電圧計は、電気または電子回路の2点間の電位または電圧差を測定するために使用される電子機器です。電位差の単位はボルト（V）で測定されます。
基本的なアナログ電圧計は、高抵抗と直列の高感度検流計（電流計）で構成されています。
電圧計の内部抵抗は高くなければなりません。それ以外の場合は、大きな電流が流れ、テスト時に回路の動作が中断されます。
アナログ電圧計は読み取り値をアナログで表示し（回路内の電圧の割合を示す針）、デジタル電圧計はそれらの電圧読み取り値を直接数値形式で表示します。
実用的な実験用電圧計の最大範囲は1000〜3000 Vです。大部分の商用電圧計では、10の累乗で増加するさまざまなスケールがあります。例：0-1 V、0-10 V、0-100 V、0-1000V。
大きな電位差を測定する電圧計には、多くのワイヤーと絶縁体が必要です。
コンピューティングの分野では、発生する電圧が通常1 Vから15 Vの間であるため、標準の実験用電圧計が適しています。
アナログ電圧計は、一般に、数分の1ボルトから数千ボルトまでの電圧を測定するために使用されます。
対照的に、デジタル電圧計はより高い精度を持ち、実験室や電子機器の非常に小さな電圧測定に使用されます。
歴史
電圧計の背後にある基本的な原理は、デンマークの物理学者ハンスクリスチャンエルステッドによって1820年に確立されました。
敏感で抵抗のない電圧計である最初の電流計は、物理学者のAndréAmpèreによって1820年に電流を測定するために使用されました。
しかし、ほとんどすべてのタイプの電圧計は、インジケーターが可動コイルに埋め込まれているモデルに基づいています。
これは、1882年にフランスの物理学者ジャックアルセンダルソンヴァルによって開発されました。それ以来、彼の移動能力は向上し、一部の現代モデルは最大20,000ボルトを測定できます。
機能している
電圧計は、回路または直列の2点間の電位差を測定するように変更された検流計です。
検流計は、ジャック・アルセン・ダルソンヴァルによって作成された装置であり、コイル状のワイヤーを永久磁場に配置し、その後、ばねと校正されたダイヤルに取り付けます。
検流計
検流計は、より大きな電流を測定するために使用される電流計になるように変更することもできます。
しかし、この機器を使用して電圧を測定する場合、電圧計に変換された検流計は、測定している領域と並列に接続します。
電圧計は並列回路に接続する必要があるため、高抵抗の方法で構築する必要があります。
回路では、電流は常に最小抵抗の経路をたどります。回路の任意の部分の電位差を測定する場合、測定を行うときにその部分をできるだけ変更しないことが重要です。
電圧計の原理
電圧計の一般的な原理は、電圧を測定する対象物と並列に接続する必要があるということです。
電圧計は高い抵抗値を持つように構築されているため、並列接続が使用されます。
このように、その高い抵抗が直列に接続されている場合、電流の流れはほぼゼロになります。これは、回路が開いていることを意味します。
また、並列回路では電圧が同じであることがわかっているため、電圧計と負荷間の電圧はほぼ同じです。
理論的には、理想的な電圧計の場合、消費電流がゼロになるように抵抗は無限大でなければなりません。このようにして、機器の電源が失われることはありません。
ただし、無限の抵抗を持つ材料を使用することはできないため、これは実際には実行できません。
実用化
電圧計を使用すると、回路内の2点間の電圧または電位差を安全に測定でき、同時にその回路の電圧を変更しません。
電圧を測定する機能は、高度なテクノロジーの設計と取り扱いにおいて重要ですが、他の用途もあります。
たとえば、ファンをオンにしたいが、接続してオンにしても何も起こらないとします。ファンが損傷している可能性がありますが、壁のコンセントに電力が供給されていない可能性があります。
電圧計を使用してプラグ電圧を測定できます。120V程度でない場合は、プラグが不良である可能性があります。
もう1つの用途は、バッテリーが充電されているか放電されているかを確認することです。車が始動しない場合は、電圧計でバッテリー電圧を測定して、問題がないかどうかを確認できます。
電圧は日常生活の多くのアプリケーションで使用されています。送電線は、数百ボルトから数千ボルトまでのさまざまな高電圧レベルで、120 Vの一般的なコンセントよりも高い電力を供給します。
コンピュータなどの電子デバイスは、正確な電圧制御を必要としますが、数ボルトでしか動作せず、小さな電圧変動にも敏感です。
これらのさまざまなアプリケーションには、さまざまなタイプの電圧計があります。
タイプ
構造原理によれば、電圧計にはさまざまなタイプがあります。それらは主に次のように分類できます。
- 鉄電圧計（MI）。
- 電気力量計タイプの電圧計。
- 誘導電圧計。
- 静電電圧計。
- デジタル電圧計（DVM）。
- 永久磁石電圧計（PMMC）。
- 整流器電圧計。
高く危険な電圧（伝送ラインなど）を測定するために作られた電圧計は、ユーザーが感電するのを防ぐために、テストポイントとユーザーの間に特別な絶縁があります。
他の電圧計は、コンピュータチップなどの小さな物体の低電圧レベルを非常に高い精度で測定するために作られています。
これらの場合に使用される電圧計は非常に小さくすることができ、環境に自然に存在する、または近くの電子デバイスから生じる電位差からノイズを排除または最小化するように設計されています。
最も一般的な電圧計は、ディスプレイと2つの電子リードを備えたハンドヘルドデバイスです。これらのワイヤは回路の2点に接続され、電圧レベルが画面に表示されます。
参考文献
- 電圧計とは何ですか？study.comから回復
- 定義：電圧計。whatis.techtarget.comから復元
- 電圧計の動作原理と電圧計の種類。Electrical4u.comから復元
- 電圧計。schools.wikia.comから復元
- 電圧計。ceilingpedia.comから復元