Вольтметр: Определение, принцип работы и применение - Электрический дневник

Что такое вольтметр?

Вольтметр - это электрический измерительный прибор, предназначенный для измерения напряжения в электрической цепи. Он широко используется в электротехнике и электронике для определения напряжения в различных устройствах и схемах.

Вольтметр обычно состоит из двух основных компонентов: шкалы и измерительного устройства. Шкала представляет собой градуированную линейку, на которой отмечены значения напряжения. Измерительное устройство, как правило, содержит гальванометр, который может быть аналоговым или цифровым. Гальванометр реагирует на электрический ток, проходящий через него, и отклоняет указатель на шкале, указывая на текущее значение напряжения.

Вольтметры могут быть разных типов в зависимости от способа измерения. Аналоговые вольтметры используют гальванометр с подвижной стрелкой и шкалу с непрерывными значениями напряжения. Цифровые вольтметры, с другой стороны, используют электронику для измерения и отображения напряжения в виде цифровых значений.

Для использования вольтметра необходимо правильно подключить его к измеряемой цепи, обычно параллельно элементу или участку цепи, напряжение которого необходимо измерить. Затем, при подаче напряжения в цепь, вольтметр показывает соответствующее значение на шкале или на цифровом дисплее.

Вольтметры представляют собой важный инструмент для измерения и контроля напряжения в различных электрических системах. Они позволяют электрикам, инженерам и техникам точно определить напряжение и обнаружить любые аномалии или проблемы, которые могут возникнуть в электрических цепях.

Принцип работы вольтметра

Принцип работы вольтметра основан на измерении разности потенциалов (напряжения) между двумя точками в электрической цепи. Вольтметр подключается параллельно с измеряемым участком цепи и измеряет напряжение на этом участке.

В основе работы вольтметра лежит гальванометр - устройство, реагирующее на протекающий через него электрический ток. Гальванометр обычно представляет собой катушку с проводником, размещенным в магнитном поле. При протекании тока через катушку, возникает магнитное поле, которое взаимодействует с полем постоянного магнита, вызывая поворот стрелки гальванометра.

Вольтметр также содержит резистор или сетку с известным сопротивлением. Подключение вольтметра параллельно с измеряемым участком цепи приводит к тому, что ток, проходящий через гальванометр, становится пропорциональным напряжению на измеряемом участке. Резистор или сетка служат для ограничения тока и защиты гальванометра от повреждений.

Сама шкала вольтметра отображает значения напряжения. Градуировка шкалы производится на основе известных значений напряжения, которые соответствуют определенным отклонениям стрелки гальванометра. Таким образом, при измерении напряжения, стрелка гальванометра отклоняется на определенный угол, и значение напряжения считывается по шкале.

В современных вольтметрах также применяются цифровые дисплеи, которые отображают значения напряжения в цифровой форме. В этом случае, измерительный сигнал преобразуется в цифровой формат и отображается на дисплее в виде числа.

В обоих случаях, аналоговых и цифровых, вольтметры предоставляют точное измерение напряжения в электрической цепи, что позволяет оператору контролировать и анализировать состояние системы.

Типы вольтметров

Аналоговый вольтметр

 Это классический тип вольтметра, который использует механическую систему с подвижной стрелкой для измерения напряжения. Он основан на принципе гальванометра, где ток, протекающий через катушку с проводником, создает магнитное поле, которое вызывает поворот стрелки. Аналоговые вольтметры имеют шкалу с непрерывными значениями напряжения, и оператор считывает значение, соответствующее отклонению стрелки на шкале.

Цифровой вольтметр

Этот тип вольтметра использует электронику для измерения и отображения значений напряжения в цифровой форме. Он преобразует аналоговый сигнал напряжения в цифровой код, который отображается на дисплее в виде числа. Цифровые вольтметры обычно имеют более высокую точность, больший диапазон измерений и дополнительные функции, такие как автоматическое выравнивание диапазона или возможность сохранения результатов измерений.

Пиковый вольтметр

Этот тип вольтметра используется для измерения пикового значения переменного напряжения. Он может измерять как пиковое напряжение, так и пик-к-пик (размах) напряжения. Пиковые вольтметры особенно полезны при работе с переменными сигналами высокой частоты.

Логарифмический вольтметр: Этот тип вольтметра используется для измерения широкого диапазона напряжений с использованием логарифмической шкалы. Логарифмические вольтметры особенно полезны при измерении больших разностей напряжения, таких как амплитуды звуковых сигналов.

Цифровой авторанжировочный вольтметр

Этот тип вольтметра является более продвинутой версией цифрового вольтметра и имеет способность автоматического выбора диапазона измерений. Он может определить максимальное напряжение в цепи и автоматически выбрать соответствующий диапаз