Pamamaraan ng Paggana ng Voltmeter at mga Uri ng Voltmeter
Ano ang Voltmeter?
Voltmeter ay isang instrumento para sa pagmamasid ng volt. Ito ay nagsusukat ng tensyon sa pagitan ng dalawang node. Alamin natin na ang yunit ng potential difference ay volts. Kaya ito ay isang instrumento para sa pagsukat na nagsusukat ng potential difference sa pagitan ng dalawang punto.
Prinsipyong Pagtutok ng Voltmeter
Ang pangunahing prinsipyo ng voltmeter ay kailangan itong ikonekta sa parallel sa lugar kung saan nais nating masukat ang voltage. Ginagamit ang parallel connection dahil ang isang voltmeter ay nakalikha sa paraan na may napakataas na halaga ng resistance. Kaya kung ang mataas na resistance na ito ay ikonekta sa series, ang current flow ay maging halos zero, na nangangahulugan na ang circuit ay naging bukas.
Kapag ito ay ikonekta sa parallel, ang load impedance ay naging parallel sa mataas na resistance ng voltmeter at kaya ang kombinasyon ay magbibigay ng halos parehong impedance na mayroon ang load. Bukod dito, alamin natin na sa parallel circuit, ang voltage ay pareho, kaya ang voltage sa pagitan ng voltmeter at load ay halos pareho at kaya ang voltmeter ay nagsusukat ng voltage.
Para sa isang ideal na voltmeter, ang resistance ay dapat infinity at kaya ang current drawn ay dapat zero, kaya walang power loss sa instrumento. Ngunit hindi ito makamit praktikal na sapagkat hindi natin makuha ang materyal na may infinite resistance.
Klasipikasyon o Mga Uri ng Voltmeter
Ayon sa prinsipyong konstruksyon, may iba't ibang uri ng voltmeters, sila ay pangunahin –
Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) Voltmeter.
Moving Iron (MI) Voltmeter.
Electro Dynamometer Type Voltmeter.
Rectifier Type Voltmeter
Induction Type Voltmeter.
Electrostatic Type Voltmeter.
Digital Voltmeter (DVM).
Bumabago ang mga uri ng sukatan depende sa klase ng sukatan, meron tayo -
DC Voltmeter.
AC Voltmeter.
Para sa DC voltmeters, ginagamit ang PMMC instruments, ang MI instrument ay maaaring sukatin ang parehong AC at DC voltages, ang electrodynamometer type, thermal instrument ay maaaring sukatin ang DC at AC voltages din. Ang induction meters ay hindi ginagamit dahil sa kanilang mataas na gastos, inaccuracy sa pagsukat. Ang rectifier type voltmeter, electrostatic type, at digital voltmeter (DVM) ay maaaring sukatin ang parehong AC at DC voltages.
PMMC Voltmeter
Kapag ang current carrying conductor ay nasa magnetic field, isang mekanikal na puwersa ang gumagalaw sa conductor, kung ito ay nakaattach sa isang moving system, kasama ang galaw ng coil, ang pointer ay gumagalaw sa scale.
Ang PMMC instruments ay may parmanenteng magnet. Ito ay suited para sa DC measurement dahil dito ang deflection ay proporsyonal sa voltage dahil ang resistance ay constant para sa materyal ng meter at kaya kung ang polarity ng voltage ay binago, ang deflection ng pointer ay din babaguhin kaya ito ay ginagamit lamang para sa DC measurement. Ang uri ng instrumento na ito ay tinatawag na D’Arnsonval type instrument. Ito ay may mga abilidad ng linear scale, mababang power consumption, mataas na accuracy.
Mga pangunahing kakulangan ay –
Ito lamang ang nagsusukat ng DC quantity, mataas na gastos, etc.
Kung saan,
B = Flux density in Wb/m2.
i = V/R kung saan V ang voltage na susukatin at R ang resistance ng load.
l = Habang ng coil sa m.
b = Lapad ng coil sa m.
N = Bilang ng turns sa coil.
Pagpapalawig ng Saklaw sa PMMC Voltmeter
Sa PMMC voltmeters, mayroon tayong pasilidad ng pagpapalawig ng saklaw ng pagsukat ng voltage. Sapat lamang na ikonekta ang resistance sa series sa meter upang mapalawig ang saklaw ng pagsukat.
Hayaan,
V ang supply voltage sa volts.
Rv ang voltmeter resistance sa Ohm.
R ang external resistance na ikonekta sa series sa ohm.
V1 ang voltage sa pagitan ng voltmeter.
Kaya ang external resistance na ikonekta sa series ay ibinibigay ng
MI Voltmeter
MI instruments nangangahulugan ng moving iron instrument. Ito ay ginagamit para sa parehong AC at DC measurements, dahil ang deflection θ ay proporsyonal sa square ng voltage, assuming na ang impedance ng meter ay constant, kaya anuman ang polarity ng voltage, ito ay nagpapakita ng directional deflection, mas lalo pa sila ay classified sa dalawang karagdagang paraan,
Attraction type.
Repulsion type.
Kung saan, I ang kabuuang current na umiikot sa circuit sa Amp. I = V/Z
Kung saan, V ang voltage na susukatin at Z ang impedance ng load.
L ang self inductance ng coil sa Henry.
θ ang deflection sa Radian.
Prinsipyong Attraction type MI Instrument
Kapag ang unmagnetised soft iron ay nasa magnetic field, ito ay tinatakdang lumapit sa coil, kung ang pointer ay nakaattach sa systems at ang current ay ipinasa sa coil bilang resulta ng aplikadong voltage, ito ay lumilikha ng magnetic field na tinatakdang iron piece at lumilikha ng deflecting torque bilang resulta ng kung saan ang pointer ay gumagalaw sa scale.
Prinsipyong Repulsion type MI Instrument
Kapag ang dalawang iron pieces ay iminumagnetize ng parehong polarity sa pamamagitan ng pagpapasa ng current na ginagawa sa pamamagitan ng pag-apply ng voltage sa voltmeter, ang repulsion sa pagitan nila ay nangyayari at ang repulsion na ito ay lumilikha ng deflecting torque dahil sa kung saan ang pointer ay gumagalaw.
Ang mga abilidad ay ito ay magsukat ng parehong AC at DC, ito ay mura, mababang friction errors, Robust, etc. Ito ay pangunahing ginagamit sa AC measurement dahil sa DC measurement ang error ay marami dahil sa hysteresis.
Electrodynamometer Type Voltmeter
Ginagamit ang electrodynamometer instruments dahil sila ay may parehong calibration para sa AC at DC i.e. kung ito ay calibrated sa DC, kahit wala pang calibrating, maaari nating sukatin ang AC.
Prinsipyong Electrodynamometer Type Voltmeter
Mayroon tayong dalawang coils, fixed at moving coils. Kung ang voltage ay na-apply sa dalawang coils bilang resulta ng kung saan ang current ay umiikot sa dalawang coils ito ay mananatili sa zero position dahil sa pagbuo ng equal at opposite torque. Kung ang direksyon ng isa sa torque ay binabaligtad bilang ang current sa coil ay binabaligtad, ang undirectional torque ay nalilikha.
Para sa voltmeter, ang koneksyon ay parallel at ang parehong fixed at moving coils ay nakaconnect sa series sa non-inductive resistance.
φ = 0 kung saan φ ang phase angle.
