Um voltímetro é um instrumento eletrônico usado para medir a diferença de potencial ou tensão entre dois pontos em um circuito elétrico ou eletrônico. A unidade de diferença de potencial é medida em volts (V).
Um voltímetro analógico básico consiste em um galvanômetro sensível (medidor de corrente) em série com alta resistência.
A resistência interna do voltímetro deve ser alta; caso contrário, ele puxa uma corrente significativa e interrompe a operação do circuito durante o teste.
Voltímetros analógicos exibem suas leituras analogicamente (uma agulha que indica a fração de voltagem no circuito) e voltímetros digitais exibem suas leituras de voltagem diretamente na forma numérica.
Os voltímetros de laboratório práticos têm faixas máximas de 1000 a 3000 V. Por sua vez, na maioria dos voltímetros comerciais, eles têm escalas diferentes, que são aumentadas em potências de 10; por exemplo: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V e 0-1000 V.
Voltímetros que medem grandes diferenças de potencial requerem muitos fios e isoladores.
No campo da computação, voltímetros padrão de laboratório são adequados porque as tensões encontradas são moderadas, geralmente entre 1 V e 15 V.
Voltímetros analógicos são geralmente usados para medir tensões de uma fração de volt a alguns milhares de volts.
Em contraste, os voltímetros digitais têm maior precisão e são usados para medições de voltagem muito pequenas em laboratórios e dispositivos eletrônicos.
História
Os princípios fundamentais por trás dos voltímetros foram estabelecidos pelo físico dinamarquês Hans Christian Oersted no ano de 1820, quando ele descobriu que uma corrente elétrica em um fio produzia um campo magnético ao seu redor.
O primeiro amperímetro, que é um voltímetro sensível e não resistente, foi usado pelo físico André Ampère no ano de 1820 para medir corrente.
Mas quase todos os tipos de voltímetros são baseados em modelos nos quais os indicadores são embutidos em bobinas móveis.
Este foi desenvolvido pelo físico francês Jacques-Arsene d'Arsonval no ano de 1882. Desde então, sua capacidade de movimento aumentou e alguns modelos modernos podem medir até 20.000 volts.
Funcionamento
Um voltímetro é um galvanômetro que foi modificado para medir a diferença de potencial entre dois pontos em um circuito ou série.
O galvanômetro é um instrumento criado por Jacques-Arsene d'Arsonval que consiste em colocar fios enrolados em um campo magnético permanente que é então acoplado a uma mola e a um mostrador calibrado.
Galvanômetro
Um galvanômetro também pode ser modificado para se tornar um amperímetro, que é usado para medir correntes maiores.
Mas quando este instrumento é usado para medir tensão, o galvanômetro transformado em voltímetro se conecta em paralelo com a área que está medindo.
Como o voltímetro deve ser conectado a um circuito paralelo, ele precisa ser construído de uma forma que tenha alta resistência.
Em um circuito, a corrente sempre seguirá o caminho de menor resistência. Ao medir a diferença de potencial em qualquer parte de um circuito, é importante alterar essa parte o menos possível ao fazer as medições.
Princípio de um voltímetro
O princípio geral de um voltímetro é que ele deve ser conectado em paralelo com o objeto no qual a tensão será medida.
A conexão paralela é usada porque um voltímetro é construído para ter um valor de resistência alto.
Dessa forma, se essa alta resistência for conectada em série, o fluxo de corrente será quase zero; isso significa que o circuito foi aberto.
Além disso, no circuito paralelo, a tensão é conhecida como a mesma, de modo que a tensão entre o voltímetro e a carga é quase a mesma.
Em teoria, para um voltímetro ideal, a resistência deveria estar no infinito para que a corrente consumida fosse zero; desta forma, não há perda de potência no instrumento.
Mas isso é praticamente inviável porque você não pode ter um material com resistência infinita.
Usos práticos
Voltímetros permitem medir com segurança a voltagem ou a diferença de potencial elétrico entre dois pontos em um circuito e, ao mesmo tempo, não alteram a voltagem desse circuito.
A capacidade de medir a tensão é crítica no projeto e no manuseio de tecnologia avançada, mas também tem outras aplicações.
Por exemplo, você deseja ligar uma ventoinha, mas quando conecta e liga, nada acontece. Embora o ventilador possa estar danificado, a tomada da parede pode não estar recebendo energia.
Um voltímetro pode ser usado para medir a tensão do plugue; Se não estiver em torno de 120 V, o plugue pode estar com defeito.
Outro uso é determinar se uma bateria está carregada ou descarregada. Quando um carro não liga, você pode medir a voltagem da bateria com um voltímetro para ver se o problema está lá.
A tensão é usada em muitas aplicações na vida cotidiana. As linhas de transmissão de energia transportam energia em vários níveis de alta tensão, de centenas a milhares de volts que são maiores do que os 120 V das tomadas de parede comuns.
Dispositivos eletrônicos (como computadores) requerem controle preciso de tensão, mas operam com apenas alguns volts e podem ser sensíveis até mesmo a uma pequena variação de tensão.
Existem diferentes tipos de voltímetros para essas várias aplicações.
Tipos
De acordo com o princípio de construção, existem diferentes tipos de voltímetros. Eles podem ser classificados principalmente em:
- Voltímetro de ferro (MI).
- Voltímetro do tipo eletro-dinamômetro.
- Voltímetro de indução.
- Voltímetro eletrostático.
- Voltímetro digital (DVM).
- Voltímetro de ímã permanente (PMMC).
- Voltímetro retificador.
Voltímetros que são feitos para medir tensões altas e perigosas (como linhas de transmissão) têm isolamento extra entre os pontos de teste e o usuário para evitar que o usuário seja eletrocutado.
Outros voltímetros são feitos para medir níveis de baixa tensão em pequenos objetos, como chips de computador, com imensa precisão.
Os voltímetros usados nesses casos podem ser muito pequenos e são projetados para eliminar ou minimizar o ruído de diferenças de potencial que existem naturalmente no ambiente ou vêm de dispositivos eletrônicos próximos.
O voltímetro mais comum é um dispositivo portátil com um display e dois cabos eletrônicos. Esses fios são conectados a dois pontos do circuito e o nível de tensão é mostrado na tela.
Referências
- O que é um voltímetro? Recuperado de study.com
- Definição: voltímetro. Recuperado de whatis.techtarget.com
- Princípio de funcionamento do voltímetro e tipos de voltímetro. Recuperado de electrical4u.com
- Voltímetro. Recuperado dechools.wikia.com
- Voltímetro. Recuperado de roofpedia.com