Voltmeter je elektronski instrument za merjenje razlike v potencialu ali napetosti med dvema točkama v električno ali elektronsko vezje. Enota potencialne razlike se meri v voltih (V).
Osnovni analogni voltmeter je sestavljen iz občutljivega galvanometra (tokovnega števca) v seriji z visoko upornostjo.
Notranja odpornost voltmetra mora biti visoka; sicer črpa pomemben tok in med preskušanjem prekine delovanje vezja.
Analogni voltmetri prikazujejo svoje odčitke analogno (igla, ki kaže delež napetosti v vezju), digitalni voltmetri pa svoje odčitke napetosti prikazujejo neposredno v številčni obliki.
Praktični laboratorijski voltmetri imajo največji razpon od 1000 do 3000 V. V večini komercialnih voltmetrov imajo različne lestvice, ki se povečajo z močjo 10; na primer: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V in 0-1000 V
Voltmetri, ki merijo velike potencialne razlike, zahtevajo veliko žic in izolatorjev.
Na področju računalništva so primerni standardni laboratorijski voltmetri, ker so napetosti, ki se srečujejo, zmerne, običajno med 1 V in 15 V.
Analogni voltmetri se običajno uporabljajo za merjenje napetosti od delcev volta do nekaj tisoč voltov.
V nasprotju s tem imajo digitalni voltmetri višjo natančnost in se uporabljajo za zelo majhne meritve napetosti v laboratorijih in elektronskih napravah.
Zgodovina
Temeljna načela voltmetrov je postavil danski fizik Hans Christian Oersted leta 1820, ko je odkril, da električni tok v žici proizvaja magnetno polje okoli njega.
Prvi ampermeter, ki je občutljiv in ne odporen voltmeter, je fizik André Ampère leta 1820 uporabil za merjenje toka.
Toda skoraj vse vrste voltmetrov temeljijo na modelih, v katerih so indikatorji vgrajeni v gibljive tuljave.
To je razvil francoski fizik Jacques-Arsene d'Arsonval leta 1882. Od takrat se je njegova gibljivost povečala in nekateri sodobni modeli lahko merijo do 20.000 voltov.
Delovanje
Voltmeter je galvanometer, ki je bil spremenjen tako, da meri potencialno razliko med dvema točkama v vezju ali seriji.
Galvanometer je instrument, ki ga je ustvaril Jacques-Arsene d'Arsonval, in je sestavljen iz postavljanja navitih žic v trajno magnetno polje, ki je nato pritrjeno na vzmet in umerjeno številčnico.
Galvanometer
Galvanometer se lahko spremeni tudi tako, da postane ampermeter, ki se uporablja za merjenje večjih tokov.
Ko pa se ta instrument uporablja za merjenje napetosti, se galvanometer, spremenjen v voltmeter, poveže vzporedno z območjem, ki ga meri.
Ker mora biti voltmeter pritrjen na vzporedni tokokrog, ga je treba zgraditi na način, ki ima visoko upornost.
V tokokrogu bo tok vedno sledil poti najmanjšega upora. Pri merjenju razlike potenciala v katerem koli delu vezja je pomembno, da ta del čim manj spremenite med meritvami.
Načelo voltmetra
Splošno načelo voltmetra je, da ga je treba povezati vzporedno s predmetom, na katerem se meri napetost.
Vzporedna povezava se uporablja, ker je vgrajen voltmeter z visoko vrednostjo upora.
Na ta način, če je ta velika odpornost povezana serijsko, bo trenutni tok skoraj nič; to pomeni, da se je vezje odprlo.
Tudi v vzporednem vezju je znano, da je napetost enaka, tako da je napetost med voltmetrom in obremenitvijo skoraj enaka.
Teoretično bi moral biti za idealni voltmeter upor neskončen, tako da je vlečeni tok nič; na ta način instrument ne izgubi moči.
Toda to praktično ni izvedljivo, saj ne morete imeti materiala z neskončno odpornostjo.
Praktične uporabe
Voltmetri vam omogočajo varno merjenje napetosti ali razlike v električnem potencialu med dvema točkama v vezju in hkrati ne spreminjate napetosti tega vezja.
Sposobnost merjenja napetosti je ključna pri načrtovanju in ravnanju z napredno tehnologijo, vendar ima tudi druge aplikacije.
Na primer, želite vklopiti ventilator, ko pa ga priključite in vklopite, se ne zgodi nič. Čeprav je ventilator morda poškodovan, morda zidna vtičnica ne dobiva energije.
Voltmeter se lahko uporablja za merjenje napetosti vtikača; Če ni okoli 120V, je lahko vtič slab.
Druga uporaba je ugotoviti, ali je baterija napolnjena ali izpraznjena. Ko se avtomobil ne zažene, lahko z voltmetrom izmerite napetost baterije in preverite, ali je težava tam.
Napetost se uporablja v mnogih aplikacijah v vsakdanjem življenju. Električni daljnovodi prenašajo moč na različnih visokih napetostnih ravneh, od sto do tisoč voltov, ki so večje od 120 V običajnih zidnih vtičnic.
Elektronske naprave (kot so računalniki) zahtevajo natančno krmiljenje napetosti, vendar delujejo pri le nekaj voltih in so lahko občutljive na celo majhno nihanje napetosti.
Za te različne aplikacije obstajajo različne vrste voltmetrov.
Vrste
Po načelu konstrukcije obstajajo različne vrste voltmetrov. V glavnem jih lahko razvrstimo v:
- Železni voltmeter (MI).
- Voltmeter tipa elektro-dinamometra.
- Indukcijski voltmeter.
- Elektrostatični voltmeter.
- Digitalni voltmeter (DVM).
- Stalni magnetni voltmeter (PMMC).
- Usmerjevalni voltmeter.
Voltmetri, ki so narejeni za merjenje visokih in nevarnih napetosti (kot so daljnovodi), imajo dodatno izolacijo med preskusnimi točkami in uporabnikom, da preprečijo električni tok.
Drugi voltmetri so narejeni za merjenje nizke napetosti na majhnih predmetih, kot so računalniški čipi, z izjemno natančnostjo.
Voltmetri, ki se uporabljajo v teh primerih, so lahko zelo majhni in so zasnovani tako, da odpravijo ali zmanjšajo hrup zaradi potencialnih razlik, ki obstajajo v okolju ali prihajajo iz bližnjih elektronskih naprav.
Najpogostejši voltmeter je ročna naprava z zaslonom in dvema elektronskima vodnikoma. Te žice so povezane v dve točki v vezju in napetostna raven je prikazana na zaslonu.
Reference
- Kaj je voltmeter? Pridobljeno iz spletnega mesta study.com
- Opredelitev: voltmeter. Pridobljeno iz portala whatis.techtarget.com
- Načelo delovanja voltmetra in vrste voltmetrov. Obnovljeno s spletnega mesta electric4u.com
- Voltmeter. Pridobljeno iz šole.wikia.com
- Voltmeter. Pridobljeno s plafonije.com