08.05 – විද්‍යුත් මිනුම් උපකරණ
ඇමීටරය – A
- විද්‍යුත් පරිපථයක යම් ශාඛාවක් ඔස්සේ ගලන ධාරාව මැනීමට යොදාගන්නා උපකරණයකි.
- ඇමීටරය මඟින් සන්නායකයක් හරහා ගමන් කරන ධාරාව සෙවීමේදී ඇමීටරය එම සන්නායකයට ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කළ යුතුයි.
- ඇමීටරය හරහා ගමන් ගන්නා ධාරාව ඇමීටර පාඨාංකයට සමාන වේ.
- ඇමීටරය තුළ ඇති සන්නායක දඟරවල ප්‍රතිරෝධය ඇමීටරයේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය ලෙස සලකනු ලබයි.
- ඇමීටරයකට අභ්‍යන්තර ප්රතිරෝධයක් පැවතීම නිසා ඇමීටරය සම්බන්ධ කිරීමට පෙර පරිපථයේ ධාරාවට වඩා, ඇමීටරය සම්බන්ධ කිරීමෙන් පසු පරිපථයේ ධාරාව කුඩා වේ.
එනම් 𝐼” < I
∴ ඇමීටරයක අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය අවම වන විට මෙම දෝෂය අවම වේ.
- අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය ශූන්‍ය වූ ඇමීටරය, පරිපූර්ණ ඇමීටරයක් ලෙස හඳුන්වයි.
වෝල්ට් මීටරය – V
- පරිපථයක යම් ලක්ෂ්‍ය දෙකක් අතර පවතින විභව අන්තරය එනම් වෝල්ටීයතාව මැන ගැනීම සදහා යොදා ගන්නා උපකරණය වෝල්ට් මීටරයයි.
- යම් විද්‍යුත් උපාංගයක් හරහා පවතින විභව අන්තරය මැනීමේදී, වෝල්ට්මීටරය එම උපාංගය සමඟ සමාන්තරගතව සම්බන්ධ කරනු ලැබේ.
- වෝල්ට්මීටරය සම්බන්ධ කළ විට ලක්ෂ්‍ය දෙක අතර ප්‍රතිරෝධයේ අඩු වීමක් සිදු වන නිසා, එය සම්බන්ධ කිරීමට පෙර ප්‍රතිරෝධය හරහා විභව අන්තරයට වඩා සම්බන්ධ කිරීමෙන් පසුව ලැබෙන පාඨංකය අඩුවේ.
උදා :- 9Ω ප්‍රතිරෝධය හරහා විභව අන්තරය මැන ගැනීමට අවශ්‍ය යැයි සිතමු.
එනම් 𝑉′ < 𝑉
∴ ඉහත දෝෂය අවම කිරීමට වෝල්ට්මීටරයක අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය ඉතා ඉහළ වියයුතුය.
- අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය අනන්තයක් වූ වෝල්ට්මීටරයක් පරිපූර්ණ වෝල්ට්මීටරයක් වේ.
- පරිපූර්ණ වෝල්ට්මීටරයක් හරහා ධාරාවක් නොපවතී.
- යම් උපාංගයක් හරහා වෝල්ට්මීටරය සම්බන්ධ කර ඇත්නම් එම උපාංගය හරහා ඇති විභව අන්තරය වෝල්ට්මීටර් පාඨාංකය වේ.
ගැල්වනෝමීටරය – G
- ගැල්වනෝමීටරය නිපදවා ඇත්තේ එහි උත්ක්‍රමණය ඒ තුළින් පවතින ධාරාවට අනුලෝමව සමානුපාතික වන ලෙසය.
- ගැල්වනෝමීටරය ඇමීටරයක් හෝ වෝල්ට්මීටරයක් ලෙස භාවිතයේ දී අපට මැනීමට අවශ්‍ය ධාරාව හා විභව අන්තරය අනුව විවිධ ප්‍රතිරෝධ ගැල්වනෝමීටරයට සම්බන්ධ කිරීමට සිදුවේ. එය ගැල්වනෝමීටරය උපපථ කිරීම ලෙස හදුන්වයි.
- ගැල්වනෝමීටරය ඇමීටරයක් ලෙස උපපථ කිරීමේදී එයට සමාන්තරගතව ප්‍රතිරෝධය සම්බන්ධ කරන අතර
වෝල්ට්මීටරයක් ලෙස උපපථ කිරීමේදී ශ්‍රේණිගතව ප්‍රතිරෝධ සම්බන්ධ කරයි.
