Fluke بمواصفة 11 A / 1000 V مثلاً بقدرة قطع 20 كيلو أمبير.
4. لا تستبدله بفيوز زجاجي أبداً. سيواصل الجهاز القياس، لكن مستوى حمايته ينخفض؛ وعند القصر قد ينفجر الجسم الزجاجي ويسمح باستمرار القوس.

والسبب في احتراقه هو نفسه دائماً تقريباً: قياس الجهد والأطراف ما زالت في مداخل التيار.

ثمانية أخطاء شائعة

1. توصيل الأميتر على التوازي. هذا قصر مباشر على المصدر. الأميتر يُوصل على التوالي دائماً.
2. نسيان الطرف في مدخل التيار. فقياس الجهد التالي يحرق الفيوز.
3. قياس تيار عالٍ عبر مدخل mA. مدخل 400 مللي أمبير لا يحتمل محركاً بـ3 أمبير.
4. محاولة قياس تيار الشبكة بأطراف القياس. استعمل كماشة التيار.
5. إطباق الفكين على الفاز والنيوترال معاً. فتخرج القراءة قرب الصفر.
6. استعمال كماشة التيار المستمر دون تصفير. فتظل القراءة منحرفة.
7. إهمال جهد العبء. ففي دائرة حساسة يُخلّ القياس نفسه بعملها.
8. إبقاء تيار عالٍ مدة طويلة على مدخل 10 A. حدّ الثلاثين ثانية عند 20 أمبير حدّ حراري حقيقي.

الأسئلة الشائعة

كيف يُقاس الأمبير بالمالتيميتر؟ يُقاس التيار على التوالي: افصل التغذية، وانزع سلكاً واحداً، ثم أدخل المالتيميتر جسراً بين الطرفين. ضع الطرف الأحمر في مدخل mA أو 10 A حسب التيار المتوقع، واختر مدى التيار المستمر أو المتردد، ثم أعد التغذية واقرأ.

هل يُوصل الأميتر على التوالي أم على التوازي؟ على التوالي دائماً. فلأن مقاومته الداخلية تكاد تكون صفراً، يُحدث الأميتر الموصول على التوازي قصراً على المصدر: يحرق الفيوز، وفي أسوأ الأحوال يُنشئ قوساً كهربائياً.

ما الفرق بين مدخل mA ومدخل 10 A؟ مدخل mA/µA يقيس حتى نحو 400 مللي أمبير بدقة تمييزية عالية جداً وهو مخصص للتيارات الصغيرة. أما مدخل 10 A فيحمل 10 أمبير باستمرار و20 أمبير لمدة قصيرة لكن دقته منخفضة. وكل ما تجاوز 300-400 مللي أمبير يُقاس عبر مدخل 10 A.

هل يُقاس التيار على 220 فولت بالمالتيميتر؟ ليس بأطراف القياس. فقطع الدائرة لإدخال الجهاز يعني العمل تحت الجهد، وحد الـ10 أمبير في أجهزة اليد يُتجاوز بسهولة في الدوائر المنزلية. والأداة الصحيحة هي كماشة التيار.

ما هو جهد العبء (burden voltage)؟ يقيس المالتيميتر التيار بتمريره عبر مقاومة شنط؛ وهبوط الجهد على تلك المقاومة هو جهد العبء. يبلغ نحو 1,8 مللي فولت لكل مللي أمبير في جهاز جيد، وأضعاف ذلك في الأجهزة الرخيصة، وهو ما يكفي للإخلال بالدوائر منخفضة الجهد.

توقفت الدائرة أثناء القياس، لماذا؟ غالباً بسبب جهد العبء. فالجهاز يضيف مقاومة، فيهبط جهد التغذية وتُعيد الدائرة التشغيل. والحل هو الارتفاع مدى واحداً (10 A بدل mA) أو حساب التيار بطريقة غير مباشرة على مقاومة معلومة.

لماذا يحترق فيوز المالتيميتر؟ في كل الأحوال تقريباً لأن الجهد قيس والأطراف ما زالت في مداخل التيار. ففي ذلك الوضع يتصرف الجهاز كأنه قصر دائرة.

