โวลต์มิเตอร์เป็นเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการวัดความแตกต่างในศักยภาพหรือแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดในวงจรไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ หน่วยของความต่างศักย์วัดเป็นโวลต์ (V)
โวลต์มิเตอร์แบบอะนาล็อกพื้นฐานประกอบด้วยกัลวาโนมิเตอร์ที่ละเอียดอ่อน (เครื่องวัดกระแสไฟฟ้า) ในอนุกรมที่มีความต้านทานสูง
ความต้านทานภายในของโวลต์มิเตอร์ควรสูง มิฉะนั้นจะดึงกระแสไฟฟ้าที่สำคัญและขัดขวางการทำงานของวงจรเมื่อทำการทดสอบ
โวลต์มิเตอร์แบบอะนาล็อกแสดงค่าที่อ่านได้แบบอะนาล็อก (เข็มที่ระบุเศษของแรงดันไฟฟ้าในวงจร) และโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลจะแสดงการอ่านแรงดันไฟฟ้าโดยตรงในรูปแบบตัวเลข
โวลต์มิเตอร์ในห้องปฏิบัติการในทางปฏิบัติมีช่วงสูงสุด 1,000 ถึง 3000 V. สำหรับส่วนของพวกเขาในโวลต์มิเตอร์เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่จะมีสเกลที่แตกต่างกันซึ่งเพิ่มขึ้นตามกำลัง 10 ตัวอย่างเช่น 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V และ 0-1000 V.
โวลต์มิเตอร์ที่วัดความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นได้สูงจำเป็นต้องใช้สายไฟและฉนวนจำนวนมาก
ในด้านการคำนวณโวลต์มิเตอร์ในห้องปฏิบัติการมาตรฐานมีความเหมาะสมเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่พบอยู่ในระดับปานกลางโดยปกติจะอยู่ระหว่าง 1 V ถึง 15 V.
โดยทั่วไปแล้วโวลต์มิเตอร์แบบอะนาล็อกจะใช้ในการวัดแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่เศษเสี้ยวของโวลต์ไปจนถึงสองพันโวลต์
ในทางตรงกันข้ามโวลต์มิเตอร์แบบดิจิทัลมีความแม่นยำสูงกว่าและใช้สำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กมากในห้องปฏิบัติการและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ประวัติศาสตร์
หลักการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังโวลต์มิเตอร์ถูกกำหนดขึ้นโดยนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์กฮันส์คริสเตียนออร์สเต็ดในปี พ.ศ. 2363 เมื่อเขาค้นพบว่ากระแสไฟฟ้าในเส้นลวดทำให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบ ๆ
แอมป์มิเตอร์ตัวแรกซึ่งเป็นโวลต์มิเตอร์ที่ไวและไม่ทนถูกใช้โดยนักฟิสิกส์AndréAmpèreในปี พ.ศ. 2363 เพื่อวัดกระแส
แต่โวลต์มิเตอร์เกือบทุกประเภทจะขึ้นอยู่กับแบบจำลองที่ตัวบ่งชี้ฝังอยู่ในขดลวดเคลื่อนที่
สิ่งนี้ได้รับการพัฒนาโดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Jacques-Arsene d'Arsonval ในปี พ.ศ. 2425 ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาความสามารถในการเคลื่อนที่ของเขาก็เพิ่มขึ้นและแบบจำลองที่ทันสมัยบางรุ่นสามารถวัดได้ถึง 20,000 โวลต์
ทำงาน
โวลต์มิเตอร์คือกัลวาโนมิเตอร์ที่ได้รับการดัดแปลงเพื่อวัดความต่างศักย์ระหว่างจุดสองจุดในวงจรหรืออนุกรม
กัลวาโนมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่สร้างขึ้นโดย Jacques-Arsene d'Arsonval ซึ่งประกอบด้วยการวางสายขดในสนามแม่เหล็กถาวรซึ่งต่อเข้ากับสปริงและหน้าปัดที่ปรับเทียบแล้ว
กัลวาโนมิเตอร์
นอกจากนี้ยังสามารถปรับเปลี่ยนกัลวาโนมิเตอร์ให้กลายเป็นแอมป์มิเตอร์ซึ่งใช้ในการวัดกระแสที่ใหญ่ขึ้น
แต่เมื่อใช้เครื่องมือนี้ในการวัดแรงดันไฟฟ้ากัลวาโนมิเตอร์จะกลายเป็นโวลต์มิเตอร์จะเชื่อมต่อขนานกับพื้นที่ที่กำลังวัด
เนื่องจากต้องต่อโวลต์มิเตอร์เข้ากับวงจรขนานจึงต้องสร้างในลักษณะที่มีความต้านทานสูง
ในวงจรกระแสจะเป็นไปตามเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุดเสมอ เมื่อทำการวัดความต่างศักย์ในส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจรสิ่งสำคัญคือต้องเปลี่ยนส่วนนั้นให้น้อยที่สุดเมื่อทำการวัด
หลักการของโวลต์มิเตอร์
หลักการทั่วไปของโวลต์มิเตอร์คือต้องต่อขนานกับวัตถุที่จะวัดแรงดันไฟฟ้า
