ولتمتر و الکترواسکوپ، هر دو ابزاری برای اندازهگیری مقادیر الکتریکی هستند، اما تفاوتهای قابل توجهی در اصول کاری و کاربردهایشان دارند.
ولتمتر عموماً برای اندازهگیری اختلاف پتانسیل (ولتاژ) بین دو نقطه در مدار استفاده میشود. اصل کار آن بر اساس القای الکترومغناطیسی و تأثیر جریان است. ولتمترهای رایج شامل ولتمتر مغناطیس-الکتریک و ولتمتر دیجیتال هستند.
ولتمتر مغناطیس-الکتریک: این نوع ولتمتر ولتاژ را به صورت غیرمستقیم با اندازهگیری جریان محاسبه میکند. هنگامی که جریان از سیم پیچ ولتمتر عبور میکند، گشتاوری در میدان مغناطیسی ایجاد میشود که باعث دور شدن نشانگر میشود. زاویه دور شدن نشانگر مستقیماً با جریان متناسب است و چون جریان نیز مستقیماً با ولتاژ متناسب است، زاویه دور شدن نشانگر اندازه ولتاژ را نشان میدهد.
ولتمتر دیجیتال: این نوع ولتمتر ولتاژ را با تبدیل سیگنالهای آنالوگ به دیجیتال اندازهگیری میکند. مبدلهای آنالوگ به دیجیتال (ADC) معمولاً برای تبدیل سیگنالهای ولتاژ به فرم دیجیتال استفاده میشوند که سپس روی صفحه نمایش نمایش داده میشود.
متر الکتریکی ثابت (همچنین به عنوان متر اختلاف پتانسیل یا الکترواسکوپ نشانگری شناخته میشود) ابزاری برای اندازهگیری اختلاف پتانسیل است، اما به طور متفاوتی از ولتمتر عمل میکند. اصل کار متر الکتریکی ثابت بر اساس القای الکترواستاتیک و تعامل بارها است.
القای الکترواستاتیک: توپ فلزی و میله فلزی الکترواسکوپ یک خازن تشکیل میدهند. هنگامی که یک شیء باردار به نزدیکی الکترواسکوپ آورده میشود، بارها در توپ و میله فلزی القاء میشوند که باعث دور شدن سوزن میشود.
تعامل بارها: دور شدن نشانگر در الکترواسکوپ ناشی از دفع همبارها است. هنگامی که یک شیء باردار به نزدیکی آورده میشود، بار القاء شده باعث دور شدن نشانگر میشود و زاویه دور شدن مستقیماً با اختلاف پتانسیل متناسب است.
روش اندازهگیری:
ولتمتر ولتاژ را به صورت غیرمستقیم با اندازهگیری جریان محاسبه میکند.
متر الکتریکی ثابت اختلاف پتانسیل را به صورت مستقیم از طریق القای الکترواستاتیک و تعامل بارها اندازهگیری میکند.
ساختار و طراحی:
ولتمترها معمولاً شامل یک سیم پیچ و یک میدان مغناطیسی هستند که گشتاوری از طریق جریان ایجاد میکنند.
الکترواسکوپ از یک توپ فلزی و میله فلزی تشکیل شده است که بار را از طریق القای الکترواستاتیک ایجاد میکنند و باعث دور شدن سوزن میشوند.
سناریوهای کاربردی:
ولتمترها برای اندازهگیری ولتاژ در مدارها، به ویژه در مدارهای پویا مناسب هستند.
مترهای الکتریکی ثابت برای اندازهگیری میدانهای الکتریکی ثابت مناسب هستند و معمولاً برای نمایش پدیدههای الکترواستاتیک و اندازهگیری اختلاف پتانسیل استفاده میشوند.
در مجموع، تفاوتهای قابل توجهی بین اصول کاری، طراحی ساختاری و سناریوهای کاربردی ولتمترها و الکترواسکوپها وجود دارد. ولتمترها ولتاژ را با اندازهگیری جریان محاسبه میکنند، در حالی که الکترواسکوپها اختلاف پتانسیل را از طریق القای الکترواستاتیک و تعامل بارها اندازهگیری میکنند.
