WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-08-19T23:24:32Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

{{Elektromagnetizam|cTopic=[[Električna mreža]]}}

[[datoteka:Voltmeter.jpg|mini|desno|290px|Dva [[digitalna elektronika|digitalna]] voltmetra.]]

'''Voltmetar''' je mjerni instrument kojim se mjeri [[električni napon]]. Među [[analogni signal|analognim]] voltmetrima najčešće je to instrument s pomičnom [[električna zavojnica|električnom zavojnicom]], koji, nakon ugradnje pred[[otpornik]]a, izravno mjeri istosmjerni [[električni napon]], a temelji se na međudjelovanju struje koja teče njegovom pomičnom električnom zavojnicom i [[magnetno polje|magnetnoga polja]] stalnoga [[magnet]]a. Za [[mjerenje]] [[Izmjenična električna struja|izmjeničnoga]] napona ugrađuje mu se [[ispravljač]]. Prikladnija je, iako po točnosti nešto skromnija, izvedba voltmetra s pomičnim [[Feromagnetizam|mekim željezom]], koja se osniva na zakretanju lagana željeznog listića pod djelovanjem magnetskoga polja proizvedenoga mjerenom strujom, a omogućuje izravno mjerenje efektivnih vrijednosti istosmjernih i izmjeničnih napona. Točnija se mjerenja postižu s pomoću [[digitalna elektronika|digitalnoga]] voltmetra, no izvedbe za mjerenje takozvane prave efektivne vrijednosti prilično su skupe. Za posebne namjene izrađuju se i digitalni voltmetri s analognim pokazivanjem. Za mjerenje malih napona (čak i do nekoliko nano[[volt]]a) voltmetru se obično ugrađuju mjerna [[Pojačalo|pojačala]] posebnih izvedbi, a za veće napone (i do nekoliko kilovolta) pridodaju mu se predotpori s mogućnošću izbora potrebnoga mjernog opsega. <ref> '''voltmetar''', [http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=65304] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2017.</ref>

Većina voltmetara u stvari mjeri [[električna struja|električnu struju]] koja ovisi o mjerenom naponu i unutarnjem [[električni otpor|otporu]] instrumenta. Kako bi se smanjio utjecaj na mjereni krug nastoji se da taj otpor bude što veći i navodi se bilo kao stalna vrijednost, npr 1 [[megaom|MΩ]], bilo kao vrijednost koja ovisi o mjernom području, na primjer 20 [[kiloom|kΩ]]/[[volt|V]]. Uobičajeni se tip voltmetra sastoji od osjetljivog [[galvanometar|galvanometra]] s pomičnim svitkom i serijski spojenog [[otpornik]]a kojim se određuje mjerno područje, to jest napon koji je potreban za puni otklon kazaljke instrumenta. Zakretni se svitak galvanometra nalazi u [[magnetsko polje|magnetskom polju]], pa je [[moment sile]] razmjeran jakosti struje koja protječe svitkom. Kako se svitak oslanja na spiralnu [[opruga|oprugu]] koja stvara suprotni moment razmjeran kutu zakretanja svitka, kut u kojem se uspostavi ravnoteža razmjeran je jakosti struje, a time i mjerenom naponu. Moderni digitalni voltmetri koriste analogno-digitalnu pretvorbu kako bi napon pretvorili u broj prikazan na instrumentu. Voltmetar se pri mjerenjima spaja paralelno na izvor, odnosno na [[otpornik]].

