Kas yra Voltmetras? Svarbiausios funkcijos

Voltmetras yra elektroninis prietaisas, naudojamas matuoti galimą potencialą ar įtampą tarp dviejų elektros ir elektroninės grandinės taškų. Potencialų skirtumo vienetas matuojamas voltais (V).

Pagrindinis analoginis voltmetras susideda iš jautraus galvanometro (srovės matuoklio), kurio serija yra didelė.

Voltmetro vidinė varža turi būti aukšta; kitaip jis pritraukia didelę srovę ir nutraukia grandinės veikimą atliekant bandymą.

Analoginiai voltmetrai rodo jų analoginius rodmenis (adata, nurodanti grandinės įtampos dalį), o skaitmeniniai voltmetrai rodo jų įtampos rodmenis tiesiai skaičiumi.

Praktiniai laboratoriniai voltmetrai turi maksimalų diapazoną nuo 1000 iki 3000 V. Savo ruožtu daugumoje komercinių voltmetrų jie turi skirtingus svarstykles, kurios padidina 10 galių; pavyzdžiui: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V ir 0-1000 V.

Voltmetrai, matuojantys didelius galimus skirtumus, reikalauja daug kabelių ir izoliatorių.

Kompiuterijos šakoje yra tinkami standartiniai laboratoriniai voltmetrai, nes aptiktos įtampos yra vidutinės, paprastai nuo 1 V iki 15 V.

Paprastai analoginiai voltmetrai naudojami matuoti įtampas nuo voltos frakcijos iki kelių tūkstančių voltų.

Priešingai, skaitmeniniai voltmetrai yra tikslesni ir naudojami labai mažiems įtampos matavimams laboratorijose ir elektroniniuose prietaisuose.

Istorija

Pagrindiniai voltmetrų principai buvo nustatyti 1820 m. Danijos fizikui Hansui Christianui Oerstedui, kai jis sužinojo, kad elektros laidas laidoje gamina aplink jį magnetinį lauką.

Pirmąjį ampermetrą, kuris yra jautrus ir atsparus voltmetras, fizikas André Ampère naudojo 1820 m., Kad matuotų srovę.

Tačiau beveik visų tipų voltmetrai yra pagrįsti modeliais, kuriuose rodikliai yra įkišti į judančius ritinius.

Tai sukūrė prancūzų fizikas Jacques-Arsene d'Arsonval 1882 metais. Nuo tada jo judėjimo pajėgumai padidėjo ir kai kurie šiuolaikiniai modeliai gali matuoti iki 20 000 voltų.

Veikimas

Voltmetras yra galvanometras, kuris buvo modifikuotas matuoti galimą skirtumą tarp dviejų grandinės ar serijos taškų.

Galvanometras yra instrumentas, sukurtas Jacques-Arsene d'Arsonval, kuris susideda iš ritinių laidų pastovaus magnetinio lauko, kuris tada yra sujungtas su spyruokle ir kalibruotu ratuku.

Galvanometras

Galvanometras taip pat gali būti modifikuotas, kad taptų amperiniu matuokliu, kuris naudojamas matuoti didesnes sroves.

Tačiau, kai šis instrumentas naudojamas įtampai matuoti, galvanometras, paverstas voltmetru, yra prijungtas lygiagrečiai su jo matuojamu plotu.

Kadangi voltmetras turi būti pritvirtintas prie lygiagrečios grandinės, jis turi būti sukonstruotas taip, kad būtų atsparus.

Kontūre srovė visada seka mažiausio pasipriešinimo keliu. Matuojant galimą skirtumą bet kurioje grandinės dalyje, svarbu, kad matuojant būtų galima kuo mažiau pakeisti tą dalį.

Voltmetro pradžia

Bendras voltmetro principas yra tas, kad jis turi būti prijungtas lygiagrečiai su objektu, kuriame norite matuoti įtampą.

Lygiagrečioji jungtis naudojama todėl, kad voltmetras yra pastatytas taip, kad pasiektų didelę pasipriešinimo vertę.

Tokiu būdu, jei šis didelis atsparumas yra sujungtas nuosekliai, srovės srautas bus beveik nulis; tai reiškia, kad grandinė buvo atidaryta.

Be to, lygiagrečioje grandinėje yra žinoma, kad įtampa yra tokia pati, todėl įtampa tarp voltmetro ir apkrovos yra beveik tokia pati.

Teoriškai, idealiam voltmetrui, jūs turite turėti begalybės atsparumą, kad pritraukta srovė būtų nulinė; tokiu būdu prietaisas nepraranda galios.

Bet tai praktiškai neįmanoma, nes jūs negalite turėti medžiagos su begaliniu pasipriešinimu.

Praktinis panaudojimas

Voltmetrai leidžia saugiai matuoti įtampą arba elektros potencialo skirtumą tarp dviejų grandinės taškų, tuo pačiu metu jie nekeičia tos grandinės įtampos.

Galimybė matuoti įtampą yra labai svarbi kuriant ir tvarkant pažangias technologijas, tačiau ji taip pat turi kitų programų.

Pvz., Norite įjungti ventiliatorių, bet kai jungiate ir įjungsite, nieko neįvyksta. Nors ventiliatorius gali būti pažeistas, gali būti, kad sieninis lizdas negauna energijos.

Kištuko įtampai matuoti gali būti naudojamas voltmetras; jei jis nėra maždaug 120 V, tada gali būti pažeistas kištukas.

Kitas būdas yra nustatyti, ar akumuliatorius yra įkrautas ar iškrautas. Kai automobilis neįsijungia, galite matuoti akumuliatoriaus įtampą su voltmetru, kad pamatytumėte, ar problema yra.

Įtampa naudojama daugelyje kasdienio gyvenimo būdų. Maitinimo perdavimo linijos turi galios keliais aukštais įtampos lygiais: nuo šimtų iki tūkstančių voltų, kurios yra didesnės nei 120 V nuo bendrų sienų.

Elektroniniai prietaisai (pvz., Kompiuteriai) reikalauja tikslaus įtampos valdymo, bet veikia tik keliais voltais ir gali būti jautrūs net ir mažiems įtampos pokyčiams.

Šioms įvairioms programoms yra įvairių tipų voltmetrų.

Tipai

Pagal statybos principą yra įvairių tipų voltmetrų. Jie daugiausia gali būti klasifikuojami:

1. Geležies voltmetras (MI).
2. Voltmetro tipo elektrodinamometras.
3. Indukcinis voltmetras.
4. Elektrostatinis voltmetras
5. Skaitmeninis voltmetras (DVM).
6. Nuolatinio magneto voltmetras (PMMC).
7. Lygintuvo voltmetras.

Voltmetrai, skirti matuoti didelę ir pavojingą įtampą (pvz., Perdavimo linijas), turi papildomą izoliaciją tarp bandymo taškų ir vartotojo, kad būtų išvengta elektros srovės.

Kiti voltmetrai yra skirti matuoti mažos įtampos lygius mažuose objektuose, pvz., Kompiuterių lustuose, su didžiuliu tikslumu.

Tokiais atvejais naudojami voltmetrai gali būti labai maži ir skirti pašalinti arba sumažinti galimų skirtumų triukšmą, kuris egzistuoja aplinkoje natūraliai arba iš netoliese esančių elektroninių prietaisų.

Dažniausias voltmetras yra delninis įrenginys su ekranu ir dviem elektroniniais kabeliais. Šie laidai yra prijungti prie dviejų taškų grandinėje ir įtampos lygis rodomas ekrane.