Prinsip Paggana ng Voltmeter at Mga Uri ng Voltmeter
Ano Ang Voltmeter?
Voltmeter ay isang instrumento para sa pagukol ng tensyon. Ito ay nagsusukat ng tensyon sa pagitan ng dalawang punto. Alamin natin na ang yunit ng potential difference ay volts. Kaya ito ay isang instrumento para sa pagsukat ng potential difference sa pagitan ng dalawang puntos.
Prinsipyo ng Pagtrabaho ng Voltmeter
Ang pangunahing prinsipyo ng voltmeter ay dapat ito ay ikonekta sa parallel kung saan nais nating sukatin ang voltage. Ginagamit ang parallel connection dahil ang voltmeter ay ginawa sa paraan na may napakataas na halaga ng resistance. Kaya kung ikonekta ito sa series, ang current flow ay maging halos zero na nangangahulugan na ang circuit ay naging bukas.
Kung ikonekta ito sa parallel, ang load impedance ay magiging parallel sa mataas na resistance ng voltmeter at kaya ang kombinasyon ay magbibigay ng halos parehong impedance na mayroon ang load. Bukod dito, sa parallel circuit alam natin na 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 ideal na voltmeter, ang resistance ay dapat infinity at kaya ang current na inilalaan ay dapat zero upang walang power loss sa instrumento. Ngunit hindi ito maaaring gawin praktikal na sapagkat hindi natin makuha ang materyal na may infinite resistance.
Klasipikasyon o Mga Uri ng Voltmeter
Batay sa prinsipyong konstruksyon, may iba't ibang mga 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).
Bukod sa mga uri ng pagsukat na ginagawa natin, mayroon tayo-
DC Voltmeter.
AC Voltmeter.
Para sa DC voltmetersPMMC instruments ang ginagamit, MI instrument maaaring sukatin ang parehong AC at DC voltages, electrodynamometer type, thermal instrument maaari ring sukatin ang DC at AC voltages. Induction meters hindi ginagamit dahil sa mataas na gastos, inaccuracy sa pagsukat. Rectifier type voltmeter, electrostatic type at digital voltmeter (DVM) maaaring sukatin ang parehong AC at DC voltages.
PMMC Voltmeter
Kapag ang conductor na may kasamang current ay inilagay sa magnetic field, isang mechanical force ang nag-act sa conductor, kung ito ay nakakabit sa isang moving system, kasama ang paggalaw ng coil, ang pointer ay galaw sa scale.
Ang PMMC instruments ay may permanent magnets. Ito ay angkop para sa DC measurement dahil dito ang deflection ay proporsyonal sa voltage dahil ang resistance ay constant para sa material 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 ganitong uri ng instrumento ay tinatawag na D’Arnsonval type instrument. Ito ay may mga abantehe ng linear scale, mababang power consumption, mataas na accuracy.
Mga pangunahing kakulangan ay –
Ito lamang ang nagsusukat ng DC quantity, mas mataas na gastos, etc.
Kung saan,
B = Flux density sa 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.
Extension of Range in a PMMC Voltmeter
Sa PMMC voltmeters, mayroon tayong kakayahan na i-extend ang range ng pagsukat ng voltage. Sa pamamagitan lamang ng pagkonekta ng resistance sa series sa meter, maaari nating i-extend ang range ng pagsukat.
Hayaan natin,
V ang supply voltage sa volts.
Rv ang voltmeter resistance sa Ohm.
R ang external resistance na konektado sa series sa ohm.
V1 ang voltage sa pagitan ng voltmeter.
Kaya ang external resistance na ikokonekta 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 proportional sa square ng voltage na assuming 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.
Attraction type MI Instrument Principle
Kung isang unmagnetised soft iron ay inilagay sa magnetic field, ito ay inilapat patungo sa coil, kung isang pointer ay nakakabit sa sistema at current ay ipinasa sa coil bilang resulta ng applied voltage, ito ay lumilikha ng magnetic field na inilapat sa iron piece at lumilikha ng deflecting torque bilang resulta ng kung saan ang pointer ay galaw sa scale.
Repulsion type MI Instrument Principle
Kapag ang dalawang iron pieces ay iminumagnetize ng parehong polarity sa pamamagitan ng pagpasa ng current na ginawa sa pamamagitan ng pag-apply ng voltage sa voltmeter, ang repulsion sa pagitan ng kanila ay nangyayari at ang repulsion na ito ay lumilikha ng deflecting torque dahil dito ang pointer ay galaw.
Ang mga abantehe ay ito ay nagsusukat 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
Electrodynamometer instruments ay ginagamit dahil may parehong calibration para sa AC at DC i.e. kung ito ay calibrated sa DC, kahit wala pa itong calibration, maaari nating sukatin ang AC.
Electrodynamometer Type Voltmeter Principle
Mayroon tayong dalawang coils, fixed at moving coils. Kung isang voltage ay inilapat 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 mga torque ay binabaligtad bilang ang current sa coil ay binabaligtad, ang undirectional torque ay nabuo.
Para sa voltmeter, ang koneksyon ay parallel at parehong fixed at moving coils ay konektado sa series sa non-inductive resistance.
φ = 0 kung saan φ ang phase angle.
