مجله جم ترونیک
ولت متر چیست؟ انواع ولتر متر کاربرد آنها
شاید شما هم به عنوان یک دانشجو، علاقهمند به الکترونیک یا حتی فردی که صرفا میخواهد یک وسیله برقی را در خانه تعمیر کند، با این پرسش مواجه شده باشید که ولت متر چیست و دقیقا چه کاری انجام میدهد. این ابزار که در جعبه ابزار هر متخصصی پیدا میشود، وسیلهای برای اندازهگیری اختلاف پتانسیل الکتریکی یا همان ولتاژ بین دو نقطه از یک مدار است. در این نوشته، به زبان ساده با انواع ولت متر و عملکردهای گوناگون آن آشنا میشوید و میبینید که این دستگاه چطور به تشخیص و رفع مشکلات الکتریکی کمک میکند. کاربرد ولت متر فراتر از آزمایشگاههای تخصصی است و درک آن برای همه مفید خواهد بود.
ولت متر چیست؟
اگر بخواهیم به سادهترین شکل ممکن بگوییم ولت سنج چیست، باید آن را به یک فشارسنج برای جریان الکتریسیته تشبیه کنیم. همانطور که فشارسنج، فشار آب داخل یک لوله را اندازه میگیرد، ولتمتر نیز “فشار” یا نیروی محرکه الکتریکی را بین دو نقطه از یک مدار الکتریکی اندازهگیری میکند. این نیرو که با واحد “ولت” (Volt) شناخته میشود، عامل حرکت الکترونها و برقراری جریان است. پس هرجا که الکتریسیته وجود دارد، ولتاژ هم هست و برای سنجش آن به ولتمتر نیاز داریم.
یک نکته مهم در مورد نحوه کار ولت متر، روش اتصال آن به مدار است. ولتمتر همیشه باید به صورت موازی با قطعه یا بخشی از مدار که میخواهیم ولتاژ آن را بسنجیم، متصل شود. تصور کنید میخواهید اختلاف فشار آب بین دو نقطه از یک لوله را بسنجید؛ شما دستگاه خود را به دو نقطه روی بدنه لوله وصل میکنید، نه اینکه لوله را ببرید و دستگاه را در مسیر جریان قرار دهید. ولتمتر هم دقیقا همین کار را میکند، بدون اینکه در مسیر اصلی جریان قرار بگیرد، اختلاف پتانسیل را اندازهگیری میکند. این دستگاهها هم برای مدارهای جریان مستقیم (DC) مانند باتریها و هم برای مدارهای جریان متناوب (AC) مثل برق شهری طراحی شدهاند.
کاربرد ولت متر
شاید فکر کنید کاربرد ولت متر فقط به آزمایشگاههای مهندسی برق محدود میشود، اما این دستگاه در زندگی روزمره و صنایع مختلف حضوری پررنگ دارد. از تشخیص خرابی یک باتری ساده گرفته تا نظارت بر شبکههای عظیم توزیع برق، همه جا ردپای این ابزار دیده میشود. در ادامه به چند مورد از استفادههای اصلی آن اشاره میکنیم.
کاربردهای خانگی
در خانه، یک ولتمتر ساده میتواند کمک بزرگی باشد. آیا تا به حال برایتان پیش آمده که وسیلهای برقی روشن نشود؟ با یک ولتمتر میتوانید به سادگی ولتاژ پریز برق را چک کنید تا مطمئن شوید مشکل از برق ساختمان است یا خود دستگاه. همچنین برای تست کردن باتریهای قلمی، باتری کنترل یا حتی باتری خودرو، ولتمتر ابزاری عالی است. این کار به شما کمک میکند قبل از دور انداختن یک باتری، از خالی بودن کامل آن مطمئن شوید و در هزینهها صرفهجویی کنید.
کاربرد صنعتی ولت سنج
در محیطهای صنعتی، نظارت دائمی بر ولتاژ برای کارکرد صحیح و ایمن تجهیزات ضروری است. ولتمترها به صورت ثابت روی تابلوهای برق کارخانهها، پستهای توزیع برق و ژنراتورها نصب میشوند تا اپراتورها بتوانند به طور مداوم ولتاژ شبکه را زیر نظر داشته باشند. هرگونه افت یا افزایش ناگهانی ولتاژ میتواند به ماشینآلات گرانقیمت آسیب جدی بزند یا حتی باعث توقف کامل خط تولید شود. به همین دلیل، ولت سنج چیست سوالی است که هر تکنسین صنعتی باید پاسخ آن را بداند.
