1. Khái niệm chung về đo điện áp
Dụng cụ dùng để đo điện áp gọi là Vôn kế hay Vôn met (Voltmeter). Kí hiệu như sau:
Yêu cầu chung đối với dụng cụ đo điện áp:
- Mắc Vôn kế đo điện áp phải mắc song song với đoạn mạch cần đo
- Công suất tiêu thụ càng nhỏ càng tốt, điện trở của Vôn kế càng lớn càng tốt và lý tưởng RV=∞.
- Làm việc trong một dải tần cho trước để đảm bảo cấp chính xác của dụng cụ đo.
2. Vôn kế một chiều
Độ lệch của kim chỉ thị tỉ lệ với dòng qua cuộn dây động. Dòng qua cuộn dây tỉ lệ với điện áp trên cuộn dây. Nên coi Vôn kế là ampe kế dòng rất nhỏ với điện trở rất lớn. Điện áp định mức của cơ cấu chỉ thị khoảng 50mV ÷ 75mV nên cần nối tiếp nhiều điện trở phụ (còn gọi là điện trở nhân) để làm tăng khoảng đo của Vôn kế.
Hình 1: Mắc điện trở phụ nối tiếp cơ cấu chỉ thị
Vôn kế nhiều thang đo thì các điện trở phụ được mắc như sau:
3. Vôn kế xoay chiều
– Vôn kế từ điện đo điện áp xoay chiều
Sử dụng cơ cấu từ điện thì dụng cụ có tính phân cực và phải mắc đúng sao cho độ lệch dương (trên thang đo). Để sử dụng dụng cụ đo từ điện làm thành dụng cụ đo xoay chiều người ta phải sử dụng các bộ chỉnh lưu (nửa sóng hoặc toàn sóng) để các giá trị của dòng chỉ gây ra độ lệch dương.
(Tham khảo thêm phần Ampe kế từ điện đo dòng xoay chiều)
Chú ý: để bù sai số do nhiệt và khi tần số thay đổi người ta mắc thêm vào mạch các điện trở làm bằng đồng hoặc maganin để bù nhiệt kết hợp với cuộn cảm và tụ bù tần số
– Vôn kế từ điện
Là dụng cụ để đo điện áp xoay chiều tần số công nghiệp. Cuộn dây tĩnh có số
vòng dây rất lớn từ 1000 – 6000 vòng. Để mở rộng thang đo người ta mắc nối tiếp với cuộn dây các điện trở phụ.
Các tụ C được mắc song song với các điện trở phụ để bù sai số do tần số khi tần số lớn hơn tần số công nghiệp.
Hình 2: Sơ đồ mắc các cuộn dây của Vôn kế từ điện
– Vôn kế điện động
Cuộn kích được chia làm 2 phần nối tiếp nhau và nối tiếp với cuộn động. Độ lệch của kim chỉ thị tỉ lệ với I2 nên kim dừng ở giá trị trung bình của I2 tức giá trị tức thời rms.
Hình 3: Sơ đồ mắc các cuộn dây của Vôn kế điện động
Đặc điểm của Vôn kế điện động:
- Tác dụng của dòng rms giống như trị số dòng một chiều tương đương nên có thể khác độ theo giá trị một chiều và dùng cho cả xoay chiều
- Dụng cụ điện động thường đòi hỏi dòng nhỏ nhất là 100mA cho CCTT nên Vôn kế điện động có độ nhạy thấp hơn nhiều so với Vôn kế từ điện (chỉ khoảng 10Ω/V)
- Để giảm thiểu sai số chỉ nên dùng ở khu vực tần số công nghiệp
