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Que es el Voltímetro? pueden utilizarse para cuantificar el voltaje?

voltimetro

El voltímetro es un dispositivo de medición que se utiliza para determinar los niveles de voltaje alrededor de un circuito cuando se conecta en paralelo con la parte del circuito que se va a medir.

A medida que analice la actividad de los circuitos eléctricos y electrónicos, o intente comprender por qué un circuito no se está llenando correctamente, debería terminar usando un voltímetro para cuantificar los distintos niveles de voltaje. Los voltímetros, que se utilizan para estimar el voltaje, vienen en numerosas formas y tamaños, ya sean simples o computarizados, o como parte de un multímetro avanzado que se usa comúnmente en la actualidad.

Los voltímetros también se pueden utilizar para cuantificar el voltaje de CC y los voltajes de CA sinusoidales, pero la representación de un voltímetro como estimador en un circuito puede interferir con sus condiciones de estado consistentes.

Como sugiere su nombre, un «voltímetro» es un instrumento que se utiliza para estimar el voltaje (V), es decir, el contraste potencial entre dos focos cualesquiera dentro de un circuito. Para cuantificar un voltaje (contraste esperado), se debe asignar un voltímetro al segmento cuyo voltaje desea medir. Los voltímetros se pueden usar para cuantificar la caída de voltaje en un solo segmento o de manera elegante, o se pueden usar para medir la totalidad de las caídas de voltaje en al menos dos focos o segmentos dentro de un circuito.

Ejemplo de un voltímetro

Si conectamos un voltímetro a los terminales de una batería de vehículo completamente energizada, leerá 12,6 voltios. Dicho esto, hay una diferencia de capacidad de 12,6 voltios entre los terminales positivo y negativo de las baterías. De esta manera, la tensión V se estima constantemente sobre o de acuerdo con una parte del circuito.

El tipo más básico de voltímetro de CC simple es el medidor PMMC (bucle móvil atractivo permanente), también conocido como el desarrollo D’Arsonval. Este tipo de diseño de medidor simple es básicamente un estimador de corriente (llamado galvanómetro) que se puede usar como voltímetro o amperímetro. El contraste clave es la forma en que se mapean en un circuito. El desarrollo de bucle móvil utiliza un imán fijo y un candado de alambre extremadamente ligero que puede moverse dentro del campo atractivo del imán (en adelante denominado «bucle móvil»).

En el punto en que se conecta un circuito, un flujo eléctrico se mueve a través de la ondulación, creando su propio campo de atracción (electromagnetismo) que reacciona contra el campo de atracción creado por el imán permanente circundante que posteriormente mueve el bucle. Dado que el galvanómetro reacciona a un flujo de corriente interno, si conocemos el obstáculo interno del bucle (trenzado de un cable de cobre), básicamente podemos usar la ley de Ohm para determinar la diferencia de potencial de comparación estimada.

Índice

    Construcción de medidor de bobina móvil de imán duradero

    desarrollo permanente de la cuchilla de bucle de movimiento magnético

    voltimetro

    La cantidad que se mueve la curvatura electromagnética, denominada «evitación», es relativa a la calidad de la corriente que se mueve a través del bucle para crear el campo atractivo requerido para desviar la aguja. En general, el bucle tiene un puntero o una aguja asociado, por lo que a medida que se desarrolla el rizo, el puntero se redirige sobre una escala directa para demostrar el valor estimado, con el borde de evitación relativo al flujo de información. En este sentido, el puntero de un galvanómetro se mueve a la luz de la corriente.

    Se utilizan resortes amortiguadores regularmente delgados para el desarrollo de relojes en espiral para controlar el borde de los movimientos de desvío o desarrollos rápidos que podrían dañar el puntero, así como para mantener el desarrollo del rizo en reposo cuando no fluye corriente a través del bucle. En general, el desarrollo del puntero está entre cero a la izquierda y deflexión completa (FSD) en el extremo derecho de la escala. Algunos desarrollos de contador tienen un puntero centrado en el resorte con la posición de reposo cero en la escala, y el desarrollo de la mano se tiene en cuenta de dos maneras. Esto es útil para estimar la tensión en ambas extremidades.

    A pesar de que este diseño de medidor PMMC responde directamente a la progresión de la corriente en la ondulación en movimiento, se puede adaptar muy bien para estimar el voltaje de la expansión de un obstáculo de acuerdo con la evolución del bucle. La combinación de una obstrucción de ubicación con el marco de desarrollo del medidor de rizo móvil enmarca un voltímetro de CC que puede proporcionar resultados precisos una vez alineado.