استفاده در تعمیرات و الکترونیک
برای تعمیرکاران لوازم الکترونیکی و علاقهمندان به ساخت مدار، ولتمتر یکی از اولین و مهمترین ابزارها روی میز کار است. طرز کار ولت متر به آنها اجازه میدهد تا مدار را نقطه به نقطه بررسی کرده و عیبیابی کنند. برای مثال، وقتی یک بخش از مدار کار نمیکند، تعمیرکار با اندازهگیری ولتاژ در نقاط مختلف، میتواند دقیقا تشخیص دهد که کدام قطعه خراب شده یا اتصال در کجا قطع است. بدون ولتمتر، فرایند تعمیر و عیبیابی مدارات الکترونیکی تقریبا غیرممکن و شبیه به پیدا کردن سوزن در انبار کاه خواهد بود.
اگر میخواهید بدانید ولتاژ چیست، روی آن کلیک کنید.
نحوه کار ولت متر
فهمیدن نحوه کار ولت متر به درک بهتر این ابزار کمک میکند. اساس کار بیشتر ولتمترها، به خصوص مدلهای قدیمیتر، بر پایه قانون اهم (V=IR) استوار است. این قانون میگوید ولتاژ (V) دو سر یک مقاومت، برابر است با حاصلضرب جریان (I) عبوری از آن در مقدار مقاومت (R). ولتمترها از این رابطه برای تبدیل یک جریان بسیار کوچک به یک عدد قابل خواندن برای ولتاژ استفاده میکنند.
در یک ولتمتر آنالوگ، یک گالوانومتر (دستگاهی برای سنجش جریانهای بسیار ضعیف) با یک مقاومت داخلی بسیار بزرگ به صورت سری قرار گرفته است. وقتی ولتمتر به دو نقطه از مدار وصل میشود، جریان بسیار ناچیزی از آن عبور میکند. این جریان ضعیف، عقربه گالوانومتر را حرکت میدهد و صفحهی مدرج دستگاه، مقدار ولتاژ متناظر با آن جریان را نشان میدهد. مقاومت داخلی بالا مهمترین ویژگی یک ولتمتر خوب است، زیرا تضمین میکند که دستگاه حداقل تاثیر را روی مدار تحت آزمایش بگذارد و جریان زیادی از آن “نکشد”.
| ویژگی | ولتمتر آنالوگ | ولتمتر دیجیتال |
| اصل کار | قانون اهم و حرکت عقربه بر اثر میدان مغناطیسی | تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال (ADC) |
| جزء اصلی | گالوانومتر و مقاومت سری | مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) و نمایشگر LCD |
| نحوه خواندن | از روی صفحه مدرج و موقعیت عقربه | نمایش عدد دقیق روی صفحه نمایشگر |
| تاثیر بر مدار | جریان بسیار کمی از مدار میکشد | مقاومت ورودی بسیار بالا (تاثیر ناچیز) |
در ولتمترهای دیجیتال، طرز کار ولت متر کمی متفاوت است. این دستگاهها از یک مدار الکترونیکی به نام “مبدل آنالوگ به دیجیتال” یا ADC (Analog-to-Digital Converter) استفاده میکنند. این مبدل، ولتاژ ورودی (که یک کمیت آنالوگ و پیوسته است) را نمونهبرداری کرده و آن را به یک مقدار عددی دیجیتال تبدیل میکند. سپس این عدد روی یک نمایشگر LCD یا LED به کاربر نشان داده میشود. این روش دقت بسیار بالاتری نسبت به مدلهای آنالوگ دارد و خطای انسانی در خواندن عدد را از بین میبرد.
انواع ولت متر
ولتمترها در شکلها و اندازههای گوناگونی عرضه میشوند که هر کدام برای مصارف خاصی طراحی شدهاند. شناخت انواع ولت متر به شما کمک میکند تا ابزار مناسبی برای نیاز خود انتخاب کنید. دستهبندی اصلی این دستگاهها معمولا بر اساس تکنولوژی ساخت (آنالوگ یا دیجیتال) و دامنه کاری آنها انجام میشود.
ولت مترهای آنالوگ یا عقربه ای
اینها مدلهای کلاسیک ولتمتر هستند که مقدار ولتاژ را با حرکت یک عقربه روی یک صفحه مدرج نشان میدهند. اگرچه دقت آنها به اندازه مدلهای دیجیتال نیست و خواندنشان به مهارت نیاز دارد (برای جلوگیری از خطای دید)، اما یک مزیت بزرگ دارند: ولتمترهای آنالوگ برای مشاهده تغییرات و نوسانات سریع ولتاژ بسیار مناسب هستند. حرکت نرم و پیوسته عقربه، یک دید کلی و سریع از رفتار ولتاژ به کاربر میدهد، چیزی که در نمایشگرهای دیجیتال که اعدادشان سریعا تغییر میکنند، به راحتی قابل تشخیص نیست. این مدلها معمولا به باتری نیاز ندارند.