كيف أعرف أن الفيوز محترق؟ اضبط الجهاز على المقاومة، ولامس بطرف مدخل 10 A وبالآخر مدخل V/Ω. بضعة أوم أو أقل تعني أن الفيوز سليم، وظهور «OL» يعني أنه محترق.

كيف يُستبدل فيوز المالتيميتر؟ افتح الغطاء الخلفي وركّب فيوزاً بالقيمة والنوع نفسيهما. واستعمل الخزفي HRC لا الزجاجي؛ ففي الأجهزة الاحترافية تصل قدرة قطعه إلى 20 كيلو أمبير.

هل تقيس كماشة التيار التيارَ المستمر؟ الموديلات ذات حساس هول التي تحمل عبارة «AC/DC» فقط. أما الكماشات المخصصة للتيار المتردد وحده فلا ترى المستمر إطلاقاً. ولا تنسَ التصفير والفكان فارغان قبل قياس المستمر.

لماذا تُظهر الكماشة صفراً؟ على الأرجح أطبقتَ الفكين على الفاز والنيوترال معاً، فألغى التياران أحدهما الآخر. ويجب أن يمر بالفكين موصل واحد لا غير.

كيف أقيس تياراً صغيراً جداً بالكماشة؟ مرّر السلك عشر مرات داخل الفكين ثم اقسم القراءة على عشرة. حيلة كلاسيكية تضاعف الدقة عشر مرات عند التيارات الصغيرة.

كم يجب أن يكون تيار السكون في السيارة؟ نحو 20-50 مللي أمبير في سيارة حديثة بعد دخول الوحدات في السكون. وما تجاوز 80-100 مللي أمبير يستحق الفحص. والانتظار 20-40 دقيقة قبل القياس ضروري.

هل يمكنني حساب التيار بدل قياسه؟ في الأحمال المقاومية نعم: I = P / V. سخّان بقدرة 2000 واط على 220 فولت يسحب نحو 9,1 أمبير. أما في المحركات والإلكترونيات فيجعل معامل القدرة وتيار البدء القياسَ أوثق.

هل يُقاس تيار التسرب بالمالتيميتر؟ عملياً لا بجهاز يدوي؛ بل يلزم كماشة تسرب بدقة المللي أمبير. والمبدأ نفسه: إطباق الفكين على الفاز والنيوترال معاً وقراءة الفرق.

هل يفيد المدى التلقائي في قياس الأمبير؟ يختار المدى، لكنه لا يختار المدخل. فإن كان الطرف في مدخل mA وحاولت قياس حمل بـ5 أمبير فلن ينقذك المدى التلقائي: سيحترق الفيوز.

أي مالتيميتر يصلح لقياس التيار؟ في الاستعمال المنزلي يكفي أي جهاز فيه مدخل 10 A وفيوز سليم. أما في الأعمال الكهربائية فتهم خاصية True RMS وفئة CAT III؛ ولمقارنة الموديلات والأسعار انظر أنواع المالتيميتر وأسعارها.

المصادر

1. Fluke — How to use a multimeter: قياس التيار وخطوات السلامة. https://www.fluke.com/en-us/learn/blog/maintenance-monitoring/how-to-use-a-multimeter-guide
2. Fluke — Guide to digital multimeter safety. https://www.fluke.com/en/learn/blog/safety/multimeter-guide
3. صفحة منتج Fluke 115 — مدخل 10 أمبير، حد التحميل الزائد 20 أمبير / 30 ثانية. https://www.fluke.com/en-us/product/electrical-testing/digital-multimeters/fluke-115
4. دليل Fluke 87V — قيم جهد العبء على مديات التيار. https://assets.fluke.com/manuals/87______umeng0800.pdf
5. RS Components — فيوز مالتيميتر Fluke 11 A / 1000 V بقدرة قطع 20 كيلو أمبير. https://uk.rs-online.com/web/p/multimeter-fuses/3012416