Come Funziona un Voltmetro
Il volmetro è uno strumento fondamentale nella misurazione della differenza di potenziale elettrico tra due punti in un circuito elettrico. Esistono due tipi principali di volmetri: analogici e digitali, ognuno con un meccanismo specifico e caratteristiche uniche.
Il Voltmetro Analogico
Il volmetro analogico utilizza un meccanismo elettromeccanico per convertire la corrente che scorre attraverso un filo in una lettura di tensione. Questo tipo di volmetro contiene solitamente una resistenza fissa ad alto valore e un amperometro per misurare la corrente che lo attraversa. La corrente rilevata dall’amperometro viene poi convertita in una lettura in volt. Il principio di funzionamento si basa sulla legge di Ohm, secondo cui la tensione attraverso una resistenza è direttamente proporzionale alla corrente che la attraversa, espressa dalla formula:
V = I x R
Un esempio di volmetro analogico è il galvanometro a bobina mobile, che funziona deviando un indicatore in risposta a una corrente elettrica che scorre attraverso una bobina in un campo magnetico costante. Quando viene applicata una corrente elettrica, l’interazione del campo magnetico della bobina e del magnete stazionario crea una coppia, tendendo a far ruotare la bobina. La deflessione della bobina è quindi proporzionale alla corrente, e di conseguenza alla tensione applicata, indicata da un puntatore su una scala.
Il Voltmetro Digitale
I volmetri digitali, preferiti ai modelli analogici, visualizzano i valori di tensione AC e DC utilizzando numeri discreti invece della deviazione di un puntatore. I volmetri digitali sono generalmente progettati attorno a un tipo speciale di convertitore analogico-digitale chiamato convertitore integratore. Un convertitore ADC integratore è un tipo di convertitore analogico-digitale che converte una tensione di ingresso sconosciuta in una rappresentazione digitale tramite l’uso di un integratore. I volmetri digitali possono raggiungere un’alta precisione, tipicamente superiore all’1%, e gli strumenti di prova calibrati specialmente possono avere precisioni ancora maggiori.
Considerazioni Sull’Uso del Voltmetro
Per trovare la differenza di potenziale tra qualsiasi coppia di punti in un circuito, i terminali del volmetro sono collegati tra questi punti senza interrompere o tagliare il filo. I volmetri sono collegati in parallelo al circuito. Essi sono realizzati in una vasta gamma di stili, alcuni alimentati separatamente (ad esempio, da una batteria), altri alimentati dalla stessa fonte di tensione misurata. La loro funzionalità è spesso integrata nei moderni multimetri. Un volmetro ideale avrebbe una resistenza infinita, in modo tale che il suo collegamento in un circuito non alteri le correnti esistenti. Tuttavia, i volmetri reali hanno sempre una resistenza finita, ma dovrebbero avere una resistenza abbastanza grande da non modificare apprezzabilmente le altre correnti nel circuito quando collegati. I volmetri che possono misurare una differenza di potenziale di 1 μV sono comuni, e sensibilità fino a 10-12 possono essere raggiunte.
Conclusione
La comprensione del funzionamento dei volmetri, sia analogici che digitali, è essenziale per chi lavora con circuiti elettrici. Mentre i volmetri analogici offrono una rappresentazione visiva immediata della tensione, i volmetri digitali forniscono misurazioni precise e facili da leggere. Entrambi i tipi sono strumenti indispensabili nel campo dell’elettronica e dell’elettrotecnica.
