چگونه اصول کاری یک ولتمتر و الکترومتر متفاوت است

ولتمیتر و الکترواسکوپ، اگرچه هر دو ابزارهای اندازه‌گیری کمیت‌های الکتریکی هستند، تفاوت‌های قابل توجهی در اصول کاری و کاربردهایشان دارند.

اصل کار ولتمیتر

ولتمیتر عموماً برای اندازه‌گیری اختلاف پتانسیل (ولتاژ) بین دو نقطه در مدار استفاده می‌شود. اصل کار آن بر اساس القای الکترومغناطیسی و تأثیر جریان است. ولتمیترهای رایج شامل ولتمیتر مغناطیسی-الکتریکی و ولتمیتر دیجیتال هستند.

1. ولتمیتر مغناطیسی-الکتریکی: این نوع ولتمیتر ولتاژ را با اندازه‌گیری غیرمستقیم جریان می‌سنجد. وقتی جریان از سیم پیچ ولتمیتر عبور می‌کند، گشتاوری در میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که باعث انحراف نیام می‌شود. زاویه انحراف مستقیماً با جریان متناسب است و چون جریان نیز مستقیماً با ولتاژ متناسب است، زاویه انحراف نیام اندازه ولتاژ را منعکس می‌کند.

2. ولتمیتر دیجیتال: این نوع ولتمیتر ولتاژ را با تبدیل سیگنال‌های آنالوگ به دیجیتال می‌سنجد. مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال (ADC) معمولاً برای تبدیل سیگنال‌های ولتاژ به فرم دیجیتال استفاده می‌شوند که سپس روی صفحه نمایش قرار می‌گیرند.

اصل کار الکترواسکوپ

متر الکتریکی (که به آن متر اختلاف پتانسیل یا الکترواسکوپ نیز می‌گویند) یک ابزار برای اندازه‌گیری اختلاف پتانسیل است، اما به طور متفاوتی از ولتمیتر عمل می‌کند. اصل کار متر الکتریکی بر اساس القای الکترواستاتیکی و تعامل بارها است.

1. القای الکترواستاتیکی: توپ فلزی و میله فلزی الکترواسکوپ یک خازن را تشکیل می‌دهند. وقتی یک شیء باردار به نزدیکی الکترواسکوپ آورده می‌شود، بارهای القایی در توپ و میله فلزی ایجاد می‌شوند که باعث انحراف نیام می‌شود.

2. تعامل بارها: انحراف نیام در الکترواسکوپ به دلیل دفع بارهای مشابه است. وقتی یک شیء باردار به نزدیکی آورده می‌شود، بار القایی باعث انحراف نیام می‌شود و زاویه انحراف مستقیماً با اختلاف پتانسیل متناسب است.

تفاوت‌های اصلی

روش اندازه‌گیری:

ولتمیتر ولتاژ را با اندازه‌گیری غیرمستقیم جریان می‌سنجد.

متر الکتریکی اختلاف پتانسیل را مستقیماً از طریق القای الکترواستاتیکی و تعامل بارها می‌سنجد.

ساختار و طراحی:

• ولتمیترها معمولاً شامل یک سیم پیچ و یک میدان مغناطیسی هستند که گشتاوری از طریق جریان ایجاد می‌کنند.

الکترواسکوپ از طرف دیگر شامل یک توپ فلزی و یک میله فلزی است که بار را از طریق القای الکترواستاتیکی ایجاد می‌کنند و باعث انحراف نیام می‌شوند.

سناریوهای کاربردی:

• ولتمیترها برای اندازه‌گیری ولتاژ در مدارهای به ویژه مدارهای پویا مناسب هستند.

• متروهای الکتریکی برای اندازه‌گیری میدان‌های الکتریکی ثابت و اغلب برای نمایش پدیده‌های الکترواستاتیکی و اندازه‌گیری اختلاف پتانسیل استفاده می‌شوند.

به طور خلاصه، تفاوت‌های قابل توجهی بین اصول کاری، طراحی‌های ساختاری و سناریوهای کاربردی ولتمیترها و الکترواسکوپ‌ها وجود دارد. ولتمیترها ولتاژ را با اندازه‌گیری جریان می‌سنجند، در حالی که الکترواسکوپ‌ها اختلاف پتانسیل را از طریق القای الکترواستاتیکی و تعامل بارها می‌سنجند.