Principium Functionis Voltmetri et Typi Voltmetrorum

Quid est Voltmetrum

Voltmetrum est instrumentum ad mensurandum tensionem inter duos nodos. Scimus unitatem differentiae potentialis esse voltus. Ita est instrumentum mensurae quod differentiam potentiale inter duo puncta mensurat.

Principium Operativum Voltmetri

Principium principale voltmetri est ut in parallelum coniungatur ubi voluerimus tensionem mensurare. Coniunctio parallela adhibetur quia voltmetrum ita constructum est ut valorem resistentiae magnam habeat. Si haec resistentia magna in serie coniungitur, fluxus electricus fere nullus erit, quod circuitum apertum significat.

Si in parallelum coniungitur, impedimentum oneris cum resistentia magna voltmetri in parallelum venit et sic combinatio impeditum praebet quasi idem quod onus habuit. In circuitu parallelo scimus tensionem eandem esse, itaque tensio inter voltmetrum et onus fere eadem est, unde voltmetrum tensionem mensurat.
Pro voltmetro idealiter, resistentia debet infinita esse et ideo electricus ductus nullus sit, ita non erit amissio potentiae in instrumento. Sed hoc practice non potest fieri quia non habemus materiam cuius resistentia infinita sit.

Classificatio seu Typi Voltmetrorum

Secundum principium constructionis, habemus diversos typi voltmetrorum, qui sunt –

1. Permanens Magnetum Mobile Coilem (PMMC) Voltmetrum.

2. Ferrum Mobile (MI) Voltmetrum.

3. Electro Dynamometrum Typum Voltmetrum.

4. Rectificator Typus Voltmetrum

5. Inductio Typus Voltmetrum.

6. Electrostaticus Typus Voltmetrum.

7. Digitale Voltmetrum (DVM).

Ex his typis mensurarum, habemus-

1. DC Voltmetrum.

2. AC Voltmetrum.

Pro DC voltmetrisPMMC instrumenta adhibentur, MI instrumenta utraque AC et DC tensiones mensurare possunt, electrodynamometrum typum, instrumenta thermica utraque DC et AC tensiones mensurare possunt. Inductores propter pretium altum, imprecisionem in mensura non adhibentur. Rectificator typus voltmetrum, electrostaticus typus et digitale voltmetrum (DVM) utraque AC et DC tensiones mensurare possunt.

PMMC Voltmetrum

Cum conductor electricus in campo magneticum ponatur, vis mechanica agit in conductore, si ad systema mobile adiunctus sit, cum motu coilis, index super scalam movetur.
Instrumenta PMMC magnetibus permanentibus praedita sunt. Id aptum est ad mensuram DC quia hic deflexio proportionalis est ad tensionem quia resistentia constans est pro materia instrumenti et ideo si polaritas tensionis revertitur, deflexio index etiam revertetur, ita ut tantum pro mensura DC utatur. Huiusmodi instrumentum D’Arnsonval vocatur. Habet commoditates scalae linearis, consumptio potentiae parva, exactitudo alta.
Maiora incommoda sunt –
Tantum quantitatem DC mensurat, maior pretium etc.

Ubi,
B = Densitas fluxus in Wb/m2.
i = V/R ubi V est tensio mensuranda et R est resistentia oneris.
l = Longitudo coilis in m.
b = Latitudo coilis in m.
N = Numerus rotationum in coilis.

Extensio Ambitus in Voltmetro PMMC

In voltmetris PMMC habemus facultatem extendi ambitum mensurae tensionis. Solum resistenti in serie cum metro coniungendo possumus ambitum mensurae extendere.

Sint,
V tensio suppeditata in voltis.
Rv resistentia voltmetri in Ohmis.
R resistentia externa in serie coniuncta in ohmis.
V1 tensio trans voltmetrum.
Tunc resistentia externa in serie coniungi debeat per

MI Voltmetrum

Instrumenta MI significat instrumenta ferrum mobile. Adhibentur pro mensura AC et DC, quia deflexio θ proportionalis quadrato tensionis assumpta constante impedimento instrumenti, ita qualibet polaritate tensionis, ostendit deflexionem directionalem, ultra classificantur in duas formas,

1. Attractionis species.

2. Repulsionis species.

Ubi, I est totalis currentis fluens in circuitu in Amp. I = V/Z
Ubi, V est tensio mensuranda et Z est impedimentum oneris.
L est self-inductance coilis in Henry.
θ est deflexio in Radiantibus.

Principium Instrumenti MI Attractionis Speciei

Si ferrum suaviter magnetizatum in campo magnetico ponatur, attrahitur ad coilis, si index ad systema adiunctus sit et currentis per coilis ducatur ex applicata tensione, creabitur campus magneticus qui ferrum attrahit et creat momentum deflectens quo index super scalam movetur.

Principium Instrumenti MI Repulsionis Speciei

Cum duo fragmenta ferri una polaritate magnetizentur per currentem qui efficitur per applicationem tensionis trans voltmetrum, repulsio inter eos occurrat et repulsio illa producit momentum deflectens quo index movetur.
Commoditates sunt quod utraque AC et DC mensurat, est vilis, pauci errores frictionis, robustus etc. Praecipue adhibetur in mensura AC quia in mensura DC error erit maior propter hysteresim.

Electrodynamometrum Typus Voltmetri

Instrumenta electrodynamometrica adhibentur quia eadem calibratione utuntur pro utraque AC et DC, i.e. si cum DC calibrata sint, tunc sine nova calibratione AC mensurari possunt.

Principium Electrodynamometri Typus Voltmetri

Habemus duas coils, fixas et mobiles. Si tensio applicata sit ad duas coils, ut resultatum cuius currentis fluant per duas coils, manebit in zero positione propter developmentum equalis et oppositi momenti. Si directio unius momenti revertatur sicut currentis in coila revertebitur, productus est momentum undirectionalis.
Pro voltmetro, coniunctio est parallela et utraque fixa et mobiles coils in serie cum resistentia non-inductiva coniunguntur.
φ = 0 ubi φ est angulus phase.

Ubi, I est quantitas currentis fluentis in circuitu in Amp = V/Z.
V et Z sunt applicatae tensiones et impedimenta coilis respective.
M = Mutual inductance coilis.
Null