โวลต์มิเตอร์ DC
DC โวลต์มิเตอร์เป็นเครื่องมือวัดซึ่งใช้ในการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงในจุดใด ๆ ของวงจรไฟฟ้าสองจุด ถ้าเราวางตัวต้านทานแบบอนุกรมกับกัลวาโนมิเตอร์แบบขดลวดแม่เหล็กถาวร (PMMC) การรวมกันทั้งหมดจะทำหน้าที่เป็นDC voltmeter.
ความต้านทานแบบอนุกรมซึ่งใช้ในโวลต์มิเตอร์แบบ DC เรียกอีกอย่างว่าความต้านทานตัวคูณแบบอนุกรมหรือตัวคูณ โดยทั่วไปจะ จำกัด ปริมาณกระแสที่ไหลผ่านกัลวาโนมิเตอร์เพื่อป้องกันไม่ให้กระแสมิเตอร์เกินค่าการโก่งตัวเต็มสเกล circuit diagram ของโวลต์มิเตอร์ DC แสดงดังรูปด้านล่าง
เราต้องวางโวลต์มิเตอร์ DC นี้ไว้ที่จุดสองจุดของวงจรไฟฟ้าซึ่งจะต้องวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง
สมัคร KVL รอบวงของวงจรด้านบน
$ V-I_ {m} R_ {se} -I_ {m} R_ {m} = 0 $ (สมการ 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} $ (สมการ 2)
ที่ไหน
$ R_ {se} $ คือความต้านทานของตัวคูณแบบอนุกรม
$ V $ คือแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบเต็มช่วงที่จะวัด
$ I_ {m} $ คือกระแสเบี่ยงเบนเต็มสเกล
$ R_ {m} $ คือความต้านทานภายในของกัลวาโนมิเตอร์
อัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบเต็มช่วงที่จะวัด $ V $ และแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงตกคร่อมกัลวาโนมิเตอร์ $ V_ {m} $ เรียกว่า multiplying factor, ม. ในทางคณิตศาสตร์สามารถแสดงเป็น
$ m = \ frac {V} {V_ {m}} $ (สมการ 3)
จากสมการ 1 เราจะได้สมการต่อไปนี้สำหรับ full range DC voltage ที่จะวัดได้ $ V $
$ V = I_ {m} R_ {se} + I_ {m} R_ {m} $ (สมการ 4)
DC voltage dropทั่วกัลวาโนมิเตอร์ $ V_ {m} $ คือผลคูณของกระแสโก่งเต็มสเกล $ I_ {m} $ และความต้านทานภายในของกัลวาโนมิเตอร์ $ R_ {m} $ ในทางคณิตศาสตร์สามารถเขียนเป็น
$ V_ {m} = I_ {m} R_ {m} $ (สมการ 5)
Substitute, สมการ 4 และสมการ 5 ในสมการ 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} \ left (m-1 \ right) $ (สมการ 6)
เราสามารถค้นหาไฟล์ value of series multiplier resistance โดยใช้สมการ 2 หรือสมการ 6 ตามข้อมูลที่มี
โวลต์มิเตอร์ DC หลายช่วง
ในส่วนก่อนหน้านี้เราได้กล่าวถึงโวลต์มิเตอร์ DC ซึ่งได้มาจากการวางตัวต้านทานตัวคูณในอนุกรมกับกัลวาโนมิเตอร์ PMMC DC โวลต์มิเตอร์นี้สามารถใช้ในการวัด aparticular range ของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง
ถ้าเราต้องการใช้ DC โวลต์มิเตอร์สำหรับวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของ multiple rangesจากนั้นเราต้องใช้ตัวต้านทานตัวคูณแบบขนานหลายตัวแทนตัวต้านทานตัวคูณเดี่ยวและการรวมกันของตัวต้านทานทั้งหมดนี้อยู่ในอนุกรมกับกัลวาโนมิเตอร์ PMMC circuit diagram ของโวลต์มิเตอร์ DC หลายช่วงแสดงไว้ในรูปด้านล่าง
เราต้องวางสิ่งนี้ multi range DC voltmeterในจุดสองจุดของวงจรไฟฟ้าซึ่งจะต้องวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของช่วงที่ต้องการ เราสามารถเลือกช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการได้โดยเชื่อมต่อสวิตช์ s เข้ากับตัวต้านทานตัวคูณตามลำดับ
ให้ $ m_ {1}, m_ {2}, m_ {2} $ และ $ m_ {4} $ เป็น multiplying factorsของโวลต์มิเตอร์ DC เมื่อเราพิจารณาแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบเต็มช่วงที่จะวัดเป็น $ V_ {1} V_ {2} V_ {3} $ และ $ V_ {4} $ ตามลำดับ ต่อไปนี้เป็นสูตรที่สอดคล้องกับตัวคูณแต่ละตัว
$$ m_ {1} = \ frac {V_ {1}} {V_ {m}} $$
$$ m_ {2} = \ frac {V_ {2}} {V_ {m}} $$
$$ m_ {3} = \ frac {V_ {3}} {V_ {m}} $$
$$ m_ {4} = \ frac {V_ {4}} {V_ {m}} $$
ในวงจรด้านบนมีสี่ตัว series multiplier resistors, $ R_ {se1}, R_ {se2}, R_ {se3} $ และ $ R_ {se4} $ ต่อไปนี้เป็นสูตรที่สอดคล้องกับตัวต้านทานทั้งสี่นี้
$$ R_ {se1} = R_ {m} \ left (m_ {1} -1 \ right) $$
$$ R_ {se2} = R_ {m} \ left (m_ {2} -1 \ right) $$
$$ R_ {se3} = R_ {m} \ left (m_ {3} -1 \ right) $$
$$ R_ {se4} = R_ {m} \ left (m_ {4} -1 \ right) $$
ดังนั้นเราสามารถค้นหาค่าความต้านทานของตัวต้านทานตัวคูณแต่ละชุดได้โดยใช้สูตรข้างต้น