Voltmeter DC

Voltmeter DC adalah alat ukur, yang digunakan untuk mengukur tegangan DC di dua titik rangkaian listrik. Jika kita menempatkan resistor secara seri dengan galvanometer Permanent Magnet Moving Coil (PMMC), maka seluruh kombinasi bersama-sama bertindak sebagaiDC voltmeter.

Hambatan seri, yang digunakan dalam voltmeter DC juga disebut resistansi pengali seri atau sederhananya, pengali. Ini pada dasarnya membatasi jumlah arus yang mengalir melalui galvanometer untuk mencegah arus meteran melebihi nilai defleksi skala penuh. Itucircuit diagram voltmeter DC ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Kita harus menempatkan voltmeter DC ini di dua titik rangkaian listrik, di mana tegangan DC akan diukur.

Menerapkan KVL di sekitar loop sirkuit di atas.

$ V-I_ {m} R_ {se} -I_ {m} R_ {m} = 0 $ (Persamaan 1)

$$ \ Rightarrow V-I_ {m} R_ {m} = I_ {m} R_ {se} $$

$$ \ Rightarrow R_ {se} = \ frac {V-I_ {m} R_ {m}} {I_ {m}} $$

$ \ Rightarrow R_ {se} = \ frac {V} {I_ {m}} - R_ {m} $ (Persamaan 2)

Dimana,

$ R_ {se} $ adalah resistansi pengali seri

$ V $ adalah tegangan DC rentang penuh yang akan diukur

$ I_ {m} $ adalah arus defleksi skala penuh

$ R_ {m} $ adalah resistansi internal galvanometer

Rasio tegangan DC rentang penuh yang akan diukur, $ V $ dan penurunan tegangan DC melintasi galvanometer, $ V_ {m} $ dikenal sebagai multiplying factor, m. Secara matematis, ini dapat direpresentasikan sebagai

$ m = \ frac {V} {V_ {m}} $ (Persamaan 3)

Dari Persamaan 1, kita akan mendapatkan persamaan sebagai berikut full range DC voltage yang akan diukur, $ V $.

$ V = I_ {m} R_ {se} + I_ {m} R_ {m} $ (Persamaan 4)

Itu DC voltage dropmelintasi galvanometer, $ V_ {m} $ adalah produk arus defleksi skala penuh, $ I_ {m} $ dan tahanan internal galvanometer, $ R_ {m} $. Secara matematis, dapat ditulis sebagai

$ V_ {m} = I_ {m} R_ {m} $ (Persamaan 5)

Substitute, Persamaan 4 dan Persamaan 5 pada Persamaan 3.

$$ m = \ frac {I_ {m} R_ {se} + I_ {m} R_ {m}} {I_ {m} R_ {m}} $$

$ \ Rightarrow m = \ frac {R_ {se}} {R_ {m}} + 1 $

$ \ Rightarrow m-1 = \ frac {R_ {se}} {R_ {m}} $

$ R_ {se} = R_ {m} \ kiri (m-1 \ kanan) $ (Persamaan 6)

Kami dapat menemukan value of series multiplier resistance dengan menggunakan Persamaan 2 atau Persamaan 6 berdasarkan data yang tersedia.

Voltmeter DC Multi Range

Pada bagian sebelumnya kita telah membahas voltmeter DC, yang diperoleh dengan menempatkan resistor pengali secara seri dengan galvanometer PMMC. Voltmeter DC ini dapat digunakan untuk mengukur aparticular range tegangan DC.

Jika kita ingin menggunakan voltmeter DC untuk mengukur tegangan DC multiple ranges, maka kita harus menggunakan beberapa resistor pengali paralel sebagai pengganti resistor pengali tunggal dan seluruh kombinasi resistor ini di seri dengan galvanometer PMMC. Itucircuit diagram voltmeter DC multi range ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Kita harus menempatkan ini multi range DC voltmetermelintasi dua titik rangkaian listrik, di mana tegangan DC dari kisaran yang diperlukan akan diukur. Kita dapat memilih kisaran tegangan yang diinginkan dengan menghubungkan sakelar ke resistor pengali masing-masing.

Misalkan, $ m_ {1}, m_ {2}, m_ {2} $ dan $ m_ {4} $ adalah multiplying factorsvoltmeter DC ketika kita menganggap tegangan DC rentang penuh akan diukur masing-masing sebagai, $ V_ {1}, V_ {2}, V_ {3} $ dan $ V_ {4} $. Berikut adalah rumus-rumus yang berhubungan dengan setiap faktor pengali.

$$ m_ {1} = \ frac {V_ {1}} {V_ {m}} $$

$$ m_ {2} = \ frac {V_ {2}} {V_ {m}} $$

$$ m_ {3} = \ frac {V_ {3}} {V_ {m}} $$

$$ m_ {4} = \ frac {V_ {4}} {V_ {m}} $$

Di sirkuit di atas, ada empat series multiplier resistors, $ R_ {se1}, R_ {se2}, R_ {se3} $ dan $ R_ {se4} $. Berikut adalah rumus-rumus yang sesuai dengan keempat resistor tersebut.

$$ R_ {se1} = R_ {m} \ kiri (m_ {1} -1 \ kanan) $$

$$ R_ {se2} = R_ {m} \ kiri (m_ {2} -1 \ kanan) $$

$$ R_ {se3} = R_ {m} \ kiri (m_ {3} -1 \ kanan) $$

$$ R_ {se4} = R_ {m} \ kiri (m_ {4} -1 \ kanan) $$

Jadi, kita bisa mencari nilai resistansi dari masing-masing resistor pengali seri dengan menggunakan rumus di atas.