Voltímetros DC
El voltímetro de CC es un instrumento de medición que se utiliza para medir el voltaje de CC en dos puntos cualesquiera del circuito eléctrico. Si colocamos una resistencia en serie con el galvanómetro de bobina móvil de imán permanente (PMMC), entonces toda la combinación actúa comoDC voltmeter.
La resistencia en serie, que se utiliza en el voltímetro de CC, también se denomina resistencia multiplicadora en serie o simplemente multiplicador. Básicamente, limita la cantidad de corriente que fluye a través del galvanómetro para evitar que la corriente del medidor exceda el valor de deflexión de escala completa. loscircuit diagram del voltímetro de CC se muestra en la siguiente figura.
Tenemos que colocar este voltímetro de CC en los dos puntos de un circuito eléctrico, donde se medirá el voltaje de CC.
Aplicar KVL alrededor del bucle del circuito anterior.
$ V-I_ {m} R_ {se} -I_ {m} R_ {m} = 0 $ (Ecuación 1)
$$ \ Rightarrow V-I_ {m} R_ {m} = I_ {m} R_ {se} $$
$$ \ Rightarrow R_ {se} = \ frac {V-I_ {m} R_ {m}} {I_ {m}} $$
$ \ Flecha derecha R_ {se} = \ frac {V} {I_ {m}} - R_ {m} $ (Ecuación 2)
Dónde,
$ R_ {se} $ es la resistencia del multiplicador de la serie
$ V $ es el voltaje de CC de rango completo que se va a medir
$ I_ {m} $ es la corriente de deflexión de escala completa
$ R_ {m} $ es la resistencia interna del galvanómetro
La relación entre el voltaje de CC de rango completo que se va a medir, $ V $ y la caída de voltaje de CC en el galvanómetro, $ V_ {m} $ se conoce como multiplying factor, m. Matemáticamente, se puede representar como
$ m = \ frac {V} {V_ {m}} $ (Ecuación 3)
De la Ecuación 1, obtendremos la siguiente ecuación para full range DC voltage que se va a medir, $ V $.
$ V = I_ {m} R_ {se} + I_ {m} R_ {m} $ (Ecuación 4)
los DC voltage dropa través del galvanómetro, $ V_ {m} $ es el producto de la corriente de deflexión de escala completa, $ I_ {m} $ y la resistencia interna del galvanómetro, $ R_ {m} $. Matemáticamente, se puede escribir como
$ V_ {m} = I_ {m} R_ {m} $ (Ecuación 5)
Substitute, Ecuación 4 y Ecuación 5 en Ecuación 3.
$$ m = \ frac {I_ {m} R_ {se} + I_ {m} R_ {m}} {I_ {m} R_ {m}} $$
$ \ Flecha derecha m = \ frac {R_ {se}} {R_ {m}} + 1 $
$ \ Flecha derecha m-1 = \ frac {R_ {se}} {R_ {m}} $
$ R_ {se} = R_ {m} \ left (m-1 \ right) $ (Ecuación 6)
Podemos encontrar el value of series multiplier resistance utilizando la Ecuación 2 o la Ecuación 6 según los datos disponibles.
Voltímetro de CC de rango múltiple
En la sección anterior, habíamos discutido el voltímetro de CC, que se obtiene colocando una resistencia multiplicadora en serie con el galvanómetro PMMC. Este voltímetro de CC se puede utilizar para medir unparticular range de tensiones CC.
Si queremos utilizar el voltímetro de CC para medir los voltajes de CC de multiple ranges, entonces tenemos que usar múltiples resistencias multiplicadoras paralelas en lugar de una sola resistencia multiplicadora y toda esta combinación de resistencias está en serie con el galvanómetro PMMC. loscircuit diagram del voltímetro de CC de rango múltiple se muestra en la siguiente figura.
Tenemos que colocar esto multi range DC voltmetera través de los dos puntos de un circuito eléctrico, donde se medirá el voltaje de CC del rango requerido. Podemos elegir el rango deseado de voltajes conectando los interruptores a la respectiva resistencia multiplicadora.
Sea, $ m_ {1}, m_ {2}, m_ {2} $ y $ m_ {4} $ son los multiplying factorsdel voltímetro de CC cuando consideramos que los voltajes de CC de rango completo se miden como $ V_ {1}, V_ {2}, V_ {3} $ y $ V_ {4} $ respectivamente. A continuación se muestran las fórmulas correspondientes a cada factor multiplicador.
$$ m_ {1} = \ frac {V_ {1}} {V_ {m}} $$
$$ m_ {2} = \ frac {V_ {2}} {V_ {m}} $$
$$ m_ {3} = \ frac {V_ {3}} {V_ {m}} $$
$$ m_ {4} = \ frac {V_ {4}} {V_ {m}} $$
En el circuito anterior, hay cuatro series multiplier resistors, $ R_ {se1}, R_ {se2}, R_ {se3} $ y $ R_ {se4} $. A continuación se muestran las fórmulas correspondientes a estas cuatro resistencias.
$$ R_ {se1} = R_ {m} \ left (m_ {1} -1 \ right) $$
$$ R_ {se2} = R_ {m} \ left (m_ {2} -1 \ right) $$
$$ R_ {se3} = R_ {m} \ left (m_ {3} -1 \ right) $$
$$ R_ {se4} = R_ {m} \ left (m_ {4} -1 \ right) $$
Entonces, podemos encontrar los valores de resistencia de cada resistencia multiplicadora de serie usando las fórmulas anteriores.