ভোল্টমিটারের কাজের নীতি এবং ভোল্টমিটারের প্রকারভেদ
ভোল্টমিটার কি?
ভোল্টমিটার হল একটি ভোল্টেজ মিটার। যা দুইটি নোডের মধ্যে ভোল্টেজ পরিমাপ করে। আমরা জানি পটেনশিয়াল পার্থক্যের একক হল ভোল্ট। তাই এটি একটি পরিমাপ যন্ত্র যা দুই বিন্দুর মধ্যে পটেনশিয়াল পার্থক্য পরিমাপ করে।
ভোল্টমিটারের কাজের নীতি
ভোল্টমিটারের প্রধান নীতি হল এটি সমান্তরালভাবে সংযোগ করতে হবে যেখানে আমরা ভোল্টেজ পরিমাপ করতে চাই। সমান্তরাল সংযোগ ব্যবহার করা হয় কারণ একটি ভোল্টমিটার এমনভাবে নির্মিত যে এটির খুব উচ্চ প্রতিরোধ থাকে। তাই যদি ঐ উচ্চ প্রতিরোধ সিরিজে সংযোগ করা হয় তবে স্রোতের প্রবাহ প্রায় শূন্য হবে যা অর্থ পরিপথ খোলা হয়ে গেছে।
যদি এটি সমান্তরালভাবে সংযোগ করা হয়, তবে লোডের প্রতিরোধ ভোল্টমিটারের উচ্চ প্রতিরোধের সাথে সমান্তরাল হয় এবং ফলস্বরূপ সমান্তরাল সংযোগ প্রায় একই প্রতিরোধ দেয় যা লোডে ছিল। আরও, সমান্তরাল পরিপথে আমরা জানি যে ভোল্টেজ একই থাকে তাই ভোল্টমিটার ও লোডের মধ্যে ভোল্টেজ প্রায় একই থাকে এবং ফলে ভোল্টমিটার ভোল্টেজ পরিমাপ করে।
আদর্শ ভোল্টমিটারের ক্ষেত্রে, আমরা প্রতিরোধ অসীম হতে চাই এবং ফলে স্রোত প্রায় শূন্য হবে তাই যন্ত্রে কোনো শক্তি হার হবে না। কিন্তু এটি প্রায় অসম্ভব কারণ আমরা যে কোনো উপাদান পাই না যার প্রতিরোধ অসীম।
ভোল্টমিটারের শ্রেণীবিভাগ বা ধরন
নির্মাণ নীতি অনুযায়ী, আমাদের বিভিন্ন ধরনের ভোল্টমিটার রয়েছে, তারা মূলত –
অচিরায়িত চৌম্বক চলমান কয়েল (PMMC) ভোল্টমিটার।
চলমান লোহা (MI) ভোল্টমিটার।
ইলেকট্রো ডাইনামোমিটার ধরনের ভোল্টমিটার।
রেক্টিফায়ার ধরনের ভোল্টমিটার।
ইনডাকশন ধরনের ভোল্টমিটার।
ইলেকট্রোস্ট্যাটিক ধরনের ভোল্টমিটার।
ডিজিটাল ভোল্টমিটার (DVM)।
এই পরিমাপের ধরন অনুযায়ী, আমাদের রয়েছে-
DC ভোল্টমিটার।
AC ভোল্টমিটার।
DC ভোল্টমিটারের জন্য PMMC যন্ত্র ব্যবহৃত হয়, MI যন্ত্র উভয় AC এবং DC ভোল্টেজ পরিমাপ করতে পারে, ইলেকট্রোডাইনামোমিটার ধরনের এবং তাপীয় যন্ত্র DC এবং AC ভোল্টেজ উভয় পরিমাপ করতে পারে। ইনডাকশন মিটার ব্যবহার করা হয় না কারণ এর উচ্চ খরচ এবং পরিমাপের অসুবিধা। রেক্টিফায়ার ধরনের ভোল্টমিটার, ইলেকট্রোস্ট্যাটিক ধরন এবং ডিজিটাল ভোল্টমিটার (DVM) উভয় AC এবং DC ভোল্টেজ পরিমাপ করতে পারে।