බහුමීටරය
- විවිධ පරාස සහිත විද්‍යුත් ධාරා, විවිධ පරාස සහිත විභව අන්තර හා ප්‍රතිරෝධ අගයන් මැනගැනීමට බහුමීටරය භාවිතා කරයි.
- මෙම උපකරණය AVO මීටරය ලෙසද හඳුන්වයි.
- මෙය සල දඟර ගැල්වනෝමීටරයක් යොදාගනිමින් විද්‍යාගාරයේ සැලසුම් කළ හැකි අතර එවැනි බහුමීටරයකට, කම්බි දඟරයට සමාන්තරගතව සම්බන්ධ කරන උපපථ කිහිපයක්ද දඟරයට ශ්‍රේණිගතව සම්බන්ධ කරන විවිධ අගයන් සහිත ගුණක ප්‍රතිරෝධ කිහිපයක්ද විචල්‍ය ප්‍රතිරෝධකයක් සහ බැටරියක්ද අන්තර්ගතවේ.
මීටර් සේතුව
- මෙහි භාවිතා වන්නේ වින්ස්ටන් සේතු මූලධර්මයයි.
- මෙය භාවිතයෙන් ප්‍රතිරෝධ 2ක් සංසන්දනය හා ප්‍රතිරෝධයක උෂ්ණත්ව සංගුණකය සෙවිය හැක.
- මෙහි ගැල්වනෝමීටරයේ පාඨාංකය 0 වන අවස්ථාවේදී ,
\frac RS\;=\frac{{\displaystyle l}_1}{l_2}
- මෙහි R යනු දන්නා ප්රතිරෝධයක් වන අතර S යනු අප විසින් සොයා ගතයුතු නොදන්නා ප්‍රතිරෝධයයි.
මීටර් සේතුව – ප්‍රායෝගික පරීක්ෂණ
ද්‍රව්‍ය හා උපකරණ
ප්‍රතිරෝධය 100Ω පමණ වන පරිවෘත තඹ කම්බි දගරයක් , මැද බිංදු ගැල්වනෝමීටරයක් , ස්පර්ශ යතුරක් , පේනු යතුරු දෙකක්, විද්‍යුත්ගාමක බලය 2V වන ඊයම් අම්ල සංචායක කෝෂයක් හෝ ශ්‍රේණිගතව යෙදූ හෝ විද්‍යුත්ගාමක බලය 1.2 V වන Ni – Cd කෝෂ දෙකක් (0 – 100)0C දැක්වෙන උෂ්ණත්වමානයක් , මන්ථය සහ ජල තාපකයක්, කම්බි දැලක් , තෙපාවක් , බන්සන් දාහකයක් , මීටර සේතුවක් 5kΩ ප්රතිරෝධයක්, ප්‍රතිරෝධ පෙට්ටියක් (0 – 500)Ω , ධාරා නියාමකයක්, (0 – 100)Ω සහ සම්බන්ධක කම්බි.
මීටර් සේතුව භාවිතා කිරීමේදී සැලකිලිමත් විය යුතු කරුණු:-
- මීටර් සේතු පරිපථය සඳහා ඉහළ විද්‍යුත් ගාමක බලයක් සහිත කෝෂ භාවිතා නොකළ යුතුය.
- මන්දයත් අධික ධාරා ගලා යාමෙන් මීටර්සේතු කම්බිය රත්වී කම්බියේ ප්‍රතිරෝධයේ ඒකාකාර බව නැතිවී යා හැකි බැවිනි.
- සංතුලන ලක්ෂයක් ලබාගැනීම අසීරු වන නිසා ඉතා කුඩා විද්‍යුත් ගාමක බල සහිත කෝෂද යොදා නොගනී.
- ගැල්වනෝමීටරය ලෙස යොදා ගත යුත්තේ මැද බිංදු ගැල්නෝමීටරයකි.
හේතුව:- ගැල්වනෝමීටරය හරහා දෙපසටම ගලන ධාරාවන්ගේ දිශාවන් පෙන්විය යුතු නිසා
- ගැල්වනෝමීටරය තුලින් විශාල ධාරාවක් ගලා යාමෙන් ගැල්වනෝමීටරයට හානිවීම වැලැක්වීමට ගැල්වනෝමීටරය සමග ශ්‍රේණිගතව විශාල ප්‍රතිරෝධකයක් සම්බන්ධ කරයි.
- මීටර් සේතුවේ උපාංග සම්බන්ධ කිරීමට හරස්කඩ වර්ගඵලයෙන් වැඩි තඹ පටි යොදාගනී. එසේ කරනුයේ ඒවා මගින් ඇතිවන ප්‍රතිරෝධය අවම කර ගැනීමටයි.
