Vôn kế là một dụng cụ điện tử xuất hiện phổ biến trong đời sống ngày nay, và được sử dụng phổ biến trong các mạch điện. Vậy vôn kế là gì? Chúng hoạt động như thế nào và có các ứng dụng gì? Hãy cùng
Bảo An tìm hiểu trong bài viết dưới đây.
1. Vôn kế là gì?
Vôn kế là gì? Vôn kế hay còn gọi là đồng hồ đo điện áp là dụng cụ dùng để đo hiệu điện thế hoặc hiệu điện thế giữa hai điểm của mạch điện tử hoặc mạch điện. Thông thường, vôn kế được sử dụng cho mạch điện xoay chiều (AC) hoặc mạch điện một chiều (DC). Ngoài ra, điện áp tần số vô tuyến (RF) cũng có thể được đo bằng vôn kế chuyên dụng.
Hình 1: Vôn kế là gì?
Đề hiểu thêm về vôn kế là gì? Hãy cùng tham khảo hình ảnh và thông số kỹ thuật của sản phẩm Đồng hồ vôn kế tương tự CHINT NP96-V 600V hiện đang được phân phối tại Bảo An
tại đây.
2. Cấu tạo của Vôn kế
Vôn kế có cấu tạo đơn giản với các bộ phận như sau: kim chỉ thị, chốt chỉnh kim chỉ thị, chốt âm, thang đo, đơn vị, đo vôn và chốt dương
- Kim chỉ thị: Kim chỉ thị là một kim nhỏ được gắn trên một trục xoay. Khi vôn kế được kết nối vào một nguồn điện, kim chỉ thị sẽ di chuyển theo mức điện áp và cho ra kết quả giá trị vôn tương ứng trên thang đo.
- Chốt chỉnh kim chỉ thị: Chốt chỉnh kim chỉ thị được sử dụng để điều chỉnh vị trí ban đầu của kim chỉ thị về giá trị "0'' khi không có điện áp được đo nhằm đảm bảo rằng chỉ số trên thang đo bắt đầu từ giá trị không khi không có điện áp.
- Chốt âm: Chốt âm là đầu cắm hoặc một điện cực được sử dụng để kết nối với phần âm của nguồn điện cần đo. Chốt âm thường có màu đen.
- Chốt dương: Chốt dương là một đầu cắm hoặc một điện cực được sử dụng để kết nối với phần dương của nguồn điện cần đo. Chốt dương thường có màu đỏ.
- Thang đo: Thang đo của vôn kế là dải vạch chia hoặc các giá trị số được in trên vôn kế để hiển thị giá trị hiệu điện thế đo được. Thang đo thông thường được chia thành các đơn vị đo vôn như volt (V) hoặc kilovolt (kV).
- Đơn vị đo vôn: Đơn vị đo vôn là bộ phận được sử dụng để chuyển đổi vị trí kim chỉ thị thành giá trị vôn tương ứng trên thang đo. Đơn vị đo vôn thường được xây dựng dựa trên cơ cấu cơ học hoặc hệ thống điện tử.
Hình 2: Cấu tạo vôn kế
3. Nguyên lý hoạt động của vôn kế
- Nguyên lý chung của vôn kế là đo hiệu điện thế giữa hai điểm cần đo, nên nó phải được mắc song song với đối tượng cần đo điện áp. Cách mắc này được sử dụng vì vôn kế có giá trị hiệu điện thế cao.
- Vì vậy, nếu vôn kế được mắc nối tiếp thì chênh lệch điện áp giữa hai điểm cần đo sẽ không quá cao và hiệu điện thế sẽ gần như bằng không. Điều này có nghĩa là mạch đã được mở.
- Ngoài ra, trong mạch song song, hiệu điện thế tại mọi điểm là như nhau. Do đó nguồn và vôn kế sẽ luôn có hiệu điện thế bằng nhau.
Hình 3: Nguyên lý hoạt động của vôn kế
4. Phân loại vôn kế
Vôn kế được phân loại thành 2 loại chính bao gồm vôn kế chỉ thị kim (hay còn gọi là vôn kế tương tự) và vôn kế kỹ thuật số
a. Vôn kế chỉ thị kim (vôn kế tương tự)
Vôn kế tương tự được sử dụng chủ yếu để đo điện áp xoay chiều. Việc đọc kết quả dựa trên một kim chỉ thị được cố định trên thang đo đã hiệu chỉnh. Chuyển động của kim chỉ thị bị ảnh hưởng bởi mô-men xoắn tác dụng lên nó. Độ lớn của mô-men xoắn được tạo ra tỷ lệ thuận với điện áp được đo.
