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Was ist ein Voltmeter? Wichtigste Funktionen
A Voltmeter ist ein elektronisches Instrument zur Messung der Potentialdifferenz oder Spannung zwischen zwei Punkten in einer elektrischen oder elektronischen Schaltung. Die Potentialdifferenzeinheit wird in Volt (V) gemessen.
Ein Basis-Analog-Voltmeter besteht aus einem empfindlichen Galvanometer (Strommesser) in Reihe mit einem hohen Widerstand.
Der Innenwiderstand des Voltmeters muss hoch sein; andernfalls zieht es einen signifikanten Strom an und unterbricht den Betrieb der Schaltung, wenn ein Test durchgeführt wird.
Analoge Voltmeter zeigen ihre Analogwerte an (eine Nadel, die den Bruchteil der Stromkreisspannung anzeigt) und digitale Voltmeter zeigen ihre Spannungswerte direkt in numerischer Form an.
Praktische Labor-Voltmeter haben maximale Bereiche von 1000 bis 3000 V. Sie haben ihrerseits in den meisten handelsüblichen Voltmetern unterschiedliche Skalen, die um 10 zunehmen; zum Beispiel: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V und 0-1000 V.
Voltmeter, die hohe Potentialdifferenzen messen, benötigen viele Kabel und Isolatoren.
Im Bereich der Computertechnik sind Standard-Labor-Voltmeter geeignet, da die gefundenen Spannungen moderat sind, üblicherweise zwischen 1 V und 15 V.
Im Allgemeinen werden analoge Voltmeter verwendet, um Spannungen von einem Bruchteil eines Volt bis zu einigen tausend Volt zu messen.
Im Gegensatz dazu haben digitale Voltmeter eine höhere Genauigkeit und werden für sehr kleine Spannungsmessungen in Laboratorien und elektronischen Geräten verwendet.
Geschichte
Die grundlegenden Prinzipien hinter Voltometern wurden von dem dänischen Physiker Hans Christian Oersted im Jahr 1820 festgelegt, als er entdeckte, dass ein elektrischer Strom in einem Draht ein Magnetfeld um ihn herum erzeugte.
Das erste Amperemeter, ein empfindliches und nicht resistentes Voltmeter, wurde von dem Physiker André Ampère im Jahre 1820 zur Strommessung verwendet.
Aber fast alle Arten von Voltmetern basieren auf Modellen, in denen die Indikatoren in beweglichen Spulen eingebettet sind.
Diese wurde 1882 von dem französischen Physiker Jacques-Arsene d'Arsonval entwickelt. Seitdem hat sich seine Bewegungskapazität erhöht und einige moderne Modelle können bis zu 20.000 Volt messen.
Bedienung
Ein Voltmeter ist ein Galvanometer, das modifiziert wurde, um die Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis oder einer Reihe zu messen.
Ein Galvanometer ist ein Instrument von Jacques-Arsene d'Arsonval, das darin besteht, gewickelte Drähte in einem permanenten Magnetfeld zu platzieren, das dann an eine Feder und ein kalibriertes Zifferblatt gekoppelt wird.
In einfachen Worten, die Box mit der Nadel funktioniert wie ein Voltmeter.
Galvanometer
Ein Galvanometer kann auch modifiziert werden, um ein Amperemeter zu werden, der verwendet wird, um größere Ströme zu messen.
Aber wenn dieses Instrument verwendet wird, um die Spannung zu messen, wird das Galvanometer, das in ein Voltmeter umgewandelt wird, parallel mit dem Gebiet verbunden, das es misst.
Da das Voltmeter an eine Parallelschaltung angeschlossen werden muss, muss es so konstruiert sein, dass es einen hohen Widerstand aufweist.
In einer Schaltung wird der Strom immer dem Weg des geringsten Widerstandes folgen. Bei der Messung der Potentialdifferenz in einem beliebigen Teil eines Schaltkreises ist es wichtig, diesen Teil während der Messungen so wenig wie möglich zu ändern.
Beginn eines Voltmeters
Das allgemeine Prinzip eines Voltmeters ist, dass es parallel zu dem Objekt geschaltet werden muss, in dem die Spannung gemessen werden soll.
Die Parallelschaltung wird verwendet, weil ein Voltmeter einen hohen Widerstandswert aufweist.