== Ampermetar i voltmetar sa zakretnom zavojnicom ==
[[datoteka:Galvanometer diagram.svg|mini|desno|250px|Kad električnom zavojnicom teče struja, ona postaje magnetična i uvlači u sebe komad mekog željeza to jače što je struja jača. Kazaljku, odnosno meko željezo, drži u ravnoteži spiralna opruga ]]

'''Ampermetar sa zakretnom zavojnicom''' radi na sličan način kao i galvanometar sa zakretnom zavojnicom, to jest na [[Elektromagnetizam|elektromagnetskom privlačenju]], odnosno odbijanju. Takav [[mjerni instrument]] može biti izveden i s [[Feromagnetizam|mekim željezom]] kod kojeg se iskorišćuje magnetsko djelovanje električne struje. Kad [[električna zavojnica|električnom zavojnicom]] teče struja, ona postaje [[magnet]]ična i uvlači u sebe komad mekog željeza to jače što je struja jača. Pri tom se kazaljka pomiče preko skale. Kazaljku, odnosno meko željezo, drži u ravnoteži spiralna [[opruga]] koja je jednim krajem pričvršćena na [[osovina|osovinu]] instrumenta. Za prigušivanje titranja kazaljke služi [[stap]] koji se giba u cilindru. Pravac kretanja kazaljke je neovisan o smjeru električne struje, pa se takav instrument može upotrijebiti za istosmjernu i za izmjeničnu struju.

Da bismo ampermetrom mjerili [[Električna struja|jakost struje]], moramo ga serijski uključiti u strujni krug. Zbog toga ampermetar mora imati vrlo malen [[električni otpor]], jer bi inače mjerio slabiju struju nego što je ona u stvari. Ampermetrom se mogu mjeriti samo one struje i u onim granicama kako je označeno na njegovoj skali. Uključimo li ga u jaču struju negoli je to dopušteno, ampermetar će se oštetiti, odnosno pregorjeti zbog prevelikog zagrijavanja. Međutim, na osnovi [[Kirchhoffovi zakoni o struji i naponu|prvog Kirchhoffova zakona]], ampermetrom možemo mjeriti jaču struju ako uz njega paralelno priključimo jedan otpor ''Rs'' koji se zove ''shunt''. Pri tom će jedan dio struje ''Is'' prolaziti kroz shunt, a drugi ''Ia'' kroz ampermetar. Kako je poznata najveća dopuštena jakost struje ''Ia'' koja smije prolaziti kroz ampermetar i ''shunt'', možemo lako izračunati ukupnu jakost električne struje. Isto tako možemo izračunati otpor ''shunta'' ako je poznata ukupna jakost struje. Budući da se jakosti struje u pojedinim granama odnose obrnuto proporcionalno s otporima tih grana, to je:

:<math> R_s ={R_a \cdot I_a \over I _s} </math>

Iz ukupne jakosti struje:

:<math> I = I_a + I_s </math>

izlazi:

:<math> I_s = I - I_a </math>

pa je [[električni otpor]] ''shunta'':

:<math> R_s ={R_a \cdot I_a \over I - I _a} </math>

Ugradimo li u ampermetar veliki [[električni otpor]], možemo ga umjeriti (baždariti) u [[volt]]ima, jer umnožak struje i otpora daje [[električni napon]]. Tako dobijemo voltmetar. Voltmetar moramo uvijek spojiti s točkama između kojih želimo mjeriti električni napon, dakle paralelno s [[trošilo|trošilom]]. Iz navedenog razloga, voltmetar mora imati što veći električni otpor, i to do 30 000 Ω ([[om]]a), tako da kroz njega teče što slabija struja.

Kao što ampermetar, tako i voltmetar ima dopušteno područje u kojem se napon smije mjeriti. Međutim, mi to područje možemo proširiti ako ukopčamo jedan predotpor u seriju s voltmetrom. Ako je ''Rg'' otpor voltmetra, ''U'' najviši napon koja se smije mjeriti, ''Ig'' električna struja potrebna za puni otklon instrumenta, a ''x'' iznos predotpora, tada je napon:

:<math> U = I_g \cdot (R_g + x) </math>

a odatle je: <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>

:<math> x ={U_g - I_g \cdot R_g \over I _g} </math>

== Izvori ==
{{izvori}}

[[Kategorija:Mjerni instrumenti]]
[[Kategorija:Elektrotehnika]]

Voltmetar - Povijest promjena

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica