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Qu'est-ce qu'un voltmètre? Caractéristiques les plus pertinentes
Un voltmètre est un instrument électronique utilisé pour mesurer la différence de potentiel ou la tension entre deux points d'un circuit électrique ou électronique. L'unité de différence de potentiel est mesurée en volts (V).
Un voltmètre analogique de base consiste en un galvanomètre sensible (courantomètre) en série avec une résistance élevée.
La résistance interne du voltmètre doit être élevée; sinon, il attire un courant important et interrompt le fonctionnement du circuit lorsqu'un test est en cours.
Les voltmètres analogiques affichent leurs lectures analogiques (une aiguille qui indique la fraction de la tension du circuit) et les voltmètres numériques affichent leurs lectures de tension directement sous forme numérique.
Les voltmètres de laboratoire pratiques ont des portées maximales de 1000 à 3000 V. Pour leur part, dans la plupart des voltmètres commerciaux, ils ont des échelles différentes, qui augmentent les puissances de 10; par exemple: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V et 0-1000 V.
Les voltmètres qui mesurent les différences de potentiel élevées nécessitent de nombreux câbles et isolants.
Dans le domaine du calcul, les voltmètres de laboratoire standard sont adéquats car les tensions trouvées sont modérées, généralement entre 1 V et 15 V.
Généralement, les voltmètres analogiques sont utilisés pour mesurer des tensions allant d'une fraction de volt à quelques milliers de volts.
En revanche, les voltmètres numériques ont une plus grande précision et sont utilisés pour de très petites mesures de tension dans les laboratoires et les appareils électroniques.
Histoire
Les principes fondamentaux des voltmètres ont été établis par le physicien danois Hans Christian Oersted en 1820, lorsqu'il a découvert qu'un courant électrique dans un fil produisait un champ magnétique autour de lui.
Le premier ampèremètre, voltmètre sensible et non résistant, a été utilisé par le physicien André Ampère en 1820 pour mesurer le courant.
Mais presque tous les types de voltmètres sont basés sur des modèles dans lesquels les indicateurs sont intégrés dans des bobines mobiles.
Cela a été développé par le physicien français Jacques-Arsene d'Arsonval en 1882. Depuis lors, sa capacité de mouvement a augmenté et certains modèles modernes peuvent mesurer jusqu'à 20 000 volts.
Opération
Un voltmètre est un galvanomètre qui a été modifié pour mesurer la différence de potentiel entre deux points d'un circuit ou d'une série.
Un galvanomètre est un instrument créé par Jacques-Arsene d'Arsonval qui consiste à placer des fils enroulés dans un champ magnétique permanent qui est ensuite couplé à un ressort et à un cadran calibré.
En termes simples, la boîte avec l'aiguille est ce qui fonctionne comme un voltmètre.
Galvanomètre
Un galvanomètre peut également être modifié pour devenir un ampèremètre, utilisé pour mesurer des courants plus importants.
Mais lorsque cet instrument est utilisé pour mesurer la tension, le galvanomètre transformé en voltmètre est connecté en parallèle avec la zone à mesurer.
Étant donné que le voltmètre doit être relié à un circuit parallèle, il doit être construit de manière à présenter une résistance élevée.
Dans un circuit, le courant suivra toujours le chemin de moindre résistance. Lors de la mesure de la différence de potentiel dans une partie quelconque du circuit, il est important de changer cette partie aussi peu que possible lors des mesures.
Début d'un voltmètre
Le principe général d'un voltmètre est qu'il doit être connecté en parallèle avec l'objet dans lequel vous souhaitez mesurer la tension.
La connexion parallèle est utilisée car un voltmètre est conçu pour avoir une valeur de résistance élevée.
De cette manière, si cette haute résistance est connectée en série, le flux de courant sera presque nul; Cela signifie que le circuit a été ouvert.
De plus, dans le circuit parallèle, on sait que la tension est la même, de sorte que la tension entre le voltmètre et la charge est presque la même.
En théorie, pour un voltmètre idéal, il faut avoir la résistance à l'infini pour que le courant attiré soit nul; de cette façon, il n'y a pas de perte de puissance dans l'instrument.
Mais ce n'est pas faisable pratiquement parce que vous ne pouvez pas avoir un matériau avec une résistance infinie.
Utilisations pratiques
Les voltmètres permettent de mesurer en toute sécurité la tension ou la différence de potentiel électrique entre deux points d’un circuit et, en même temps, ils ne modifient pas la tension de ce circuit.
La capacité de mesurer la tension est essentielle pour la conception et la manipulation de technologies avancées, mais elle a également d’autres applications.
Par exemple, vous souhaitez activer un ventilateur, mais lorsque vous vous connectez et que vous l'allumez, rien ne se produit. Bien que le ventilateur puisse être endommagé, la prise murale peut ne pas recevoir d’électricité.
Un voltmètre pourrait être utilisé pour mesurer la tension de la fiche; S'il ne fait pas environ 120 V, la fiche pourrait être endommagée.
Une autre utilisation consiste à déterminer si une batterie est chargée ou déchargée. Lorsqu'une voiture ne démarre pas, vous pouvez mesurer la tension de la batterie avec un voltmètre pour voir si le problème est là.
La tension est utilisée dans de nombreuses applications de la vie quotidienne. Les lignes de transmission de puissance transportent de l'énergie à plusieurs niveaux de tension élevés, allant de centaines à des milliers de volts supérieurs à 120 V à partir des prises murales courantes.
Les appareils électroniques (tels que les ordinateurs) nécessitent un contrôle précis de la tension mais fonctionnent à seulement quelques volts et peuvent être sensibles même à une faible variation de tension.
Il existe différents types de voltmètres pour ces applications variées.
Types
Selon le principe de construction, il existe différents types de voltmètres. Principalement, ils peuvent être classés en:
- Voltmètre de fer (MI).
- Electro-dynamomètre de type voltmètre.
- Voltmètre à induction.
- Voltmètre électrostatique
- Voltmètre numérique (DVM).
- Voltmètre à aimant permanent (PMMC).
- Voltmètre redresseur
Les voltmètres conçus pour mesurer des tensions élevées et dangereuses (telles que les lignes de transmission) ont une isolation supplémentaire entre les points de test et l'utilisateur pour empêcher l'électrocution.
D'autres voltmètres sont conçus pour mesurer avec une extrême précision les faibles niveaux de tension dans les petits objets, tels que les puces informatiques.
Les voltmètres utilisés dans ces cas peuvent être très petits et conçus pour éliminer ou minimiser le bruit des différences potentielles existant naturellement dans l'environnement ou provenant d'appareils électroniques à proximité.
Le voltmètre le plus courant est un appareil portatif avec écran et deux câbles électroniques. Ces câbles sont connectés à deux points du circuit et le niveau de tension est affiché à l'écran.
Références
- Qu'est-ce qu'un voltmètre? Récupéré de study.com
- Définition: voltmètre. Récupéré de whatis.techtarget.com
- Principe de fonctionnement du voltmètre et des types de voltmètre. Récupéré de electrical4u.com
- Voltmètre. Récupéré de schools.wikia.com
- Voltmètre. Récupéré de techopedia.com