Voltmetrs ir elektronisks instruments, ko izmanto, lai noteiktu atšķirību potenciālu vai spriegumu starp diviem punktiem, kas ir elektriskās vai elektroniskās shēmas. Potenciālās starpības vienību mēra voltos (V).
Pamata analogais voltmetrs sastāv no jutīga galvanometra (strāvas mērītāja) virknē ar augstu pretestību.
Voltmetra iekšējai pretestībai jābūt lielai; pretējā gadījumā testējot, tas ievelk ievērojamu strāvu un pārtrauc ķēdes darbību.
Analogie voltmetri rāda savus rādījumus analogā veidā (adata, kas norāda sprieguma daļu ķēdē), bet digitālie voltmetri parāda savus sprieguma rādījumus tieši ciparu formā.
Praktisko laboratorijas voltmetru maksimālais diapazons ir no 1000 līdz 3000 V. No savas puses lielākajā daļā komerciālo voltmetru ir dažādi mērogi, kurus palielina ar jaudu 10; piemēram: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V un 0-1000 V.
Voltmetriem, kas mēra lielas potenciālo atšķirības, ir nepieciešams daudz vadu un izolatoru.
Skaitļošanas jomā ir piemēroti standarta laboratorijas voltmetri, jo sastopamie spriegumi ir mēreni, parasti no 1 V līdz 15 V.
Analogos voltmetrus parasti izmanto, lai izmērītu spriegumus no voltas daļas līdz pāris tūkstošiem voltu.
Turpretī digitālajiem voltmetriem ir augstāka precizitāte, un tos izmanto ļoti maza sprieguma mērījumiem laboratorijās un elektroniskās ierīcēs.
Vēsture
Voltmetru pamatprincipus 1820. gadā ieviesa dāņu fiziķis Hanss Kristians Oersteds, kad viņš atklāja, ka stieples elektriskā strāva rada magnētisko lauku ap to.
Pirmo ampērmetru, kas ir jutīgs un neizturīgs voltmetrs, fiziķis Andrē Ampjērs 1820. gadā izmantoja strāvas mērīšanai.
Bet gandrīz visu veidu voltmetru pamatā ir modeļi, kuros indikatori ir iestrādāti kustīgās spolēs.
To 1882. gadā izstrādāja franču fiziķis Žaks Arsēns d'Arsonvals. Kopš tā laika viņa pārvietošanās spēja ir palielinājusies, un daži moderni modeļi var izmērīt līdz 20 000 voltiem.
Darbojas
Voltmetrs ir galvanometrs, kas modificēts, lai izmērītu potenciālo starpību starp diviem ķēdes vai virknes punktiem.
Galvanometrs ir Jacques-Arsene d'Arsonval radīts instruments, kas sastāv no ietītu vadu ievietošanas pastāvīgā magnētiskajā laukā, kas pēc tam tiek piestiprināts pie atsperes, un kalibrēta skalas.
Galvanometrs
Galvanometru var arī modificēt, lai kļūtu par ampermetru, ko izmanto, lai izmērītu lielākas strāvas.
Bet, kad šo instrumentu izmanto sprieguma mērīšanai, galvanometrs, kas pārvērsts voltmetrā, savienojas paralēli laukumam, kuru mēra.
Tā kā voltmetrs jāpiestiprina pie paralēlas ķēdes, tas jāveido tā, lai tam būtu augsta pretestība.
Ķēdē strāva vienmēr sekos vismazākās pretestības ceļam. Mērot potenciālo starpību jebkurā ķēdes daļā, veicot mērījumus, ir svarīgi to mainīt pēc iespējas mazāk.
Voltmetra princips
Voltmetra vispārējais princips ir tāds, ka tam jābūt savienotam paralēli objektam, uz kura jāmēra spriegums.
Paralēlais savienojums tiek izmantots, jo voltmetrs ir uzbūvēts ar augstu pretestības vērtību.
Tādā veidā, ja šī lielā pretestība ir savienota virknē, tad pašreizējā plūsma būs gandrīz nulle; tas nozīmē, ka ķēde ir atvērta.
