- Il voltmetro va collegato in parallelo all’elemento da misurare
- La resistenza interna alta evita di perturbare il circuito
- Gli analogici sono meno comuni; i digitali offrono letture numeriche più precise
Un voltmetro è uno strumento elettronico utilizzato per misurare la differenza di potenziale o la tensione tra due punti in un circuito elettrico o elettronico. L’unità di differenza di potenziale si misura in volt (V).
I voltmetri classici sono composti da dispositivi di misurazione propriamente detti, insieme ai quali per l’ampliamento del range di misurazione e/o la divisione in range di misurazione, si includono nella costruzione resistenze aggiuntive e divisori di tensione.
I voltmetri possono essere analogici o digitali. Attualmente, i voltmetri elettronici analogici (con ago indicatore) non vengono più prodotti, essendo il loro posto occupato quasi interamente dai voltmetri digitali.
Tuttavia, gli analogici si trovano ancora in quantità piuttosto grandi sia nella tecnologia di laboratorio che nella strumentazione industriale più antica.
Sebbene al momento non siano più prodotti come dispositivi individuali, ma in varianti di multimetri, destinati a misurare varie grandezze (tensioni, correnti, resistenze), il loro studio è importante poiché le tensioni rappresentano una classe di grandezze spesso di interesse.
La loro evoluzione si è basata sull’aumento delle prestazioni nell’elettronica, con conseguenze sull’aumento della precisione, dei range di frequenza e della velocità di lavoro.
Un voltmetro analogico di base è costituito da un galvanometro sensibile (misuratore di corrente) in serie con un’alta resistenza. La resistenza interna del voltmetro deve essere alta, perché altrimenti attrarrebbe una corrente significativa e interromperebbe il funzionamento del circuito quando viene effettuata una prova.
I voltmetri analogici mostrano le letture in modo analogico, come accennato in precedenza, hanno un ago che indica la frazione di tensione del circuito, mentre i voltmetri digitali mostrano le letture di tensione direttamente in forma numerica.
I voltmetri pratici da laboratorio hanno valori massimi compresi tra 1000 e 3000 V. A loro volta, nella maggior parte dei voltmetri commerciali, hanno diverse scale che aumentano per potenze di 10.
In generale, i voltmetri analogici sono utilizzati per misurare tensioni da una frazione di volt fino a diversi migliaia di volt.
Invece, i digitali hanno una maggiore precisione e sono utilizzati per misurazioni di tensioni molto basse nei laboratori e nei dispositivi elettronici. I voltmetri che misurano grandi differenze di potenziale richiedono molti cavi e isolanti.
Il principio generale di un voltmetro è che deve essere collegato in parallelo con l’oggetto in cui si desidera misurare la tensione. Il collegamento in parallelo viene utilizzato perché un voltmetro è costruito per avere un valore di resistenza alto.
In questo modo se l’alta resistenza è collegata in serie, il flusso di corrente sarà quasi nullo. Ciò significa che il circuito è aperto.
Anche nel circuito parallelo si sa che la tensione è la stessa, quindi la tensione tra il voltmetro e il carico è quasi la stessa. In teoria, per il voltmetro ideale dovrebbe avere una resistenza all’infinito, in modo che la corrente consumata debba essere zero. In questo modo non ci sono perdite di potenza nello strumento.
I voltmetri consentono la misurazione sicura della tensione o della differenza di potenziale elettrico tra due punti di un circuito e, allo stesso tempo, non cambiano la tensione di questo circuito. La capacità di misurare la tensione è fondamentale nel design e nella gestione della tecnologia avanzata, ma ha anche altre applicazioni.
L’uso del voltmetro può anche essere impiegato per determinare se una batteria è carica o scarica. Quando un’automobile non si avvia, è possibile misurare la tensione della batteria con un voltmetro per vedere se esiste il problema.
La batteria deve essere scollegata dal sistema elettrico, basta scollegare solo il contatto con polarità negativa, quindi si accende il voltmetro. La modalità di misurazione è impostata tra 0 e 20 V. Le sonde dello strumento vengono portate ai terminali della batteria.
Il cavo di prova rosso deve essere collegato al terminale di polarità positiva e viceversa. In questo modo otterrà informazioni sul risultato della misurazione sul display del voltmetro.
Si tenga presente che un voltmetro è dotato di un set di sonde, una nera e una rossa. Le collegherete al componente o alla parte del circuito che state per testare. I risultati registrati appariranno su un display.
Nello strumento si trova un rotore che dovrete impostare, a seconda di ciò che misurerete (resistenza, corrente, tensione) ma anche per scegliere il range di prova. Alcuni voltmetri hanno una funzione che rileva automaticamente il range che deve essere impostato.
Il problema delle resistenze è che i produttori sembrano aspettarsi che memorizziate il codice colore, che identifica il range di resistenza. Il modo più semplice per farlo è questo. Collocate le sonde alle estremità della resistenza, scegliete il range di resistenza che pensate si adatti alla resistenza e leggete il valore.
Se mostra il valore 1, il range è al di sotto di quello appropriato. Pertanto, spostare il rotore a un intervallo più corto fino a ottenere un valore valido. Se si raggiunge l’intervallo più basso e il valore è ancora 0, non importa cosa provate, avete una resistenza 0.
Per misurare, lo strumento deve essere acceso e, a tal fine, posizionare la leva del controllo della modalità nella posizione “DC”. Con questa procedura, il range massimo deve essere determinato tra 10 e 20 Ma.
Per eseguire una prova di tensione, dovete collegare la sonda del voltmetro rossa al lato positivo della batteria o del circuito e la sonda nera al lato negativo. Successivamente, dovete spostare il rotore al range di tensione che vi aspettate.
Dopo l’operazione, il dispositivo può essere spento. Se il risultato ottenuto non coincide con il livello dichiarato, è necessario trovare il motivo delle deviazioni. Potrebbe essere necessario sostituire la batteria.
Se avete una conoscenza affidabile su come verificare la capacità di una batteria con un voltmetro, potete trarre le vostre conclusioni sul funzionamento corretto, persino sulla durata della batteria.
Fonte della foto: lelong.com.my, autobytel.com, meineke.com, peaktech.de
