Vôn kế là gì? Các tính năng liên quan nhất

Vôn kế là một dụng cụ điện tử được sử dụng để đo sự khác biệt về điện thế hoặc điện áp giữa hai điểm trong mạch điện hoặc điện tử. Đơn vị chênh lệch tiềm năng được đo bằng vôn (V).

Một vôn kế tương tự cơ bản bao gồm một điện kế nhạy (đồng hồ hiện tại) nối tiếp với điện trở cao.

Điện trở trong của vôn kế phải cao; mặt khác, nó thu hút một dòng điện đáng kể và làm gián đoạn hoạt động của mạch khi thử nghiệm được thực hiện.

Vôn kế tương tự hiển thị số đọc tương tự của chúng (một kim cho biết phần điện áp mạch) và vôn kế kỹ thuật số hiển thị số đọc điện áp của chúng trực tiếp trong một chữ số.

Vôn kế phòng thí nghiệm thực tế có phạm vi tối đa từ 1000 đến 3000 V. Về phần mình, trong hầu hết các vôn kế thương mại, chúng có các thang đo khác nhau, làm tăng công suất từ ​​10; ví dụ: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V và 0-1000 V.

Vôn kế đo lường sự khác biệt tiềm năng cao đòi hỏi nhiều dây cáp và cách điện.

Trong ngành điện toán, vôn kế phòng thí nghiệm tiêu chuẩn là phù hợp vì điện áp tìm thấy ở mức trung bình, thường nằm trong khoảng từ 1 V đến 15 V.

Thông thường, vôn kế tương tự được sử dụng để đo điện áp từ một phần của volt đến vài nghìn volt.

Ngược lại, vôn kế kỹ thuật số chính xác hơn và được sử dụng để đo điện áp rất nhỏ trong phòng thí nghiệm và các thiết bị điện tử.

Lịch sử

Các nguyên tắc cơ bản đằng sau vôn kế được nhà vật lý người Đan Mạch Hans Christian Oersted thiết lập vào năm 1820, khi ông phát hiện ra rằng một dòng điện trong dây tạo ra từ trường xung quanh nó.

Ampe kế đầu tiên, là một vôn kế nhạy và không có điện trở, được sử dụng bởi nhà vật lý André Ampère vào năm 1820 để đo dòng điện.

Nhưng hầu như tất cả các loại vôn kế đều dựa trên các mô hình trong đó các chỉ số được nhúng trong cuộn dây chuyển động.

Điều này được phát triển bởi nhà vật lý người Pháp Jacques-Arsene Keyboardrsonval vào năm 1882. Kể từ đó, khả năng chuyển động của nó đã tăng lên và một số mô hình hiện đại có thể đo tới 20.000 volt.

Hoạt động

Vôn kế là một điện kế đã được sửa đổi để đo sự khác biệt tiềm năng giữa hai điểm trong một mạch hoặc loạt.

Máy đo điện kế là một thiết bị được tạo ra bởi Jacques-Arsene bước một bao gồm việc đặt dây cuộn trong một từ trường vĩnh cửu sau đó được ghép với một lò xo và mặt số được hiệu chỉnh.

Điện kế

Một điện kế cũng có thể được sửa đổi để trở thành một ampe kế, được sử dụng để đo dòng điện lớn hơn.

Nhưng khi dụng cụ này được sử dụng để đo điện áp, điện kế biến thành vôn kế được nối song song với diện tích mà nó đang đo.

Vì vôn kế phải được gắn vào một mạch song song, nó cần được xây dựng theo cách có điện trở cao.

Trong một mạch, dòng điện sẽ luôn đi theo con đường có điện trở nhỏ nhất. Khi đo sự khác biệt tiềm năng trong bất kỳ phần nào của mạch, điều quan trọng là phải thay đổi phần đó càng ít càng tốt khi thực hiện các phép đo.

Bắt đầu của một vôn kế

Nguyên lý chung của vôn kế là nó phải được kết nối song song với đối tượng mà bạn muốn đo điện áp.

Kết nối song song được sử dụng vì vôn kế được chế tạo để có giá trị điện trở cao.

Theo cách này, nếu điện trở cao đó được kết nối nối tiếp thì lưu lượng hiện tại sẽ gần như bằng không; điều này có nghĩa là mạch đã được mở.

Ngoài ra, trong mạch song song người ta biết rằng điện áp là như nhau, do đó điện áp giữa vôn kế và tải gần như nhau.

Về lý thuyết, đối với một vôn kế lý tưởng, bạn nên có điện trở ở vô cực để dòng điện thu hút bằng không; theo cách này, không có sự mất điện trong thiết bị.

Nhưng điều này thực tế là không thể bởi vì bạn không thể có một vật liệu với sức đề kháng vô hạn.

Sử dụng thực tế

Vôn kế cho phép đo điện áp hoặc chênh lệch điện thế giữa hai điểm của mạch một cách an toàn, đồng thời chúng không làm thay đổi điện áp của mạch đó.

Khả năng đo điện áp là rất quan trọng trong thiết kế và xử lý công nghệ tiên tiến, nhưng nó cũng có các ứng dụng khác.

Ví dụ: bạn muốn bật quạt nhưng khi bạn kết nối và bật nó thì không có gì xảy ra. Mặc dù quạt có thể bị hỏng, ổ cắm trên tường có thể không nhận được điện.

Một vôn kế có thể được sử dụng để đo điện áp của phích cắm; nếu nó không ở khoảng 120 V, thì phích cắm có thể bị hỏng.

Một cách sử dụng khác là xác định xem pin đã được sạc hay xả. Khi xe không khởi động, bạn có thể đo điện áp của ắc quy bằng vôn kế để xem có vấn đề gì không.

Điện áp được sử dụng trong nhiều ứng dụng của cuộc sống hàng ngày. Đường dây truyền tải điện mang điện ở một số mức điện áp cao, từ hàng trăm đến hàng nghìn volt lớn hơn 120 V từ các ổ cắm trên tường thông thường.

Các thiết bị điện tử (như máy tính) yêu cầu điều khiển điện áp chính xác nhưng chỉ hoạt động ở một vài volt và có thể nhạy ngay cả với một biến đổi điện áp nhỏ.

Có nhiều loại vôn kế khác nhau cho các ứng dụng đa dạng này.

Các loại

Theo nguyên tắc xây dựng, có nhiều loại vôn kế khác nhau. Chúng chủ yếu có thể được phân loại trong:

1. Vôn kế sắt (MI).
2. Vôn kế loại điện kế.
3. Vôn kế cảm ứng.
4. Vôn kế tĩnh điện
5. Vôn kế kỹ thuật số (DVM).
6. Vôn kế nam châm vĩnh cửu (PMMC).
7. Vôn kế chỉnh lưu.

Vôn kế được chế tạo để đo điện áp cao và nguy hiểm (như đường truyền) có thêm lớp cách điện giữa các điểm kiểm tra và người sử dụng để ngăn ngừa điện giật.

Các vôn kế khác được thiết kế để đo mức điện áp thấp trong các vật thể nhỏ, chẳng hạn như chip máy tính, với độ chính xác rất lớn.

Các vôn kế được sử dụng trong những trường hợp này có thể rất nhỏ và được thiết kế để loại bỏ hoặc giảm thiểu tiếng ồn của sự khác biệt tiềm ẩn tồn tại trong môi trường một cách tự nhiên hoặc đến từ các thiết bị điện tử gần đó.

Vôn kế phổ biến nhất là một thiết bị cầm tay có màn hình và hai dây cáp điện tử. Các dây này được kết nối với hai điểm trong mạch và mức điện áp được hiển thị trên màn hình.