Come funziona il voltmetro?
Come funziona un voltmetro:
Un voltmetro è un dispositivo utilizzato per misurare la differenza potenziale (tensione) tra due punti in un circuito elettrico. Funziona convertendo la tensione in una quantità misurabile, in genere una corrente, che viene quindi visualizzata su una scala.
Ecco una rottura di come funziona un voltmetro:
1. Principio di base:
Il voltmetro è collegato in parallelo con il componente la cui tensione deve essere misurata. Ciò significa che il voltmetro e il componente condividono gli stessi due punti nel circuito. Ciò garantisce che la corrente che scorre attraverso il voltmetro sia trascurabile rispetto alla corrente che scorre attraverso il componente da misurato.
2. Meccanismo interno:
* Voltmetro analogico:
* Meccanismo in bobina mobile: La maggior parte dei voltmetri analogici impiegano un meccanismo di bobina in movimento. Una bobina di filo è sospesa in un campo magnetico. Quando la corrente passa attraverso la bobina, produce un campo magnetico che interagisce con il campo del magnete permanente, causando la ruota della bobina. L'angolo di rotazione è proporzionale alla corrente che scorre attraverso la bobina, che a sua volta è proporzionale alla tensione misurata. Un puntatore attaccato alla bobina si sposta su una scala calibrata per indicare la tensione.
* Meccanismo elettrostatico: Alcuni voltmetri usano un meccanismo elettrostatico. Una padella mobile è attratta da una pala fissa a causa della forza elettrostatica tra di loro. Questa forza è proporzionale alla tensione misurata. Il movimento di Vane è amplificato e visualizzato su una scala.
* Voltmetro digitale (DVM):
* Convertitore analogico a digitale (ADC): I voltmetri digitali utilizzano un ADC per convertire il segnale di tensione analogico in un valore digitale. Questo processo prevede il campionamento della tensione a una frequenza specifica, la quantificazione dei campioni a livelli discreti e quindi la conversione di questi livelli in un codice digitale. Il codice digitale viene quindi visualizzato su un display digitale.
* Microprocessore: Il DVM utilizza in genere un microprocessore per controllare l'ADC ed elaborare i dati digitali. Il microprocessore gestisce anche funzioni come display, selezione dell'intervallo e rilevamento degli errori.
3. Tensione di misurazione:
* Drop di tensione: Il voltmetro misura essenzialmente la caduta di tensione attraverso il componente. Questa caduta di tensione è la differenza di energia potenziale tra i due punti in cui è collegato il voltmetro.
* corrente attraverso il voltmetro: Poiché il voltmetro è collegato in parallelo, ha una resistenza molto elevata. Ciò garantisce che la corrente che scorre attraverso il voltmetro sia minima e non influisce significativamente sulla corrente che scorre attraverso il circuito.
4. Importanza dell'alta resistenza:
L'elevata resistenza del voltmetro è cruciale perché garantisce che il voltmetro non influisca in modo significativo sul misurazione del circuito. Se il voltmetro avesse una bassa resistenza, trarrebbe una corrente significativa, influenzando la caduta di tensione attraverso il componente e producendo una misurazione imprecisa.
5. Gamma e sensibilità:
I voltmetri sono disponibili in varie gamme per misurare diversi livelli di tensione, dai millivolt ai kilovolt. La sensibilità di un voltmetro si riferisce alla sua capacità di rilevare cambiamenti di piccola tensione.
In sintesi: Un voltmetro misura la differenza potenziale tra due punti in un circuito convertendo la tensione in una quantità misurabile (corrente o forza elettrostatica) e visualizzandola su una scala. La sua elevata resistenza garantisce che non influisca in modo significativo sul misurazione del circuito.