En voltmeter är ett elektroniskt instrument som används för att mäta skillnaden i potential eller spänning mellan två punkter i en elektrisk eller elektronisk krets. Enhetsdifferensenheten mäts i volt (V).
En grundläggande analog voltmeter består av en känslig galvanometer (strömmätare) i serie med hög motstånd.
Volymmätarens inre motstånd bör vara hög; annars drar det en betydande ström och avbryter kretsens funktion vid testning.
Analoga voltmetrar visar sina avläsningar analogt (en nål som indikerar bråkdelen av spänningen i kretsen) och digitala voltmetrar visar sina spänningsavläsningar direkt i numerisk form.
Praktiska voltmetrar för laboratorier har maximala intervall mellan 1000 och 3000 V. De flesta kommersiella voltmetrar har för sin del olika skalor, som ökas med en effekt av 10; till exempel: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V och 0-1000 V.
Voltmetrar som mäter stora potentialskillnader kräver många ledningar och isolatorer.
Inom datorområdet är standardlaboratoriska voltmetrar lämpliga eftersom spänningarna som uppstår är måttliga, vanligtvis mellan 1 V och 15 V.
Analoga voltmetrar används vanligtvis för att mäta spänningar från en bråkdel av en volt till ett par tusen volt.
Däremot har digitala voltmetrar högre precision och används för mycket små spänningsmätningar i laboratorier och elektroniska apparater.
Historia
De grundläggande principerna bakom voltmetrar fastställdes av den danska fysikern Hans Christian Oersted år 1820, då han upptäckte att en elektrisk ström i en tråd producerade ett magnetfält runt det.
Den första ammetern, som är en känslig och icke-resistent voltmeter, användes av fysikern André Ampère år 1820 för att mäta ström.
Men nästan alla typer av voltmetrar är baserade på modeller där indikatorerna är inbäddade i rörliga spolar.
Detta utvecklades av den franska fysikern Jacques-Arsene d'Arsonval år 1882. Sedan dess har hans rörelsekapacitet ökat och vissa moderna modeller kan mäta upp till 20 000 volt.
fungerande
En voltmeter är en galvanometer som har modifierats för att mäta potentialskillnaden mellan två punkter i en krets eller serie.
En galvanometer är ett instrument skapat av Jacques-Arsene d'Arsonval som består av att placera spiraltrådar i ett permanent magnetfält som sedan är fäst vid en fjäder och en kalibrerad urtavla.
Galvanometer
En galvanometer kan också modifieras för att bli en ammeter, som används för att mäta större strömmar.
Men när detta instrument används för att mäta spänning, förvandlas galvanometern till en voltmeter parallellt med det område den mäter.
Eftersom voltmetern måste vara ansluten till en parallellkrets måste den konstrueras på ett sätt som har ett högt motstånd.
I en krets följer strömmen alltid vägen med minst motstånd. När man mäter potentialskillnaden i någon del av en krets är det viktigt att ändra den delen så lite som möjligt när man gör mätningar.
Principen för en voltmeter
Den allmänna principen för en voltmeter är att den måste anslutas parallellt med objektet som spänningen ska mätas på.
Parallellanslutningen används eftersom en voltmeter är byggd för att ha ett högt motståndsvärde.
På detta sätt, om det höga motståndet är anslutet i serie kommer strömflödet att vara nästan noll; detta betyder att kretsen har öppnats.
I parallellkretsen är spänningen känd för att vara densamma, så spänningen mellan voltmetern och lasten är nästan densamma.
I teorin bör motståndet för en idealisk voltmeter vara oändligt så att den dragna strömmen är noll; på detta sätt finns det ingen maktförlust i instrumentet.
Men detta är praktiskt taget inte genomförbart eftersom du inte kan ha ett material med oändlig motstånd.
Praktiska användningar
Voltmetrar låter dig säkert mäta spänningen eller skillnaden i elektrisk potential mellan två punkter i en krets, och samtidigt ändra inte spänningen på den kretsen.
Förmågan att mäta spänning är avgörande för design och hantering av avancerad teknik, men den har också andra applikationer.
Till exempel vill du slå på en fläkt men när du ansluter och sätter på den händer ingenting. Även om fläkten kan vara skadad, får vägguttaget kanske inte ström.
En voltmeter kan användas för att mäta pluggspänning; Om det inte är runt 120V, kan kontakten vara dålig.
En annan användning är att bestämma om ett batteri är laddat eller urladdat. När en bil inte startar kan du mäta batterispänningen med en voltmeter för att se om problemet är där.
Spänning används i många tillämpningar i vardagen. Kraftöverföringsledningar transporterar kraft vid olika högspänningsnivåer, från hundratals till tusentals volt som är större än 120 V i vanliga vägguttag.
Elektroniska apparater (som datorer) kräver exakt spänningskontroll men fungerar endast på ett fåtal volt och kan vara känsliga för till och med en liten spänningsvariation.
Det finns olika typer av voltmetrar för dessa olika applikationer.
typer
Enligt konstruktionsprincipen finns det olika typer av voltmetrar. De kan huvudsakligen klassificeras i:
- Järn voltmeter (MI).
- Voltmeter av elektrodynamometer.
- Induktions voltmeter.
- Elektrostatisk voltmeter.
- Digital voltmeter (DVM).
- Permanent magnetvolymmeter (PMMC).
- Likriktarens voltmeter.
Spänningsmätare som är gjorda för att mäta höga och farliga spänningar (t.ex. transmissionsledningar) har extra isolering mellan testpunkterna och användaren för att förhindra att användaren elektrokuteras.
Andra voltmetrar är gjorda för att mäta lågspänningsnivåer på små föremål, t.ex. datorchips, med enorm precision.
De voltmetrar som används i dessa fall kan vara mycket små och är utformade för att eliminera eller minimera brus från potentiella skillnader som finns naturligt i miljön eller kommer från närliggande elektroniska enheter.
Den vanligaste voltmeter är en handhållen enhet med display och två elektroniska kablar. Dessa ledningar är anslutna till två punkter i kretsen och spänningsnivån visas på skärmen.
referenser
- Vad är en voltmeter? Återställs från study.com
- Definition: voltmeter. Återställs från whatis.techtarget.com
- Arbetsprincip för voltmeter och typer av voltmeter. Återställs från electronic4u.com
- Voltmeter. Återställs från schools.wikia.com
- Voltmeter. Återställs från ceilingpedia.com