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O que é um voltímetro? Recursos mais relevantes
Um voltímetro é um instrumento eletrônico usado para medir a diferença de potencial ou tensão entre dois pontos em um circuito elétrico ou eletrônico. A unidade de diferença de potencial é medida em volts (V).
Um voltímetro analógico básico consiste de um galvanômetro sensível (medidor de corrente) em série com uma alta resistência.
A resistência interna do voltímetro deve ser alta; caso contrário, atrai uma corrente significativa e interrompe a operação do circuito quando um teste está sendo realizado.
Os voltímetros analógicos exibem suas leituras analógicas (uma agulha que indica a fração da voltagem do circuito) e os voltímetros digitais exibem suas leituras de voltagem diretamente na forma numérica.
Os voltímetros laboratoriais práticos têm alcances máximos de 1000 a 3000 V. Por sua vez, na maioria dos voltímetros comerciais eles possuem escalas diferentes, que aumentam em potências de 10; por exemplo: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V e 0-1000 V.
Voltímetros que medem altas diferenças de potencial exigem muitos cabos e isoladores.
No ramo da computação, os voltímetros laboratoriais padrão são adequados porque as voltagens encontradas são moderadas, geralmente entre 1 V e 15 V.
Geralmente, os voltímetros analógicos são usados para medir tensões de uma fração de volt a alguns milhares de volts.
Em contraste, os voltímetros digitais têm uma precisão maior e são usados para medições de tensão muito pequenas em laboratórios e dispositivos eletrônicos.
História
Os princípios fundamentais por trás dos voltímetros foram estabelecidos pelo físico dinamarquês Hans Christian Oersted no ano de 1820, quando descobriu que uma corrente elétrica em um fio produzia um campo magnético em torno dele.
O primeiro amperímetro, que é um voltímetro sensível e não resistente, foi utilizado pelo físico André Ampère no ano de 1820 para medir a corrente.
Mas quase todos os tipos de voltímetros são baseados em modelos nos quais os indicadores estão embutidos em bobinas móveis.
Isso foi desenvolvido pelo físico francês Jacques-Arsene d'Arsonval no ano de 1882. Desde então, sua capacidade de movimento aumentou e alguns modelos modernos podem medir até 20.000 volts.
Operação
Um voltímetro é um galvanômetro que foi modificado para medir a diferença de potencial entre dois pontos em um circuito ou série.
Um galvanômetro é um instrumento criado por Jacques-Arsene d'Arsonval que consiste em colocar fios enrolados em um campo magnético permanente que é então acoplado a uma mola e um mostrador calibrado.
Em termos simples, a caixa com a agulha é o que funciona como um voltímetro.
Galvanômetro
Um galvanômetro também pode ser modificado para se tornar um amperímetro, que é usado para medir correntes maiores.
Mas quando este instrumento é usado para medir a tensão, o galvanômetro transformado em um voltímetro é conectado em paralelo com a área que está medindo.
Como o voltímetro deve ser conectado a um circuito paralelo, ele precisa ser construído de uma maneira que tenha alta resistência.
Em um circuito, a corrente sempre seguirá o caminho de menor resistência. Ao medir a diferença de potencial em qualquer parte de um circuito, é importante alterar a peça o mínimo possível ao fazer as medições.
Começo de um voltímetro
O princípio geral de um voltímetro é que ele deve ser conectado em paralelo com o objeto no qual você deseja medir a tensão.
A conexão paralela é usada porque um voltímetro é construído para ter um valor de alta resistência.
Desta forma, se essa alta resistência estiver conectada em série, então o fluxo de corrente será quase zero; Isso significa que o circuito foi aberto.
Além disso, no circuito paralelo, sabe-se que a tensão é a mesma, então a tensão entre o voltímetro e a carga é quase a mesma.
Em teoria, para um voltímetro ideal, deve-se ter a resistência no infinito para que a corrente atraída seja zero; Desta forma, não há perda de energia no instrumento.
Mas isso não é viável praticamente porque você não pode ter um material com resistência infinita.
Usos práticos
Os voltímetros permitem medir com segurança a tensão ou a diferença de potencial elétrico entre dois pontos de um circuito e, ao mesmo tempo, não alteram a voltagem desse circuito.
A capacidade de medir tensão é crítica no projeto e no manuseio de tecnologia avançada, mas também tem outras aplicações.
Por exemplo, você quer ligar um fã, mas quando você se conecta e liga, nada acontece. Embora o ventilador possa ser danificado, a tomada da parede pode não estar recebendo eletricidade.
Um voltímetro poderia ser usado para medir a voltagem do plugue; Se não estiver em torno de 120 V, a ficha poderá ser danificada.
Outro uso é determinar se uma bateria está carregada ou descarregada. Quando um carro não liga, você pode medir a voltagem da bateria com um voltímetro para ver se o problema está lá.
A voltagem é usada em muitas aplicações da vida cotidiana. As linhas de transmissão de energia carregam energia em vários níveis de alta tensão, de centenas a milhares de volts, que são superiores a 120 V de tomadas de parede comuns.
Dispositivos eletrônicos (como computadores) exigem controle de tensão preciso, mas operam com apenas alguns volts e podem ser sensíveis até mesmo a uma pequena variação de tensão.
Existem diferentes tipos de voltímetros para estas variadas aplicações.
Tipos
De acordo com o princípio da construção, existem diferentes tipos de voltímetros. Principalmente eles podem ser classificados em:
- Voltímetro de ferro (MI).
- Eletro-dinamômetro tipo voltímetro.
- Voltímetro de indução.
- Voltímetro eletrostático
- Voltímetro digital (DVM).
- Voltímetro de ímã permanente (PMMC).
- Voltímetro retificador.
Os voltímetros que são feitos para medir tensões altas e perigosas (como linhas de transmissão) têm isolamento extra entre os pontos de teste e o usuário para evitar a eletrocussão.
Outros voltímetros são projetados para medir baixos níveis de tensão em pequenos objetos, como chips de computador, com imensa precisão.
Os voltímetros usados nesses casos podem ser muito pequenos e são projetados para eliminar ou minimizar o ruído de possíveis diferenças existentes naturalmente no ambiente ou provenientes de dispositivos eletrônicos próximos.
O voltímetro mais comum é um dispositivo portátil com uma tela e dois cabos eletrônicos. Esses cabos são conectados a dois pontos no circuito e o nível de tensão é exibido na tela.
Referências
- O que é um voltímetro? Retirado de study.com
- Definição: voltímetro. Obtido em whatis.techtarget.com
- Princípio de funcionamento do voltímetro e tipos de voltímetro. Recuperado de electrical4u.com
- Voltímetro. Retirado de schools.wikia.com
- Voltímetro. Obtido em techopedia.com