ولت مترهای دیجیتال (DVM)
امروزه بیشتر ولتمترهای موجود در بازار از نوع دیجیتال هستند. این دستگاهها مقدار ولتاژ را به صورت یک عدد دقیق روی صفحه نمایشگر نشان میدهند که خواندن آن بسیار آسان است و هیچ جایی برای خطا باقی نمیگذارد. دقت بالا، امکانات جانبی مانند قابلیت ثبت مقدار ماکزیمم و مینیمم (Max/Min Hold) و مقاومت ورودی بسیار بالا از مزایای اصلی این نوع ولتمترها است. برای بیشتر کارها، از تعمیرات ساده تا آزمایشهای دقیق، ولتمتر دیجیتال انتخاب اول است. اگر به دنبال پاسخ دقیقی برای سوال ولت متر چیست هستید، مدل دیجیتال نماینده مدرن آن است.
ماژول ولت متر چیست؟
ماژول ولت متر چیست؟ این سوالی است که بیشتر علاقهمندان به پروژههای الکترونیکی و رباتیک با آن روبرو میشوند. ماژول ولتمتر یک برد الکترونیکی کوچک و آماده است که تمام اجزای لازم برای اندازهگیری و نمایش ولتاژ را در خود جای داده است. این ماژولها معمولا شامل یک نمایشگر سون سگمنت (Seven-Segment) یا LCD کوچک هستند و فقط به دو سیم برای اتصال به منبع تغذie و دو سیم برای اندازهگیری ولتاژ نیاز دارند.
بزرگترین مزیت این ماژولها، سادگی استفاده از آنهاست. به جای اینکه خودتان یک مدار پیچیده برای اندازهگیری ولتاژ طراحی کنید، میتوانید به راحتی یکی از این ماژولهای ارزانقیمت را تهیه کرده و آن را در پروژه خود به کار ببرید. برای مثال، اگر در حال ساخت یک منبع تغذیه آزمایشگاهی هستید یا میخواهید ولتاژ باتری ربات خود را به طور دائم نمایش دهید، استفاده از یک ماژول ولتمتر بهترین و سریعترین راه حل است. این ماژولها در ابعاد و دقتهای مختلفی موجود هستند و به راحتی با سیستمهایی مانند آردوینو و رزبری پای یکپارچه میشوند.
جمع بندی
در این مقاله تلاش کردیم به پرسش اصلی ولت متر چیست به شکلی جامع و قابل فهم پاسخ دهیم. دیدیم که ولتمتر یا ولت سنج، ابزاری برای اندازهگیری “فشار” الکتریکی در یک مدار است و باید همیشه به صورت موازی به کار گرفته شود. با انواع ولت متر از جمله مدلهای آنالوگ و دیجیتال آشنا شدیم و فهمیدیم که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. همچنین به کاربرد ولت متر در موقعیتهای مختلف از مصارف خانگی و تعمیرات گرفته تا نظارتهای دقیق صنعتی پرداختیم. درک صحیح از این ابزار، اولین قدم برای ورود به دنیای الکترونیک و کار با مدارهای الکتریکی به شکلی ایمن و درست است.
فروشگاه جم ترونیک، به عنوان یکی از بزرگترین ارائه دهندگان انواع ماژولها، سنسورها و قطعات الکترونیک در ایران، مفتخر است که دانش فنی و قطعات مورد نیاز شما را برای پروژههایتان فراهم میکند.
همچنین بخوانید: هر آمپر چند وات است
سوالات متداول
- تفاوت ولت متر آنالوگ و دیجیتال چیست؟
تفاوت اصلی در نحوه نمایش مقدار است. مدل آنالوگ از یک عقربه متحرک استفاده میکند که برای دیدن نوسانات مناسب است، در حالی که مدل دیجیتال مقدار دقیق ولتاژ را به صورت عددی روی نمایشگر LCD نشان میدهد که دقت بالاتری دارد و خواندن آن آسانتر است.
- ولت متر چه تفاوتی با مولتی متر دارد؟
ولتمتر یک ابزار تککاره است که فقط ولتاژ را اندازه میگیرد. اما مولتیمتر یک ابزار چندکاره است که علاوه بر ولتاژ، میتواند کمیتهای دیگری مانند جریان (آمپر) و مقاومت (اهم) را نیز اندازهگیری کند. در واقع، یک مولتیمتر شامل یک ولتمتر نیز میشود.
- آیا میتوان با ولتمتر جریان یا مقاومت را هم اندازه گرفت؟
خیر. نحوه کار ولت متر برای اندازهگیری ولتاژ طراحی شده و مقاومت داخلی بسیار بالایی دارد. برای اندازهگیری جریان به آمپرمتر (با مقاومت داخلی کم) و برای مقاومت به اهممتر نیاز است که هر دو این قابلیتها در دستگاهی به نام مولتیمتر جمع شدهاند.
