Com es diferencien els principis de funcionament d'un voltmetre i un electrometre?
Voltmetre i electroscope, encara que tots dos són instruments utilitzats per mesurar magnituds elèctriques, tenen diferències significatives en els seus principis de funcionament i usos.
El principi de funcionament del voltmetre
El voltmetre es fa servir principalment per mesurar la diferència de potencial (voltatge) entre dos punts d'un circuit. El seu principi de funcionament es basa en l'inducció electromagnètica i l'efecte de la corrent. Els voltmetres comuns inclouen el voltmetre magnetoelectrònic i el voltmetre digital.
Voltmetre Magnetoelectrònic: Aquest tipus de voltmetre mesura indirectament el voltatge mitjançant la mesura de la corrent. Quan la corrent passa pel bobinat del voltmetre, genera un moment en el camp magnètic, fent que el punter s'inclinï. L'angle d'inclinació és directament proporcional a la corrent, i ja que la corrent també és directament proporcional al voltatge, l'angle d'inclinació del punter reflecteix la magnitud del voltatge.
Voltmetre Digital: Aquest tipus de voltmetre mesura el voltatge convertint senyals analògics en senyals digitals. Es fan servir habitualment convertidors analògic-digital (ADC) per convertir els senyals de voltatge en forma digital, que es mostren després en una pantalla.
El principi de funcionament de l'electroscope
Un metre estàtic (també conegut com a metre de diferència de potencial o electroscope de punter) és un instrument utilitzat per mesurar la diferència de potencial, però funciona de manera diferent a un voltmetre. El principi de funcionament d'un metre estàtic es basa en la inducció electroestàtica i l'interacció de les càrregues.
Inducció Electroestàtica: La pilota metàl·lica i la barra metàl·lica de l'electroscope formen un condensador. Quan un objecte carregat s'acosta a l'electroscope, es provoquen càrregues a la pilota i la barra metàl·lica, fent que l'agulla s'inclinï.
Interacció de Càrregues: L'inclinació del punter en un electroscope és deguda a la repulsió mútua de càrregues similars. Quan un objecte carregat s'acosta, la càrrega induïda fa que el punter s'inclinï, i l'angle d'inclinació és directament proporcional a la diferència de potencial.
Diferències Principals
Mètode de Mesurament:
El voltmetre mesura indirectament el voltatge mitjançant la mesura de la corrent.
El metre electroestàtic mesura la diferència de potencial directament a través de la inducció electroestàtica i l'interacció de les càrregues.
Estructura i Disseny:
Els voltmetres solen consistir en un bobinat i un camp magnètic, generant un moment a través del flux de la corrent.
L'electroscope, en canvi, consta d'una pilota metàl·lica i una barra metàl·lica, que generen càrregues a través de la inducció electroestàtica, fent que l'agulla s'inclinï.
Escenaris d'Aplicació:
Els voltmetres són adequats per a mesurar voltatges en circuits, especialment en circuits dinàmics.
Els metres electroestàtics són adequats per a mesurar camps elèctrics estàtics i sovint es fan servir per demostrar fenòmens electroestàtics i mesurar diferències de potencial.
En resum, hi ha diferències significatives entre els principis de funcionament, els dissenys estructurals i els escenaris d'aplicació dels voltmetres i els electroscopes. Els voltmetres mesuren el voltatge mitjançant la mesura de la corrent, mentre que els electroscopes mesuren la diferència de potencial a través de la inducció electroestàtica i l'interacció de les càrregues.
