Як відрізняються принципи роботи вольтметра та електрометра?

Вольтметр і електроскоп, хоча обидва є приладами для вимірювання електричних величин, мають значні відмінності у своїх принципах роботи та застосуванні.

Принцип роботи вольтметра

Вольтметр використовується переважно для вимірювання потенційної різниці (напруги) між двома точками в цепі. Його принцип роботи базується на електромагнітній індукції та ефекті струму. Поширені типи вольтметрів включають магнетоелектричний вольтметр та цифровий вольтметр.

1. Магнетоелектричний вольтметр: Цей тип вольтметра непрямо вимірює напругу, вимірюючи струм. Коли струм проходить через катушку вольтметра, він створює момент сили в магнітному полі, що призводить до відхилення стрілки. Кут відхилення прямо пропорційний струму, а оскільки струм також прямо пропорційний напрузі, кут відхилення стрілки відображає величину напруги.

2. Цифровий вольтметр: Цей тип вольтметра вимірює напругу, перетворюючи аналогові сигнали на цифрові. Зазвичай використовуються аналого-цифрові конвертери (АЦП), які перетворюють сигнали напруги на цифрову форму, яка потім відображається на екрані.

Принцип роботи електроскопа

Статичний вольтметр (також відомий як метр потенційної різниці або стрілковий електроскоп) — це прилад, використовуваний для вимірювання потенційної різниці, але він працює по-іншому, ніж вольтметр. Принцип роботи статичного вольтметра базується на електростатичній індукції та взаємодії зарядів.

1. Електростатична індукція: Металева кулька та металева паличка електроскопа формують конденсатор. Коли заряжений об'єкт приближається до електроскопа, на металевій кульці та паличці викликаються заряди, що призводить до відхилення стрілки.

2. Взаємодія зарядів: Відхилення стрілки в електроскопі зумовлене взаємним відштовхуванням однакових зарядів. Коли заряжений об'єкт приближається, викликаний заряд призводить до відхилення стрілки, і кут відхилення прямо пропорційний потенційній різниці.

Основні відмінності

Метод вимірювання:

Вольтметр непрямо вимірює напругу, вимірюючи струм.

Електростатичний вольтметр вимірює потенційну різницю безпосередньо через електростатичну індукцію та взаємодію зарядів.

Конструкція та дизайн:

• Вольтметри зазвичай складаються з катушки та магнітного поля, що генерують момент сили через потік струму.

Електроскоп, з іншого боку, складається з металевої кульки та металевої палички, які генерують заряд через електростатичну індукцію, що призводить до відхилення стрілки.

Сценарії застосування:

• Вольтметри придатні для вимірювання напруги в цепях, особливо в динамічних цепях.

• Електростатичні вольтметри придатні для вимірювання статичних електричних полів і часто використовуються для демонстрації електростатичних явищ та вимірювання потенційних різниць.

У загальному, є значні відмінності між принципами роботи, конструктивними проектами та сценаріями застосування вольтметрів та електроскопів. Вольтметри вимірюють напругу, вимірюючи струм, тоді як електроскопи вимірюють потенційну різницю через електростатичну індукцію та взаємодію зарядів.