انواع ولت متر و اصول کار آن
ولت متر چیست؟
یک وسیله اندازه گیری می باشدکه ولتاژ بین دو گره را در یک مدار الکتریکی می سنجد. معمولا در ولت مترهای آنا لوگ، نشانگر متناسب با ولتاژ مدار در یک مقیاس معین تغییر می کند. ولت متر دیجیتال به وسیله مبدل آنالوگ به دیجیتال، ولتاژ را به شکل یک رقم نشان می دهد. از ولت مترهای نصب شده دائمی برای میزان سنجی ژنراتورها و سایر دستگاه های ثابت استفاده می شود. از ابزار های قابل حمل جهت اندازه گیری جریان به وسیله مقاومت به مولتی متر تجهیز شده اند. از این ابزار برای تجهیزات استاندارد در کارهای برق و الکترونیک استفاده می شود.
گالوانومتر:
برای اندازه گیری جریان از طریق اثرات شیمیایی، گرمایی و مغناطیسی استفاده می شود. به این ابزار که برای اندازه گیری جریان استفاده می شوند،گالوانومتر می گویند.
ولت سنج برای اندازه گیری ولتاژ:
به کمک گالوانومتر می توان جریان و میزان ولتاژ را اندازه گرفت. می دانیم که طبق قانون اهم همه کمیت ها متناسب می باشند. در واقع اگر دو کمیت با یکدیگر متناسب باشند به وسیله یک وسیله مندرج کمیت ها را اندازه گیری می کنیم. مثلا در تاکسی متر که مسافت طی شده را محاسبه می کند بر اساس کیلومتر مدرج این عملیات صورت می گیرد. همانطور که معلوم است کرایه با فاصله متناسب می باشد و درجات شماره به شکل مستقیم به پول پرداختی درجه بندی می شود. به این ترتیب گالوانومتر می تواند به طور مستقیم جریان بر حسب آمپر را در وسیله و ولتاژ دو سر آن را بر حسب ولت اندازه بگیرد. پس گالوانومتر به اشکال مختلف می تواند مقدار آمپر و ولتاژ را به کمک آمپر سنج و ولت سنج مدرج تعیین کند.
نحوه قرار دادن ولت سنج در مدار:
به وسیله ولت سنج مدرج می توانیم اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه از مدار را تعیین کرد. به عنوان مثال اگر بخواهیم اختلاف پتانسیل بین دو سر لامپ رشته ای را که از چشمه جریانی تغذیه می کند را اندازه گیری کنیم باید دو سر ولت سنج را به دو سر لامپ متصل کنیم یا می توان گفت که ولت سنج اختلاف پتانسیل ولتاژ دو نقطه از مدار یا یک عنصر از مدار به شکل موازی در مدار نصب می شود.
ولتاژ عبور کرده از ولت سنج ، ولتاژ همه قسمت هایی از مدار می باشد که آرایش موازی با ولت سنج داشته باشد. در حالی که آمپر سنج در مدار باید به صورت متوالی نصب شود. با اندازه گیری جریان عبوری از یک بخش از مدار جریان کل مدار مشخص می شود که باید با جریان المان مداری اندازه گیری شده برابر باشد.
مقاومت درونی ولت سنج:
به مقدار جزئی از مدار که ولتاژ دو سر آن باید مشخص شود به طور موازی بسته می شود که از این جهت جریان معینی از مدار اصلی از آن عبور می کند. وقتی ولت سنج در مدار نصب شد جریان و ولتاژ مدار اصلی تغییر می کند به این ترتیب در مدار رساناهای مختلفی موجود می باشد که شامل رساناهای قبلی و ولت سنج می باشد. مثلا هرچه میزان مقاومت ولت سنج در مقایسه با مقاومت لامپ بیشتر باشد اختلاف بین مقاومت ولت سنج باید بزرگ انتخاب شود. به این ترتیب مقاومت اضافی امکان دارد مقاومتش تا چند هزار اهم نیز برسد برای این منظور ولت سنج را به صورت متوالی در مدار نصب می کنند.
.
چگونگی عملکرد ولت متر:
ولت متر بر اساس قانون اهم عمل می کندکه بر طبق قانون اهم ولتاژ دو سر یک مقاومت با جریان عبوری از آن تناسب دارد. هنگامی که حداکثر مقیاس جریان از دو سر سیم استاندارد بگذرد، در بین دوسر سیم اختلاف پتانسیل ایجاد می شود برای نشان دادن ولت متر از نماد V استفاده می شود.
یک ولت متر همیشه با همان عنصری که قرار است ولتا ژش محاسبه می شود به صورت موازی در مدار قرار می گیرد. بر روی ولت متر DC نشانه های پلاریته مندرج شده است. پس باید ترمینال با علامت + (یا مثبت )ولت متر در محدوده ای با ولتاژ بالاتر و ترمینال (منفی)- آن متصل شود که دارای ولتاژ کمتری می باشد. در این صورت ولتاژ درست حاصل می شود.
