คนที่อยู่ห่างจากวงจรไฟฟ้า แรงดัน กระแส และความต้านทาน แทบจะไม่สามารถตอบคำถามนี้ได้ทันที: โวลต์มิเตอร์วัดอะไร? เนื่องจากคำตอบนั้นชัดเจน หากคุณเพิ่งอ่านครึ่งหลังของชื่อบทความ เราจะเปิดเผยหัวข้อนี้ในรายละเอียดเพิ่มเติมเล็กน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราจะพิจารณาการวัดแรงดันไฟฟ้าในชีวิตประจำวัน ลักษณะของอุปกรณ์ หลักการทำงาน
คำจำกัดความ
โวลต์มิเตอร์เป็นอุปกรณ์วัดที่ช่วยให้คุณได้รับค่าของแรงดันไฟหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้าในวงจร DC หรือ AC ช่วงของเครื่องมือสามารถขยายได้ถึง 1,000 V หรือมากกว่า ทุกอย่างขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ เพื่อให้เข้าใจมากขึ้นว่ามันคืออะไร ให้พิจารณาคำจำกัดความของแรงเคลื่อนไฟฟ้า เนื่องจากมักสับสนกับแรงดันไฟหลัก จึงควรแยกออกจากกัน
EMF และแรงดันไฟ: ความแตกต่าง
ดังนั้น EMF คือปริมาณทางกายภาพที่แสดงลักษณะงานที่ทำโดยแรงใดๆ ที่มีลักษณะไม่เป็นไฟฟ้าในการเคลื่อนที่หน่วยประจุบวกตามแนวเส้นชั้นความสูงที่พิจารณา ในกรณีที่พบบ่อยที่สุด มันแสดงให้เห็นความสามารถของแหล่งพลังงานในการสร้างความต่างศักย์หนึ่งหรืออย่างอื่นที่จุดเว้นระยะสองจุดในวงจร มันถูกวัดเช่นแรงดันไฟฟ้าในหน่วยโวลต์ มันแตกต่างจากที่มันแสดงลักษณะของแหล่งจ่ายไฟที่ไม่ได้ใช้งานนั่นคือโดยไม่ต้องเชื่อมต่อกับเครือข่าย
เมื่อมีกระแสในวงจร นั่นคือ ปิด อีกแนวคิดที่คุ้นเคยปรากฏขึ้น - แรงดันไฟ ยิ่งกว่านั้น มันสามารถนำไปใช้ทั้งสำหรับแหล่งพลังงานที่ขั้วของมันและในส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจร การวัดแรงดันไฟคือการระบุความต่างศักย์ระหว่างจุดเว้นระยะห่างสองจุด สำหรับแหล่งพลังงาน มักจะน้อยกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าเมื่อรวมอยู่ในวงจรการบริโภค อันที่จริง ทั้ง EMF และแรงดันไฟฟ้าเหมือนกัน โดยมีความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือสิ่งที่กระบวนการทางกายภาพสร้างความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างจุดสองจุดที่ทำการวัด
ประเภทของโวลต์มิเตอร์
ที่นี่ควรแยกประเภทหลักสองประเภท: แบบพกพาและอยู่กับที่ เครื่องมือวัดแรงดันไฟฟ้าแบบพกพาไม่เพียงแต่สามารถลากด้วยมือเท่านั้น โดยปกติแล้วจะมีฟังก์ชันตรวจสอบกระแสและความต้านทานในวงจร ตลอดจนอุณหภูมิของตัวนำ เป็นต้น อุปกรณ์เครื่องเขียนมักจะถูกรวมเข้ากับโครงสร้างเครือข่าย ซึ่งจะทำการวัด เช่น ในแผงสวิตช์ไฟฟ้า แผง ฯลฯ
