Principe de fonctionnement du voltmètre et types de voltmètre

Qu'est-ce que le voltmètre?

Voltmètre est un voltmètre. Ce qui mesure la tension entre les deux nœuds. Nous savons que l'unité de différence de potentiel est la volt. C'est donc un instrument de mesure qui mesure la différence de potentiel entre les deux points.

Principe de fonctionnement du voltmètre

Le principal principe du voltmètre est-ce qu'il doit être connecté en parallèle dans lequel on veut mesurer la tension. La connexion parallèle est utilisée car un voltmètre est construit de telle sorte qu'il a un trèsvaleur élevée de résistance. Donc, si cette résistance élevée est connectée en série, le courant sera presque nul, ce qui signifie que le circuit est devenu ouvert.

Si elle est connectée en parallèle, alors la chargeL'impédance est parallèle à la résistance élevée du voltmètre et, par conséquent, la combinaison donnera à peu près la même impédance que la charge. En parallèle, nous savons également que la tension est la même, de sorte que la tension entre le voltmètre et la charge est presque la même et que, par conséquent, le voltmètre mesure la tension.
Pour un voltmètre idéal, nous avons la résistance estpour être infini et donc le courant utilisé pour être nul afin qu'il n'y ait pas de perte de puissance dans l'instrument. Mais ceci n’est pratiquement pas réalisable car nous ne pouvons pas avoir un matériau qui résiste à l'infini.

Classification ou types de voltmètre

Selon le principe de construction, nous avons différents types de voltmètres, ils sont principalement -

  1. Voltmètre à bobine mobile aimantée (PMMC).
  2. Voltmètre Moving Iron (MI).
  3. Dynamomètre de type voltmètre.
  4. Type de redresseur Voltmètre
  5. Voltmètre à induction.
  6. Voltmètre de type électrostatique.
  7. Voltmètre numérique (DVM).

En fonction de ce type de mesure que nous faisons, nous avons-

  1. Voltmètre DC.
  2. Voltmètre AC.

Pour Voltmètres cc Les instruments PMMC sont utilisés, les instruments MI peuventmesurer à la fois les tensions alternative et alternative, le type d'électrodynamomètre, l'instrument thermique peut également mesurer les tensions alternative et alternative. Les compteurs à induction ne sont pas utilisés en raison de leur coût élevé et de leur inexactitude dans les mesures. Les voltmètres de type redresseur, de type électrostatique ainsi que les voltmètres numériques (DVM) peuvent mesurer les tensions alternatives et continues.

PMtm voltmètre

Lorsque le conducteur porteur de courant est placé dans un champ magnétique, une force mécanique s’exerce sur le conducteur, si celui-ci est relié à un système en mouvement, avec le mouvement de la bobine, le pointeur se déplace sur l’échelle.
Les instruments PMMC ont des aimants permanents. Il convient à la mesure en courant continu car ici la déviation est proportionnelle à la tension car la résistance est constante pour un matériau du compteur. Par conséquent, si la polarité de la tension est inversée, la déviation de l'aiguille sera également inversée, de sorte qu'il est utilisé uniquement pour la mesure en continu. Ce type d’instrument est appelé instrument de type D’Arnsonval. Il a les avantages d'avoir une échelle linéaire, la consommation d'énergie est faible, de haute précision.
Les principaux inconvénients sont -
Il ne mesure que la quantité de courant continu, le coût plus élevé, etc.


Où,
B = densité de flux en Wb / m2.
i = V / R où V est la tension à mesurer et R est la résistance de la charge.
l = longueur de la bobine en m.
b = largeur de la bobine en m.
N = Nbre de tours dans la bobine.

Extension de portée dans un voltmètre PMMC

Dans les voltmètres PMMC, nous avons également la possibilité d’élargir la plage de mesure de la tension. En connectant une résistance en série avec le compteur, nous pouvons élargir la plage de mesure.

extension de plage de voltmètre pmmc

Laisser,
V est la tension d'alimentation en volts.
Rv est la résistance du voltmètre en Ohm.
R est la résistance externe connectée en série en ohm.
V1 est la tension aux bornes du voltmètre.
Ensuite, la résistance externe à connecter en série est donnée par

MI voltmètre

Les instruments MI signifient un instrument de fer en mouvement. Il est utilisé à la fois pour les mesures en courant alternatif et en courant continu, car la déviation θ proportionnelle au carré de la tension en supposant que l'impédance du compteur est constante, de sorte que quelle que soit la polarité de la tension, elle indique également la déviation directionnelle. ,

  1. Type d'attraction.
  2. Type de répulsion.

tester

Où, I est le courant total circulant dans le circuit en ampères. I = V / Z
Où, V est la tension à mesurer et Z est l'impédance de la charge.
L est l'inductance propre de la bobine dans Henry.
θ est la déviation en radian.

