Vôn kế DC

Vôn kế DC là một dụng cụ đo, được sử dụng để đo điện áp một chiều trên hai điểm bất kỳ của mạch điện. Nếu chúng ta đặt một điện trở nối tiếp với điện kế Cuộn dây chuyển động nam châm vĩnh cửu (PMMC), thì toàn bộ sự kết hợp với nhau sẽ hoạt động nhưDC voltmeter.

Điện trở nối tiếp, được sử dụng trong vôn kế DC còn được gọi là điện trở số nhân nối tiếp hoặc đơn giản hơn, hệ số nhân. Về cơ bản, nó giới hạn lượng dòng điện chạy qua điện kế để ngăn dòng đồng hồ vượt quá giá trị độ lệch toàn thang đo. Cáccircuit diagram của vôn kế DC được hiển thị trong hình dưới đây.

Ta phải đặt vôn kế một chiều này qua hai điểm của một mạch điện, tại đó cần đo hiệu điện thế một chiều.

Ứng dụng KVL xung quanh vòng lặp của đoạn mạch trên.

$ V-I_ {m} R_ {se} -I_ {m} R_ {m} = 0 $ (Phương trình 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} $ (Phương trình 2)

Ở đâu,

$ R_ {se} $ là điện trở của hệ số nhân chuỗi

$ V $ là điện áp một chiều toàn dải cần đo

$ I_ {m} $ là dòng điện lệch quy mô đầy đủ

$ R_ {m} $ là điện trở trong của điện kế

Tỷ số giữa điện áp một chiều toàn dải sẽ được đo, $ V $ và điện áp một chiều sụt giảm trên điện kế, $ V_ {m} $ được gọi là multiplying factor, m. Về mặt toán học, nó có thể được biểu diễn dưới dạng

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

Từ phương trình 1, chúng ta sẽ nhận được phương trình sau cho full range DC voltage nghĩa là được đo, $ V $.

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

Các DC voltage droptrên điện kế, $ V_ {m} $ là tích của dòng điện lệch toàn thang, $ I_ {m} $ và điện trở trong của điện kế, $ R_ {m} $. Về mặt toán học, nó có thể được viết là

$ V_ {m} = I_ {m} R_ {m} $ (Phương trình 5)

Substitute, Phương trình 4 và Phương trình 5 trong Phương trình 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) $ (Phương trình 6)

Chúng tôi có thể tìm thấy value of series multiplier resistance bằng cách sử dụng Phương trình 2 hoặc Phương trình 6 dựa trên dữ liệu có sẵn.

Vôn kế DC đa dải

Trong phần trước, chúng ta đã thảo luận về vôn kế DC, có được bằng cách đặt một điện trở cấp số nhân nối tiếp với điện kế PMMC. Vôn kế DC này có thể được sử dụng để đoparticular range của điện áp DC.

Nếu chúng ta muốn sử dụng vôn kế DC để đo điện áp DC của multiple ranges, khi đó chúng ta phải sử dụng nhiều điện trở nhân song song thay vì điện trở nhân đơn và toàn bộ tổ hợp điện trở này mắc nối tiếp với điện kế PMMC. Cáccircuit diagram của vôn kế DC nhiều dải được hiển thị trong hình dưới đây.

Chúng ta phải đặt cái này multi range DC voltmeterqua hai điểm của mạch điện, nơi đo điện áp một chiều có phạm vi yêu cầu. Chúng ta có thể chọn dải điện áp mong muốn bằng cách kết nối công tắc s với điện trở nhân tương ứng.

Giả sử, $ m_ {1}, m_ {2}, m_ {2} $ và $ m_ {4} $ là multiplying factorscủa vôn kế một chiều khi chúng ta coi điện áp một chiều toàn dải được đo lần lượt là $ V_ {1}, V_ {2}, V_ {3} $ và $ V_ {4} $. Sau đây là các công thức tương ứng với mỗi hệ số nhân.

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

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

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

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

Trong mạch trên, có bốn series multiplier resistors, $ R_ {se1}, R_ {se2}, R_ {se3} $ và $ R_ {se4} $. Sau đây là công thức tương ứng với bốn điện trở này.

$$ R_ {se1} = R_ {m} \ left (m_ {1} -1 \ right) $$

$$ R_ {se2} = R_ {m} \ left (m_ {2} -1 \ right) $$

$$ R_ {se3} = R_ {m} \ left (m_ {3} -1 \ right) $$

$$ R_ {se4} = R_ {m} \ left (m_ {4} -1 \ right) $$

Vì vậy, chúng ta có thể tìm các giá trị điện trở của mỗi điện trở nhân nối tiếp bằng cách sử dụng các công thức trên.