PMMC ভোল্টমিটার
যখন একটি স্রোত বহনকারী পরিবাহীকে একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপন করা হয়, তখন পরিবাহীর উপর একটি যান্ত্রিক বল কাজ করে, যদি এটি একটি চলমান সিস্টেমে সংযুক্ত থাকে, তাহলে কয়েলের সাথে সাথে পয়েন্টার স্কেলের উপর চলে যায়।
PMMC যন্ত্রে অচিরায়িত চৌম্বক রয়েছে। এটি DC পরিমাপের জন্য উপযুক্ত কারণ এখানে প্রতিস্থাপন ভোল্টেজের সাথে সমানুপাতিক কারণ যন্ত্রের উপাদানের প্রতিরোধ স্থির থাকে এবং ফলে যদি ভোল্টেজের পোলারিটি বিপরীত হয়, তবে পয়েন্টারের প্রতিস্থাপনও বিপরীত হবে তাই এটি শুধুমাত্র DC পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়। এই ধরনের যন্ত্রকে D’Arnsonval ধরনের যন্ত্র বলা হয়। এর সুবিধাগুলো হল লিনিয়ার স্কেল, কম শক্তি ব্যবহার, উচ্চ সুনিশ্চিততা।
মুখ্য অসুবিধাগুলো হল -
এটি শুধুমাত্র DC পরিমাণ পরিমাপ করে, উচ্চ খরচ ইত্যাদি।
যেখানে,
B = ফ্লাক্স ঘনত্ব Wb/m2।
i = V/R যেখানে V হল পরিমাপ করতে হবে ভোল্টেজ এবং R হল লোডের প্রতিরোধ।
l = কয়েলের দৈর্ঘ্য m এ।
b = কয়েলের প্রস্থ m এ।
N = কয়েলের প্রতিরোধের সংখ্যা।
PMMC ভোল্টমিটারে পরিসীমা বিস্তার
PMMC ভোল্টমিটারে আমাদের ভোল্টেজের পরিমাপের পরিসীমা বিস্তারের সুবিধা রয়েছে। শুধুমাত্র মিটারের সাথে সিরিজে একটি প্রতিরোধ সংযোগ করে আমরা পরিসীমা বিস্তার করতে পারি।
যেখানে,
V হল ভোল্টে সরবরাহ করা ভোল্টেজ।
Rv হল ভোল্টমিটারের প্রতিরোধ ওহমে।
R হল সিরিজে সংযোগ করা বহিরাগত প্রতিরোধ ওহমে।
V1 হল ভোল্টমিটারের মধ্যে ভোল্টেজ।
তাহলে সিরিজে সংযোগ করা বহিরাগত প্রতিরোধ হবে
MI ভোল্টমিটার
MI যন্ত্র মানে চলমান লোহা যন্ত্র। এটি উভয় AC এবং DC পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়, কারণ পরিমাপের জন্য যন্ত্রের প্রতিরোধ স্থির ধরে নেওয়া হয়, তাই ভোল্টেজের পোলারিটি যাই হোক না কেন, এটি দিকগত প্রতিস্থাপন দেখায়, আরও এটি দুই ধরনে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়,
আকর্ষণ ধরন।
বিতাড়ন ধরন।
যেখানে, I হল সম্পূর্ণ স্রোত যা পরিপথে প্রবাহিত হয় আম্পেরে পরিমাপে। I = V/Z
যেখানে, V হল পরিমাপ করতে হবে ভোল্টেজ এবং Z হল লোডের প্রতিরোধ।
L হল কয়েলের স্ব-ইনডাক্টেন্স হেনরিতে।
