電圧計はどのように機能するのでしょうか?

電圧計の仕組み:

電圧計は電位差を測定するための機器です。 電気回路内の 2 点間の (電圧)。これは、電圧を測定可能な量 (通常は電流) に変換し、スケールに表示することによって機能します。

電圧計の仕組みを詳しく説明します。

1.基本原則:

電圧計は並列に接続されています。 電圧を測定する必要があるコンポーネントを使用します。これは、電圧計とコンポーネントが回路内の同じ 2 点を共有することを意味します。これにより、電圧計を流れる電流が、測定対象のコンポーネントを流れる電流に比べて無視できる程度になることが保証されます。

2.内部メカニズム:

* アナログ電圧計:

* ムービングコイル機構: ほとんどのアナログ電圧計は可動コイル機構を採用しています。ワイヤーのコイルが磁場の中に吊り下げられます。電流がコイルを通過すると、永久磁石の磁場と相互作用する磁場が生成され、コイルが回転します。回転角度はコイルに流れる電流に比例し、コイルに流れる電流は測定される電圧に比例します。コイルに取り付けられたポインタが校正されたスケール上を移動して電圧を示します。

* 静電気機構: 一部の電圧計は静電機構を使用しています。可動ベーンは、固定ベーン間の静電力により、固定ベーンに引き付けられます。この力は測定される電圧に比例します。羽根の動きを拡大してスケール表示します。

* デジタル電圧計 (DVM):

* アナログ - デジタル コンバーター (ADC): デジタル電圧計は、ADC を使用してアナログ電圧信号をデジタル値に変換します。このプロセスには、特定の周波数で電圧をサンプリングし、サンプルを離散レベルに量子化し、これらのレベルをデジタル コードに変換することが含まれます。デジタル コードはデジタル ディスプレイに表示されます。

* マイクロプロセッサ: DVM は通常、マイクロプロセッサを使用して ADC を制御し、デジタル データを処理します。マイクロプロセッサは、表示、範囲選択、エラー検出などの機能も管理します。

3.電圧の測定:

* 電圧降下: 電圧計は基本的に電圧降下を測定します。 コンポーネント全体にわたって。この電圧降下は、電圧計が接続されている 2 点間の位置エネルギーの差です。

* 電圧計を通る電流: 電圧計は並列接続されているため、非常に高い抵抗値を持ちます。これにより、電圧計を流れる電流が最小限に抑えられ、回路を流れる電流に大きな影響を与えなくなります。

4.高抵抗の重要性:

電圧計の抵抗値が高いことは、電圧計が測定対象の回路に大きな影響を与えないようにするために非常に重要です。電圧計の抵抗が低いと、大量の電流が流れ、コンポーネントの電圧降下に影響を及ぼし、測定値が不正確になります。

5.範囲と感度:

電圧計には、ミリボルトからキロボルトまで、さまざまな電圧レベルを測定するためのさまざまな範囲があります。電圧計の感度は、小さな電圧変化を検出する能力を指します。

要約: 電圧計は、電圧を測定可能な量 (電流または静電力) に変換し、それを目盛に表示することにより、回路内の 2 点間の電位差を測定します。抵抗が高いため、測定対象の回路に大きな影響を与えません。