ว่าด้วยการจัดประเภทตามหลักการจากนั้นเราสามารถแยกแยะโวลต์มิเตอร์แบบไฟฟ้าได้หลายประเภทและแบบอิเล็กทรอนิกส์สองประเภท หลังเป็นแบบแอนะล็อกและดิจิทัล โวลต์มิเตอร์แบบเครื่องกลไฟฟ้าใช้ระบบทรานสดิวเซอร์แม่เหล็กเพื่ออ่านค่าแรงดันไฟฟ้า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แปลงสัญญาณที่ได้รับโดยใช้ ADC การอ่านค่าโวลต์มิเตอร์ ขึ้นอยู่กับหลักการของการนำเสนอข้อมูล จะแสดงด้วยตัวชี้ลูกศรหรือบนจอแสดงผลดิจิตอลพิเศษ
อีกประเภทหนึ่ง - ตามวัตถุประสงค์ ช่วยให้คุณสามารถแบ่งอุปกรณ์ต่างๆ ออกเป็น DC และ AC มิเตอร์ เช่นเดียวกับ Phase-sensitive, พัลส์และสากล สำหรับช่วงหลังนี้ มีสัญญาณให้ใช้งานเกือบทั้งหมด ซึ่งจำเป็นต้องทราบแรงดันไฟฟ้า
ข้อมูลจำเพาะหลัก
ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของอุปกรณ์ ตัวอย่างเช่น โวลต์มิเตอร์แบบ DC มักจะมีช่วงการวัดหลายช่วง ดังนั้นจำนวนดังกล่าวจึงเป็นหนึ่งในคุณสมบัติทางเทคนิคที่สำคัญที่สุด นอกจากนี้ อุปกรณ์เกือบทั้งหมดมีอิมพีแดนซ์อินพุตที่แน่นอน ซึ่งขึ้นอยู่กับช่วงแรงดันไฟฟ้าของส่วนวงจรที่กำลังศึกษา
แน่นอนว่าคุณสมบัติที่สำคัญยังมีข้อผิดพลาด ความละเอียดของมาตราส่วนหรือขั้นตอนการอ่านขั้นต่ำ หากเรากำลังพูดถึงโวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอล หากผู้ใช้ได้รับอุปกรณ์สากลสำหรับวัดแรงดันไฟฟ้า ขีดจำกัดของปริมาณที่เขาสามารถทำงานได้ เช่น กระแส ความต้านทาน อุณหภูมิ ตลอดจนช่วง ข้อผิดพลาด และความถี่สำหรับสัญญาณตัวแปร
หลักการทำงาน
การทำงานโดยรวมของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับการใช้งานอย่างมาก ถ้าเป็นโวลต์มิเตอร์แบบเครื่องกลไฟฟ้า แสดงว่ามีระบบแม่เหล็กที่ไวต่อกระแสไหล การเบี่ยงเบนของลูกศรชี้ซึ่งเชื่อมต่อทางกลไกกับวงจร เฟรม หรืออย่างอื่นที่ใช้ในการแปลงกระแสในวงจรก็ขึ้นอยู่กับค่าของมันด้วย ความแม่นยำของอุปกรณ์ดังกล่าวไม่สูงมาก เนื่องจากไม่อนุญาตให้รับค่าความต้านทานอินพุตสูง ซึ่งหมายความว่าจะทำให้เกิดการบิดเบือนที่ร้ายแรงในการวัด เนื่องจากมีการเพิ่มการนำปรสิตในวงจร
โวลต์มิเตอร์แบบดิจิตอลซึ่งเพิ่งแพร่หลายไปในชีวิตประจำวัน มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากอยู่ใต้ฝา นี่เป็นเพราะการแปลงสัญญาณแอนะล็อกที่ได้รับที่อินพุตของอุปกรณ์ให้อยู่ในรูปแบบดิจิทัลโดยใช้ ADC สำหรับผู้ที่สนใจจริงๆ มีวรรณกรรมจำนวนมากในหัวข้อนี้ โวลต์มิเตอร์ดังกล่าวซึ่งราคาผันผวนภายในไม่กี่ร้อยรูเบิลแน่นอนไม่ได้อ้างว่ามีความเป็นไปได้ที่หลากหลายและแม่นยำมาก แต่ค่อนข้างสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแบตเตอรี่รถยนต์หรือใน เครือข่าย 220 V
