Et voltmeter er et elektronisk instrument, der bruges til at måle forskellen i potentiale eller spænding mellem to punkter i et elektrisk eller elektronisk kredsløb. Enheden for potentialeforskel måles i volt (V).
Et grundlæggende analogt voltmeter består af et følsomt galvanometer (strømmåler) i serie med høj modstand.
Voltmeterens indre modstand skal være høj; ellers trækker det en betydelig strøm og afbryder driften af kredsløbet under test.
Analoge voltmetre viser deres aflæsninger analogt (en nål, der angiver spændingsfraktionen i kredsløbet), og digitale voltmetre viser deres spændingslæsninger direkte i numerisk form.
Praktiske laboratorie voltmetre har maksimale intervaller fra 1000 til 3000 V. På deres side har de i de fleste kommercielle voltmetre forskellige skalaer, som øges med magt på 10; for eksempel: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V og 0-1000 V.
Voltmetre, der måler høje potentialeforskelle, kræver en masse ledninger og isolatorer.
Inden for databehandling er standardlaboratoriske voltmetre egnede, fordi de stødte spændinger er moderate, normalt mellem 1 V og 15 V.
Analoge voltmetre bruges normalt til at måle spændinger fra en brøkdel af en volt til et par tusind volt.
I modsætning hertil har digitale voltmetre højere præcision og bruges til meget små spændingsmålinger i laboratorier og elektroniske enheder.
Historie
De grundlæggende principper bag voltmetre blev etableret af den danske fysiker Hans Christian Oersted i år 1820, da han opdagede, at en elektrisk strøm i en ledning producerede et magnetfelt omkring det.
Det første ammeter, som er et følsomt og ikke-resistent voltmeter, blev brugt af fysiker André Ampère i år 1820 til at måle strøm.
Men næsten alle typer voltmetre er baseret på modeller, hvor indikatorerne er indlejret i bevægelige spoler.
Dette blev udviklet af den franske fysiker Jacques-Arsene d'Arsonval i år 1882. Siden den tid er hans bevægelseskapacitet steget, og nogle moderne modeller kan måle op til 20.000 volt.
Fungerende
Et voltmeter er et galvanometer, der er ændret til at måle potentialeforskellen mellem to punkter i et kredsløb eller en serie.
Et galvanometer er et instrument skabt af Jacques-Arsene d'Arsonval, der består af at placere spiraltråde i et permanent magnetfelt, der derefter er fastgjort til en fjeder og en kalibreret urskive.
galvanometer
Et galvanometer kan også ændres til at blive et ammeter, der bruges til at måle større strømme.
Men når dette instrument bruges til at måle spænding, er galvanometeret omdannet til et voltmeter, der forbindes parallelt med det område, det måler.
Da voltmeteret skal tilsluttes et parallelt kredsløb, skal det konstrueres på en måde, der har en høj modstand.
I et kredsløb følger strømmen altid banen med mindst modstand. Når man måler potentialeforskellen i en del af et kredsløb er det vigtigt at ændre den del så lidt som muligt, når man foretager målinger.
Princippet om et voltmeter
Det generelle princip for et voltmeter er, at det skal tilsluttes parallelt med det objekt, som spændingen skal måles på.
Den parallelle forbindelse bruges, fordi et voltmeter er bygget til at have en høj modstandsværdi.
På denne måde, hvis denne høje modstand er forbundet i serie, vil den nuværende strøm være næsten nul; dette betyder, at kredsløbet er åbnet.
I det parallelle kredsløb vides spændingen også at være den samme, så spændingen mellem voltmeteret og belastningen er næsten den samme.
I teorien, for et ideelt voltmeter, skal modstanden være uendelig, så den trækkede strøm er nul; på denne måde er der ikke noget tab af magt i instrumentet.
Men dette er praktisk talt ikke muligt, fordi du ikke kan have et materiale med uendelig modstand.
Praktiske anvendelser
Voltmetre giver dig mulighed for sikkert at måle spændingen eller forskellen i elektrisk potential mellem to punkter i et kredsløb, og på samme tid ikke ændre spændingen i dette kredsløb.
Evnen til at måle spænding er kritisk i design og håndtering af avanceret teknologi, men den har også andre applikationer.
For eksempel vil du tænde en ventilator, men når du opretter forbindelse og tænder den, sker der ikke noget. Selvom ventilatoren kan være beskadiget, modtager væggen muligvis ikke strøm.
Et voltmeter kunne bruges til at måle stikspænding; Hvis det ikke er omkring 120V, kan stikket muligvis være dårligt.
En anden anvendelse er at bestemme, om et batteri er opladet eller afladet. Når en bil ikke starter, kan du måle batterispændingen med et voltmeter for at se, om problemet er der.
Spænding bruges i mange applikationer i hverdagen. Kraftoverførselsledninger fører strøm ved forskellige højspændingsniveauer, fra hundreder til tusinder af volt, der er større end 120 V for fælles væguttag.
Elektroniske enheder (såsom computere) kræver nøjagtig spændingskontrol, men fungerer kun ved et par volt og kan være følsomme over for selv en lille spændingsvariation.
Der er forskellige typer voltmetre til disse forskellige applikationer.
typer
I henhold til konstruktionsprincippet er der forskellige typer voltmetre. De kan hovedsageligt klassificeres i:
- Jern Voltmeter (MI).
- Voltmeter af elektrodynamometer type.
- Induktions voltmeter.
- Elektrostatisk voltmeter.
- Digital voltmeter (DVM).
- Permanent magnetvoltmeter (PMMC).
- Likretter voltmeter.
Voltmetre, der er lavet til at måle høje og farlige spændinger (såsom transmissionsledninger) har ekstra isolering mellem testpunkterne og brugeren for at forhindre, at brugeren elektrokuteres.
Andre voltmetre er lavet til at måle lave spændingsniveauer på små genstande, såsom computerchips, med enorm præcision.
De i disse tilfælde anvendte voltmetre kan være meget små og er designet til at eliminere eller minimere støj fra potentielle forskelle, der findes naturligt i miljøet eller kommer fra nærliggende elektroniske enheder.
Det mest almindelige voltmeter er en håndholdt enhed med et display og to elektroniske kabler. Disse ledninger er forbundet til to punkter i kredsløbet, og spændingsniveauet vises på skærmen.
Referencer
- Hvad er et voltmeter? Gendannes fra study.com
- Definition: voltmeter. Gendannes fra whatis.techtarget.com
- Arbejdsprincip for voltmeter og typer voltmeter. Gendannes fra electronic4u.com
- Voltmeter. Gendannes fra schools.wikia.com
- Voltmeter. Gendannes fra ceilingpedia.com