- Woltomierz mierzy napięcie między dwoma punktami obwodu.
- Woltomierz powinien mieć wysoką rezystancję i być podłączany równolegle do obciążenia.
- Cyfrowe woltomierze mają wyższą precyzję do pomiarów niskiego napięcia.
Un woltomierz to elektroniczne urządzenie służące do pomiaru różnicy potencjału lub napięcia między dwoma punktami w obwodzie elektrycznym lub elektronicznym. Jednostką różnicy potencjałów jest wolt (V).
Klasyczne woltomierze składają się z właściwych urządzeń pomiarowych, wraz z którymi do rozszerzenia zakresu pomiarowego i/lub podziału na zakresy pomiarowe, w konstrukcji uwzględnia się dodatkowe rezystory i dzielniki napięcia.
Woltomierze mogą być analogowe lub cyfrowe. Obecnie woltomierze elektroniczne analogowe (ze wskazówką) nie są już produkowane, a ich miejsce niemal całkowicie zajęły woltomierze cyfrowe.
Jednak analogowe nadal są spotykane w sporych ilościach zarówno w technologii laboratoryjnej, jak i w starszej aparaturze przemysłowej.
Mimo że obecnie nie są już produkowane jako osobne urządzenia, lecz w wariantach multimetrów przeznaczonych do pomiaru różnych wielkości (napięć, prądów, rezystancji), ich nauka jest ważna, ponieważ napięcia stanowią klasę wielkości często interesujących.
Ich rozwój opierał się na wzroście wydajności elektroniki, z konsekwencjami w wzroście precyzji, zakresów częstotliwości i prędkości pracy.
Podstawowy woltomierz analogowy składa się z czułego galwanometru (miernika prądu) szeregowo połączonego z wysoką rezystancją. Wewnętrzna rezystancja woltomierza powinna być wysoka, ponieważ inaczej przyciąga znaczący prąd i zakłóca działanie obwodu podczas wykonywania testu.
Woltomierze analogowe pokazują odczyty analogowe, jak wspomniano wcześniej, mają igłę wskazującą część napięcia obwodu, a woltomierze cyfrowe pokazują odczyty napięcia bezpośrednio w formie liczbowej.
Praktyczne woltomierze laboratoryjne mają wartości maksymalne między 1000 a 3000 V. Z kolei większość woltomierzy komercyjnych ma różne skale, które rosną w potęgach 10.
Ogólnie rzecz biorąc, woltomierze analogowe są używane do pomiaru napięć od ułamka volta do kilku tysięcy woltów.
Natomiast cyfrowe mają wyższą precyzję i są używane do pomiarów bardzo niskiego napięcia w laboratoriach i urządzeniach elektronicznych. Woltomierze, które mierzą duże różnice potencjału, wymagają wielu kabli i izolatorów.
Ogólna zasada działania woltomierza polega na tym, że musi być podłączony równolegle do obiektu, w którym chce się zmierzyć napięcie. Podłączenie równoległe stosuje się, ponieważ woltomierz jest zbudowany, aby mieć wysoką wartość rezystancji.
W ten sposób, jeśli wysoka rezystancja zostanie podłączona szeregowo, przepływ prądu będzie prawie zerowy. Oznacza to, że obwód został otwarty.
Również w obwodzie równoległym wiadomo, że napięcie jest takie samo, więc napięcie między woltomierzem a obciążeniem jest prawie takie samo. Teoretycznie dla idealnego woltomierza powinien mieć nieskończoną rezystancję, więc pobór prądu powinien wynosić zero. W ten sposób nie ma utraty mocy w urządzeniu.
Woltomierze umożliwiają bezpieczny pomiar napięcia lub różnicy potencjałów elektrycznych między dwoma punktami obwodu i jednocześnie nie zmieniają napięcia tego obwodu. Zdolność do pomiaru napięcia jest fundamentalna w projektowaniu i obsłudze zaawansowanej technologii, ale ma także inne zastosowania.
Użycie woltomierza można również wykorzystać do określenia, czy akumulator jest naładowany czy rozładowany. Gdy samochód nie uruchamia się, można zmierzyć napięcie akumulatora za pomocą woltomierza, aby sprawdzić, czy istnieje problem.
Akumulator należy odłączyć od systemu elektrycznego, wystarczy odłączyć tylko ujemny biegun, a następnie włączyć woltomierz. Tryb pomiaru ustawia się między 0 a 20 V. Sondy przyrządu przykłada się do zacisków akumulatora.
Czarna sonda powinna być podłączona do dodatniego zacisku i odwrotnie. W ten sposób uzyskasz informację o wyniku pomiaru na ekranie woltomierza.
Należy pamiętać, że woltomierz posiada zestaw sond, jedną czarną i jedną czerwoną. Podłączysz je do komponentu lub części obwodu, który masz zamiar testować. Zarejestrowane wyniki pojawią się na ekranie.
W przyrządzie znajdziesz rotor, który będziesz musiał ustawić w zależności od tego, co zamierzasz testować (rezystancję, prąd, napięcie), ale także aby wybrać zakres testowy. Niektóre woltomierze mają funkcję automatycznego wykrywania zakresu, który należy ustawić.
Problem z rezystancjami polega na tym, że producenci wydają się oczekiwać, że zapamiętasz kod kolorystyczny, który identyfikuje zakres rezystancji. Najłatwiejszym sposobem, aby to zrobić, jest to. Umieść sondy na końcach rezystancji, wybierz zakres rezystancji, który wydaje Ci się odpowiedni dla rezystancji, i odczytaj wartość.
Jeśli pokazuje wartość 1, zakres jest poniżej właściwego. Dlatego przesuń rotor na krótszy zakres, aż uzyskasz prawidłową wartość. Jeśli dojdziesz do najniższego zakresu, a wartość nadal wynosi 0, bez względu na to, co testujesz, oznacza to zerową rezystancję.
Aby dokonać pomiaru, urządzenie musi być włączone, a w tym celu ustaw dźwignię sterowania trybem na pozycję “DC”. W tym trybie maksymalny zakres powinien być określony między 10 a 20 mA.
Aby wykonać test napięcia, należy podłączyć czerwoną sondę woltomierza do dodatniej strony akumulatora lub obwodu, a czarną sondę do ujemnej strony. Następnie, należy przesunąć rotor na oczekiwany zakres napięcia.
Po zakończeniu operacji urządzenie można wyłączyć. Jeśli uzyskany wynik nie odpowiada deklarowanemu poziomowi, należy znaleźć przyczynę odchylenia. Może być konieczna wymiana akumulatora.
Jeśli masz pewną wiedzę na temat sprawdzania pojemności akumulatora za pomocą woltomierza, możesz wyciągnąć własne wnioski dotyczące prawidłowego działania, nawet dotyczące czasu życia akumulatora.
Źródło zdjęcia: lelong.com.my, autobytel.com, meineke.com, peaktech.de