ใช้การเชื่อมต่อแบบขนานเนื่องจากโวลต์มิเตอร์ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้มีค่าความต้านทานสูง
ด้วยวิธีนี้หากความต้านทานสูงนั้นเชื่อมต่อเป็นอนุกรมกระแสกระแสจะเกือบเป็นศูนย์ นั่นหมายความว่าวงจรถูกเปิดแล้ว
นอกจากนี้ในวงจรคู่ขนานแรงดันไฟฟ้าเป็นที่รู้กันว่าเหมือนกันดังนั้นแรงดันไฟฟ้าระหว่างโวลต์มิเตอร์และโหลดจึงเกือบเท่ากัน
ในทางทฤษฎีสำหรับโวลต์มิเตอร์ในอุดมคติความต้านทานควรอยู่ที่อินฟินิตี้เพื่อให้กระแสไฟฟ้าที่ดึงออกมาเป็นศูนย์ ด้วยวิธีนี้จะไม่มีการสูญเสียพลังงานในเครื่องมือ
แต่สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้จริงเพราะคุณไม่สามารถมีวัสดุที่มีความต้านทานไม่สิ้นสุด
การใช้งานจริง
โวลต์มิเตอร์ช่วยให้คุณวัดแรงดันไฟฟ้าหรือความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างจุดสองจุดในวงจรได้อย่างปลอดภัยและในเวลาเดียวกันจะไม่เปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของวงจรนั้น
ความสามารถในการวัดแรงดันไฟฟ้าเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบและการจัดการเทคโนโลยีขั้นสูง แต่ก็มีการใช้งานอื่น ๆ เช่นกัน
ตัวอย่างเช่นคุณต้องการเปิดพัดลม แต่เมื่อคุณเชื่อมต่อและเปิดมันไม่มีอะไรเกิดขึ้น แม้ว่าพัดลมอาจเสียหาย แต่เต้ารับที่ผนังอาจไม่ได้รับกระแสไฟ
สามารถใช้โวลต์มิเตอร์เพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าของปลั๊ก หากไม่ได้อยู่ที่ประมาณ 120V แสดงว่าปลั๊กอาจไม่ดี
การใช้งานอีกอย่างหนึ่งคือการตรวจสอบว่าแบตเตอรี่ถูกชาร์จหรือคายประจุหรือไม่ เมื่อรถไม่สตาร์ทคุณสามารถวัดแรงดันแบตเตอรี่ด้วยโวลต์มิเตอร์เพื่อดูว่ามีปัญหาหรือไม่
แรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้งานมากมายในชีวิตประจำวัน สายส่งไฟฟ้ามีกำลังไฟฟ้าในระดับแรงดันสูงต่างๆตั้งแต่หลายร้อยถึงหลายพันโวลต์ที่มากกว่าเต้ารับทั่วไป 120 V
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (เช่นคอมพิวเตอร์) ต้องการการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่แม่นยำ แต่ทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าเพียงไม่กี่โวลต์และมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย
โวลต์มิเตอร์มีหลายประเภทสำหรับการใช้งานที่หลากหลายเหล่านี้
ประเภท
ตามหลักการก่อสร้างมีโวลต์มิเตอร์ประเภทต่างๆ ส่วนใหญ่สามารถแบ่งออกเป็น:
- โวลต์มิเตอร์เหล็ก (MI)
- โวลต์มิเตอร์ชนิด Electro-dynamometer
- โวลต์มิเตอร์แบบเหนี่ยวนำ
- โวลต์มิเตอร์ไฟฟ้าสถิต.
- ดิจิตอลโวลต์มิเตอร์ (DVM)
- แม่เหล็กถาวรโวลต์มิเตอร์ (PMMC)
- โวลต์มิเตอร์วงจรเรียงกระแส
โวลต์มิเตอร์ที่สร้างขึ้นเพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าที่สูงและเป็นอันตราย (เช่นสายส่ง) มีฉนวนพิเศษระหว่างจุดทดสอบและผู้ใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ผู้ใช้ถูกไฟฟ้าดูด
โวลต์มิเตอร์อื่น ๆ ทำขึ้นเพื่อวัดระดับแรงดันไฟฟ้าต่ำบนวัตถุขนาดเล็กเช่นชิปคอมพิวเตอร์ด้วยความแม่นยำอันยิ่งใหญ่
โวลต์มิเตอร์ที่ใช้ในกรณีเหล่านี้อาจมีขนาดเล็กมากและได้รับการออกแบบมาเพื่อกำจัดหรือลดเสียงรบกวนจากความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นตามธรรมชาติในสิ่งแวดล้อมหรือมาจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใกล้เคียง
โวลต์มิเตอร์ที่พบบ่อยที่สุดคืออุปกรณ์มือถือที่มีจอแสดงผลและสายอิเล็กทรอนิกส์สองตัว สายไฟเหล่านี้เชื่อมต่อกับจุดสองจุดในวงจรและระดับแรงดันไฟฟ้าจะแสดงบนหน้าจอ
อ้างอิง
- โวลต์มิเตอร์คืออะไร? กู้คืนจาก study.com
- คำจำกัดความ: โวลต์มิเตอร์ กู้คืนจาก whatis.techtarget.com
- หลักการทำงานของโวลต์มิเตอร์และประเภทของโวลต์มิเตอร์ กู้คืนจาก electric4u.com
- โวลต์มิเตอร์. กู้คืนจาก schools.wikia.com
- โวลต์มิเตอร์. กู้คืนจาก ceilingpedia.com