Una persona lontana da circuiti elettrici, tensioni, correnti e resistenze difficilmente riuscirà a rispondere immediatamente a questa domanda: cosa misura un voltmetro? Poiché la risposta è ovvia, se leggi solo la seconda metà del titolo dell'articolo, riveleremo questo argomento in modo un po' più dettagliato. In particolare considereremo la misurazione della tensione nella vita di tutti i giorni, le caratteristiche dei dispositivi, il principio di funzionamento.
Definizione
Un voltmetro è un dispositivo di misurazione che consente di ottenere il valore della tensione o della forza elettromotrice in un circuito CC o CA. La portata dello strumento può estendersi fino a 1000 V o più. Tutto dipende dal suo scopo. Per capire meglio di cosa si tratta, si consideri la definizione di forza elettromotrice. Poiché molto spesso viene confusa con la tensione di rete, dovrebbero essere separati l'uno dall' altro.
EMF e voltaggio: differenza
Quindi, EMF è una quantità fisica che caratterizza il lavoro svolto da qualsiasi forza di natura non elettrica per muoversicarica positiva unitaria lungo il contorno in esame. Nel caso più comune, mostra la capacità di una fonte di energia di creare l'una o l' altra differenza di potenziale in due punti distanziati nel circuito. Si misura, come la tensione, in volt. Si differenzia da esso in quanto caratterizza l'alimentazione in idle, cioè senza connessione alla rete.
Quando c'è una corrente nel circuito, cioè è chiuso, appare un altro concetto più familiare: la tensione. Inoltre può essere prelevato sia per il generatore stesso ai suoi capi, sia in qualsiasi parte del circuito. La misurazione della tensione è l'identificazione della differenza di potenziale tra due punti distanziati. Per una fonte di alimentazione, di solito è leggermente inferiore alla forza elettromotrice quando è inclusa nel circuito di consumo. In effetti, sia l'EMF che la tensione sono gli stessi, con l'unica differenza che il processo fisico genera la differenza di potenziale tra i due punti in cui viene effettuata la misurazione.
Tipi di voltmetri
Qui si dovrebbero distinguere due tipi principali: portatile e stazionario. Lo strumento di misura della tensione portatile non può essere solo trascinato a mano. Di solito include funzionalità per controllare le correnti e le resistenze nel circuito, nonché la temperatura dei conduttori, ecc. I dispositivi fissi sono spesso integrati strutturalmente con la rete stessa, in cui la misura viene effettuata, ad esempio, in quadri elettrici, quadri, ecc.
Riguardo alla classificazione secondo il principioazioni, possiamo quindi distinguere diversi tipi di voltmetri elettromeccanici e due tipi di voltmetri elettronici. Questi ultimi sono analogici e digitali. I voltmetri elettromeccanici utilizzano un sistema di trasduttori magnetici per ottenere letture di tensione. I dispositivi elettronici digitalizzano il segnale ricevuto utilizzando un ADC. Le letture del voltmetro, a seconda del principio di presentazione dei dati, sono mostrate da un puntatore a freccia o su uno speciale display digitale.
Un' altra classificazione - in base allo scopo. Ti consente di dividere i dispositivi in contatori CC e CA, oltre che sensibili alla fase, impulsi e universali. Per quest'ultimo è disponibile quasi l'intera gamma di segnali, la cui tensione deve essere nota.
Specifiche principali
Dipende dallo scopo del dispositivo. Ad esempio, un voltmetro CC di solito ha diversi campi di misura, quindi il loro numero sarà una delle caratteristiche tecniche più importanti. Inoltre, quasi tutti i dispositivi hanno una certa impedenza di ingresso, che, tra l' altro, dipende dall'intervallo di tensione della sezione del circuito in esame.
Caratteristiche ancora importanti sono, ovviamente, gli errori, così come la risoluzione della scala o il passo minimo delle letture, se parliamo di un voltmetro digitale. Se l'utente ha ricevuto un dispositivo universale per misurare la tensione, i limiti delle quantità con cui è in grado di lavorare, ad esempio correnti, resistenze, temperature, nonchégamme, errori e frequenze per segnali variabili.
