वोल्टमिटरको कार्य तथा वोल्टमिटरका प्रकारहरू
वोल्टमिटर क्या है?
वोल्टमिटर एक वोल्टेज मीटर है। जो दो नोडों के बीच की वोल्टेज मापता है। हम जानते हैं कि पोटेंशियल अंतर की इकाई वोल्ट होती है। इसलिए यह एक मापन उपकरण है जो दो बिंदुओं के बीच का पोटेंशियल अंतर मापता है।
वोल्टमिटर का कार्य सिद्धांत
वोल्टमिटर का मुख्य सिद्धांत यह है कि इसे ऐसे समान्तर जोड़ा जाना चाहिए जिसमें हम वोल्टेज मापना चाहते हैं। समान्तर जोड़ा जाता है क्योंकि एक वोल्टमिटर इस तरह से बनाया गया है कि इसका प्रतिरोध बहुत उच्च मान का होता है। इसलिए यदि उच्च प्रतिरोध को श्रृंखला में जोड़ा जाए तो धारा प्रवाह लगभग शून्य हो जाएगा जिसका अर्थ है कि सर्किट खुल गया है।
यदि इसे समान्तर जोड़ा जाता है, तो लोड इम्पीडेंस वोल्टमिटर के उच्च प्रतिरोध के साथ समान्तर हो जाता है और इसलिए संयोजन लगभग उसी इम्पीडेंस को देता है जो लोड का था। समान्तर सर्किट में हम जानते हैं कि वोल्टेज समान होता है, इसलिए वोल्टमिटर और लोड के बीच का वोल्टेज लगभग समान होता है और इसलिए वोल्टमिटर वोल्टेज मापता है। आदर्श वोल्टमिटर के लिए, हमारे पास प्रतिरोध अनंत होना चाहिए और इसलिए खींची गई धारा शून्य होनी चाहिए ताकि उपकरण में कोई शक्ति नुकसान न हो। लेकिन यह व्यावहारिक रूप से प्राप्त नहीं किया जा सकता क्योंकि हमारे पास ऐसा कोई सामग्री नहीं है जिसका प्रतिरोध अनंत हो।
वोल्टमिटर का वर्गीकरण या प्रकार
निर्माण सिद्धांत के अनुसार, हमारे पास विभिन्न प्रकार के वोल्टमिटर हैं, वे मुख्य रूप से –
परमाणु चुंबक चल गुच्छा (PMMC) वोल्टमिटर।
चल लोहा (MI) वोल्टमिटर।
इलेक्ट्रो डायनैमोमीटर प्रकार वोल्टमिटर।
रेक्टिफायर प्रकार वोल्टमिटर।
आवेशन प्रकार वोल्टमिटर।
इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रकार वोल्टमिटर।
डिजिटल वोल्टमिटर (DVM)।
इस प्रकार के मापन के आधार पर, हमारे पास -
DC वोल्टमिटर।
AC वोल्टमिटर।
DC वोल्टमिटर के लिए PMMC उपकरण का उपयोग किया जाता है, MI उपकरण DC और AC दोनों वोल्टेज माप सकता है, इलेक्ट्रोडायनैमोमीटर प्रकार, ऊष्मीय उपकरण DC और AC दोनों वोल्टेज माप सकता है। आवेशन मीटरों का उपयोग उनकी उच्च लागत, मापन में असटीकता के कारण नहीं किया जाता है। रेक्टिफायर प्रकार वोल्टमिटर, इलेक्ट्रोस्टैटिक प्रकार और डिजिटल वोल्टमिटर (DVM) दोनों AC और DC वोल्टेज माप सकते हैं।
PMMC वोल्टमिटर
जब धारा वहन करने वाला चालक एक चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो चालक पर एक यांत्रिक बल कार्य करता है, यदि यह एक चल तंत्र से जुड़ा है, तो कुंडला के चलने के साथ, सूचक आकृति पर चलता है। PMMC उपकरणों में निरंतर चुंबक होते हैं। यह DC मापन के लिए उपयुक्त है क्योंकि यहाँ विक्षेपण वोल्टेज के अनुपाती होता है क्योंकि प्रतिरोध मीटर के सामग्री के लिए निरंतर होता है और इसलिए यदि वोल्टेज की ध्रुवता उलट दी जाती है, तो सूचक का विक्षेपण भी उलट जाएगा, इसलिए इसका उपयोग केवल DC मापन के लिए किया जाता है। इस प्रकार के उपकरण को D’Arnsonval प्रकार का उपकरण कहा जाता है। इसके लाभ हैं - रैखिक स्केल, शक्ति उपभोग कम, उच्च सटीकता।
मुख्य दोष हैं -
यह केवल DC मात्रा मापता है, उच्च लागत आदि।
जहाँ,
B = फ्लक्स घनत्व Wb/m2 में।
i = V/R जहाँ V मापने वाला वोल्टेज है और R लोड का प्रतिरोध है।
l = कुंडला की लंबाई मीटर में।
b = कुंडला की चौड़ाई मीटर में।
N = कुंडला में चक्रों की संख्या।
PMMC वोल्टमिटर में रेंज का विस्तार
PMMC वोल्टमिटर में हमें वोल्टेज के मापन की रेंज को विस्तारित करने की सुविधा होती है। बस मीटर के साथ श्रृंखला में एक प्रतिरोध जोड़कर हम मापन की रेंज को विस्तारित कर सकते हैं।
मान लीजिए,
V वोल्ट में आपूर्ति वोल्टेज है।
Rv ओहम में वोल्टमिटर का प्रतिरोध है।
R श्रृंखला में जोड़ा गया बाहरी प्रतिरोध ओहम में है।
V1 वोल्टमिटर के परितः वोल्टेज है।
तब श्रृंखला में जोड़ा जाने वाला बाहरी प्रतिरोध निम्न द्वारा दिया जाता है
MI वोल्टमिटर
MI उपकरण का अर्थ है चल लोहा उपकरण। इसका उपयोग दोनों AC और DC मापन के लिए किया जाता है, क्योंकि विक्षेपण θ वोल्टेज के वर्ग के अनुपाती होता है, मान लें कि मीटर का इम्पीडेंस निरंतर है, इसलिए वोल्टेज की जो भी ध्रुवता हो, यह दिशात्मक विक्षेपण दिखाता है, आगे इन्हें दो और तरीकों में वर्गीकृत किया जाता है,
प्रतिकर्षण प्रकार।
अप्रतिकर्षण प्रकार।
