Voltamittari ja elektroni, vaikka molemmat ovat laitteita sähköisten suureiden mittaamiseen, poikkeavat merkittävästi toisistaan työperiaatteessaan ja käyttötarkoituksissaan.
Voltamittaria käytetään pääasiassa mittamaan kahden pisteen välisen potentiaaliero (jännite) piirissä. Sen toimintaperiaate perustuu sähkömagneettiseen induktioon ja sähvön vaikutukseen. Yleisiä voltamittareita ovat magneto-elektrinen voltamittari ja digitaalinen voltamittari.
Magneto-elektrinen voltamittari: Tämä tyyppi voltamittaria mittaa jännitettä epäsuorasti mittamalla sähvöä. Kun sähkö virtaa voltamittarin spiraalissa, se tuottaa torkeen magneettikentässä, mikä aiheuttaa osoittimen vinoamisen. Vinoutumiskulma on suoraan verrannollinen sähvöön, ja koska sähvö on myös suoraan verrannollinen jännitteeseen, osoittimen vinoutumiskulma heijastaa jännitteen suuruutta.
Digitaalinen voltamittari: Tämä tyyppi voltamittaria mittaa jännitettä muuntamalla analogiset signaalit digitaaliseksi. Analogidigitaalimuunnin (ADC) käytetään yleisesti jännitesignaalien muuntamiseen digitaaliseen muotoon, joka näytetään sitten näytölle.
Staattimetri (tunnettu myös nimellä potentiaaliero-mittari tai osoitin elektroni) on laite, jota käytetään potentiaalierojen mittaukseen, mutta se toimii eri tavalla kuin voltamittari. Staattimetrin toimintaperiaate perustuu staattiseen induktioon ja laturien vuorovaikutukseen.
Staattinen induktio: Elektronin metallipallo ja metallipalkki muodostavat kondensaattorin. Kun varautunut esine tuodaan lähelle elektronia, laturia inducoidaan metallipalloon ja -palkkiin, mikä aiheuttaa osoittimen vinoamisen.
Laturien vuorovaikutus: Osoittimen vinoaminen elektronissa johtuu samankaltaisten laturien keskinäisestä hylkivästä voimasta. Kun varautunut esine tuodaan lähelle, inducoitu lataus aiheuttaa osoittimen vinoamisen, ja vinoutumiskulma on suoraan verrannollinen potentiaalieroosi.
Mittausmenetelmä:
Voltamittari mittaa jännitettä epäsuorasti mittamalla sähvöä.
Staattimetri mittaa potentiaalieroja suoraan staattisen induktion ja laturien vuorovaikutuksen kautta.
Rakenne ja suunnittelu:
Voltamittarit koostuvat yleensä spiraalista ja magneettikentästä, jotka tuottavat torkeen sähvön virrasta.
Elektroni puolestaan koostuu metallipallosta ja metallipalkista, jotka tuottavat laturia staattisen induktion kautta, mikä aiheuttaa osoittimen vinoamisen.
Sovellusalueet:
Voltamittareita käytetään soveltuvasti jännitteiden mittaamiseen piireissä, erityisesti dynaamisissa piireissä.
Staattimetrejä käytetään soveltuvasti staattisten sähkökenttien mittaamiseen, ja niitä käytetään usein elektrostaattisten ilmiöiden demonstroimiseen ja potentiaalierojen mittaamiseen.
Yhteenvetona voidaan todeta, että voltamittareiden ja elektronien toimintaperiaatteissa, rakenteissa ja sovellusaluissa on merkittäviä eroja. Voltamittarit mittavat jännitettä mittamalla sähvöä, kun taas elektronit mittavat potentiaalieroja staattisen induktion ja laturien vuorovaikutuksen kautta.
