Arten von Voltmetern
Voltmeter sind Instrumente, die zur Messung des elektrischen Potenzialunterschieds zwischen zwei Punkten in einem elektrischen Stromkreis verwendet werden. Um den Potenzialunterschied zwischen zwei Punkten im Schaltkreis zu finden, werden die Voltmeterklemmen ohne Unterbrechung oder Durchtrennung des Drahtes zwischen diesen Punkten angeschlossen. Der Potenzialunterschied wird als ΔV = Va – Vb dargestellt.
Gängige Voltmeter-Typen
Die gebräuchlichsten Voltmetertypen sind:
- Dauermagnet-Bewegungsspulen-Voltmeter (PMMC): Auch als D’Arsonval-Meter oder Galvanometer bekannt, verwendet dieses Voltmeter die Winkelauslenkung in einem gleichförmigen Magnetfeld, um den durch die Spule fließenden Strom zu bestimmen.
- Bewegliches Eisen Voltmeter: Diese werden allgemein zur Messung von Wechselspannungen und -strömen verwendet. In diesen Instrumenten besteht das bewegliche System aus einem oder mehreren Stücken speziell geformten Weicheisens.
- Digitalvoltmeter (DVM): Sie zeigen Wechsel- und Gleichspannungswerte an und verwenden diskrete Zahlen anstelle von Zeigerauslenkung. DVMs basieren häufig auf einem speziellen Analog-Digital-Umwandler, dem integrierenden Wandler.
- Elektrodynamometer: Diese Instrumente werden als Wechselstrom-Voltmeter und -Amperemeter sowohl im Bereich der Leistungsfrequenzen als auch im unteren Teil des Audiofrequenzbereichs verwendet.
- Gleichrichter-Typ Voltmeter: Diese Voltmeter werden verwendet, um entweder Wechselstrom (AC) oder Gleichstrom (DC) zu messen.
- Induktions-Typ Voltmeter: Dieses Voltmeter funktioniert auf dem Prinzip der gegenseitigen Induktion und kann nur für die Messung von Wechselstrom verwendet werden.
- Elektrostatisches Voltmeter: Dies ist das einzige Voltmeter, das die Spannung direkt misst, anstatt durch die Wirkung des Stroms. Es wird verwendet, um große elektrische Potenziale ohne physischen Kontakt zu messen.
Anschluss und Eigenschaften von Voltmetern
Voltmeter werden parallel geschaltet. Sie sind in einer Vielzahl von Stilen erhältlich, einige werden separat betrieben (z.B. durch eine Batterie), und andere werden durch die zu messende Spannungsquelle selbst betrieben. Ihre Funktionalität ist in moderne Multimeter integriert.
Ein ideales Voltmeter hätte einen unendlichen Widerstand, so dass seine Verbindung zwischen zwei Punkten in einem Stromkreis keinen der Ströme verändern würde. Reale Voltmeter haben immer einen endlichen Widerstand, aber ein Voltmeter sollte einen großen genug Widerstand haben, dass seine Verbindung zu einem Stromkreis die anderen Ströme nicht merklich verändert.
Voltmeter, die einen Potenzialunterschied von 1 μV messen können, sind üblich, und Empfindlichkeiten bis zu 10-12 können erreicht werden. Digitale Messgeräte können mit hoher Genauigkeit hergestellt werden, typischerweise besser als 1%. Speziell kalibrierte Testinstrumente weisen höhere Genauigkeiten auf.
Zusammenfassung
Voltmeter sind unverzichtbare Instrumente in der Elektrotechnik, die eine genaue Messung der elektrischen Potenzialdifferenz ermöglichen. Ihre Vielseitigkeit und Genauigkeit machen sie zu einem wichtigen Werkzeug für Fachleute und Hobbyisten gleichermaßen. Mit einer Vielzahl von Typen, die auf unterschiedlichen Messprinzipien basieren, bieten Voltmeter Lösungen für fast jede Messanforderung.