Principio di funzionamento
Il funzionamento complessivo del dispositivo dipende fortemente dall'implementazione. Se si tratta di un voltmetro elettromeccanico, esiste un sistema magnetico sensibile al flusso di corrente. A seconda del suo valore, aumenta anche la deviazione della freccia del puntatore, che è collegata meccanicamente al circuito, al telaio o a qualcos' altro utilizzato per convertire la corrente nel circuito. La precisione di tali dispositivi non è molto elevata, poiché non consente di ottenere valori elevati di resistenza in ingresso, il che significa che introduce gravi distorsioni nelle misurazioni, poiché al circuito si aggiunge la conduzione parassita.
I voltmetri digitali, che si sono recentemente diffusi nella vita di tutti i giorni, hanno un gran numero di componenti elettronici sotto il coperchio. Ciò è dovuto alla conversione del segnale analogico ricevuto all'ingresso del dispositivo in forma digitale utilizzando un ADC. Per coloro che sono veramente interessati, c'è una grande quantità di letteratura sull'argomento. Un tale voltmetro, il cui prezzo oscilla tra poche centinaia di rubli, ovviamente, non pretende di avere una vasta gamma di possibilità e una grande precisione, ma è abbastanza in grado di misurare la tensione ai terminali di una batteria per auto o in una rete a 220 V.
Collegamento a catena
Il voltmetro nel circuito è sempre collegato in parallelo al carico o alla fonte di alimentazione, se è necessario misurarne l'EMF o la tensione ai terminali. Ecco perché ci sono requisiti così severi per l'impedenza di ingresso del dispositivo, poiché tale connessioneimplica la comparsa di una conduttività aggiuntiva nel circuito.
In nessun caso collegare un voltmetro, il cui prezzo sia almeno un po' alto, in serie nel circuito. In caso contrario, l'utente corre il rischio di bruciare semplicemente il dispositivo, senza avere il tempo di scoprire di cosa si trattava. Anche se sopravvive a tale barbaro trattamento, le sue letture non dovrebbero essere attendibili, poiché la corrente nel circuito subisce seri cambiamenti quando il voltmetro viene collegato in questo modo, spingendo ancora nell'ignoto la possibilità di conoscere la tensione effettiva della sezione in cui le misure sono fatte.
Precauzioni per la sicurezza operativa
Poiché la resistenza del voltmetro stesso è abbastanza grande nella maggior parte dei casi, e di conseguenza il circuito di connessione viene utilizzato in parallelo, il rischio di scosse elettriche gravi in un circuito a bassa tensione è minimo. Tuttavia, se parliamo di dispositivi industriali, soprattutto in versione stazionaria, ciò implica valori enormi dei valori misurati sia delle tensioni che, molto probabilmente, delle correnti. Pertanto, qui le precauzioni di sicurezza devono essere al massimo livello e senza una conoscenza sufficiente, guanti di gomma, tappetini e altre misure appropriate, ovviamente, qualsiasi attività è controindicata. Ciò che misura il voltmetro è molto probabilmente pericoloso per la vita, quindi ti consigliamo di non tentare il destino. In ogni caso, non dovresti toccare i fili scoperti, anche se il circuito è per definizione a bassa tensione.
Conclusione
Rispondendo alla domanda su cosa misura il voltmetro, noiconsiderato in termini generali il suo dispositivo, le principali caratteristiche tecniche, la classificazione. Naturalmente, questa breve recensione non pretende di essere esauriente, soprattutto data la mancanza di conoscenze di base di ingegneria elettrica da parte del lettore.
Riassumendo, va notato che il voltmetro misura, ovviamente, la tensione nella sezione del circuito a cui è collegato in parallelo. In caso contrario, la sua testimonianza sarà inaffidabile, per non parlare del pericolo di una possibile perdita di apparecchiature costose. Il lettore deve prestare attenzione quando utilizza il dispositivo a casa, poiché il contatto con sezioni ad alta tensione dei circuiti è pericoloso per la vita.