- මීටර් සේතු කම්බියට ඒකාකාර හරස්කඩක් තිබිය යුතු අතර ප්‍රතිරෝධයේ උෂ්ණත්ව සංගුණකය අඩු ලෝහයකින් සාදා තිබිය යුතුය. (මැංගනීන් වැනි)
- මීටර් සේතුව මගින් පරීක්ෂණය සිදුකිරීමට පෙර ස්පර්ශක යතුර මීටර් සේතු කම්බියේ දෙකෙළවර ක්ෂණිකව ස්පර්ශ කර ගැල්වනෝමීටරය දෙපසටම උත්ක්‍රමණය වේදැයි පරීක්ෂා කළ යුතුය.
- එහිදී ගැල්වනෝමීටරය එක් පසකට පමණක් උත්ක්‍රමණයක් පෙන්වයි නම් සංතුලන අවස්ථාවක් ලබා ගත නොහැකි වේ.
- ස්පර්ශක යතුර මීටර් සේතු කම්බියේ යම් ලක්ෂ්‍යක් මත වැඩි වේලාවක් ස්පර්ශ කර නොතැබිය යුතුය. එමගින් එම ස්ථානයේ කම්බිය පළුදු විය හැක.
- ස්පර්ශක යතුර මීටර් සේතු කම්බිය මත ඇදගෙන නොයා යුතුය. එසේ කිරීමෙන් මීටර් සේතු කම්බිය සීරීමෙන් එහි හරස්කඩ වර්ගඵලය තැනින් තැනට වෙනස් වී කම්බියේ ඒකාකාර බව නැතිවී යා හැක.
- ස්පර්ශක යතුර මීටර් සේතු කම්බියට ලම්භකව කම්බිය මත ක්ෂණිකව ස්පර්ශ කළ යුතුය.
- සංතුලන ලක්ෂ්‍යක් දල වශයෙන් ලබා ගත් පසු ගැල්වනෝමීටරය සමග ශ්‍රේණිගත ප්‍රතිරෝධය ලුහුවත් කර සංතුලන ලක්ෂ්‍ය වඩා නිවරැදිව ලබා ගත යුතුය.
- ට වඩා කුඩා ප්‍රතිරෝධ සංසන්දනය කිරීම සඳහා මීටර් සේතුව යොදා ගැනීම යෝග්‍ය නොවේ. (තඹ පටිවල ප්‍රතිරෝධයන්ද මේ පරාසයේම වන බැවින්)
- සංසන්දනය කරන ප්‍රතිරෝධ විශාල නම් වඩා සංවේදී ගැල්වනෝමීටරයක් භාවිතා කළ යුතුය.
(ප්‍රතිරෝධය ඉතා විශාල විට ධාරාව සාපේක්ෂව කුඩා වන බැවින්)
විභවමානය
- ඒකාකාර හරස්කඩක් සහිත මීටර් කිහිපයක් දිග ප්‍රතිරෝධ කම්බියක දෙකෙළවරට විද්‍යුත් ගාමක බලයක් සහිත කෝෂයක් සම්බන්ධ කිරීමෙන් විභව මානයක් තනනු ලබයි.
- විභවමාන කම්බියක එක් කෙළවරක සිට සලකනු ලබන දිග අනුව ප්‍රතිරෝධය වෙනස් වන විට ඒ අනුව විභව අන්තරයද වෙනස් වේ.
- එනම් විභවමාන කම්බියේ එක් කෙළවරක සිට සලකනු ලබන යම් නිශ්චිත දිගකට අදාලව නිශ්චිත ප්රතිරෝධයක් පවතින අතර එම නිසා එම දිගට අදාලව නිශ්චිත විභව අන්තරයක්ද පවතී.
- විභවමානයක් භාවිතා කිරීමට පෙර විභවමානය ක්‍රමාංකනය කරගත යුතුය.
- එනම් විභවමානයේ විභවමාන නියතය (k) හෙවත් විභව අනුක්‍රමණය සොයාගත යුතුය.
- විභවමාන නියතය (k) යනු විභවමාන කම්බියේ ඒකක දිගක විභව බැස්මයි.
විභව මාන කම්බියේ L දිගක විභව අන්තරය V නම්,
k\;=\frac VLභාවිත – කෝෂයක විද්‍යුත් ගාමක බලය මැනීම හා කෝෂ කිහිපයක විද්‍යුත් ගාමක බල සංසන්දනය කිරීම.
කෝෂයක අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය සෙවීම. විද්‍යුත් ධාරාව මැනීම.
ප්‍රතිරෝධ මැනීමට හා ප්‍රතිරෝධ සංසන්දනය කිරීම.
