Una persona que está lejos de los circuitos eléctricos, voltajes, corrientes y resistencias difícilmente podrá responder inmediatamente a esta pregunta: ¿qué mide un voltímetro? Dado que la respuesta es obvia, si solo lee la segunda mitad del título del artículo, revelaremos este tema con un poco más de detalle. En particular, consideraremos la medición de voltaje en la vida cotidiana, las características de los dispositivos, el principio de funcionamiento.
Definición
Un voltímetro es un dispositivo de medición que le permite obtener el valor de voltaje o fuerza electromotriz en un circuito de CC o CA. El rango del instrumento puede extenderse hasta 1000 V o más. Todo depende de su propósito. Para comprender mejor qué es, considere la definición de fuerza electromotriz. Dado que a menudo se confunde con la tensión de red, deben estar separados entre sí.
EMF y voltaje: diferencia
Entonces, EMF es una cantidad física que caracteriza el trabajo realizado por cualquier fuerza de naturaleza no eléctrica para moverunidad de carga positiva a lo largo del contorno en consideración. En el caso más común, muestra la capacidad de una fuente de energía para crear una u otra diferencia de potencial en dos puntos separados del circuito. Se mide, como el voltaje, en voltios. Se diferencia de ella en que caracteriza la fuente de alimentación en reposo, es decir, sin conectarse a la red.
Cuando hay una corriente en el circuito, es decir, está cerrado, aparece otro concepto más familiar: el voltaje. Además, se puede tomar tanto para la propia fuente de alimentación en sus terminales como en cualquier parte del circuito. La medición de voltaje es la identificación de la diferencia de potencial entre dos puntos espaciados. Para una fuente de potencia, suele ser algo menor que la fuerza electromotriz cuando se incluye en el circuito de consumo. De hecho, tanto la FEM como el voltaje son iguales, con la única diferencia de qué proceso físico genera la diferencia de potencial entre los dos puntos en los que se realiza la medición.
Tipos de voltímetros
Aquí se deben distinguir dos tipos principales: portátiles y estacionarios. El instrumento de medición de voltaje portátil no solo se puede arrastrar a mano. Suele incluir funcionalidad para comprobar las corrientes y resistencias en el circuito, así como la temperatura de los conductores, etc. Los dispositivos estacionarios suelen estar integrados estructuralmente con la propia red, en la que se realiza la medida, por ejemplo, en cuadros eléctricos, paneles, etc.
Sobre la clasificación según el principioacciones, entonces podemos distinguir varios tipos de voltímetros electromecánicos y dos tipos de electrónicos. Estos últimos son analógicos y digitales. Los voltímetros electromecánicos utilizan un sistema de transductores magnéticos para obtener lecturas de voltaje. Los dispositivos electrónicos digitalizan la señal recibida utilizando un ADC. Las lecturas del voltímetro, según el principio de presentación de datos, se muestran mediante un puntero de flecha o en una pantalla digital especial.
Una clasificación más - según el propósito. Le permite dividir los dispositivos en medidores de CC y CA, así como sensibles a la fase, de pulso y universales. Para este último, está disponible casi toda la gama de señales, cuyo voltaje debe conocerse.
Especificaciones principales
Depende del propósito del dispositivo. Por ejemplo, un voltímetro de CC suele tener varios rangos de medida, por lo que su número será una de las características técnicas más importantes. Además, casi todos los dispositivos tienen cierta impedancia de entrada que, dicho sea de paso, depende del rango de voltaje de la sección del circuito que se está estudiando.
Aún son características importantes, por supuesto, los errores, así como la resolución de la escala o el paso mínimo de lecturas, si hablamos de un voltímetro digital. Si el usuario ha recibido un dispositivo universal para medir voltaje, los límites de las cantidades con las que puede trabajar, por ejemplo, corrientes, resistencias, temperaturas, así comorangos, errores y frecuencias para señales variables.
Principio de funcionamiento
El funcionamiento general del dispositivo depende en gran medida de la implementación. Si es un voltímetro electromecánico, hay un sistema magnético que es sensible a la corriente que fluye. Dependiendo de su valor, también aumenta la desviación de la flecha del puntero, que está conectada mecánicamente al circuito, marco u otra cosa que se usa para convertir la corriente en el circuito. La precisión de este tipo de dispositivos no es muy alta, ya que no permite obtener valores elevados de resistencia de entrada, por lo que introduce serias distorsiones en las medidas, ya que se añade al circuito una conducción parásita.
Los voltímetros digitales, que recientemente se han generalizado en la vida cotidiana, tienen una gran cantidad de componentes electrónicos debajo de la tapa. Esto se debe a la conversión de la señal analógica recibida en la entrada del dispositivo a formato digital mediante un ADC. Para aquellos que estén realmente interesados, hay una gran cantidad de literatura sobre el tema. Tal voltímetro, cuyo precio fluctúa dentro de unos pocos cientos de rublos, por supuesto, no pretende tener una amplia gama de posibilidades y una gran precisión, pero es bastante capaz de medir el voltaje en los terminales de una batería de automóvil o en una red de 220 V.
Conexión en cadena
El voltímetro en el circuito siempre está conectado en paralelo con la carga o fuente de alimentación, si necesita medir su EMF o voltaje en las terminales. Es por eso que existen requisitos tan estrictos para la impedancia de entrada del dispositivo, ya que dicha conexiónimplica la aparición de conductividad adicional en el circuito.
En ningún caso debe conectar un voltímetro, cuyo precio es al menos un poco elevado, en serie en el circuito. De lo contrario, el usuario corre el riesgo de simplemente quemar el dispositivo, sin tener tiempo de averiguar de qué se trata. Aunque sobreviva a tan bárbaro trato, no se debe confiar en sus lecturas, ya que la corriente en el circuito sufre serios cambios cuando se conecta el voltímetro de esta forma, empujando nuevamente a la incógnita la posibilidad de conocer la tensión real del tramo en el que se encuentra. se toman las medidas.
Precauciones de seguridad operativas
Debido a que la resistencia del voltímetro en sí es bastante grande en la mayoría de los casos, y el circuito de conexión se usa en paralelo, el riesgo de cualquier descarga eléctrica grave en un circuito de bajo voltaje es mínimo. Sin embargo, si estamos hablando de dispositivos industriales, especialmente en una versión estacionaria, esto implica valores enormes de los valores medidos tanto de voltajes como, muy probablemente, de corrientes. Por lo tanto, aquí las precauciones de seguridad deben ser al más alto nivel, y sin los conocimientos suficientes, guantes de goma, colchonetas y otras medidas adecuadas, por supuesto, cualquier actividad está contraindicada. Lo que mide el voltímetro muy probablemente sea muy peligroso para la vida, por lo que recomendamos no tentar a la suerte. En cualquier caso, no debe tocar los cables pelados, incluso si el circuito es, por definición, de bajo voltaje.
Conclusión
Respondiendo a la pregunta de qué mide el voltímetro,considerado en términos generales su dispositivo, principales características técnicas, clasificación. Por supuesto, esta breve reseña no pretende ser exhaustiva, especialmente dada la f alta de conocimientos básicos de ingeniería eléctrica por parte del lector.
Resumiendo, cabe señalar que el voltímetro mide, por supuesto, la tensión en la sección del circuito a la que está conectado en paralelo. De lo contrario, su testimonio no será confiable, sin mencionar el peligro de una posible pérdida de equipo costoso. El lector debe tener cuidado al usar el dispositivo en casa, ya que el contacto con las secciones de alto voltaje de los circuitos es potencialmente mortal.