برای ولت متر AC نشا نه ی پلاریته موجود نیست و می توان ترمینال ولت متر را به شکل دلخواه به نقاط دلخواه وصل کرد. باید دانست ولت مترهای Ac با عنصر به صورت موازی قرار می گیرند. وقتی مقاومت با آمپر متر در یک مدار به صورت سری قرار می گیرد می توان ولت متری با مقیاس ولتاژ بزرگ تولید کرد.
انواع ولت متر:
? ولت متر آنالوگ:
این نوع ولت متر به وسیله انحراف عقربه یا نشانگر نمایش داده می شود. یک ولت متر آنالوگ در سه نوع زیر قابل مشاهده می باشد.
? ولت متر با پیچه متحرک : که خود دارای دو نوع زیر می باشد.
? ولت متر پیچه متحرک مغناطیس دائم:
ابزار های پیچه متحرک مغناطیس دائم تنها به جریان مستقیم پاسخ می دهند. به این ترتیب ابزارهایی جهت ساخت میدان مغناطیسی به آهنربا یا مغناطیس دائم نیاز دارند. سیم پیچ دور یک قطعه آهن نرم پیچیده می شود و روی محور عمود می چرخد. بنابراین وقتی جریان از پیچه می گذرد گشتاور انحراف بر اساس معادله نیروی لورنتس ایجاد می شود.
? ولت متر پیچه متحرک دینامومتر:
این ابزار از دو پیچه ساخته شده است. یک پیچه ثابت می باشد و پیچه دیگر به دور آن می چرخد. وقتی همکنش دو میدان ایجاد شود منجر به تولید گشتاور انحراف می شود.
? ولت متر با آهن متحرک : این ابزار ها در مدار های AC بکار می روند و به انواع آهن متحرک ساده ، دینامومتر و القایی تقسیم بندی می شوند. ابزارهای دارای آهن متحرک از آهن نرم شامل پیچه های ثابت و متحرک ایجاد شده اند.
? ولت متر الکترواستاتیک: این نوع ولت متر بر طبق قانون الکترواستاتیک عمل می کند که در آن نیروی دافعه بین دو صفحه باردار باعث انحراف نشانگر متصل به فنر می شود. از این ابزار برای محاسبه ولتاژهای AC و DC استفاده می شود. این ولت مترها، ابزارهای با حساسیت بالا بوده و توانایی اندازه گیری کوچک ترین ولتاژ های بار مانند ولتاژ بالای200 کیلو ولت را دارند.
ولت متر لامپ خلا و ولت متر ترانزیستوری:
این دستگاه می تواند ولتاژهای متناوب و مستقیم AC و DC را بسنجد. این ابزار ها از تقویت کننده الکترونیکی بین ورودی و سنجش استفاده می کنند.
ترانزیستور اثر میدان :
یک ترانزیستور است که از میدان الکتریکی جهت کنترل عملیات الکتریکی استفاده می کند. این ترانزیستورها با نام تک قطبی در بازار موجود می باشند. عملکرد ولت متر ترانزیستوری بر مبنای اثر میدان جهت اندازه گیری ولتاژ مورد استفاده قرار می گیرد.
ولت متر دیجیتال:
یا DMV ولتاژ را با LED ها یا LCD ها نشان می دهد. در این ابزار یک مبدل A/D می باشد. بنابراین مجهز به میکروکنترلر، مبدل آنالوگ به دیجیتال و نمایشگر LCD جهت نمایش دیجیتال دقیق مقادیر آنالوگ از 0 تا 15ولت DC می باشد.
کاربرد ولت متر:
? دریافت ولتاژ ذخیره بار مثل تست ولتاژ باتری است. به این شکل که باتری AAA شامل ولتاژ 6/1می باشد در حالی که ولتاژ باتری تخلیه شده 1/1 ولت را نمایش می دهد. این مسئله برای باتری خودرو نیز به این صورت است که یک باتری 12 ولتی سرب- اسید با شارژ کامل5/12 ولت است که وقتی با آلترناتور ماشین شارژ شده باشد ولتاژ 14 ولت را نمایش می دهد. هنگامی که ولتاژ باتری 10 ولت باشد در واقع آلترناتور خودرو با مشکل مواجه شده است.
? برای تعیین مدار متصل به برق مثلا تشخیص برق پریز
? مشاهده وضعیت آلارم بوق در لوازم الکتریکی
? تعیین جریان با تقسیم ولتاژ بر مقاومت در زمان نبود آمپر متر
? تعیین وضعیت اتصال بین باتری های سری
? بکار بردن یک اهم متر به وسیله تقسیم کننده ولتاژ با مقاومت نامشخص
? بکار گیری به عنوان آمپر متر با کمک اندازه گیری ولتاژ دو سر یک مقاومت شنت