Wenn dieser hohe Widerstand in Reihe geschaltet wird, ist der Stromfluß nahezu Null. Dies bedeutet, dass die Schaltung geöffnet wurde.
Auch in der Parallelschaltung ist bekannt, dass die Spannung die gleiche ist, so dass die Spannung zwischen dem Voltmeter und der Last fast gleich ist.
In der Theorie sollte man für ein ideales Voltmeter den Widerstand im Unendlichen haben, so dass der angezogene Strom Null ist; Auf diese Weise gibt es keinen Leistungsverlust im Gerät.
Aber das ist praktisch nicht möglich, weil Sie kein Material mit unendlichem Widerstand haben können.
Praktische Anwendungen
Voltmeter ermöglichen es, die Spannung oder die Differenz des elektrischen Potentials zwischen zwei Punkten einer Schaltung sicher zu messen, und gleichzeitig ändern sie die Spannung dieser Schaltung nicht.
Die Fähigkeit, Spannung zu messen, ist entscheidend für das Design und die Handhabung fortschrittlicher Technologie, aber es gibt auch andere Anwendungen.
Sie möchten zum Beispiel einen Lüfter einschalten, aber wenn Sie ihn anschließen und einschalten, passiert nichts. Obwohl der Ventilator beschädigt sein könnte, empfängt die Steckdose möglicherweise keinen Strom.
Ein Voltmeter könnte verwendet werden, um die Spannung des Steckers zu messen; Wenn es nicht etwa 120 V beträgt, kann der Stecker beschädigt werden.
Eine andere Verwendung besteht darin, festzustellen, ob eine Batterie geladen oder entladen ist. Wenn ein Auto nicht startet, können Sie die Spannung der Batterie mit einem Voltmeter messen, um zu sehen, ob das Problem dort ist.
Die Spannung wird in vielen Anwendungen des täglichen Lebens verwendet. Stromübertragungsleitungen führen Strom in mehreren Hochspannungsebenen, von Hunderten bis zu Tausenden von Volt, die von üblichen Wandsteckdosen mehr als 120 V betragen.
Elektronische Geräte (z. B. Computer) erfordern eine präzise Spannungsregelung, arbeiten jedoch nur mit wenigen Volt und können selbst bei kleinen Spannungsschwankungen empfindlich sein.
Es gibt verschiedene Arten von Voltmetern für diese verschiedenen Anwendungen.
Typen
Nach dem Konstruktionsprinzip gibt es verschiedene Arten von Voltmetern. Hauptsächlich können sie klassifiziert werden in:
- Eisen-Voltmeter (MI).
- Voltmeter Typ Elektro-Dynamometer.
- Induktions-Voltmeter.
- Elektrostatisches Voltmeter
- Digitales Voltmeter (DVM).
- Permanentmagnet-Voltmeter (PMMC).
- Gleichrichter Voltmeter.
Voltmeter, die für die Messung hoher und gefährlicher Spannungen (z. B. Übertragungsleitungen) ausgelegt sind, verfügen über eine zusätzliche Isolierung zwischen den Testpunkten und dem Benutzer, um einen Stromschlag zu verhindern.
Andere Voltmeter wurden entwickelt, um niedrige Spannungspegel in kleinen Objekten, wie Computerchips, mit immenser Präzision zu messen.
Die Voltmeter, die in diesen Fällen verwendet werden, können sehr klein sein und sind so ausgelegt, dass sie das Rauschen von Potentialunterschieden, die in der Umwelt natürlich vorkommen oder von in der Nähe befindlichen elektronischen Geräten stammen, eliminieren oder minimieren.
Das gebräuchlichste Voltmeter ist ein Handgerät mit einem Bildschirm und zwei elektronischen Kabeln. Diese Kabel sind mit zwei Punkten im Stromkreis verbunden und der Spannungspegel wird auf dem Bildschirm angezeigt.
Referenzen
- Was ist ein Voltmeter? Von study.com abgerufen
- Definition: Voltmeter. Von whatis.techtarget.com abgerufen
- Arbeitsprinzip von Voltmeter und Arten von Voltmeter. Von electric4u.com wiederhergestellt
- Voltmeter. Von schools.wikia.com
- Voltmeter. Von techopedia.com abgerufen