Làm thế nào để một vôn kế làm việc?


7

Giả sử tôi có một mạch có tương đương Thévenin hai cực có điện áp DC chênh lệch U và điện trở ngoài Ro. Vôn kế làm gì? Tôi cho rằng nó có điện trở trong (Rv) bên trong rất lớn được kết nối song song với Ro. Nhưng những gì được đo trên Rv, và làm thế nào?


Mô hình Thevenin là một loạt kháng, vì vậy đồng hồ sẽ được kết nối nối tiếp với điều này. Đó là mô hình Norton có điện trở shunt mà đồng hồ sẽ được kết nối song song với.
Chris Stratton

Câu trả lời:


4

Có nhiều cách để thực hiện phép đo thực tế.

Một trong những truyền thống hơn là một micro-ampe kế chuyển động, bao gồm một cuộn dây trên lõi sắt quay giữa hai cực của một nam châm vĩnh cửu, hoạt động chống lại lực của lò xo. Mạch đo và bộ chọn công tơ kết nối các điện trở khác nhau để mở rộng điện áp đầu vào thành một dòng điện nhỏ. Một dụng cụ thô, có liên quan có thể được tạo ra bằng cách cuộn một vài vòng dây trên một la bàn từ tính thân nhựa, với trường được giới thiệu tạo thành một vectơ với trường của trái đất và tạo ra một góc con trỏ mới.

Sự phát triển lớn tiếp theo bao gồm sử dụng bộ khuếch đại ống chân không có trở kháng cao giữa mạch được thử nghiệm và chuyển động của đồng hồ, tạo ra Máy đo Volt Vôn kế hoặc VTVM. Sau đó, ống được thay thế bằng một bóng bán dẫn hiệu ứng trường.

Sự phát triển lớn thứ ba sẽ là thay thế chuyển động của đồng hồ bằng một bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số. Điều này thường bao gồm một bộ so sánh so sánh đầu vào chưa biết với điện áp tham chiếu đã biết; tuần tự khi điện áp tham chiếu được thay đổi bởi bộ chuyển đổi kỹ thuật số sang tương tự theo thuật toán tìm kiếm hoặc bằng cách sạc tụ điện trong khi đo thời gian hoặc cho các ứng dụng tốc độ cao sử dụng một số bộ so sánh và nguồn điện áp hoạt động song song để tạo ra tốc độ nhanh hơn câu trả lời (mặc dù hình thức đó có nhiều khả năng được tìm thấy trong một thiết bị tốc độ cao như máy hiện sóng hơn là máy đo đa kỹ thuật số thông thường).


4

Vôn kế đo điện áp mà họ nhìn thấy sau khi tải nó với "điện trở đầu vào". Đối với mét có mạch điện tử, điều này thường nằm trong phạm vi 10 MΩ. Do đó, trở kháng Ro của điện áp nguồn và trở kháng đầu vào của vôn kế tạo thành một bộ chia điện áp và vôn kế cho bạn biết điện áp ra khỏi bộ chia đó.

Miễn là trở kháng điện áp nguồn nhỏ hơn đáng kể so với trở kháng đầu vào của vôn kế, vôn kế sẽ đọc chính xác điện áp. Đây là lý do tại sao điện trở đầu vào cao hơn là tốt hơn cho vôn kế. Trong thực tế, hầu hết thời gian tải một cái gì đó với 10 MΩ sẽ không thay đổi điện áp của nó đến điểm bạn quan tâm. Tuy nhiên, bạn phải nhận thức được những hạn chế của các công cụ của mình để biết khi nào chúng sẽ không cung cấp cho bạn bài đọc chính xác.


Cảm ơn, điều đó làm cho nó rõ ràng hơn! Làm thế nào là phép đo thực tế của điện áp được thực hiện trong hầu hết các vôn kế? Tôi cho rằng họ không đếm electron và chia cho điện trở?
Astrid

1
Thông thường họ đo một dòng điện rất nhỏ, trong phạm vi của PatrickA.
starblue

@Astrid: Trong các đồng hồ điện tử hiện đại, điện áp được khuếch đại phù hợp, được chuyển đổi thành số bằng bộ chuyển đổi A / D, được chuyển đổi thành số thập phân trong một vi điều khiển, sau đó hiển thị cho người dùng. Đồng hồ cũ áp điện áp trực tiếp vào cuộn dây của một chuyển động mét. Chúng có điện trở đầu vào thấp hơn đáng kể mặc dù cuộn dây được quấn với càng nhiều vòng dây mỏng càng tốt.
Olin Lathrop

BTW vẫn còn một vôn kế cũ với điện trở đầu vào rất cao (về mặt lý thuyết, vô hạn) sử dụng chiết áp làm "dụng cụ đo" . Tôi đồng ý với @starblue rằng các vôn kế chuyển động cũ thông thường thực sự đo dòng điện. Ở đó, điện trở dằn đóng vai trò là bộ chuyển đổi điện áp thành dòng.
Mạch tưởng tượng

-1

Một vôn kế tính toán độ trễ tiềm năng giữa dây nóng và trung tính Vì các dòng điện chuyển từ nóng sang trung tính 0 - (- 115) = 115 và 115 -0 = 115 dòng trung tính xen kẽ ở mức 0 khi nóng đi từ nóng âm đến một nóng tích cực.


Đây không phải là một câu trả lời cho câu hỏi này. OP đang hỏi về hoạt động của vôn kế.
nidhin
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.