ولت متر چیست، ولت مترها راهی برای اندازه گیری ایمن ولتاژ یا تفاوت پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه در یک مدار در حالی که ولتاژ آن مدار را تغییر نمیدهد، ارائه میدهد. در واقع ولتاژ نیروی الکتریکی درون کابل برق است. قابلیت اندازه گیری ولتاژ برای طراحی و نگهداری فناوری پیشرفته بسیار مهم است، اما کاربردهای رایج و کاربردیتری نیز دارد. به عنوان مثال، فرض کنید یک روز گرم است و تصمیم دارید با فن خنک شوید، اما وقتی آن را وصل میکنید و روشن میکنید، هیچ اتفاقی نمیافتد. فن خراب شده؟ شاید، اما ممکن است که پریز، برق دریافت نکند. برای اندازه گیری ولتاژ خروجی میتوان از ولت متر استفاده کرد و اگر حدود 120 ولت نباشد، پریز دیواری میتواند شکسته شود. در تعریفی دیگر از ولت متر چیست، گفته میشود که ولت متر یک ابزار اندازه گیری است که برای پیدا کردن سطوح ولتاژ در مدار الکتریکی هنگام اتصال به موازات قسمتی از مدار که مورد اندازهگیری قرار میگیرد، استفاده میشود.
کاربرد ولت متر چیست
هنگام تجزیه و تحلیل عملکرد مدارهای الکتریکی و الکترونیکی، یا تلاش برای درک اینکه چرا یک مدار آنطور که انتظار میرود کار نمیکند، در نهایت شما باید از بدانید انواع ولت متر چیست و از ولت متر برای اندازه گیری سطوح مختلف ولتاژ استفاده کنید. ولت مترهایی که برای اندازهگیری ولتاژ استفاده میشوند دارای اشکال و اندازههای مختلفی هستند، آنالوگ یا دیجیتال، یا به عنوان بخشی از مولتی متر دیجیتال که امروزه بیشتر مورد استفاده قرار میگیرد. ولت مترها همچنین میتوانند برای اندازه گیری ولتاژ DC و همچنین ولتاژهای سینوسی AC استفاده شوند، اما توضیح اینکه ولت متر چیست و معرفی به عنوان یک ابزار اندازهگیری در یک مدار میتواند شرایط حالت پایدار آن را مختل کند.
چرا ولت متر
دلیل نام ولت متر چیست، همانطور که از نامش مشخص است، ولت متر ابزاری است که برای اندازه گیری ولتاژ (V) استفاده میشود، یعنی اختلاف پتانسیل موجود بین هر دو نقطه درون یک مدار، برای اندازه گیری ولتاژ (اختلاف پتانسیل)، یک ولت متر باید به موازات قطعهای که میخواهید ولتاژ آن را اندازه گیری کنید متصل شود. از ولت متر میتوان برای اندازه گیری افت ولتاژ در یک جزء یا منبع تغذیه استفاده کرد یا میتوان از آنها برای اندازهگیری مجموع افت ولتاژ در دو یا چند نقطه یا جزء درون یک مدار استفاده کرد. به عنوان مثال، اگر یک ولت متر را در پایانه های باتری خودرو به طور کامل شارژ کنیم ، 12.6 ولت را نشان می دهد. این تفاوت در پتانسیل 12.6 ولت بین پایانه های مثبت و منفی باتری ها وجود دارد. بنابراین ولتاژ، همیشه در سراسر یا به موازات یک جزء مدار اندازه گیری میشود.
انواع ولت متر چیست
ولت متر چیست؟ اساسی ترین نوع ولت متر DC آنالوگ، سیم پیچ متحرک مغناطیسی دائمی (PMMC) است که به عنوان حرکت D'Arsonval نیز شناخته می شود. این نوع حرکت متر آنالوگ اساساً یک دستگاه اندازهگیری جریان است (گالوانومتر نامیده می شود) که میتواند پیکربندی شود تا به صورت ولت متر یا آمپر متر عمل کند، تفاوت اصلی در نحوه اتصال آنها در یک مدار است. جنبش سیم پیچ متحرک از یک آهنربای ثابت و یک سیم پیچ از سیم بسیار نازک استفاده میکند که اجازه حرکت میدهد، از این رو به نام "سیم پیچ متحرک" در میدان مغناطیسی آهنربا حرکت میکند. هنگامی که به یک مدار متصل میشود، یک جریان الکتریکی از طریق سیم پیچ عبور میکند که ورودی، میدان مغناطیسی خود را ایجاد میکند. الکترومغناطیس که در برابر میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط آهنربای دائمی اطراف واکنش نشان میدهد، بنابراین باعث حرکت سیم پیچ میشود. از آنجا که گالوانومتر به یک جریان داخلی جریان پاسخ میدهد، اگر مقاومت داخلی سیم پیچ (زخم از سیم مسی) را بدانیم، میتوانیم به سادگی از قانون اهم برای تعیین اختلاف پتانسیل مربوطه که در حال اندازه گیری است، استفاده کنیم.
