Voltmetar i elektroskop, iako su instrumenti koji se koriste za mjerenje električnih veličina, imaju značajne razlike u svojim radnim principima i upotrebi.
Voltmetar se uglavnom koristi za mjerenje potencijalne razlike (napona) između dvije točke u krugu. Njegov radni princip temelji se na elektromagnetskoj indukciji i efektu struje. Uobičajeni voltmetri uključuju magnetoelektrički voltmetar i digitalni voltmetar.
Magnetoelektrički voltmetar: Ovaj tip voltmetra neizravno mjeri napon mjerenjem struje. Kada struja teče kroz cijev voltmetra, generira se moment u magnetskom polju, što uzrokuje odboj pokazivača. Kut odboja je direktno proporcionalan struji, a budući da je struja također direktno proporcionalna naponu, kut odboja pokazivača odražava magnitudu napona.
Digitalni voltmetar: Ovaj tip voltmetra mjeri napon pretvaranjem analognih signala u digitalne signale. Analogni-digitalni pretvarači (ADC) se često koriste za pretvaranje signala napona u digitalnu formu, koja se zatim prikazuje na ekranu.
Statički ampermetar (poznat i kao metar potencijalne razlike ili pokazivački elektroskop) je instrument koji se koristi za mjerenje potencijalne razlike, ali funkcionira drugačije od voltmetra. Radni princip statičkog ampermetra temelji se na elektrostatičkoj indukciji i interakciji nabojki.
Elektrostatička indukcija: Metalna kugla i metalna štapica elektroskopa čine kondenzator. Kada se nabijeno tijelo približi elektroskopu, na metalnoj kugli i šticici se induciraju naboji, što uzrokuje odboj igle.
Interakcija naboja: Odboj pokazivača u elektroskopu je posljedica međusobnog odbijanja jednakih naboja. Kada se nabijeno tijelo približi, inducirani naboj uzrokuje odboj pokazivača, a kut odboja je direktno proporcionalan potencijalnoj razlici.
Metoda mjerenja:
Voltmetar neizravno mjeri napon mjerenjem struje.
Statički ampermetar mjeri potencijalnu razliku izravno putem elektrostatičke indukcije i interakcije naboja.
Struktura i dizajn:
Voltmetri obično sastoje se od cijevi i magnetskog polja, generirajući moment kroz protok struje.
Elektroskop, s druge strane, sastoji se od metalne kugle i metalne šticice, koje generiraju naboj putem elektrostatičke indukcije, uzrokujući odboj igle.
Scenariji primjene:
Voltmetri su prikladni za mjerenje napona u krugovima, posebno u dinamičkim krugovima.
Statički ampermetri su prikladni za mjerenje statičkih električnih polja i često se koriste za demonstriranje elektrostatičnih pojava i mjerenje potencijalnih razlika.
Zaključno, postoje značajne razlike u radnim principima, strukturama i scenarijima primjene voltmetara i elektroskopa. Voltmetri mjeri napone mjerenjem struje, dok elektroskopi mjeri potencijalne razlike putem elektrostatičke indukcije i interakcije naboja.
