Một vôn kế là một công cụ điện tử dùng để đo sự khác biệt về tiềm năng hoặc điện áp giữa hai điểm trong một mạch điện hoặc điện tử. Đơn vị của hiệu điện thế được đo bằng vôn (V).
Một vôn kế tương tự cơ bản bao gồm một điện kế nhạy (đồng hồ đo dòng điện) mắc nối tiếp với điện trở cao.
Điện trở bên trong của vôn kế phải cao; nếu không, nó tạo ra một dòng điện đáng kể và làm gián đoạn hoạt động của mạch khi thử nghiệm.
Vôn kế tương tự hiển thị số đọc của chúng theo cách tương tự (kim chỉ thị phần điện áp trong mạch) và vôn kế kỹ thuật số hiển thị số đọc điện áp của chúng trực tiếp dưới dạng số.
Các vôn kế trong phòng thí nghiệm thực tế có dải tối đa từ 1000 đến 3000 V. Về phần chúng, trong hầu hết các vôn kế thương mại, chúng có các thang đo khác nhau, được tăng theo lũy thừa 10; ví dụ: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V và 0-1000 V.
Các vôn kế đo sự chênh lệch tiềm năng cao đòi hỏi rất nhiều dây và chất cách điện.
Trong lĩnh vực máy tính, các vôn kế tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm là phù hợp vì điện áp gặp phải là vừa phải, thường từ 1 V đến 15 V.
Vôn kế tương tự thường được sử dụng để đo điện áp từ một phần nhỏ của vôn đến một vài nghìn vôn.
Ngược lại, vôn kế kỹ thuật số có độ chính xác cao hơn và được sử dụng để đo điện áp rất nhỏ trong phòng thí nghiệm và 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 dòng điện trong một dây dẫn 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 hết tất cả các loại vôn kế đều dựa trên các mô hình trong đó các chỉ số được nhúng trong các cuộn dây chuyển động.
Điều này được phát triển bởi nhà vật lý người Pháp Jacques-Arsene d'Arsonval vào năm 1882. Kể từ thời điểm đó, khả năng chuyển động của ông đã tăng lên và một số mẫu hiện đại có thể đo tới 20.000 vôn.
Chức năng
Vôn kế là một điện kế đã được biến đổi để đo hiệu điện thế giữa hai điểm trong một đoạn mạch hoặc một đoạn mạch nối tiếp.
Điện kế là một công cụ được tạo ra bởi Jacques-Arsene d'Arsonval bao gồm việc đặt các dây cuộn trong một từ trường vĩnh cửu, sau đó được gắn vào một lò xo và một mặt số được hiệu chuẩn.
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 nối song song với khu vực nó đang đo.
Vì vôn kế phải mắc vào đoạn mạch song song nên nó cần được cấu tạo theo phương có điện trở lớn.
Trong một đoạn mạch, dòng điện sẽ luôn đi theo con đường có điện trở nhỏ nhất. Khi đo hiệu điện thế trong bất kỳ phần nào của mạch, điều quan trọng là phải thay đổi phần đó càng ít càng tốt khi thực hiện phép đo.
Nguyên lý của vôn kế
Nguyên tắc chung của vôn kế là nó phải được mắc song song với vật cần đo hiệu điện thế.
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 mắc nối tiếp thì dòng điện sẽ gần như bằng không; điều này có nghĩa là mạch đã được mở.
Ngoài ra, trong đoạn mạch song song, hiệu điện thế đã biết là như nhau nên hiệu điện thế giữa vôn kế và tải gần như giống nhau.
Theo lý thuyết, đối với một vôn kế lý tưởng, điện trở phải ở vô cùng để dòng điện kéo ra bằng không; Bằng cách này, không bị mất điện trong thiết bị.
Nhưng điều này thực tế là không khả thi vì bạn không thể có một loại vật liệu có sức đề kháng vô hạn.
Sử dụng thực tế
Vôn kế cho phép bạn đo một cách an toàn hiệu điện thế hoặc hiệu điện thế giữa hai điểm trong mạch, đồng thời không làm thay đổi điện áp của mạch đó.
Khả năng đo điện áp rất quan trọng trong việc thiết kế và xử lý công nghệ tiên tiến, nhưng nó cũng có các ứng dụng khác.
Ví dụ, bạn muốn bật một chiếc quạt nhưng khi bạn kết nối và bật nó lên thì không có gì xảy ra. Mặc dù quạt có thể bị hỏng nhưng ổ cắm trên tường có thể không nhận được điện.
Một vôn kế có thể được sử dụng để đo điện áp phích cắm; Nếu nó không phải là khoảng 120V, thì phích cắm có thể bị hỏng.
Một công dụng khác là xác định xem pin đã được sạc hay đã xả. Khi ô tô không nổ máy, bạn có thể đo điện áp ắc quy bằng vôn kế để xem có vấn đề gì không.
Điện áp được sử dụng trong nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Đường dây tải điện mang điện ở nhiều mức điện áp cao khác nhau, từ hàng trăm đến hàng nghìn vôn lớn hơn 120 V của ổ cắm âm tường thông thường.
Các thiết bị điện tử (chẳng hạn như máy tính) yêu cầu điều khiển điện áp chính xác nhưng chỉ hoạt động ở một vài vôn và có thể nhạy cảm với sự thay đổi điện áp dù chỉ là nhỏ.
Có nhiều loại vôn kế khác nhau cho các ứng dụng khác nhau này.
Các loại
Theo nguyên tắc cấu tạo, có nhiều loại vôn kế khác nhau. Chúng chủ yếu có thể được phân loại thành:
- Vôn kế sắt (MI).
- Vôn kế loại điện kế.
- Vôn kế cảm ứng.
- Vôn kế tĩnh điện.
- Vôn kế kỹ thuật số (DVM).
- Vôn kế nam châm vĩnh cửu (PMMC).
- Vôn kế chỉnh lưu.
Vôn kế được chế tạo để đo điện áp cao và nguy hiểm (chẳng hạn như đường dây tải điện) có thêm cách ly giữa các điểm kiểm tra và người sử dụng để ngăn người dùng bị điện giật.
Các vôn kế khác được chế tạo để đo mức điện áp thấp trên các vật thể nhỏ, chẳng hạn như chip máy tính, với độ chính xác cao.
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 từ sự khác biệt tiềm ẩn tồn tại tự nhiên trong môi trường hoặc đến từ các thiết bị điện tử gần đó.
Vôn kế thông dụng nhất là thiết bị cầm tay có màn hình hiển thị và hai dây dẫn điện tử. Các dây này được nối vào hai điểm trong mạch và mức điện áp được hiển thị trên màn hình.
Người giới thiệu
- Vôn kế là gì? Phục hồi từ study.com
- Định nghĩa: vôn kế. Được khôi phục từ whatis.techtarget.com
- Nguyên lý làm việc của vôn kế và các loại vôn kế. Phục hồi từ Electrical4u.com
- Vôn kế. Được khôi phục từ school.wikia.com
- Vôn kế. Đã khôi phục từ Tranpedia.com