ساخت سنج کویل متحرک مغناطیسی دائمی
مقدار حرکت سیم پیچ الکترومغناطیسی ،"انحراف" نامیده میشود، متناسب با قدرت جریان جاری در سیم پیچ است که برای تولید میدان مغناطیسی مورد نیاز برای انحراف سوزن لازم است. به طور کلی یک اشارهگر یا سوزن به سیم پیچ متصل است. بنابراین حرکت سیم پیچ باعث میشود که نشانگر در یک مقیاس خطی منحرف شود تا مقدار اندازه گیری شده با زاویه انحراف متناسب با جریان ورودی نشان داده شود. بنابراین نشانگر گالوانومتر در پاسخ به جریان حرکت میکند.
به طور معمول از فنرهای میرایی نوع حرکت ساعت مارپیچی نازک برای کنترل زاویه انحراف استفاده میشود که از نوسانات یا حرکات سریع جلوگیری میکند و میتواند به اشارهگر آسیب برساند و همچنین حرکت سیم پیچ را در حالت استراحت نگه میدارد وقتی که هیچ جریانی از سیم پیچ عبور نمیکند. به طور کلی حرکت اشاره گر بین صفر در سمت چپ و انحراف در مقیاس کامل (FSD) در سمت راست مقیاس است. برخی از حرکات متر دارای یک اشارهگر فنر محور هستند و موقعیت استراحت صفر در وسط مقیاس است که امکان حرکت اشاره گر را در هر دو جهت فراهم میکند. این برای اندازهگیری ولتاژ هر دو قطبی مفید است.
اگرچه این حرکت متر PMMC به طور مستقیم به جریان در سیم پیچ متحرک پاسخ میدهد، اما میتوان آن را برای اندازهگیری ولتاژ با افزودن یک مقاومت به صورت سری با حرکت سیم پیچها سازگار کرد. ترکیب مقاومت سری با حرکت سیم پیچ متحرک یک ولت متر DC ایجاد میکند که میتواند نتایج دقیق را پس از کالیبره شدن بدست آورد.
اندازه گیری ولتاژ
ما در این آموزشها دیدهایم که وقتی بارهای الکتریکی در حالت تعادل هستند، ولتاژ بین هر دو نقطه یک مدار صفر است و اگر جریانی (حرکت بار) در اطراف مدار جریان یابد، ولتاژی بین دو یا چند نقطه مختلف وجود خواهد داشت. نه تنها ما میتوانیم جریان بین دو نقطه از مدار با استفاده از گالوانومتر، را اندازه گیری کنیم، بلکه اختلاف ولتاژ بین آنها را نیز طبق قانون اهم اندازهگیری میکنیم، زیرا این مقادیر متناسب با یکدیگر هستند. بنابراین با استفاده از یک ولت متر مدرج، میتوانیم اختلاف پتانسیل بین هر دو نقطه یک مدار را اندازهگیری کنیم.
اما چگونه میتوان یک متر را که با استفاده از یک جریان کار میکند به یک اندازهگیری ولتاژ تبدیل کرد. قبلاً گفتیم که انحراف سنج کویل متحرک مغناطیسی دائمی متناسب با قدرت جریان عبوری از سیم پیچ متحرک آن است. اگر انحراف در مقیاس کامل (FSD) در مقاومت داخلی سیم پیچهای متحرک ضرب شود، میتوان متر را به جای جریان ولتاژ قرائت کرد، بنابراین متر کویل متحرک آهنربای متحرک را به ولت متر DC تبدیل میکند.
با این حال، به دلیل طراحی حرکت سیم پیچ، اکثر مترهای PMMC دستگاههای بسیار حساسی هستند که میتوانند جریان انحراف در مقیاس کامل، دارای درجه IG تا 100μA (یا کمتر) داشته باشند. بنابراین برای این که حرکت حساس سیم پیچ یک ولت متر PMMC بتواند مقادیر ولتاژ بالاتر را اندازه گیری کند، ما باید راهی برای کاهش ولتاژ اندازه گیری شده به مقداری که متر میتواند تحمل کند بیابیم و این امر با قرار دادن یک مقاومت، به نام ضرب، حاصل میشود. به صورت سری با مقاومت سیم پیچ داخلی متر.
مقاومت سری ولت متر چیست
اگر بخواهیم تعریف کنیم که مقاومت سری ولت متر چیست، باید توجه داشته باشید که این مقاومت سری، RS همیشه بالاتر از مقاومت داخلی سیم پیچ است، RG برای محدود کردن قدرت جریان در سیم پیچهای سیم پیچ. سپس ترکیب حرکت متر با این مقاومت سری خارجی پایه ولت متر ساده آنالوگ را تشکیل میدهد.
منبع