    Estimación de voltaje

    Hemos encontrado en estos ejercicios de tutoría que para cargas eléctricas armónicas, el voltaje entre dos propósitos cualesquiera de un circuito es cero, y cuando un flujo (el desarrollo de carga) fluye alrededor del circuito, hay un voltaje entre al menos dos propósitos distintos para el circuito. Con un galvanómetro podemos cuantificar el flujo de corriente entre dos focos así como el contraste de voltaje entre ellos según la ley de Ohm, ya que estas cantidades son relativas entre sí. De esta manera, usando un voltímetro graduado, podemos medir el posible contraste entre dos propósitos cualesquiera de un circuito.

    Sin embargo, ¿cómo convertiríamos un medidor que funciona con una corriente en un medidor que puede medir un voltaje? Anteriormente dijimos que la redirección del medidor de rizo en movimiento de imán permanente es equivalente a la calidad de la corriente que fluye a través de su bucle de movimiento. Si existe la posibilidad de que su desvío completo (FSD) esté siendo duplicado por los rizos en movimiento dentro del obstáculo, se puede hacer que el medidor lea un voltaje en lugar de una corriente, lo que hace que el medidor de imán móvil de bucle móvil se mueva hacia adentro. se convierte un voltímetro de CC.

    PMMC?

    Debido al plan de desarrollo de Curl, la mayoría de los medidores PMMC son dispositivos excepcionalmente sensibles que pueden tener una corriente de derivación completa y clasificaciones de IG tan bajas como 100 µA (o menos). En el caso de que, por ejemplo, el valor de resistencia para rizos en movimiento sea RG 500 & ohgr; en este momento, el voltaje de escala completa más extremo que podríamos cuantificar sería de solo 50 mV (V = I * R = 100 uA x 500 & ohgr;). Con todo, para desarrollar un voltímetro PMMC con un lazo sensible para cuantificar valores de voltaje más altos, necesitamos encontrar un método para disminuir el voltaje estimado a un valor que el medidor pueda manejar y esto se logra configurando una resistencia que se denomina multiplicador en disposición con el obstáculo de curvatura hacia adentro del dispositivo de medición.

    ¿Qué tal si esperamos usar nuestro galvanómetro de 100uA, 500ω anterior para medir voltajes de circuito de hasta 1.0 voltios? Obviamente, no podemos mapear legítimamente el medidor para cuantificar 1 voltio porque, como vimos anteriormente, el voltaje más grande que puede medir es 50 milivoltios (50 mV). Sin embargo, usando la ley de Ohm, podemos encontrar la estimación de la resistencia de colocación requerida RS que, al cuantificar un posible contraste de un voltio, produce una expansión completa del medidor.

    voltimetro de iman

    Por lo tanto, si la corriente para la que el galvanómetro proporciona una desviación completa es de 100 µA, en este punto se determina que la obstrucción de colocación requerida RS es 9,5 kΩ. Con esto en mente, un galvanómetro se puede convertir en un voltímetro asignando básicamente una cantidad suficientemente grande de oposición en la disposición asociada.

    Resistencia de la serie del voltímetro

    Cabe señalar que esta contradicción de disposición RS es consistentemente más alta que el obstáculo interno del bucle RG para limitar la calidad de la corriente a través de los devanados del rizo. La mezcla del desarrollo del medidor con este obstáculo de la disposición externa en este punto constituye el requisito previo para un voltímetro simple.

    Ejemplo de voltímetro no 1

    Un galvanómetro PMMC tiene una obstrucción de curvatura interna de 100 & ohgr; y crea una evitación completa para 200 mV. Determine el obstáculo multiplicador requerido para que el medidor proporcione un bypass completo cuando estima un voltaje de CC de 5 voltios.

    ejemplo de un voltimetro

    De esta manera, el obstáculo de alineación requerido tiene una estimación de 2,4 k & ohgr;

    Podemos usar esta estrategia para medir cada voltaje nominal cambiando la estimación del resistor multiplicador según sea necesario para conocer los valores de desviación de voltaje o corriente del galvanómetro (IFSD o VFSD). En este punto, solo necesitamos cambiar el nombre de la escala para acceder a la nueva calificación de estrés estimada desde cero.

    Este circuito divisor de voltaje básico se puede expandir aún más para tener un rango de resistencias «multiplicadoras» diferentes en esta configuración a lo largo de estas líneas, por lo que el voltímetro se puede usar para medir un rango de niveles de voltaje diferentes con solo presionar un botón.

