Un voltímetre és un instrument electrònic usat per mesurar la diferència de potencial o voltatge entre dos punts en un circuit elèctric o electrònic. La unitat de diferència de potencial es mesura en volts (V).
Un voltímetre analògic bàsic consisteix en un galvanòmetre sensible (mesurador de corrent) en sèrie amb una alta resistència.
La resistència interna de l'voltímetre ha de ser alta; d'una altra manera atreu un corrent significativa i interromp l'operació de l'circuit quan s'està fent una prova.
Els voltímetres anàlegs mostren les seves lectures analògicament (una agulla que indica la fracció de voltatge de circuit) i els voltímetres digitals mostren les seves lectures de voltatge directament en forma numeral.
Els voltímetres pràctics de laboratori tenen rangs màxims de 1000 a 3000 V. Per la seva banda, en la majoria dels voltímetres comercials tenen diferents escales, que s'incrementen en poders de 10; per exemple: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V, i 0-1000 V.
Els voltímetres que mesuren altes diferències de potencial requereixen de molts cables i aïllants.
En la branca de la computació, els voltímetres estàndards de laboratori són adequats perquè els voltatges que es troben són moderats, usualment entre 1 V i 15 V.
Generalment els voltímetres anàlegs són utilitzats per mesurar voltatges des d'una fracció de volt fins a un parell de milers de volts.
En contrast, els voltímetres digitals tenen una precisió més gran i són utilitzats per a mesures de voltatge molt petites en laboratoris i aparells electrònics.
història
Els principis fonamentals darrere dels voltímetres van ser establerts pel físic danès Hans Christian Oersted en l'any de 1820, quan va descobrir que un corrent elèctric en un filferro produïa un camp magnètic al seu voltant.
El primer amperímetre, que és un voltímetre sensible i no resistent, va ser utilitzat pel físic André Ampère en l'any 1820 per mesurar el corrent.
Però gairebé tots els tipus de voltímetres estan fundats en els models en els quals els indicadors estan encaixats en bobines en moviment.
Això va ser desenvolupat pel físic francès Jacques-Arsène d'Arsonval en l'any de 1882. Des d'aquest moment, la seva capacitat de moviment s'ha incrementat i alguns models moderns poden mesurar fins a 20 000 volts.
funcionament
Un voltímetre és un galvanòmetre que ha estat modificat per mesurar la diferència de potencial entre dos punts en un circuit o sèrie.
Un galvanòmetre és un instrument creat per Jacques-Arsene d'Arsonval que consisteix a col·locar filferros enrotllats en un camp magnètic permanent que després és ajuntat a un ressort ia un dial calibrat.
galvanòmetre
Un galvanòmetre també pot ser modificat per esdevenir un amperímetre, que és utilitzat per a mesurar corrents més grans.
Però quan s'utilitza aquest instrument per mesurar el voltatge, el galvanòmetre convertit en voltímetre es connecta en paral·lel amb l'àrea que està mesurant.
Ja que el voltímetre ha d'estar unit a un circuit en paral·lel, necessita ser construït d'una manera que tingui una alta resistència.
En un circuit el corrent sempre seguirà el camí de menys resistència. Quan es mesura la diferència de potencial en qualsevol part d'un circuit és important canviar aquesta part el menys possible a l'hora de prendre les mesures.
Principi d'un voltímetre
El principi general d'un voltímetre és que ha d'estar connectat en paral·lel amb l'objecte en el qual es vol mesurar el voltatge.
S'utilitza la connexió paral·lela perquè un voltímetre és construït per tenir un alt valor de resistència.
D'aquesta manera, si aquesta alta resistència és connectada en sèries llavors el flux de corrent serà gairebé zero; això significa que el circuit s'ha obert.
Així mateix, al circuit paral·lel se sap que el voltatge és el mateix, així que el voltatge entre el voltímetre i la càrrega és gairebé el mateix.
En teoria, per a un voltímetre ideal s'hauria de tenir la resistència en infinit perquè el corrent atreta sigui zero; d'aquesta manera no hi ha una pèrdua de poder en l'instrument.
Però això no és realitzable pràcticament perquè no es pot tenir un material amb infinita resistència.
usos pràctics
Els voltímetres permeten mesurar de forma segura el voltatge o la diferència en potencial elèctric entre dos punts d'un circuit, i a el mateix temps no canvien el voltatge d'aquest circuit.
La capacitat de mesurar el voltatge és crítica en el disseny i en el maneig de la tecnologia avançada, però també té altres aplicacions.
Per exemple, es vol prendre un ventilador però a l'connectar-se i encendre-res succeeix. Tot i que el ventilador podria estar danyat, és possible que la presa de paret no estigui rebent electricitat.
Un voltímetre podria ser utilitzat per mesurar el voltatge de l'endoll; si no està al voltant de 120 V, llavors l'endoll podria estar danyat.
Un altre ús és per determinar si una bateria està carregada o descarregada. Quan un automòbil no encén es pot mesurar el voltatge de la bateria amb un voltímetre per veure si allà es troba el problema.
El voltatge és utilitzat en moltes aplicacions de la vida quotidiana. Les línies de transmissió de poder carreguen energia en diversos nivells d'alt voltatge, des de centenars a milers de volts que són majors als 120 V dels endolls de paret comuns.
Els aparells electrònics (com els ordinadors) requereixen d'un precís control de voltatge però operen a només uns quants volts i poden ser sensibles fins i tot a una petita variació de voltatge.
Hi ha diferents tipus de voltímetres per a aquestes variades aplicacions.
tipus
D'acord amb el principi de construcció, hi ha diferents tipus de voltímetres. Principalment poden ser classificats en:
- Voltímetre de ferro (MI).
- Voltímetre de tipus electro-dinamòmetre.
- Voltímetre d'inducció.
- Voltímetre electrostàtic.
- Voltímetre digital (DVM).
- Voltímetre d'imant permanent (PMMC).
- Voltímetre rectificador.
Els voltímetres que estan fets per mesurar alts i perillosos voltatges (com línies de transmissió) tenen un aïllament extra entre els punts de prova i l'usuari per a evitar que aquest es electrocute.
Altres voltímetres estan elaborats per mesurar baixos nivells de voltatge en objectes petits, com els xips dels ordinadors, amb una immensa precisió.
Els voltímetres que s'usen en aquests casos poden ser molt petits i estan dissenyats per eliminar o minimitzar el soroll de diferències de potencial que hi ha en l'ambient naturalment o provenen d'aparells electrònics propers.
El voltímetre més comú és un aparell de mà amb una pantalla i dos cables electrònics. Aquests cables estan connectats a dos punts en el circuit i el nivell de voltatge es mostra a la pantalla.
referències
- What is a voltmeter? Recuperat de study.com
- Definition: voltmeter. Recuperat de whatis.techtarget.com
- Working principle of voltmeter and types of voltmeter. Recuperat de electrical4u.com
- Voltmeter. Recuperat de schools.wikia.com
- Voltmeter. Recuperat de techopedia.com