Werkprinsipe van Voltmeter en Tipes Voltmeters
Wat is 'n voltmeter?
'n Voltmeter is 'n spanningmeter. Dit meet die spanning tussen twee knope. Ons weet dat die eenheid van potensiaalverskil volts is. Dus is dit 'n meetinstrument wat die potensiaalverskil tussen twee punte meet.
Werkprinsipe van 'n voltmeter
Die hoof prinsip van 'n voltmeter is dat dit parallel moet aangesluit word waar ons die spanning wil meet. Parallelle aansluiting word gebruik omdat 'n voltmeter so gebou is dat dit 'n baie hoë weerstand het. As daardie hoë weerstand in reeks aangesluit word, sal die stroom byna nul wees, wat beteken dat die sirkel oop is geword.
As dit parallel aangesluit word, dan kom die belastingimpedans parallel met die hoë weerstand van die voltmeter en dus sal die kombinasie byna dieselfde impedans gee as wat die belasting gehad het. Ook in 'n parallelle sirkel weet ons dat die spanning dieselfde is, so die spanning tussen die voltmeter en die belasting is byna dieselfde en dus meet die voltmeter die spanning.
Vir 'n ideale voltmeter, is die weerstand oneindig en dus die getrokke stroom nul, so daar is geen kragverlies in die instrument nie. Maar dit is nie prakties haalbaar nie, want ons kan nie 'n materiaal hê wat 'n oneindige weerstand het nie.
Klassifikasie of tipes van voltmeters
Gebaseer op die konstruksieprinsipe, het ons verskillende tipes voltmeters, hulle is hoofsaaklik –
Permanent magneet bewegende spoel (PMMC) voltmeter.
Bewegende yster (MI) voltmeter.
Elektrodynamometer tipe voltmeter.
Rectifier tipe voltmeter.
Induktion tipe voltmeter.
Elektrostatische tipe voltmeter.
Digitale voltmeter (DVM).
Afhanklik van hierdie tipes meetinge wat ons doen, het ons-
DC voltmeter.
AC voltmeter.
Vir DC voltmeters word PMMC instrumente gebruik, MI instrumente kan beide AC en DC spannings meet, elektrodynamometer tipe, termiese instrumente kan DC en AC spannings ook meet. Induktion meters word nie gebruik nie weens hul hoë koste, onakkuraatheid in meting. Rectifier tipe voltmeter, elektrostatische tipe en ook digitale voltmeter (DVM) kan beide AC en DC spannings meet.
PMMC voltmeter
Wanneer 'n stroomdraend geleider in 'n magnetiese veld geplaas word, werk 'n meganiese krag op die geleider, as dit aan 'n bewegende stelsel vasgemaak is, beweeg die skynpunt oor die skaal met die spoelbeweging.
PMMC instrumente het permanente magneete. Dit is geskik vir DC-meting omdat hier die afbuiging eweredig is aan die spanning omdat die weerstand konstant is vir 'n materiaal van die meter en dus, as die spanningpolariteit omgedraai word, word die skynpunt se afbuiging ook omgedraai, so dit word slegs vir DC-meting gebruik. Hierdie tipe instrument word D’Arsonval-tipe instrument genoem. Dit het voordele van 'n lynreëlige skaal, lae kragverbruik, hoë akkuraatheid.
Belangrike nadelaar is –
Dit meet slegs DC-groothede, hoër koste ens.
Waar,
B = Fluxdigtheid in Wb/m2.
i = V/R waar V die spanning is wat gemeet moet word en R is die weerstand van die belasting.
l = Lengte van die spoel in m.
b = Breette van die spoel in m.
N = Aantal windinge in die spoel.
Uitbreiding van die bereik in 'n PMMC voltmeter
In PMMC voltmeters het ons die moontlikheid om die meetbereik van spanning ook uit te brei. Deur net 'n weerstand in reeks met die meter aan te sluit, kan ons die meetbereik uitbrei.
Laat,
V die voorspanning in volt wees.
Rv is die voltmeter weerstand in Ohm.
R is die buite-weerstand wat in reeks aangesluit word in ohm.
V1 is die spanning oor die voltmeter.
Dan is die buite-weerstand wat in reeks aangesluit moet word gegee deur
MI voltmeter
MI instrumente beteken bewegende yster instrument. Dit word vir beide AC en DC-metinge gebruik, omdat die afbuiging θ eweredig is aan die vierkant van die spanning, veronderstel die impedans van die meter is konstant, so wat ook al die polariteit van die spanning is, toon dit rigtingafbuiging, verder word hulle in twee maniere geklassifiseer,
Aantrekkingstipe.
Afstotingstipe.
Waar, I is die totale stroom wat in die sirkel vloei in Amp. I = V/Z
Waar, V is die spanning wat gemeet moet word en Z is die impedans van die belasting.
L is die self-induktans van die spoel in Henry.
θ is die afbuiging in Radiaal.
Aantrekkingstipe MI-instrument prinsip
As 'n ongemagnetiseerde sagt ys-ijzer in die magnetiese veld geplaas word, word dit na die spoel toe getrek, as 'n skynpunt aan die stelsel vasgemaak word en stroom deur 'n spoel laat vloei as gevolg van die aangebringde spanning, skep dit 'n magnetiese veld wat die ys-ijzerstuk aantrek en 'n afbuigtorque skep as gevolg waarvan die skynpunt oor die skaal beweeg.
Afstotingstipe MI-instrument prinsip
Wanneer twee ys-ijzerstukke met dieselfde polariteit gemagnetiseer word deur 'n stroom te laat vloei wat gedoen word deur 'n spanning oor die voltmeter aan te bring, dan vind afstoting tussen hulle plaas en dié afstoting skep 'n afbuigtorque waardoor die skynpunt beweeg.
Die voordele is dat dit beide AC en DC meet, dit is goedkoop, lae wrywingfoute, Robuust ens. Dit word hoofsaaklik in AC-meting gebruik omdat in DC-meting foute meer sal wees weens histereese.
Elektrodynamometer tipe voltmeter
Elektrodynamometer instrumente word gebruik omdat hulle dieselfde kalibrering het vir beide AC en DC, d.w.s. as dit met DC gekalibreer is, dan kan ons sonder kalibrering ook AC meet.
Elektrodynamometer tipe voltmeter prinsip
Ons het twee spoels, vaste en bewegende spoels. As 'n spanning by die twee spoels aangebring word, as gevolg waarvan stroom deur die twee spoels vloei, sal dit in die nulpunt bly as gevolg van die ontwikkeling van gelyk en teenoorgestelde torques. As die rigting van een torque omgekeer word as die stroom in die spoel omgekeer word, word 'n eenrigtingtorque geproduseer.
Vir 'n voltmeter is die verbinding 'n parallelle een en beide vaste en bewegende spoels is in reeks met 'n nie-induktiewe weerstand aangesluit.
φ = 0 waar φ die fasehoek is.
Waar, I is die hoeveelheid stroom wat in die sirkel vloei in Amp = V/Z.
V en Z is die aangebringde spanning en impedans van die spoel onderskeidelik.
M = Mutuele induktans van die spoel.
Hulle het geen histereesefout nie, kan vir beide AC en DC-meting gebruik word, die hoof nadelaars is lae krag/g
