27.11
전압계
전압계는 두 지점 사이의 전위차나 전압을 측정하는 전기 장치입니다. 측정 중인 회로 요소와 병렬로 연결됩니다. 병렬 연결은 병렬 요소가 동일한 전위차를 경험하기 때문에 사용됩니다. 전압계는 'V ' 기호로 표시됩니다.
이상적인 전압계는 무한한 저항을 가지므로 회로의 두…
전기 회로에서 회로 소자와 병렬로 연결된 전압계는 회로 소자의 두 점 사이의 전위차를 측정합니다.
이상적인 전압계는 회로에서 전류를 끌어오지 않도록 무한 저항을 가져야 합니다. 그러나 실제 전압계는 유한한 저항을 가지고 있습니다.
전압계를 회로에 연결해도 측정된 전위차가 눈에 띄게 변경되지 않도록 저항에 대해 큰 값을 갖는 것이 바람직합니다.
모든 검류계는 전류 제한 저항을 직렬로 추가하여 전압계로 변환할 수 있습니다.
검류계의 전체 크기 편향에 필요한 전위차는 밀리볼트 단위입니다.
검류계의 범위는 코일과 직렬로 고가의 저항을 연결하여 늘릴 수 있습니다.
이 구성은 직렬로 연결된 두 구성 요소 간의 총 전위차를 분산합니다. 결과적으로 전체 전위차의 일부만 코일 전체에 나타납니다.
이 표현식에서 전체 스케일 판독값이 있는 전압계를 설계하는 데 필요한 직렬 저항의 값을 결정할 수 있습니다.
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Q1: Why is a voltmeter connected in parallel with a circuit element?
A voltmeter is connected in parallel because elements in parallel experience the same potential difference. This configuration allows the voltmeter to measure the voltage across the circuit element without being in series with the current path. Parallel connection ensures accurate measurement of the potential difference between two points.
Q2: What is the difference between an ideal and real voltmeter?
An ideal voltmeter has infinite resistance, so it draws no current from the circuit. Real voltmeters have finite resistance but should have high enough resistance to avoid significantly altering circuit currents. Inexpensive voltmeters have resistances around 10 megaohms, while high-precision voltmeters reach 10 gigaohms.
Q3: How can a galvanometer be converted into a voltmeter?
A galvanometer converts to a voltmeter by adding a high-value resistor in series with the coil. This series resistor limits current and extends the measurement range. The total potential difference distributes between the resistor and coil, so only a fraction appears across the galvanometer coil at full-scale deflection.
Q4: What role does the series resistor play in voltmeter design?
The series resistor in a voltmeter acts as a current-limiting component that extends the measurement range. It distributes the total potential difference between itself and the galvanometer coil. By calculating the appropriate series resistor value, designers can achieve full-scale deflection readings for specific voltage ranges.
Q5: Why do voltmeters need high resistance values?
High resistance in a voltmeter minimizes current draw from the circuit being measured. This prevents the voltmeter from appreciably altering the circuit's behavior or the measured potential difference. The higher the voltmeter's resistance, the less it disturbs the circuit and the more accurate the voltage measurement becomes.
Q6: What is electromyography and how does it use a voltmeter?
Electromyography is a medical diagnostic technique that uses a sensitive voltmeter to measure electrical activity in muscles. A fine needle with two electrodes is inserted into muscle tissue, and the voltmeter measures the potential difference between the electrodes. Physicians use these readings to diagnose neurological and neuromuscular diseases.
Q7: How does voltmeter resistance affect circuit measurements?
Voltmeter resistance directly impacts measurement accuracy. If resistance is too low, the voltmeter draws significant current and alters the circuit's behavior, leading to inaccurate readings. Sufficient resistance ensures the voltmeter measures the true potential difference without substantially changing the currents in the circuit being analyzed.