Вольтметр представляє собою електронний прилад , який використовується для вимірювання різниці потенціалів або напруги між двома точками в електричному або електронній схемі. Одиниця різниці потенціалів вимірюється у вольтах (V).
Базовий аналоговий вольтметр складається з чутливого гальванометра (вимірювача струму) послідовно з високим опором.
Внутрішній опір вольтметра повинен бути високим; інакше він виводить значний струм і перериває роботу ланцюга при тестуванні.
Аналогові вольтметри відображають свої показання аналогічно (голка, що вказує на частку напруги в ланцюзі), а цифрові вольтметри відображають свої показання напруги безпосередньо в цифровій формі.
Практичні лабораторні вольтметри мають максимальний діапазон від 1000 до 3000 В. Зі свого боку, у більшості комерційних вольтметрів вони мають різні масштаби, які збільшуються потужністю до 10; наприклад: 0-1 В, 0-10 В, 0-100 В і 0-1000 В.
Вольтметри, які вимірюють великі різниці потенціалів, потребують великої кількості проводів та ізоляторів.
У галузі обчислень підходять стандартні лабораторні вольтметри, тому що напруги, що зустрічаються, є помірними, як правило, від 1 В до 15 В.
Аналогові вольтметри зазвичай використовуються для вимірювання напруг від частки вольта до пари тисяч вольт.
На відміну від цього, цифрові вольтметри мають більш високу точність і використовуються для дуже малих вимірювань напруги в лабораторіях та електронних пристроях.
Історія
Основні принципи вольтметрів були встановлені датським фізиком Гансом Крістіаном Ерстедом у 1820 році, коли він виявив, що електричний струм у дроті виробляє навколо нього магнітне поле.
Перший амперметр, який є чутливим і не стійким вольтметром, фізик Андре Ампер використовував у 1820 році для вимірювання струму.
Але майже всі типи вольтметрів базуються на моделях, в яких індикатори вбудовані в рухомі котушки.
Це було розроблено французьким фізиком Жак-Арсеном д'Арсонвалом у 1882 році. З цього часу його рухливість зросла і деякі сучасні моделі можуть вимірювати до 20 000 вольт.
Функціонування
Вольтметр - це гальванометр, модифікований для вимірювання різниці потенціалів між двома точками ланцюга або серії.
Гальванометр - це інструмент, створений Жак-Арсеном д'Арсонваль, який складається з розміщення спіральних проводів у постійному магнітному полі, яке потім прикріплюється до пружини та каліброваного циферблата.
Гальванометр
Гальванометр також може бути модифікований, щоб стати амперметром, який використовується для вимірювання великих струмів.
Але коли цей прилад використовується для вимірювання напруги, гальванометр, перетворений на вольтметр, підключається паралельно до площі, яку він вимірює.
Оскільки вольтметр повинен бути приєднаний до паралельного контуру, його потрібно побудувати таким чином, що має високий опір.
У ланцюзі струм завжди буде йти шляхом найменшого опору. Під час вимірювання різниці потенціалів у будь-якій частині схеми важливо міняти цю частину якомога менше під час проведення вимірювань.
Принцип вольтметра
Загальний принцип вольтметра полягає в тому, що він повинен бути підключений паралельно до об'єкта, на якому слід вимірювати напругу.
Паралельне підключення використовується тому, що для високого значення опору побудований вольтметр.
Таким чином, якщо цей високий опір з'єднаний послідовно, то струм струму буде майже нульовим; це означає, що ланцюг розімкнувся.
Також у паралельному контурі напруга, як відомо, однакове, тому напруга між вольтметром і навантаженням майже однакове.
Теоретично для ідеального вольтметра опір повинен бути нескінченним, щоб витягнутий струм дорівнював нулю; таким чином не відбувається втрати потужності в інструменті.
Але це практично неможливо, оскільки ви не можете мати матеріал з нескінченною стійкістю.
Практичне використання
Вольтметри дозволяють безпечно вимірювати напругу або різницю електричного потенціалу між двома точками ланцюга, і в той же час не змінювати напругу цього контуру.
Можливість вимірювання напруги є критично важливою при розробці та роботі з передовими технологіями, але вона має й інші сфери застосування.
Наприклад, ви хочете увімкнути вентилятор, але при підключенні та включенні нічого не відбувається. Хоча вентилятор може бути пошкоджений, розетка стінки може не отримувати живлення.
Вольтметр може використовуватися для вимірювання напруги штепсельної вилки; Якщо це не близько 120 В, то вилка може бути поганою.
Інше використання - визначити, заряджається чи розряджається акумулятор. Коли машина не заводиться, ви можете виміряти напругу акумулятора за допомогою вольтметра, щоб перевірити, чи є проблема.
Напруга використовується в багатьох сферах застосування в повсякденному житті. Лінії електропередачі проводять живлення на різних рівнях високої напруги, від сотень до тисяч вольт, що перевищує 120 В загальних настінних розеток.
Електронні пристрої (наприклад, комп'ютери) потребують точного контролю напруги, але працюють лише на декілька вольт і можуть бути чутливими навіть до невеликих змін напруги.
Для цих різних застосувань існують різні типи вольтметрів.
Типи
За принципом побудови існують різні типи вольтметрів. В основному їх можна класифікувати на:
- Залізний вольтметр (ІМ).
- Електродінамометр типу вольтметра.
- Індукційний вольтметр.
- Електростатичний вольтметр.
- Цифровий вольтметр (DVM).
- Постійний магнітний вольтметр (PMMC).
- Випрямний вольтметр.
Вольтметри, які зроблені для вимірювання високих і небезпечних напруг (наприклад, лінії електропередачі), мають додаткову ізоляцію між тестовими точками та користувачем, щоб запобігти електроструму.
Інші вольтметри зроблені для вимірювання низьких рівнів напруги на невеликих об'єктах, таких як комп'ютерні мікросхеми, з величезною точністю.
Вольтметри, які використовуються в цих випадках, можуть бути дуже маленькими і призначені для усунення або мінімізації шуму від потенційних розбіжностей, які природним чином існують у навколишньому середовищі або надходять від сусідніх електронних пристроїв.
Найпоширеніший вольтметр - це кишеньковий прилад з дисплеєм і двома електронними виводами. Ці дроти підключаються до двох точок ланцюга, а рівень напруги відображається на екрані.
Список літератури
- Що таке вольтметр? Відновлено з сайту study.com
- Визначення: вольтметр. Відновлено з whatis.techtarget.com
- Принцип роботи вольтметра та типи вольтметрів. Відновлено з electric4u.com
- Вольтметр. Відновлено зі шкіл.wikia.com
- Вольтметр. Відновлено з с