電圧計の基本
電圧計は、電気回路における二点間の電位差を測定するために使用される計測器です。回路内の任意の二点間の電位差を見つけるために、電圧計の端子は、ワイヤーを切断または断ち切ることなく、それらの点の間に接続されます。電位差は次の式で表されます。
ΔV = Va – Vb
電圧計は並列に接続されます。これらは、別途電源（例えば、電池による）で動作するものから、測定される電圧源自体によって動力を供給されるものまで、幅広いスタイルで作られています。その機能は通常、現代のマルチメーターに組み込まれています。理想的な電圧計は無限の抵抗を持ち、回路内の二点間に接続しても、どの電流も変更されないでしょう。現実の電圧計は常に有限の抵抗を持ちますが、電圧計は回路に接続しても他の電流を顕著に変更しないほど十分に大きな抵抗を持つべきです。1μVの電位差を測定できる電圧計は一般的であり、感度は10-12まで達することができます。デジタルメーターは高精度で作られることができ、典型的には1％より優れています。特別に校正された試験機器は、より高い精度を持ちます。
電圧計の種類
電圧計の種類は、構造原理と測定タイプによって決定されます。最も一般的な電圧計は以下の通りです。
- 永久磁石移動コイル電圧計 – PMMC
- 移動鉄片電圧計
- デジタル電圧計 – DVM
- 電動力計
- 整流器タイプ電圧計
- 誘導タイプ電圧計
- 静電タイプ電圧計
電圧計の動作原理
一般的なアナログ電圧計は、通常、電流を電圧読み取りに変換する電気機械メカニズムを使用します。アナログ電圧計には、内蔵された高値の固定抵抗と、それを通過する電流を測定するアンメーターが含まれています。アンメーターによって感知される電流は、次に電圧の読み取りに変換されます。その操作はオームの法則の考えに基づいています。
V = I x R
例えば、D’Arsonvalメーターやガルバノメーターは、定磁場内のコイルを通る電流に反応してポインターを偏向させることによって動作します。コイルに電流が適用されると、コイルの磁場と静止磁石の磁場の相互作用によりトルクが生じ、コイルの回転を促します。このトルクはコイルを通る電流に比例します。コイルは回転し、回転に反対するばねを圧縮します。したがって、コイルの偏向は電流に比例し、その電流は適用された電圧に比例し、これはスケール上のポインターによって示されます。
