Voltmeter je elektronický prístroj používaný na meranie rozdielu potenciálu alebo napätia medzi dvoma bodmi v elektrickom alebo elektronickým obvodom. Jednotka rozdielu potenciálu sa meria vo voltoch (V).
Základný analógový voltmeter sa skladá z citlivého galvanometra (merača prúdu) v sérii s vysokým odporom.
Vnútorný odpor voltmetra by mal byť vysoký; v opačnom prípade pri testovaní odoberá značný prúd a preruší činnosť obvodu.
Analógové voltmetre zobrazujú svoje hodnoty analogicky (ihla, ktorá označuje podiel napätia v obvode) a digitálne voltmetre zobrazujú svoje hodnoty napätia priamo v číselnej forme.
Praktické laboratórne voltmetre majú maximálne rozsahy 1 000 až 3 000 V. Vo väčšine komerčných voltmetrov majú rôzne stupnice, ktoré sa zvyšujú o mocniny 10; napríklad: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V a 0-1000 V.
Voltmetre, ktoré merajú veľké potenciálne rozdiely, vyžadujú veľa drôtov a izolátorov.
V oblasti výpočtov sú štandardné laboratórne voltmetre dostatočné, pretože napätie, ktoré sa vyskytuje, je mierne, zvyčajne medzi 1 V a 15 V.
Analógové voltmetre sa všeobecne používajú na meranie napätia od zlomku voltu po pár tisíc voltov.
Naproti tomu digitálne voltmetre majú vyššiu presnosť a používajú sa na veľmi malé merania napätia v laboratóriách a elektronických zariadeniach.
histórie
Základné princípy voltmetrov stanovil dánsky fyzik Hans Christian Oersted v roku 1820, keď zistil, že elektrický prúd v drôte okolo neho vytvára magnetické pole.
Prvý ampérmeter, ktorý je citlivým a ne-rezistentným voltmetrom, bol v roku 1820 fyzikom André Ampèrom použitý na meranie prúdu.
Ale takmer všetky typy voltmetrov sú založené na modeloch, v ktorých sú indikátory zabudované do pohyblivých cievok.
Vyvinul ju francúzsky fyzik Jacques-Arsene d'Arsonval v roku 1882. Odvtedy sa jeho pohybová kapacita zvýšila a niektoré moderné modely môžu merať až 20 000 voltov.
fungovanie
Voltmeter je galvanometer, ktorý bol upravený na meranie potenciálneho rozdielu medzi dvoma bodmi v obvode alebo rade.
Galvanometer je prístroj vytvorený spoločnosťou Jacques-Arsene d'Arsonval, ktorý pozostáva z umiestnenia stočených drôtov do permanentného magnetického poľa, ktoré je potom pripevnené k pružine a kalibrovanému číselníku.
galvanometer
Galvanometer môže byť tiež modifikovaný tak, aby sa stal ampérom, ktorý sa používa na meranie väčších prúdov.
Keď sa však tento prístroj používa na meranie napätia, galvanometer zmenený na voltmeter sa pripája paralelne s oblasťou, ktorú meria.
Pretože voltmeter musí byť pripojený k paralelnému obvodu, musí byť skonštruovaný tak, aby mal vysoký odpor.
V obvode prúd bude vždy sledovať cestu najmenšieho odporu. Pri meraní rozdielu potenciálu v ktorejkoľvek časti obvodu je dôležité túto časť pri meraní čo najmenšie zmeniť.
Princíp voltmetra
Všeobecným princípom voltmetra je, že musí byť pripojený paralelne s objektom, na ktorom sa má merať napätie.
Paralelné pripojenie sa používa, pretože voltmeter je skonštruovaný tak, aby mal vysokú hodnotu odporu.
Týmto spôsobom, ak je tento vysoký odpor zapojený do série, potom bude prúdový tok takmer nulový; to znamená, že obvod bol otvorený.
V paralelnom obvode je tiež známe, že napätie je rovnaké, takže napätie medzi voltmetrom a zaťažením je takmer rovnaké.
Pre ideálny voltmeter by teoreticky mal byť odpor na nekonečne, takže odberový prúd je nula; Týmto spôsobom nedochádza k strate energie v prístroji.
To však prakticky nie je možné, pretože nemôžete mať materiál s nekonečným odporom.
Praktické použitie
Voltmetre vám umožňujú bezpečne zmerať napätie alebo rozdiel v elektrickom potenciáli medzi dvoma bodmi v obvode a zároveň nemenia napätie tohto obvodu.
Schopnosť merať napätie je rozhodujúca pri navrhovaní a manipulácii s pokročilou technológiou, ale má aj iné aplikácie.
Napríklad chcete zapnúť ventilátor, ale keď sa pripojíte a zapnete, nič sa nestane. Aj keď môže dôjsť k poškodeniu ventilátora, sieťová zásuvka nemusí byť napájaná.
Voltmeter by sa mohol použiť na meranie sieťového napätia; Ak to nie je okolo 120 V, potom môže byť zástrčka zlá.
Ďalším použitím je zistiť, či je batéria nabitá alebo vybitá. Ak sa vozidlo nenaštartuje, môžete pomocou voltmetra zmerať napätie batérie, aby ste zistili, či problém pretrváva.
Napätie sa používa v mnohých aplikáciách v každodennom živote. Vedenia na prenos energie prenášajú energiu pri rôznych úrovniach vysokého napätia, od stoviek po tisíce voltov, ktoré sú vyššie ako 120 V bežných zásuviek v stene.
Elektronické zariadenia (napríklad počítače) vyžadujú presnú reguláciu napätia, ale pracujú iba pri niekoľkých voltoch a môžu byť citlivé aj na malé zmeny napätia.
Pre tieto rôzne aplikácie existujú rôzne typy voltmetrov.
druhy
Podľa konštrukčného princípu existujú rôzne typy voltmetrov. Môžu sa klasifikovať najmä do:
- Železo voltmeter (MI).
- Voltmeter typu elektrodynamického typu.
- Indukčný voltmeter.
- Elektrostatický voltmeter.
- Digitálny voltmeter (DVM).
- Permanentný magnetický voltmeter (PMMC).
- Usmerňovací voltmeter.
Voltmetre, ktoré sú určené na meranie vysokého a nebezpečného napätia (napríklad prenosové vedenia), majú medzi testovacími bodmi a užívateľom ďalšiu izoláciu, aby sa zabránilo úrazu elektrickým prúdom.
Iné voltmetre sa vyrábajú na meranie nízkej úrovne napätia na malých objektoch, ako sú počítačové čipy, s obrovskou presnosťou.
Voltmetre používané v týchto prípadoch môžu byť veľmi malé a sú navrhnuté tak, aby eliminovali alebo minimalizovali šum z potenciálnych rozdielov, ktoré existujú prirodzene v prostredí alebo pochádzajú z elektronických zariadení v blízkosti.
Najbežnejším voltmetrom je vreckové zariadenie s displejom a dvoma elektronickými vodičmi. Tieto vodiče sú spojené s dvoma bodmi v obvode a úroveň napätia je zobrazená na obrazovke.
Referencie
- Čo je voltmeter? Obnovené zo štúdie.com
- Definícia: voltmeter. Obnovené z whatis.techtarget.com
- Pracovný princíp voltmetra a typy voltmetra. Obnovené z adresy electronic4u.com
- Voltmeter. Obnovené zo škôl.wikia.com
- Voltmeter. Obnovené z lokality stroppedia.com