Arī paralēlajā ķēdē spriegums, kā zināms, ir vienāds, tāpēc spriegums starp voltmetru un slodzi ir gandrīz vienāds.
Teorētiski ideālam voltmetram pretestībai jābūt bezgalībā, lai ievilktā strāva būtu nulle; šādā veidā instrumentā netiek zaudēta jauda.
Bet tas praktiski nav iespējams, jo jums nevar būt materiāla ar bezgalīgu pretestību.
Praktiski pielietojumi
Voltmetri ļauj droši izmērīt spriegumu vai elektriskā potenciāla starpību starp diviem ķēdes punktiem, un tajā pašā laikā nemaina šīs ķēdes spriegumu.
Spēja izmērīt spriegumu ir kritiska, izstrādājot un apstrādājot progresīvas tehnoloģijas, taču tai ir arī citi pielietojumi.
Piemēram, vēlaties ieslēgt ventilatoru, bet, pieslēdzoties un ieslēdzot, nekas nenotiek. Lai arī ventilators var būt bojāts, sienas kontaktligzda, iespējams, nesaņem strāvu.
Spraudsavienojuma sprieguma mērīšanai varēja izmantot voltmetru; Ja tas nav ap 120 V, tad spraudnis varētu būt slikts.
Vēl viena izmantošana ir noteikt, vai akumulators ir uzlādēts vai izlādējies. Kad automašīna neuzsāk, varat izmērīt akumulatora spriegumu ar voltmetru, lai redzētu, vai problēma pastāv.
Spriegumu ikdienas dzīvē izmanto daudzos gadījumos. Elektropārvades līnijas nodrošina jaudu dažādos augstsprieguma līmeņos - no simtiem līdz tūkstošiem voltu, kas pārsniedz 120 V parasto sienas kontaktligzdu spriegumu.
Elektroniskām ierīcēm (piemēram, datoriem) ir nepieciešama precīza sprieguma kontrole, taču tās darbojas tikai ar dažiem voltiem un var būt jutīgas pat pret nelielām sprieguma izmaiņām.
Šiem dažādajiem lietojumiem ir dažādi voltmetru veidi.
Veidi
Saskaņā ar konstrukcijas principu ir dažādi voltmetru veidi. Tos galvenokārt var klasificēt:
- Dzelzs voltmetrs (MI).
- Elektrodinamometra tipa voltmetrs.
- Indukcijas voltmetrs.
- Elektrostatiskais voltmetrs.
- Digitālais voltmetrs (DVM).
- Pastāvīgais magnēta voltmetrs (PMMC).
- Taisngrieža voltmetrs.
Voltmetriem, kas ir paredzēti augsta un bīstama sprieguma mērīšanai (piemēram, pārvades līnijas), ir papildu izolācija starp testa punktiem un lietotāju, lai novērstu lietotāja elektrotīklu.
Citi voltmetri ir izgatavoti, lai ar milzīgu precizitāti izmērītu mazu spriegumu mazos objektos, piemēram, datoru mikroshēmās.
Šajos gadījumos izmantotie voltmetri var būt ļoti mazi, un tie ir paredzēti, lai novērstu vai samazinātu troksni no iespējamām atšķirībām, kas dabiski pastāv vidē vai rodas no tuvumā esošām elektroniskām ierīcēm.
Visizplatītākais voltmetrs ir rokas ierīce ar displeju un diviem elektroniskiem vadiem. Šie vadi ir savienoti ar diviem kontūras punktiem un ekrānā tiek parādīts sprieguma līmenis.
Atsauces
- Kas ir voltmetrs? Atgūts no study.com
- Definīcija: voltmetrs. Atgūts no vietnes whatis.techtarget.com
- Voltmetra darbības princips un voltmetra veidi. Atjaunots no electric4u.com
- Voltmetrs. Atgūts no skolas.wikia.com
- Voltmetrs. Atgūstas no vietnes lubpedia.com