Какво е волтметър? Най-важните функции

Волтметърът е електронен инструмент, използван за измерване на разликата в потенциала или напрежението между две точки в електрическа или електронна верига. Единицата за потенциална разлика се измерва в волтове (V).

Базов аналогов волтметър се състои от чувствителен галванометър (измервател на ток) последователно с висока устойчивост.

Вътрешното съпротивление на волтметъра трябва да е високо; в противен случай тя привлича значителен ток и прекъсва работата на веригата при извършване на тест.

Аналоговите волтметри показват своите аналогови показания (игла, която показва фракцията на напрежението на веригата) и цифровите волтметри показват показанията на напрежението директно в цифра.

Практичните лабораторни волтметри имат максимални граници от 1000 до 3000 V. От своя страна, в повечето търговски волтметри те имат различни скали, които увеличават мощността от 10; например: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V и 0-1000 V.

Волтметрите, които измерват високите потенциални разлики, изискват много кабели и изолатори.

В клона на изчисленията са подходящи стандартни лабораторни волтметри, тъй като намерените напрежения са умерени, обикновено между 1 V и 15 V.

Като цяло, аналогови волтметри се използват за измерване на напрежения от част от волт до няколко хиляди волта.

За разлика от тях, цифровите волтметри са по-точни и се използват за много малки измервания на напрежението в лаборатории и електронни устройства.

история

Основните принципи на волтметрите са установени от датския физик Ханс Кристиан Ерстед през 1820 г., когато открива, че електрически ток в тел създава магнитно поле около него.

Първият амперметър, който е чувствителен и неустойчив волтметър, е бил използван от физика Андре Ампер през 1820 г. за измерване на тока.

Но почти всички видове волтметри са базирани на модели, при които индикаторите са вградени в движещи се бобини.

Това е разработено от френския физик Жак-Арсен д'Арсонъл през 1882 г. Оттогава капацитетът му на движение се е увеличил и някои модерни модели могат да се измерит до 20 000 волта.

операция

Волтметърът е галванометър, който е бил модифициран за измерване на разликата в потенциала между две точки в една верига или серия.

А галванометър е инструмент, създаден от Жак-Arsene d'Arsonval, който се състои от поставяне на намотани жици в постоянно магнитно поле, което след това се свързва с пружина и калибриран циферблат.

галванометър

А галванометър може да бъде модифициран, за да стане амперметър, който се използва за измерване на по-големи токове.

Но когато този инструмент се използва за измерване на напрежението, галванометърът, превърнат в волтметър, е свързан паралелно с областта, която измерва.

Тъй като волтметърът трябва да бъде свързан към паралелна верига, той трябва да бъде конструиран така, че да има висока устойчивост.

В една верига токът винаги ще следва пътя на най-малкото съпротивление. При измерване на потенциалната разлика във всяка част на веригата е важно да се промени възможно най-малко тази част, когато се правят измерванията.

Начало на волтметър

Общият принцип на волтметъра е, че той трябва да бъде свързан паралелно с обекта, в който искате да измерите напрежението.

Паралелното свързване се използва, защото волтметърът е изграден така, че да има висока стойност на съпротивление.

По този начин, ако тази висока устойчивост е свързана последователно, токовият поток ще бъде почти нулев; това означава, че веригата е отворена.

Също така, в паралелната верига е известно, че напрежението е същото, така че напрежението между волтметъра и товара е почти същото.

На теория, за идеален волтметър трябва да имате съпротивление в безкрайност, така че привлеченият ток да е нула; по този начин няма загуба на мощност в инструмента.

Но това е практически невъзможно, защото не можете да имате материал с безкрайна съпротива.

Практически приложения

Волтметрите позволяват безопасно измерване на напрежението или разликата в електрическия потенциал между две точки на веригата и в същото време не променят напрежението на тази верига.

Възможността за измерване на напрежението е от решаващо значение при проектирането и управлението на съвременните технологии, но има и други приложения.

Например, искате да включите вентилатор, но когато се свържете и го включите, нищо не се случва. Въпреки че вентилаторът може да е повреден, контактът може да не се захранва.

Може да се използва волтметър за измерване на напрежението на щепсела; ако не е около 120 V, щепселът може да се повреди.

Друга употреба е да се определи дали е заредена или разредена батерия. Когато автомобилът не се стартира, можете да измерите напрежението на батерията с волтметър, за да видите дали проблемът е там.

Напрежението се използва в много приложения на ежедневието. Линиите за електрозахранване носят мощност на няколко нива на високо напрежение, от стотици до хиляди волта, които са по-големи от 120 V от общите изводи.

Електронните устройства (като компютри) изискват прецизно управление на напрежението, но работят само на няколко волта и могат да бъдат чувствителни дори и при малка промяна на напрежението.

Има различни видове волтметри за тези различни приложения.

тип

Съгласно принципа на конструиране, съществуват различни видове волтметри. Те могат главно да бъдат класифицирани в:

1. Желязен волтметър (MI).
2. Електродинамометър тип волтметър.
3. Индукционен волтметър.
4. Електростатичен волтметър
5. Цифров волтметър (DVM).
6. Волтметър с постоянен магнит (PMMC).
7. Токоизправител волтметър.

Волтметрите, които се правят за измерване на високо и опасно напрежение (като например преносни линии), имат допълнителна изолация между точките на изпитване и потребителя, за да се предотврати токов удар.

Други волтметри са проектирани да измерват ниско напрежение в малки обекти, като компютърни чипове, с огромна прецизност.

Използваните в тези случаи волтметри могат да бъдат много малки и са предназначени да елиминират или свеждат до минимум шума от потенциални разлики, които съществуват в околната среда естествено или идват от близки електронни устройства.

Най-често използваният волтметър е ръчно устройство с екран и два електронни кабела. Тези проводници са свързани към две точки във веригата и нивото на напрежението е показано на екрана.