Type d'activité MI Instrument Principe

Si un fer doux non magnétisé est placé dans lechamp magnétique, il est attiré vers la bobine, si un pointeur est relié aux systèmes et que le courant passe à travers une bobine du fait de la tension appliquée, il crée un champ magnétique qui attire la pièce de fer et crée un couple de déviation résultant de quel pointeur se déplace sur l'échelle.

Type de répulsion MI Principe de l'instrument

Lorsque deux pièces de fer sont magnétisées avec le mêmela polarité en faisant passer un courant qui se produit en appliquant une tension sur le voltmètre, il se produit une répulsion entre eux et cette répulsion produit un couple de déviation par lequel le pointeur se déplace.
Les avantages sont qu'il mesure à la fois le courant alternatif et le courant continu, qu'il est bon marché, que les erreurs de frottement sont faibles, qu'il est robuste, etc. Il est principalement utilisé dans les mesures en courant alternatif, car l'erreur de mesure en courant continu sera davantage due à l'hystérésis.

Type de voltmètre d'électrodynamomètre

Les instruments électrodynamométriques sont utilisés parce qu’ils ont le même étalonnage pour le courant alternatif et le courant continu, c’est-à-dire s’il est calibré avec le courant continu, alors aussi sans étalonnage, nous pouvons mesurer le courant alternatif.

Type d'électrodynamomètre Voltmètre Principe

Nous avons deux bobines, des bobines fixes et mobiles. Si une tension est appliquée sur les deux bobines à la suite de quoi le courant passe par deux bobines, il restera à la position zéro en raison du développement de couples égaux et opposés. Si le sens d'un couple est inversé lorsque le courant dans la bobine s'inverse, un couple non directionnel est généré.
Pour les voltmètres, la connexion est parallèle et les bobines fixes et mobiles sont connectées en série avec une résistance non inductive.
φ = 0 où φ est l'angle de phase.


Où, I est la quantité de courant circulant dans le circuit en Amp = V / Z.
V et Z sont les tensions appliquées et l'impédance de la bobine, respectivement.
M = inductance mutuelle de la bobine.
Ils ne présentent pas d'erreur d'hystérésis, ils peuvent être utilisés aussi bien pour les mesures en courant alternatif que continu. Les principaux inconvénients sont un faible rapport couple / poids, une perte de charge importante, un appareil coûteux, etc.

Voltmètre redresseur

voltmètre redresseur

Principe du voltmètre redresseur

Ils sont utilisés pour les mesures AC ou DC. Pour la mesure en courant continu, nous devons connecter un compteur PMMC qui mesure la tension continue pulsée qui mesure la tension redressée qui est connectée sur le redresseur en pont.

Avantages du redresseur voltmètre

  1. Peut être utilisé en haute fréquence.
  2. Il a une échelle uniforme pour la plupart des gammes.

Inconvénients d'une erreur due à la diminution de la sensibilité de la température en fonctionnement en courant alternatif.

Voltmètres Numériques (DVM)

Principe des voltmètres numériques (DVM)

Le voltmètre numérique est un instrument qui peutdonnez la tension de sortie non pas par déviation mais en indiquant directement la valeur. C'est un très bon instrument pour mesurer la tension car il élimine complètement l'erreur due à la parallaxe, une mesure approximative, une lecture à grande vitesse peut être effectuée et il peut également être stocké en mémoire pour une analyse ultérieure. Le principe de base est que la valeur est mesurée par le même agencement de circuit mais que cette valeur n'est pas utilisée pour dévier le pointeur, mais qu'elle est transmise au convertisseur analogique-numérique et affichée en tant que valeur numérique.

Instruments électrostatiques

Principe des instruments électrostatiques

Lorsque le champ électrique créé par les particules chargées est autorisé à agir sur les conducteurs chargés par le courant, un couple de déviation est produit. Cela peut être fait en utilisant-

  1. Deux électrodes de charge opposée dont l'une est fixe et l'autre est mobile.
  2. Force entre deux électrodes qui provoque un mouvement de rotation de l'électrode en mouvement.


Où, V est la tension à mesurer en volts, C est la valeur de la capacité en farad et θ est la déviation en radians.
Avantages du compteur électrostatique à faibleconsommation d'énergie, peut être utilisé pour les quantités AC et DC, pas de perte d'hystérésis, pas d'erreur de champ magnétique parasite. Les inconvénients sont qu’il a une échelle non uniforme, une faible force d’opération, qu’il est expansif et que sa taille est grande et que sa construction n’est pas robuste.

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