Kako radi voltmetar?
Kako radi voltmetar:
Voltmetar je uređaj koji se koristi za mjerenje razlike potencijala (napon) između dvije točke u električnom krugu. Djeluje pretvaranjem napona u mjerljivu veličinu, obično struju, koja se zatim prikazuje na ljestvici.
Ovdje je pregled rada voltmetra:
1. Osnovno načelo:
Voltmetar je spojen paralelno s komponentom čiji napon treba izmjeriti. To znači da voltmetar i komponenta dijele iste dvije točke u krugu. Time se osigurava da je struja koja teče kroz voltmetar zanemariva u usporedbi sa strujom koja teče kroz komponentu koja se mjeri.
2. Unutarnji mehanizam:
* Analogni voltmetar:
* Mehanizam pokretne zavojnice: Većina analognih voltmetara koristi mehanizam pokretne zavojnice. Zavojnica žice obješena je u magnetskom polju. Kada struja prolazi kroz zavojnicu, ona proizvodi magnetsko polje koje je u interakciji s poljem trajnog magneta, uzrokujući rotaciju zavojnice. Kut rotacije proporcionalan je struji koja teče kroz zavojnicu, a koja je pak proporcionalna naponu koji se mjeri. Pokazivač pričvršćen na zavojnicu pomiče se preko kalibrirane ljestvice kako bi pokazao napon.
* Elektrostatički mehanizam: Neki voltmetri koriste elektrostatički mehanizam. Pomična lopatica privučena je nepomičnom lopaticom zbog elektrostatičke sile između njih. Ta je sila proporcionalna naponu koji se mjeri. Kretanje lopatice se pojačava i prikazuje na ljestvici.
* Digitalni voltmetar (DVM):
* Analogno-digitalni pretvarač (ADC): Digitalni voltmetri koriste ADC za pretvaranje analognog signala napona u digitalnu vrijednost. Ovaj proces uključuje uzorkovanje napona na određenoj frekvenciji, kvantiziranje uzoraka u diskretne razine, a zatim pretvaranje tih razina u digitalni kod. Digitalni kod se zatim prikazuje na digitalnom zaslonu.
* Mikroprocesor: DVM obično koristi mikroprocesor za kontrolu ADC-a i obradu digitalnih podataka. Mikroprocesor također upravlja funkcijama poput prikaza, odabira raspona i otkrivanja pogrešaka.
3. Mjerenje napona:
* Pad napona: Voltmetar u biti mjeri pad napona preko komponente. Ovaj pad napona je razlika u potencijalnoj energiji između dviju točaka gdje je voltmetar spojen.
* Struja kroz voltmetar: Budući da je voltmetar spojen paralelno, ima vrlo visok otpor. To osigurava da je struja koja teče kroz voltmetar minimalna i ne utječe značajno na struju koja teče kroz krug.
4. Važnost visokog otpora:
Visoki otpor voltmetra je ključan jer osigurava da voltmetar ne utječe značajno na krug koji se mjeri. Kad bi voltmetar imao mali otpor, izvukao bi značajnu struju, utječući na pad napona na komponenti i stvarajući netočna mjerenja.
5. Domet i osjetljivost:
Voltmetri dolaze u različitim rasponima za mjerenje različitih razina napona, od milivolta do kilovolta. Osjetljivost voltmetra odnosi se na njegovu sposobnost detektiranja malih promjena napona.
Ukratko: Voltmetar mjeri potencijalnu razliku između dviju točaka u strujnom krugu pretvaranjem napona u mjerljivu veličinu (struju ili elektrostatičku silu) i prikazivanjem na ljestvici. Njegova visoka otpornost osigurava da ne utječe značajno na krug koji se mjeri.