- Geschiedenis
- Functioneren
- Galvanometer
- Principe van een voltmeter
- Praktische toepassingen
- Soorten
- Referenties
Een voltmeter is een elektronisch instrument dat wordt gebruikt om het verschil in potentiaal of spanning tussen twee punten in een elektrisch of elektronisch circuit te meten. De eenheid van potentiaalverschil wordt gemeten in volt (V).
Een eenvoudige analoge voltmeter bestaat uit een gevoelige galvanometer (stroommeter) in serie met een hoge weerstand.
De interne weerstand van de voltmeter moet hoog zijn; anders trekt het een aanzienlijke stroom en onderbreekt het de werking van het circuit tijdens het testen.
Analoge voltmeters geven hun meetwaarden analoog weer (een naald die de fractie van de spanning in het circuit aangeeft) en digitale voltmeters geven hun spanningsaflezingen rechtstreeks in numerieke vorm weer.
Praktische laboratoriumvoltmeters hebben een maximaal bereik van 1000 tot 3000 V. Van hun kant hebben ze in de meeste commerciële voltmeters verschillende schalen, die worden verhoogd met vermogens van 10; bijvoorbeeld: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V en 0-1000 V.
Voltmeters die grote potentiaalverschillen meten, vereisen veel draden en isolatoren.
Op het gebied van computers zijn standaard laboratorium voltmeters geschikt omdat de aangetroffen spanningen gemiddeld zijn, meestal tussen 1 V en 15 V.
Analoge voltmeters worden over het algemeen gebruikt om spanningen te meten van een fractie van een volt tot een paar duizend volt.
Digitale voltmeters daarentegen hebben een hogere precisie en worden gebruikt voor zeer kleine spanningsmetingen in laboratoria en elektronische apparaten.
Geschiedenis
De fundamentele principes achter voltmeters zijn vastgesteld door de Deense natuurkundige Hans Christian Oersted in het jaar 1820, toen hij ontdekte dat een elektrische stroom in een draad een magnetisch veld eromheen produceerde.
De eerste ampèremeter, een gevoelige en niet-resistente voltmeter, werd in 1820 door natuurkundige André Ampère gebruikt om stroom te meten.
Maar bijna alle soorten voltmeters zijn gebaseerd op modellen waarin de indicatoren zijn ingebed in bewegende spoelen.
Dit werd ontwikkeld door de Franse natuurkundige Jacques-Arsene d'Arsonval in het jaar 1882. Sinds die tijd is zijn bewegingsvermogen toegenomen en kunnen sommige moderne modellen tot 20.000 volt meten.
Functioneren
Een voltmeter is een galvanometer die is aangepast om het potentiaalverschil tussen twee punten in een circuit of serie te meten.
Een galvanometer is een instrument gemaakt door Jacques-Arsene d'Arsonval dat bestaat uit het plaatsen van opgerolde draden in een permanent magnetisch veld dat vervolgens wordt bevestigd aan een veer en een gekalibreerde wijzerplaat.
Galvanometer
Een galvanometer kan ook worden aangepast om een ampèremeter te worden, die wordt gebruikt om grotere stromen te meten.
Maar wanneer dit instrument wordt gebruikt om spanning te meten, wordt de galvanometer omgezet in een voltmeter parallel verbonden met het gebied dat wordt gemeten.
Omdat de voltmeter op een parallel circuit moet worden aangesloten, moet deze zo worden geconstrueerd dat deze een hoge weerstand heeft.
In een circuit zal de stroom altijd het pad van de minste weerstand volgen. Bij het meten van het potentiaalverschil in een deel van een circuit is het belangrijk om dat deel zo min mogelijk te veranderen tijdens het meten.
Principe van een voltmeter
Het algemene principe van een voltmeter is dat deze parallel moet worden geschakeld met het object waarop de spanning moet worden gemeten.
De parallelle verbinding wordt gebruikt omdat een voltmeter is gebouwd om een hoge weerstandswaarde te hebben.
Op deze manier, als die hoge weerstand in serie wordt geschakeld, zal de stroom bijna nul zijn; dit betekent dat het circuit is geopend.
Ook is in het parallelschakeling bekend dat de spanning hetzelfde is, dus de spanning tussen de voltmeter en de belasting is bijna hetzelfde.
In theorie zou voor een ideale voltmeter de weerstand oneindig moeten zijn, zodat de opgenomen stroom nul is; op deze manier is er geen vermogensverlies in het instrument.
Maar dit is praktisch niet haalbaar omdat je geen materiaal kunt hebben met oneindige weerstand.
Praktische toepassingen
Met voltmeters kunt u veilig de spanning of het verschil in elektrisch potentieel tussen twee punten in een circuit meten en tegelijkertijd de spanning van dat circuit niet veranderen.
Het vermogen om spanning te meten is van cruciaal belang bij het ontwerpen en hanteren van geavanceerde technologie, maar het heeft ook andere toepassingen.
U wilt bijvoorbeeld een ventilator inschakelen, maar wanneer u verbinding maakt en deze inschakelt, gebeurt er niets. Hoewel de ventilator beschadigd kan zijn, krijgt het stopcontact mogelijk geen stroom.
Een voltmeter kan worden gebruikt om de stekkerspanning te meten; Als het niet rond de 120 V is, is de stekker mogelijk slecht.
Een ander gebruik is om te bepalen of een batterij is opgeladen of ontladen. Als een auto niet start, kunt u de accuspanning meten met een voltmeter om te zien of het probleem er is.
Spanning wordt in veel toepassingen in het dagelijks leven gebruikt. Stroomtransmissielijnen voeren stroom op verschillende hoogspanningsniveaus, van honderden tot duizenden volt die groter is dan de 120 V van gewone stopcontacten.
Elektronische apparaten (zoals computers) vereisen een nauwkeurige spanningsregeling, maar werken op slechts een paar volt en kunnen zelfs gevoelig zijn voor een kleine spanningsvariatie.
Er zijn verschillende soorten voltmeters voor deze verschillende toepassingen.
Soorten
Volgens het constructieprincipe zijn er verschillende soorten voltmeters. Ze kunnen voornamelijk worden ingedeeld in:
- IJzeren voltmeter (MI).
- Voltmeter van het type elektro-dynamometer.
- Inductie voltmeter.
- Elektrostatische voltmeter.
- Digitale voltmeter (DVM).
- Voltmeter met permanente magneet (PMMC).
- Gelijkrichter voltmeter.
Voltmeters die gemaakt zijn om hoge en gevaarlijke spanningen te meten (zoals transmissielijnen) hebben extra isolatie tussen de meetpunten en de gebruiker om elektrocutie van de gebruiker te voorkomen.
Andere voltmeters zijn gemaakt om laagspanningsniveaus op kleine objecten, zoals computerchips, met enorme precisie te meten.
De voltmeters die in deze gevallen worden gebruikt, kunnen erg klein zijn en zijn ontworpen om ruis te elimineren of te minimaliseren van potentiële verschillen die van nature in de omgeving voorkomen of afkomstig zijn van elektronische apparaten in de buurt.
De meest voorkomende voltmeter is een handheld-apparaat met een display en twee elektronische kabels. Deze draden zijn verbonden met twee punten in het circuit en het spanningsniveau wordt op het scherm weergegeven.
Referenties
- Wat is een voltmeter? Opgehaald van study.com
- Definitie: voltmeter. Opgehaald van whatis.techtarget.com
- Werkingsprincipe van voltmeter en soorten voltmeter. Opgehaald van electric4u.com
- Voltmeter. Opgehaald van schools.wikia.com
- Voltmeter. Opgehaald van ceilingpedia.com