වෝල්ට්මීටර හා ඇමීටර අංක ශෝධනය කිරීම.
විභවමානය – ප්‍රායෝගික පරීක්ෂණ
විභවමානය භාවිතයෙන් කෝෂ දෙකක විද්‍යුත් ගාමක බල සංසන්දනය කිරීම.
අවශ්‍ය උපකරණ
විභවමානය, ඊයම්-අම්ල ඇකියුමිලේටරය, මැද බින්දු ගැල්වනෝමීටරය, දෙමං හා පේනු යතුරු
ක්‍රමය
පළමුව S1 යතුර වසා S2 යතුර විවෘත කර E1 කෝෂයට අදාළ දල සංතුලන දිග ස්පර්ශක යතුර ආධාරයෙන් මැන ගන්න. ඉන්පසු S2 යතුර වසා ආරක්ෂක ප්‍රතිරෝධය ලුහුවත් කොට ගැල්වනෝමීටර පාඨාංකය ශුන්‍ය වන නිවැරදි සංතුලන ලක්ෂ්‍ය ලබා ගන්න. එම ලක්ෂ්‍යයට අදාළ සංතුලන දිග l1 මැනගන්න.
මේ ආකාරයටම E2 කෝෂය සදහාද අදාළ නිවැරදි සංතුලන ලක්ෂ්‍ය සොයා සංතුලන දිග l2 මැනගන්න.
ගණනය
\frac{E1}{E2}\;=\frac{l1}{l2} මගින් කෝෂ දෙකේ විද්‍යුත් ගාමක බල අතර අනුපාතය ලැබේ.
විශේෂ කරුණු
කෝෂවල විද්‍යුත් ගාමක බල අතර අනුපාතය ප්‍රස්ථාරික ක්‍රමයක් ඇසුරින් වඩා නිවැරදිව ලබා ගැනීමට පරිපථයට ප්‍රතිරෝධ පෙට්ටියක් සම්බන්ධ කර එහි විවිධ ප්‍රතිරෝධ අගයයන් සදහා l1 හා l2 පාඨාංක ලබා ගත යුතුය. l1 ට එදිරි ව l2 ප්‍රස්ථාරයේ අනුක්‍රමයෙන් කෝෂ දෙකේ විද්‍යුත් ගාමක බල අතර අනුපාතය ලැබේ.
විභවමානය භාවිතයෙන් කෝෂයක අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය සෙවීම.
අවශ්‍ය උපකරණ
විභවමානය, ඊයම් – අම්ල ඇකියුමිලේටරය, ප්‍රතිරෝධ පෙට්ටිය, ටකන හා ස්පර්ශ යතුරු, මැද බින්දු ගැල්වනෝමීටරය
ක්‍රමය
- ප්‍රතිරෝධ පෙට්ටියේ අගය(R) 50Ω පමණ වන සේ සකස් කොට S1 සහ S2 යතුරු වසා S3 විවෘත කර ගැල්වනෝමීටරයේ උත්ක්‍රමණය ශුන්‍ය කර දල සංතුලන දිගක් ලබා ගන්න. S3 යතුර වසා අදාළ නිවැරදි සංතුලන දිග l මැනගන්න.
- ප්‍රතිරෝධ පෙට්ටියේ අගය 5Ω කින් පමණ අඩු වන පරිදි R හි අගයයන් 5 කට වැඩි සංඛ්‍යාවක් සදහා අදාළ සංතුලන දිගවල් l මැන ගන්න. 1/R ට එදිරිව 1/l ප්‍රස්ථාරය ගොඩනගන්න.
ගණනය
කෝෂයේ විද්‍යුත් ගාමක බලය,
E = I (R + r)
කෝෂයේ අග්‍ර හරහා විභව අන්තරය,
V = I R
V\;=\left(\frac R{r\;+R}\right)Eසංතුලන දිග l විට,
V = k l
\begin{array}{l}\frac{ER}{r\;+R}=kl\\\frac1l=\;\left(\frac{kr}E\right)\frac1R\;+\frac kE\end{array}ප්‍රස්ථාරයේ,
අනුක්‍රමණය =\frac{kr}E
අන්තඃඛණ්ඩය =\frac kE
මගින් කෝෂයේ අභ්‍යන්තර ප්‍රතිරෝධය ලැබේ.
විශේෂ කරුණු
පාඨාංක ලබාගන්නා අවස්ථාවේදී පමණක් S2 යතුර හොදින් ස්පර්ශ වන සේ ක්ෂණිකව වැසිය යුතුය.
