Принцип работы вольтметра и типы вольтметров

Что такое вольтметр

Вольтметр — это измеритель напряжения. Он измеряет напряжение между двумя узлами. Мы знаем, что единица потенциальной разности — это вольты. Поэтому это измерительный прибор, который измеряет потенциальную разность между двумя точками.

Принцип работы вольтметра

Основной принцип работы вольтметра заключается в том, что он должен быть подключен параллельно тому участку, на котором мы хотим измерить напряжение. Параллельное соединение используется, потому что вольтметр построен таким образом, что имеет очень высокое значение сопротивления. Если это высокое сопротивление подключено последовательно, то ток будет почти нулевым, что означает, что цепь становится открытой.

Если он подключен параллельно, то импеданс нагрузки соединяется параллельно с высоким сопротивлением вольтметра, и, следовательно, комбинация даст почти тот же импеданс, что и у нагрузки. Также в параллельной цепи мы знаем, что напряжение одинаково, поэтому напряжение между вольтметром и нагрузкой почти одинаково, и, следовательно, вольтметр измеряет напряжение.
Для идеального вольтметра сопротивление должно быть бесконечным, а ток, потребляемый прибором, равен нулю, поэтому не будет потерь мощности. Однако это практически недостижимо, так как мы не можем иметь материал с бесконечным сопротивлением.

Классификация или типы вольтметров

Согласно принципам конструкции, существуют различные типы вольтметров, они в основном –

1. Постоянный магнит с движущейся катушкой (PMMC) вольтметр.

2. Движущийся железный (MI) вольтметр.

3. Электродинамический тип вольтметр.

4. Выпрямительный тип вольтметр.

5. Индукционный тип вольтметр.

6. Электростатический тип вольтметр.

7. Цифровой вольтметр (DVM).

В зависимости от типа измерений, которые мы проводим, мы имеем-

1. DC вольтметр.

2. AC вольтметр.

Для DC вольтметров используются PMMC приборы, MI приборы могут измерять как AC, так и DC напряжения, электродинамические приборы, тепловые приборы также могут измерять DC и AC напряжения. Индукционные приборы не используются из-за их высокой стоимости и неточности измерений. Выпрямительные вольтметры, электростатические вольтметры и цифровые вольтметры (DVM) также могут измерять как AC, так и DC напряжения.

PMMC Вольтметр

Когда проводник, по которому проходит ток, помещен в магнитное поле, на проводник действует механическая сила. Если он прикреплен к движущейся системе, с перемещением катушки указатель перемещается по шкале.
PMMC приборы имеют постоянные магниты. Они подходят для измерения постоянного тока, так как здесь отклонение пропорционально напряжению, поскольку сопротивление материала прибора постоянно, и если полярность напряжения меняется, отклонение указателя также меняется, поэтому такие приборы используются только для измерения постоянного тока. Такой тип прибора называется прибором Д'Арсонваля. У него есть преимущества линейной шкалы, низкого потребления энергии, высокой точности.
Основные недостатки:
Он измеряет только постоянные величины, высокая стоимость и т.д.

Где,
B = Плотность потока в Вб/м2.
i = V/R, где V — измеряемое напряжение, R — сопротивление нагрузки.
l = Длина катушки в м.
b = Ширина катушки в м.
N = Количество витков в катушке.

Расширение диапазона измерений PMMC вольтметра

В PMMC вольтметрах есть возможность расширения диапазона измерения напряжения. Просто подключив сопротивление последовательно с прибором, можно расширить диапазон измерения.

Пусть,
V — напряжение питания в вольтах.
Rv — сопротивление вольтметра в Омах.
R — внешнее сопротивление, подключенное последовательно, в Омах.
V1 — напряжение на вольтметре.
Тогда внешнее сопротивление, которое нужно подключить последовательно, определяется формулой

MI Вольтметр

MI приборы означают движущиеся железные приборы. Они используются для измерений как переменного, так и постоянного тока, так как отклонение θ пропорционально квадрату напряжения, предполагая, что импеданс прибора постоянен, поэтому, какова бы ни была полярность напряжения, он показывает направление отклонения. Кроме того, они классифицируются еще двумя способами,

1. Тип притяжения.

2. Тип отталкивания.

Где, I — общий ток, текущий в цепи в Амперах. I = V/Z
Где, V — измеряемое напряжение, Z — импеданс нагрузки.
L — самоиндукция катушки в Генри.
θ — отклонение в радианах.

Принцип работы притягивающего типа MI прибора

Если немагнитная мягкая стальная пластина помещена в магнитное поле, она притягивается к катушке. Если к системе прикреплен указатель, и через катушку проходит ток, создаваемый приложенным напряжением, образуется магнитное поле, которое притягивает железную пластину, создавая крутящий момент, в результате которого указатель перемещается по шкале.

Принцип работы отталкивающего типа MI прибора

Когда две железные пластины намагничиваются с одинаковой полярностью за счет прохождения тока, создаваемого приложенным напряжением, происходит отталкивание между ними, и это отталкивание создает крутящий момент, в результате которого указатель перемещается.
Преимущества: он измеряет как переменный, так и постоянный ток, он дешев, имеет низкие трение и ошибки, прочен и т.д. Он主要用于电力科技领域的翻译，根据您的要求，以下是翻译内容： ---

Что такое вольтметр?

Вольтметр — это прибор для измерения напряжения. Он измеряет напряжение между двумя узлами. Мы знаем, что единицей потенциальной разности является вольт. Таким образом, это измерительный прибор, который измеряет потенциальную разность между двумя точками.