Principio de funcionamento do voltímetro e tipos de voltímetro
Que é un voltímetro
Voltímetro é un instrumento que mide o voltaje entre dous nodos. Sabemos que a unidade da diferenza de potencial é o voltio. Polo tanto, é un instrumento de medida que mide a diferenza de potencial entre dous puntos.
Principio de funcionamento do voltímetro
O principio fundamental do voltímetro é que debe estar conectado en paralelo no punto onde se quere medir o voltaxe. A conexión en paralelo emprega-se porque un voltímetro está construído de tal maneira que ten un valor moi alto de resistencia. Se esa alta resistencia se conecta en serie, o fluxo de corrente será case cero, o que significa que o circuito está aberto.
Se está conectado en paralelo, a impedancia da carga está en paralelo coa alta resistencia do voltímetro e, polo tanto, a combinación dará case a mesma impedancia que a carga tiña. Ademais, en un circuito en paralelo sabemos que o voltaxe é o mesmo, polo que o voltaxe entre o voltímetro e a carga é case o mesmo e, polo tanto, o voltímetro mide o voltaxe.
Para un voltímetro ideal, a resistencia debe ser infinita e, polo tanto, a corrente consumida debe ser cero, así non haxa perda de potencia no instrumento. Pero isto non é alcanzable na práctica, xa que non podemos ter un material con resistencia infinita.
Clasificación ou tipos de voltímetros
Segundo os principios de construción, temos diferentes tipos de voltímetros, que son principalmente –
Voltímetro de bobina móbil con imán permanente (PMMC)
Voltímetro de hierro móbil (MI)
Voltímetro de tipo electrodinamómetro
Voltímetro de tipo rectificador
Voltímetro de tipo indución
Voltímetro de tipo electrostático
Voltímetro digital (DVM)
Dependendo do tipo de medida que realizamos, temos-
Voltímetro DC
Voltímetro AC
Para os voltímetros DC, usanse os instrumentos PMMC, os instrumentos MI poden medir tanto voltaxes AC como DC, os instrumentos de tipo electrodinamómetro e térmicos poden medir voltaxes DC e AC. Os contadores de indución non se utilizan por razón do seu alto custo e inexactitude na medida. Os voltímetros de tipo rectificador, de tipo electrostático e tamén os voltímetros dixitais (DVM) poden medir tanto voltaxes AC como DC.
Voltímetro PMMC
Cando un condutor que transporta corrente está situado nun campo magnético, actúa unha forza mecánica sobre o condutor. Se está ligado a un sistema en movemento, co movemento da bobina, o puntero moveuse sobre a escala.
Os instrumentos PMMC teñen imás permanentes. É adecuado para a medida DC porque aquí a desviación é proporcional ao voltaxe porque a resistencia é constante para o material do contador e, polo tanto, se a polaridade do voltaxe se invierte, a desviación do puntero tamén se invertirá, polo que só se usa para a medida DC. Este tipo de instrumento chámase instrumento de tipo D’Arsonval. Ten as vantaxes de ter unha escala linear, baixo consumo de potencia, alta exactitude.
As maiores desvantaxes son –
Só mide cantidades DC, maior custo, etc.
Onde,
B = Densidade de fluxo en Wb/m2.
i = V/R onde V é o voltaxe a medir e R é a resistencia da carga.
l = Lonxitude da bobina en m.
b = Anchura da bobina en m.
N = Número de voltas na bobina.
Extensión do rango en un voltímetro PMMC
Nos voltímetros PMMC temos a facilidade de estender o rango de medida do voltaxe. Simplemente conectando unha resistencia en serie co contador, podemos estender o rango de medida.
Sexa,
V o voltaxe de alimentación en volts.
Rv a resistencia do voltímetro en Ohm.
R a resistencia externa conectada en serie en ohm.
V1 o voltaxe a través do voltímetro.
Entón a resistencia externa a conectar en serie dáse por
