Bagaimanakah perbezaan prinsip kerja antara voltmeter dan electrometer

Voltmeter dan elektroskop, walaupun kedua-duanya merupakan instrumen yang digunakan untuk mengukur kuantiti elektrik, mempunyai perbezaan yang signifikan dalam prinsip kerja dan penggunaannya.

Prinsip kerja voltmeter

Voltmeter kebanyakannya digunakan untuk mengukur beza potensi (voltan) antara dua titik dalam litar. Prinsip kerjanya berdasarkan induksi elektromagnetik dan kesan arus. Voltmeter biasa termasuk voltmeter magnetoelektrik dan voltmeter digital.

1. Voltmeter Magnetoelektrik: Jenis voltmeter ini mengukur voltan secara tidak langsung dengan mengukur arus. Apabila arus mengalir melalui gegelung voltmeter, ia menghasilkan tork dalam medan magnet, menyebabkan penunjuk bergerak. Sudut penyimpangan adalah berbanding lurus dengan arus, dan sejak arus juga berbanding lurus dengan voltan, sudut penyimpangan penunjuk mencerminkan magnitud voltan.

2. Voltmeter Digital: Jenis voltmeter ini mengukur voltan dengan menukar isyarat analog kepada isyarat digital. Pengubah analog-ke-digital (ADC) biasanya digunakan untuk menukar isyarat voltan menjadi bentuk digital, yang kemudian ditampilkan pada skrin.

Prinsip kerja elektroskop

Pengukur statik (juga dikenali sebagai meter beza potensi atau elektroskop penunjuk) adalah alat yang digunakan untuk mengukur beza potensi, tetapi ia beroperasi dengan cara yang berbeza daripada voltmeter. Prinsip kerja pengukur statik berdasarkan induksi elektrostatik dan interaksi muatan.

1. Induksi Elektrostatik: Bola logam dan batang logam elektroskop membentuk kapasitor. Apabila objek bermuatan dibawa mendekati elektroskop, muatan diinduksi pada bola logam dan batang, menyebabkan jarum bergerak.

2. Interaksi Muatan: Penyimpangan penunjuk dalam elektroskop disebabkan oleh tolakan saling antara muatan sejenis. Apabila objek bermuatan dibawa mendekat, muatan yang diinduksi menyebabkan penunjuk bergerak, dan sudut penyimpangan adalah berbanding lurus dengan beza potensi.

Perbezaan Utama

Kaedah Pengukuran:

Voltmeter mengukur voltan secara tidak langsung dengan mengukur arus.

Pengukur statik mengukur beza potensi secara langsung melalui induksi elektrostatik dan interaksi muatan.

Struktur dan Reka Bentuk:

• Voltmeter biasanya terdiri daripada gegelung dan medan magnet, menghasilkan tork melalui aliran arus.

Elektroskop, pula, terdiri daripada bola logam dan batang logam, yang menghasilkan muatan melalui induksi elektrostatik, menyebabkan jarum bergerak.

Skenario Aplikasi:

• Voltmeter sesuai untuk mengukur voltan dalam litar, terutamanya dalam litar dinamik.

• Pengukur statik sesuai untuk mengukur medan elektrik statik dan sering digunakan untuk menunjukkan fenomena elektrostatik dan mengukur beza potensi.

Kesimpulannya, terdapat perbezaan yang signifikan antara prinsip kerja, reka bentuk struktur, dan skenario aplikasi voltmeter dan elektroskop. Voltmeter mengukur voltan dengan mengukur arus, manakala elektroskop mengukur beza potensi melalui induksi elektrostatik dan interaksi muatan.