เชื่อมต่อกันเป็นลูกโซ่
โวลต์มิเตอร์ในวงจรจะต่อขนานกับโหลดหรือแหล่งพลังงานเสมอ หากคุณต้องการวัด EMF หรือแรงดันไฟที่ขั้ว นั่นคือเหตุผลที่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับอิมพีแดนซ์อินพุตของอุปกรณ์ เนื่องจากการเชื่อมต่อดังกล่าวหมายถึงลักษณะของการนำไฟฟ้าเพิ่มเติมในวงจร
ไม่ว่าในกรณีใดคุณควรเชื่อมต่อโวลต์มิเตอร์ซึ่งราคาอย่างน้อยก็สูงเล็กน้อยเป็นอนุกรมในวงจร มิฉะนั้น ผู้ใช้อาจเสี่ยงต่อการเผาไหม้อุปกรณ์โดยไม่ได้มีเวลาค้นหาว่าอุปกรณ์นั้นเกี่ยวกับอะไร แม้ว่าจะรอดพ้นจากการรักษาป่าเถื่อนเช่นนี้ แต่ก็ไม่ควรเชื่อถือการอ่านค่าของมัน เนื่องจากกระแสไฟฟ้าในวงจรได้รับการเปลี่ยนแปลงอย่างร้ายแรงเมื่อโวลต์มิเตอร์เชื่อมต่อในลักษณะนี้ ส่งผลให้ไม่ทราบถึงความเป็นไปได้ที่จะทราบแรงดันไฟฟ้าที่แท้จริงของส่วนนั้นอีกครั้ง วัดแล้ว
ข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัยในการทำงาน
เนื่องจากความต้านทานของโวลต์มิเตอร์เองนั้นค่อนข้างมากในกรณีส่วนใหญ่ และวงจรเชื่อมต่อจึงถูกใช้แบบขนานกัน ความเสี่ยงที่จะเกิดไฟฟ้าช็อตร้ายแรงในวงจรไฟฟ้าแรงต่ำจึงน้อยมาก อย่างไรก็ตาม หากเรากำลังพูดถึงอุปกรณ์อุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรุ่นที่อยู่กับที่ นี่หมายถึงค่ามหาศาลของค่าที่วัดได้ของทั้งแรงดันและกระแส ดังนั้นในที่นี้ ข้อควรระวังเพื่อความปลอดภัยจะต้องอยู่ที่ระดับสูงสุด และหากไม่มีความรู้เพียงพอ ถุงมือยาง เสื่อ และมาตรการที่เหมาะสมอื่น ๆ กิจกรรมใด ๆ ก็เป็นข้อห้าม สิ่งที่วัดโวลต์มิเตอร์มักเป็นอันตรายถึงชีวิต ดังนั้นเราจึงไม่แนะนำให้ลองเสี่ยงโชค ไม่ว่าในกรณีใด คุณไม่ควรแตะต้องสายเปล่า แม้ว่าวงจรจะเป็นตามคำจำกัดความของแรงดันไฟต่ำก็ตาม
สรุป
ตอบคำถามว่าโวลต์มิเตอร์วัดอะไรเราพิจารณาในแง่ทั่วไปอุปกรณ์ลักษณะทางเทคนิคหลักการจำแนกประเภท แน่นอนว่าบทวิจารณ์สั้นๆ นี้ไม่ได้อ้างว่าครอบคลุม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากผู้อ่านขาดความรู้พื้นฐานด้านวิศวกรรมไฟฟ้า
โดยสรุปควรสังเกตว่าโวลต์มิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้าในส่วนของวงจรที่เชื่อมต่อแบบขนาน มิฉะนั้น คำให้การของเขาจะไม่น่าเชื่อถือ ไม่ต้องพูดถึงอันตรายจากการสูญเสียอุปกรณ์ราคาแพงที่อาจเกิดขึ้น ผู้อ่านควรระมัดระวังเมื่อใช้อุปกรณ์ที่บ้าน เนื่องจากการสัมผัสกับส่วนไฟฟ้าแรงสูงของวงจรเป็นอันตรายถึงชีวิต