විභවමානය භාවිතයේදී සැලකිලිමත් විය යුතු කරුණු:-
- විභවමාන කම්බිය ලෙස මැන්ගනීන් වලින් තනන ලද ඒකාකාර හරස්කඩක් සහිත කම්බියක් භාවිතා කරයි.
- විභවමාන පරීක්ෂණ වලදී මැද බිංදු ගැල්වනෝමීටරයක් භාවිතා කළ යුතුය.
- යම් පරීක්ෂණයක් සිදු කිරීමට පෙර සර්පණ යතුර විභවමාන කම්බියේ දෙකෙලවර ක්ෂණිකව ස්පර්ශ කර ගැල්වනෝමීටර දර්ශකය දෙපසට උත්මක්‍රමණය වේ දැයි පරීක්ෂා කල යුතුය.
- දර්ශකය එහිදී එකම දිශාවකට උත්ක්‍රමණය වේ නම් ඒ සඳහා බලපෑ හැකි හේතු කිහිපයකි.
- පරිපථය යම් ස්ථානයකින් විසන්ධි වී තිබීම.
- එළවුම් කෝෂයේ විද්‍යුත්ගාමක බලයට වඩා එළවෙන කෝෂයේ විද්‍යුත්ගාමක බලය විශාල වීම.
- මැනීමට බලාපොරොත්තු වන විභවයේ (එළවෙන කෝෂයේ) අග්‍ර මාරු කර සම්බන්ධ කර තිබීම.
- ගැල්වනෝමීටරයේ ආරක්ෂාවට ගැල්වනෝමීටරය සමග ශ්‍රේණිගතව විශාල ප්රතිරෝධයක් යෙදිය යුතු අතර යම් පරීක්ෂණයකට අදාලව දළ සංතුලන දිගක් ලබා ගැනීමෙන් පසු එම ආරක්ෂක ප්‍රතිරෝධය ලුහුවත් කර වඩා නිරවද්‍ය සංතුලන දිග ලබා ගත යුතුය.
- විභවමාන කම්බිය හරහා නියත ධාරාවක් පවත්වා ගත යුතු නිසා ප්‍රධාන පරිපථය සඳහා ටකන යතුරක් යොදා නොගත යුතුය. යොදා ගත යුත්තේ පේනු යතුරකි.
- ධාරාව විභවමාන කම්බිය තුලින් දිගු වේලාවක් ගලා යෑමට සැලැස්වීමද සුදුසු නොවේ.
මන්දයත් එවිට කම්බියේ ප්‍රතිරෝධය වෙනස් වී විභව අනුක්‍රමණය වෙනස්විය හැකි බැවිනි.
- සංතුලන ලක්ෂ්‍යක් සෙවීමේදී සර්පණ යතුර විභව මාන කම්බිය මත ඇදගෙන නොයා යුතුය.
එසේ කළහොත් කම්බිය සීරී එහි හරස්කඩ ඒකාකාර බව නැතිවී යාමෙන් විභව අනුක්‍රමණය වෙනස් විය හැකිය.
- විභවමාන කම්බියේ ඇති වාසි
- විභවමානයක් මගින් විභව අන්තරය මැනීමේදී එය මගින් විභව අන්තරය මනිනු ලබන පරිපථයෙන් කිසිදු ධාරාවක් ඇද නොගන්නා නිසා මනිනු ලබන විභව අන්තරයේ නිරවද්‍යතාව වැඩි වේ.
- සංවේදීතාවය සාපේක්ෂව වැඩි නිසා කුඩා විද්‍යුත් ගාමක බලයන් වුවද මැනිය හැකි වේ.
- නමුත් භාවිතය අපහසු වීමත් එකවර වෝල්ටීයතා අගයන් කියවාගත නොහැකි වීමත් විභවමානයක අවාසි වේ.
ඉදිරියේදී ප්‍රශ්න ඇතුලත් වන්නේ මෙතනටයි.
මීටර් සේතුව කම්බිය මැංගනීස්කියලා දීලා තියෙන්නේ.විභව මාන කම්බිය මැංංගනීන් ගනිං කියලා දීලා තියෙන්නේ..ඒ දෙකටම භාවිතා කරන්නෙ එකම ලෝහයක් ද (මැංගනීස් හෝ මැංගනීන්) මේක හරිද
මීටර් සේතුවට සහ විභවමානයට යොදා ගන්නේ මැංගනින් ලෝහය. මේ ලෝහයේ තියන අවම ප්‍රතිරෝධයේ උෂ්ණත්ව සංගුණකය සහ සාපේක්ෂ ව ඉහළ විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධය කියන ගුණ මේ සදහා බලපානවා.