    Diseño de voltímetro de rango múltiple

    Nuestro sencillo voltímetro de CC de arriba hacia abajo se puede estirar aún más utilizando varias protecciones de ubicación, cada una de las cuales se estima para una caída de voltaje específica.

    Estos se pueden seleccionar individualmente mediante un solo interruptor de ondas múltiples para que nuestro voltímetro simple pueda medir un rango más amplio de niveles de voltaje con un solo desarrollo. Este tipo de diseño de voltímetro se conoce como voltímetro de rango múltiple, con los rangos elegidos según el número de ubicaciones en el interruptor, p. Ej. B. 4 posiciones, 5 posiciones, etc.

    Configuración directa del voltímetro con múltiples extensiones

    En esta disposición de voltímetro, cada resistencia multiplicadora RS del voltímetro de rango múltiple está conectada al dispositivo de medición en una disposición como antes para lograr la curva de voltaje ideal. En el caso de que esperemos que nuestro medidor FSD de 50 mV de arriba sea necesario para cuantificar los rangos de voltaje asociados de 10 V, 50 V, 100 V, 250 V y 500 V, en este punto el valor requerido Resistencias de disposición determinadas previamente:

    voltimetros

    Dando un circuito voltímetro múltiple directo :

    resistencia-de-voltimetro

    Si bien esta disposición inmediata de voltímetro es muy útil para verificar nuestro rango de voltaje, los valores de resistencia del multiplicador requeridos para obtener el FSD correcto del medidor para las dimensiones particulares pueden resultar en cualidades de resistencia que no son propiedades estándar preferidas, o esperan resistencias entre sí. conectado para crear el valor específico.

    Nuestras estimaciones determinadas de 99.5 kΩ a 4.9995 MΩ no son valores de resistencia normales, por lo que necesitamos descubrir una variedad del plan de voltímetro anterior que utiliza todos los valores de resistencia comúnmente disponibles.

    Configuración de voltímetro múltiple de revés

    Un plan más razonable es configurar un voltímetro rotativo con al menos uno de los protectores del sitio en una matriz conectada al medidor para obtener el voltaje ideal. El margen aquí es que podemos usar calidades estándar preferidas para las resistencias multiplicadoras. Entonces, si no aceptamos nuestro medidor FSD de 50 mV y los rangos de voltaje de 10 V, 50 V, 100 V, 250 V y 500 V, en este punto las resistencias del multiplicador de matriz requeridas se determinan de la siguiente manera: a

    Formula

    Dando un circuito de voltímetro indirecto de rango múltiple de:

    voltímetro múltiple directo

    En este punto, con este Voltímetro Territorial 5 giratorio, podemos ver que cuanto mayor sea el voltaje a estimar, más resistencias multiplicadoras serán seleccionadas por el interruptor. La contradicción asociada con el dispositivo de medición PMMC es la totalidad de las medidas de protección, como RTOTAL = RS1 + RS2 + RS3… y así sucesivamente. En este punto, es evidente que el uso de estimaciones de resistencia estándar y preferidas de resistencias de 400kω, 500kω, 1M5Ω y 2M5Ω hace que la estrategia aberrante sea más simple y menos costosa al usar los dos circuitos, el voltímetro instantáneo y de revés. -Configuración para construir ambos listos para determinar niveles de voltaje similares.

    clasificación de resistencia

    Obviamente, la decisión sobre la clasificación de resistencia dependerá en última instancia del FSD del galvanómetro que se utilice y de los niveles de voltaje que deben estimarse. Independientemente de cómo se pueda desarrollar un voltímetro de CC de múltiples pasos, se pueden asignar resistencias multiplicadoras de orden superior y un interruptor. La mayoría de los multímetros computarizados en estos días funcionan automáticamente.

    Un punto culminante final en la construcción de un voltímetro de CC es que un voltímetro ideal no tiene ningún impacto en el aspecto del circuito o segmento que se está estimando porque tiene un obstáculo proporcional sin fin. En cualquier caso, asociar un voltímetro a un circuito, particularmente un circuito de alta resistencia, puede reducir gradualmente la inevitable obstrucción del circuito al estimar voltajes y por lo tanto tiene el efecto de reducir el voltaje estimado entre los dos centroides.

    Para limitar este efecto de apilamiento, se debe utilizar un medidor con una alta influencia, es decir, su desvío completo con una corriente de desvío menor, para que el obstáculo multiplicador utilizado para el voltímetro sea lo más alto posible para reducir la corriente que está atravesando el dispositivo de medición PMMC. La influencia de un voltímetro se estima en ohmios / voltio (Ω / V).