Cosa è un Voltmetro?
Un voltmeter è uno strumento utilizzato per misurare la differenza di potenziale elettrico tra due punti in un circuito elettrico. Per determinare la differenza di potenziale tra due punti, i terminali del voltmeter sono collegati tra questi punti senza interrompere o tagliare il filo. La formula per calcolare la differenza di potenziale è ΔV = Va – Vb.
Tipi di Voltmetri
I volmetri più comuni includono:
- Voltmetro a Bobina Mobile a Magnete Permanente (PMMC)
- Voltmetro a Ferro Mobile
- Voltmetro Digitale (DVM)
- Electrodynamometer
- Voltmetro a Raddrizzatore
- Voltmetro ad Induzione
- Voltmetro Elettrostatico
Questi strumenti sono connessi in parallelo nel circuito e possono essere alimentati separatamente (ad esempio, da una batteria) o dalla stessa fonte di tensione misurata. La loro funzionalità è spesso integrata nei moderni multimetri. Un voltmeter ideale avrebbe una resistenza infinita, così da non alterare le correnti nel circuito.
Simbolo e Caratteristiche del Voltmetro
Nelle schemi dei circuiti, un voltmeter è rappresentato dalla lettera V all’interno di un cerchio, con due linee che emergono rappresentando i due punti di misurazione. Il voltmeter, nel suo funzionamento ideale, avrebbe una resistenza infinita per non alterare le correnti nel circuito. Tuttavia, i volmetri reali hanno sempre una resistenza finita, ma dovrebbe essere abbastanza grande da non modificare apprezzabilmente le altre correnti nel circuito. I volmetri che possono misurare una differenza di potenziale di 1 μV sono comuni, e sensibilità fino a 10-12 possono essere raggiunte.
Funzionamento di un Voltmetro
Un voltmeter analogico comune utilizza un meccanismo elettromeccanico che converte la corrente che scorre attraverso il filo in una lettura di tensione. Il suo funzionamento si basa sull’idea della legge di Ohm: “La tensione attraverso una resistenza è direttamente proporzionale alla corrente che viaggia attraverso di essa”. La legge di Ohm è espressa come V = I x R.
Analogie Idrauliche e Elettriche
L’analogia idraulica, o analogia elettrico-fluida, è uno strumento didattico utilizzato per spiegare come funzionano i circuiti elettrici. In questa analogia, la tensione è come la differenza di pressione che spinge l’acqua attraverso un tubo. Questo modello assume che l’acqua scorra orizzontalmente, ignorando la forza di gravità.
Applicazioni del Voltmetro
I volmetri sono utilizzati per misurare la tensione in circuiti domestici o batterie. Sono importanti per verificare le prestazioni di tutte le tipologie di alimentatori e sono usati per monitorare generatori o altri apparecchi fissi. Un voltmeter può anche essere utilizzato per visualizzare l’uscita di vari tipi di sensori analogici che hanno un’uscita di tensione.
Confronto tra Voltmetri Analogici e Digitali
Molti volmetri sono digitali, con display numerici per le letture. Tuttavia, ci sono ancora volmetri analogici che offrono letture analogiche muovendo un indicatore su una scala per indicare la tensione; però, i volmetri digitali sono generalmente più precisi degli strumenti analogici. Un tipico voltmetro analogico mostra diverse scale sul quadrante che corrispondono a terminali di ingresso separati sul retro dell’unità.
Differenza tra Voltmetro AC e DC
Il voltmeter DC è usato per misurare la tensione DC, mentre il voltmeter AC è usato per misurare la tensione AC. Il voltmeter DC misura il valore di picco della tensione DC, mentre il voltmeter AC misura il valore RMS della tensione AC. Un raddrizzatore non è utilizzato prima di un amplificatore multistadio in un voltmeter DC, ma è utilizzato in un voltmeter AC per misurare il valore RMS della tensione AC.