Một điện kế (đồng hồ đo dòng điện) nhạy và là một phần của dòng điện trở cao là yếu tố tạo nên một vôn kế tương tự cơ bản. Đồng hồ đo phải có điện trở trong cao, nếu không, hoạt động của mạch điện trong quá trình thử nghiệm sẽ bị gián đoạn do dòng điện thoát ra đáng kể. Dải điện áp được hiển thị bởi đồng hồ được xác định bởi giá trị điện trở nối tiếp và độ nhạy của điện kế.
Hình 4: Vôn kế chỉ thị kim
b. Vôn kế kỹ thuật số
Một vôn kế khác thường được sử dụng trong các dụng cụ đo điện áp là vôn kế kỹ thuật số. Vôn kế kỹ thuật số (Digital Volt meters-VDM) đo điện áp đầu vào bằng cách chuyển đổi điện áp thành giá trị số, sau đó hiển thị điện áp ở dạng số.
Có nhiều yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến độ chính xác của vôn kế kỹ thuật số, như trở kháng đầu vào, nhiệt độ và sự thay đổi điện áp nguồn của vôn kế kỹ thuật số.
Hình 5: Vôn kế kỹ thuật số
c. Một số loại vôn kế khác
- Vôn kế sắt chuyển động (MI): Vôn kế sắt chuyển động là thiết bị được sử dụng để đo cả điện áp AC và DC. Trong thiết bị này, độ lệch tỷ lệ thuận với điện áp của cuộn dây. Nó còn được chia thành hai loại: dụng cụ sắt chuyển động loại lực hút và dụng cụ sắt chuyển động loại lực đẩy.
- Vôn kế chỉnh lưu: Chúng được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện xoay chiều để đo điện áp. Vôn kế này chuyển đổi AC thành DC với sự trợ giúp của bộ chỉnh lưu.
- Vôn kế cuộn dây nam châm vĩnh cửu (PMMC): Vôn kế cuộn dây nam châm vĩnh cửu, còn được gọi là máy đo D'Arsonval hoặc đơn giản là điện kế, đo dòng điện trong cuộn dây bằng cách quan sát độ lệch góc của cuộn dây trong từ trường đều. Dòng điện được tạo ra trong thiết bị PMMC do phép đo và điện áp, đồng thời xảy ra hiện tượng lệch của kim chỉ thị. Vôn kế PMMC được sử dụng để đo DC.
- Vôn kế điện lực kế: Vôn kế này dùng để đo điện áp của cả hai mạch điện xoay chiều và một chiều. Việc hiệu chuẩn thường được giữ giống nhau cho cả phép đo AC và DC.
- Vôn kế khuếch đại: Đây là những vôn kế có độ nhạy và điện trở đầu vào có thể tăng hoặc giảm. Điều này có thể được thực hiện nếu dòng điện cần thiết để làm lệch con trỏ đồng hồ được cung cấp bởi bộ khuếch đại và nguồn điện.
5. Ứng dụng của vôn kế
Qua các phần trên, Bảo An đã giúp các bạn hiểu được vôn kế là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như một số loại vôn kế thường dùng hiện nay. Vậy vôn kế có những ứng dụng gì trong thực tế? Hãy cùng tìm hiểu trong phần dưới đây
Vôn kế có một số ứng dụng chính trong đời sống cũng như trong công nghiệp như:
- Vôn kế được sử dụng phổ biến để đo lường điện áp để kiểm tra hoạt động của các thiết bị điện như đèn, máy tính, ti-vi, điều hòa và các thiết bị khác
- Vôn kế được sử dụng đo điện áp của mạch điện khi cung cấp thiết bị nhằm đảm bảo sự phù hợp, tránh gây chập cháy máy móc
- Ngoài ra, vôn kế còn được sử dụng đo điện áp cho ắc quy, phích cắm và được sử dụng trong việc giáo dục về điện tử và điện học
Hình 6: Ứng dụng của vôn kế
Kết luận: Qua bài viết trên, Bảo An đã giúp bạn hiểu được về vôn kế là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như các loại vôn kế và ứng dụng của chúng trong đời sống. Hy vọng bài viết sẽ giúp ích cho công việc của bạn.
