Jak se liší principy fungování voltmetru a elektrometru?
Voltmetr a elektroskop, i když jsou oba přístroji používány k měření elektrických veličin, mají významné rozdíly ve svých pracovních principech a použití.
Pracovní princip voltmetru
Voltmetr se hlavně používá k měření potenciálního rozdílu (napětí) mezi dvěma body v obvodu. Jeho pracovní princip je založen na elektromagnetické indukci a efektu proudu. Běžné typy voltmetrů zahrnují magnetoelektrický voltmetr a digitální voltmetr.
Magnetoelektrický voltmetr: Tento typ voltmetru nepřímo měří napětí měřením proudu. Když proud protéká cívkou voltmetru, vygeneruje to moment v magnetickém poli, což způsobí odchylení ukazovatele. Úhel odchylky je přímo úměrný proudu a protože proud je také přímo úměrný napětí, úhel odchylky ukazovatele odráží velikost napětí.
Digitální voltmetr: Tento typ voltmetru měří napětí převodem analogových signálů na digitální signály. Analogově-digitální převodníky (ADC) se často používají k převedení napěťových signálů do digitální formy, která se pak zobrazuje na displeji.
Pracovní princip elektroskopu
Statický měřič (také známý jako měřič potenciálního rozdílu nebo ukazovací elektroskop) je přístroj používaný k měření potenciálního rozdílu, ale funguje jinak než voltmetr. Pracovní princip statického měřiče je založen na elektrostatické indukci a interakci nábojů.
Elektrostatická indukce: Kovová koule a kovová tyč elektroskopu tvoří kondenzátor. Když se nabité těleso přiblíží k elektroskopu, náboje jsou indukovány na kovové kouli a tyči, což způsobí odchylení jehly.
Interakce nábojů: Odchylení ukazovatele v elektroskopu je způsobeno vzájemným odpuzováním stejných nábojů. Když se nabité těleso přiblíží, indukovaný náboj způsobí odchylení ukazovatele, a úhel odchylky je přímo úměrný potenciálnímu rozdílu.
Hlavní rozdíly
Způsob měření:
Voltmetr nepřímo měří napětí měřením proudu.
Statický měřič měří potenciální rozdíl přímo prostřednictvím elektrostatické indukce a interakce nábojů.
Struktura a konstrukce:
Voltmetry obvykle obsahují cívek a magnetické pole, které generují moment při proudu.
Elektroskop naopak obsahuje kovovou kouli a kovovou tyč, které generují náboj prostřednictvím elektrostatické indukce, což způsobí odchylení jehly.
Aplikační scénáře:
Voltmetry jsou vhodné pro měření napětí v obvodech, zejména v dynamických obvodech.
Statické měřiče jsou vhodné pro měření statických elektrických polí a často se používají k demonstraci elektrostatických jevů a měření potenciálních rozdílů.
V souhrnu existují významné rozdíly mezi pracovními principy, konstrukčními návrhy a aplikačními scénáři voltmetrů a elektroskopů. Voltmetry měří napětí měřením proudu, zatímco elektroskopy měří potenciální rozdíl prostřednictvím elektrostatické indukce a interakce nábojů.
