- Voltmeter messen Spannungen in Volt und werden parallel geschaltet.
- Analoge Voltmeter nutzen Galvanometer und hohen Widerstand; sie zeigen eine Nadel.
- Digitale Voltmeter bieten höhere Genauigkeit, ideal für geringe Spannungen.
- Ein hoher Innenwiderstand minimiert Messkreis-Veränderungen.
Ein Voltmeter ist ein elektronisches Instrument, das verwendet wird, um den Potenzialunterschied oder die Spannung zwischen zwei Punkten in einem elektrischen oder elektronischen Stromkreis zu messen. Die Einheit des Potenzialunterschieds wird in Volt (V) gemessen.
Klassische Voltmeter bestehen aus den eigentlichen Messgeräten, zusammen mit zusätzlichen Widerständen und Spannungsdelern, die in die Konstruktion einbezogen werden, um den Messbereich zu erweitern oder in Messbereiche aufzuteilen.
Voltmeter können analog oder digital sein. Heutzutage werden analoge elektronische Voltmeter (mit Zeigeranzeige) nicht mehr hergestellt, da sie fast vollständig von digitalen Voltmeter (Digitalvoltmeter) ersetzt wurden.
Allerdings sind analoge Voltmeter immer noch in nicht unerheblicher Anzahl sowohl in der Labortechnik als auch in älteren industriellen Instrumenten zu finden.
Obwohl sie heutzutage nicht mehr als Einzelgeräte, sondern in Form von Multimetern produziert werden, die zur Messung verschiedener Größen (Spannungen, Ströme, Widerstände) dienen, ist ihr Studium wichtig, da Spannungen eine Klasse von Größen darstellen, die häufig von Interesse sind.
Ihre Entwicklung basierte auf der Leistungssteigerung in der Elektronik, was zu einer erhöhten Präzision, Frequenzbereichen und Arbeitsgeschwindigkeit führte.
Ein grundlegendes analoges Voltmeter besteht aus einem empfindlichen Galvanometer (Strommesser) in Serie mit einem hohen Widerstand. Der interne Widerstand des Voltmeters muss hoch sein, da es sonst einen erheblichen Strom anzieht und den Betrieb des Stromkreises bei einer Messung stört.
Analoge Voltmeter zeigen die analogen Ablesungen, wie bereits erwähnt, sie haben eine Nadel, die den Bruchteil der Spannung im Stromkreis anzeigt, und digitale Voltmeter zeigen die Spannungswerte direkt in numerischer Form an.
Praktische Labor-Voltmeter haben Maximalwerte zwischen 1000 und 3000 V. In den meisten kommerziellen Voltmeter gibt es unterschiedliche Skalen, die in Potenzen von 10 steigen.
Im Allgemeinen werden analoge Voltmeter verwendet, um Spannungen von einem Bruchteil eines Volts bis zu mehreren tausend Volt zu messen.
Im Gegensatz dazu haben digitale Voltmeter eine höhere Genauigkeit und werden für sehr niedrige Spannungsmessungen in Laboratorien und elektronischen Geräten verwendet. Voltmeter, die große Potenzialunterschiede messen, benötigen viele Kabel und Isolatoren.
Das allgemeine Prinzip eines Voltmeters ist, dass es parallel zu dem Objekt angeschlossen wird, bei dem Sie die Spannung messen möchten. Die Parallelschaltung wird verwendet, weil ein Voltmeter so gebaut ist, dass es einen hohen Widerstandswert hat.
Auf diese Weise, wenn der hohe Widerstand in Serie geschaltet wird, wird der Stromfluss fast 0 sein. Das bedeutet, dass der Stromkreis geöffnet ist.
Auch im parallelen Stromkreis ist bekannt, dass die Spannung gleich ist, sodass die Spannung zwischen dem Voltmeter und der Last fast gleich ist. Theoretisch sollte das ideale Voltmeter einen unendlichen Widerstand haben, sodass der verbrauchte Strom null sein sollte. Auf diese Weise gibt es keinen Leistungsverlust im Instrument.
Voltmeter ermöglichen die sichere Messung der Spannung oder des elektrischen Potenzialunterschieds zwischen zwei Punkten eines Stromkreises und verändern gleichzeitig nicht die Spannung dieses Stromkreises. Die Fähigkeit, Spannung zu messen, ist grundlegend für das Design und den Umgang mit fortschrittlicher Technologie, hat aber auch andere Anwendungen.
Die Verwendung des Voltmeters kann auch verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Batterie geladen oder entladen ist. Wenn ein Auto nicht startet, können Sie die Batteriespannung mit einem Voltmeter messen, um zu sehen, ob das Problem besteht.
Die Batterie muss vom elektrischen System getrennt sein, es genügt, nur den Kontakt mit der negativen Polarität zu trennen, dann wird das Voltmeter eingeschaltet. Der Messmodus wird zwischen 0 und 20 V eingestellt. Die Messsonden des Instruments werden an die Batterieklemmen gebracht.
Das rote Prüfungsdraht sollte mit dem Pluspol und umgekehrt verbunden werden. Auf diese Weise erhalten Sie auf dem Voltmeterdisplay Informationen über das Messergebnis.
Beachten Sie, dass ein Voltmeter einen Satz Sonden hat, eine schwarze und eine rote. Sie verbinden sie mit der Komponente oder dem Teil des Stromkreises, den Sie testen möchten. Die aufgezeichneten Ergebnisse werden auf einem Display angezeigt.
Im Instrument finden Sie einen Rotor, den Sie je nach dem, was Sie testen möchten (Widerstand, Strom, Spannung) einstellen müssen, aber auch, um den Testbereich auszuwählen. Einige Voltmeter haben eine Funktion, die den einzustellenden Bereich automatisch erkennt.
Das Problem mit den Widerständen ist, dass die Hersteller anscheinend erwarten, dass Sie den Farbcode auswendig lernen, der den Widerstandsbereich identifiziert. Der einfachste Weg, dies zu tun, ist folgender: Platzieren Sie die Sonden an den Enden des Widerstands, wählen Sie den Widerstandsbereich, den Sie für den Widerstand geeignet halten, und lesen Sie den Wert ab.
Wenn der Wert 1 angezeigt wird, liegt der Bereich unterhalb des geeigneten. Verschieben Sie daher den Rotor auf ein kürzeres Intervall, bis Sie einen gültigen Wert erhalten. Wenn Sie das niedrigste Intervall erreichen und der Wert immer noch 0 ist, ist es egal, was Sie testen, der Widerstand beträgt 0.
Um zu messen, muss das Gerät eingeschaltet sein und dazu stellen Sie den Betriebsarthebel auf die Position “DC”. Mit diesem Verfahren muss der Höchstbereich zwischen 10 und 20 Ma bestimmt werden.
Um eine Spannungsprüfung durchzuführen, muss der rote Voltmeter-Sonde mit der positiven Seite der Batterie oder dem Stromkreis verbunden werden und die schwarze Sonde mit der negativen Seite. Dann müssen Sie den Rotor auf den erwarteten Spannungsbereich bewegen.
Nach dem Vorgang kann das Gerät ausgeschaltet werden. Wenn das erzielte Ergebnis nicht dem angegebenen Pegel entspricht, muss der Grund für die Abweichungen gefunden werden. Möglicherweise muss die Batterie ersetzt werden.
Wenn Sie fundiertes Wissen darüber haben, wie Sie die Kapazität einer Batterie mit einem Voltmeter überprüfen können, können Sie Ihre eigenen Rückschlüsse auf die korrekte Funktion, sogar über die Batterielebensdauer, ziehen.
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