Cos'è un Voltmetro? Caratteristiche più rilevanti

Un voltmetro è uno strumento elettronico utilizzato per misurare la differenza di potenziale o tensione tra due punti in un circuito elettrico o elettronico. L'unità di differenza potenziale è misurata in volt (V).

Un voltmetro analogico di base è costituito da un galvanometro sensibile (misuratore di corrente) in serie con un'alta resistenza.

La resistenza interna del voltmetro deve essere alta; altrimenti attrae una corrente significativa e interrompe il funzionamento del circuito quando viene effettuato un test.

I voltmetri analogici visualizzano le loro letture analogiche (un ago che indica la frazione della tensione del circuito) e i voltmetri digitali mostrano le letture della tensione direttamente in un numero.

Pratici voltmetri da laboratorio hanno portate massime da 1000 a 3000 V. Da parte loro, nella maggior parte dei voltmetri commerciali hanno scale diverse, che aumentano di 10; ad esempio: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V e 0-1000 V.

I voltmetri che misurano alte differenze di potenziale richiedono molti cavi e isolatori.

Nel settore dell'informatica, i voltmetri standard di laboratorio sono adatti perché le tensioni rilevate sono moderate, di solito tra 1 V e 15 V.

Generalmente, i voltmetri analogici sono usati per misurare tensioni da una frazione di volt ad un paio di migliaia di volt.

Al contrario, i voltmetri digitali sono più accurati e vengono utilizzati per misurazioni di tensione molto piccole in laboratori e dispositivi elettronici.

storia

I principi fondamentali alla base dei voltometri furono stabiliti dal fisico danese Hans Christian Oersted nel 1820, quando scoprì che una corrente elettrica in un filo produceva un campo magnetico attorno ad esso.

Il primo amperometro, che è un voltmetro sensibile e non resistente, fu usato dal fisico André Ampère nell'anno 1820 per misurare la corrente.

Ma quasi tutti i tipi di voltmetri si basano su modelli in cui gli indicatori sono incorporati in bobine mobili.

Questo fu sviluppato dal fisico francese Jacques-Arsene d'Arsonval nell'anno 1882. Da allora, la sua capacità di movimento è aumentata e alcuni modelli moderni possono misurare fino a 20.000 volt.

operazione

Un voltmetro è un galvanometro che è stato modificato per misurare la differenza di potenziale tra due punti in un circuito o in una serie.

Un galvanometro è uno strumento creato da Jacques-Arsène d'Arsonval che consiste nel posizionare fili avvolti in un campo magnetico permanente che viene poi accoppiato a una molla ea un quadrante calibrato.

galvanometro

Un galvanometro può anche essere modificato per diventare un amperometro, che viene utilizzato per misurare correnti più grandi.

Ma quando questo strumento viene utilizzato per misurare la tensione, il galvanometro trasformato in un voltmetro viene collegato in parallelo con l'area che sta misurando.

Poiché il voltmetro deve essere collegato a un circuito parallelo, deve essere costruito in modo che abbia un'elevata resistenza.

In un circuito la corrente seguirà sempre il percorso di minor resistenza. Quando si misura la differenza di potenziale in qualsiasi parte di un circuito, è importante modificare la parte il meno possibile durante l'esecuzione delle misurazioni.

Inizio di un voltmetro

Il principio generale di un voltmetro è che deve essere collegato in parallelo all'oggetto in cui si desidera misurare la tensione.

La connessione parallela viene utilizzata perché un voltmetro è costruito per avere un valore di resistenza elevato.

In questo modo, se quella alta resistenza è collegata in serie, il flusso di corrente sarà quasi zero; questo significa che il circuito è stato aperto.

Inoltre, nel circuito parallelo è noto che la tensione è la stessa, quindi la tensione tra il voltmetro e il carico è quasi la stessa.

In teoria, per un voltmetro ideale dovresti avere la resistenza all'infinito in modo che la corrente attratta sia zero; in questo modo non c'è perdita di potenza nello strumento.

Ma questo è praticamente impossibile perché non puoi avere un materiale con resistenza infinita.

Usi pratici

I voltmetri consentono di misurare in modo sicuro la tensione o la differenza di potenziale elettrico tra due punti di un circuito e allo stesso tempo non cambiano la tensione di quel circuito.

La capacità di misurare la tensione è fondamentale nella progettazione e nella gestione della tecnologia avanzata, ma ha anche altre applicazioni.

Ad esempio, vuoi accendere un ventilatore ma quando ti connetti e accendi non succede nulla. Sebbene la ventola potrebbe essere danneggiata, la presa a muro potrebbe non ricevere alimentazione.

Un voltmetro potrebbe essere usato per misurare la tensione della spina; se non è di circa 120 V, la spina potrebbe essere danneggiata.

Un altro uso è determinare se una batteria è caricata o scaricata. Quando una macchina non parte, puoi misurare la tensione della batteria con un voltmetro per vedere se il problema è presente.

La tensione è utilizzata in molte applicazioni della vita quotidiana. Le linee di trasmissione di potenza trasportano energia a diversi livelli di alta tensione, da centinaia a migliaia di volt superiori a 120 V dalle prese a muro comuni.

I dispositivi elettronici (come i computer) richiedono un controllo preciso della tensione ma funzionano a pochi volt e possono essere sensibili anche a una piccola variazione di tensione.

Esistono diversi tipi di voltmetri per queste diverse applicazioni.

tipo

Secondo il principio di costruzione, ci sono diversi tipi di voltmetri. Possono essere principalmente classificati in:

1. Voltmetro in ferro (MI).
2. Elettro-dinamometro di tipo voltmetro.
3. Voltmetro di induzione.
4. Voltmetro elettrostatico
5. Voltmetro digitale (DVM).
6. Voltmetro a magnete permanente (PMMC).
7. Voltmetro del raddrizzatore.

I voltmetri che sono fatti per misurare tensioni elevate e pericolose (come le linee di trasmissione) hanno un isolamento supplementare tra i punti di test e l'utente per prevenire la folgorazione.

Altri voltmetri sono progettati per misurare i livelli di bassa tensione in piccoli oggetti, come i chip dei computer, con immensa precisione.

I voltmetri utilizzati in questi casi possono essere molto piccoli e progettati per eliminare o ridurre al minimo il rumore delle differenze potenziali presenti nell'ambiente in modo naturale o provenienti da dispositivi elettronici nelle vicinanze.

Il voltmetro più comune è un dispositivo portatile con uno schermo e due cavi elettronici. Questi fili sono collegati a due punti nel circuito e il livello di tensione è mostrato sullo schermo.