Lad os sige, at jeg har fået et kredsløb med en to-polet Thévenin-ækvivalent, der har DC-spændingsforskel U og ud-modstand Ro. Hvad gør voltmeteret? Jeg formoder, at den har en intern, meget stor modstand (Rv), der er forbundet parallelt med Ro. Men hvad måles på tværs af Rv, og hvordan?
Kommentarer
- Thevenin-modellen er en seriemodstand, så måleren vil være forbundet i serie med det her. Det ' er Norton-modellen, der har en shuntmodstand, som måleren ville være forbundet parallelt med.
Svar
Der er forskellige måder at foretage den faktiske måling på.
En af de mere traditionelle er et mikro-amperemeter med bevægelig spole, der består af en vikling på en jernkerne, der roterer mellem polerne på en permanent magnet og arbejder mod kraften fra en fjeder. Målerkredsløbet og vælgeren forbinder forskellige modstande for at skalere indgangsspændingen til en lille strøm. Et rå, relateret instrument kan fremstilles ved at vinde et par omdrejninger af wire over et magnetisk kompas af plastlegeme, hvor det indførte felt danner en vektorsum med jordens felt og resulterer i en ny markørvinkel.
Den næste store udvikling bestod i at bruge en vakuumrørsforstærker med høj impedans mellem det kredsløb, der testes, og målerens bevægelse, hvilket producerede Vacum Tube Volt Meter eller VTVM. Senere blev røret udskiftet med en felteffekt-transistor.
Den tredje største udvikling ville være at erstatte målerens bevægelse med en analog til digital konverter.Dette består normalt af en komparator, der sammenligner den ukendte indgang med kendte referencespændinger; enten sekventielt, når referencespændingen ændres af en digital til analog konverter under en søgealgoritme eller ved at oplade en kondensator under måling af tid eller til applikationer med høj hastighed bu ved hjælp af et antal komparatorer og spændingskilder, der fungerer parallelt for at give et hurtigere svar (dog for m findes mere sandsynligt i et højhastighedsinstrument såsom et oscilloskop end en typisk digital multimeter).
Svar
Voltmeters måler den spænding, de ser efter indlæsning med deres “inputmodstand”. For målere med elektroniske kredsløb er dette normalt i området 10 M Ω. Derfor danner Ro-impedansen for kildespændingen og voltmeterindgangsimpedansen en spændingsdeler, og voltmeteret fortæller dig spændingen ud af denne skillevæg.
Så længe kildespændingsimpedansen er væsentligt mindre end voltmeter indgangsimpedans, vil voltmeteret aflæse spændingen nøjagtigt. Derfor er højere indgangsmodstand bedre for voltmetre. I praksis laster det meste af tiden noget med 10 M Ω vundet “t skift spænding til det punkt, du holder af. Alligevel skal du være opmærksom på begrænsningerne i dine værktøjer for at vide, hvornår de ikke giver dig nøjagtige aflæsninger.
Kommentarer
- Tak, det gør det tydeligere! Hvordan udføres den faktiske måling af spænding i de fleste voltmetere? Jeg formoder, at de ikke ' tæller elektroner og dividerer med modstanden?
- Normalt måler de en meget lille strøm i µ A-området.
- @Astrid: I moderne elektroniske målere er spændingen passende forstærket, konverteret til et tal ved hjælp af en A / D-konverter, der konverteres til decimal i en mikrocontroller, derefter det, der vises for brugeren. Gamle målere påførte spændingen direkte på spolen til en meters bevægelse. Disse havde væsentligt lavere indgangsmodstand, selvom spolen blev viklet med så mange omdrejninger af tynd ledning som muligt.
- BTW var der stadig et gammelt voltmeter med meget høj (teoretisk uendelig) inputmodstand ved hjælp af en potenti ometer som et " måleinstrument " . Jeg er enig med @starblue, at traditionelle gamle bevægelses voltmetre faktisk måler strømmen. Der fungerer ballastmodstanden som en spændings-til-strøm-konverter.
Svar
En voltmåler beregner potentiel forskel mellem den varme ledning og den neutrale Fordi strømmen strømmer fra varm til neutral 0 – (- 115) = 115 og 115 -0 = 115 vekselstrøm neutral forbliver på nul, hvor det varme går fra en negativ varm til en positiv varm.
Kommentarer
- Dette er ikke et svar på dette spørgsmål. OP spørger om, hvordan voltmeter fungerer.