Vôn Kế Là Gì? Cấu Tạo Và Công Dụng Của Vôn Kế

Vôn kế, Ampe kế hay Ôm kế đều là những thiết bị đo lường điện vô cùng cần thiết và quan trọng trong cuộc sống. Nói đến thuật ngữ này chắc hẳn bạn đọc cũng không còn xa lạ gì bởi chúng đều đã được nhắc đến trong những tiết học Vật Lý từ cấp Cơ Sở. Tuy nhiên liệu bạn đã biết rõ vôn kế là gì? Có cấu tạo và công dụng ra sao hay chưa? Hãy cùng Wise tìm hiểu kỹ hơn về thiết bị đo này qua bài viết dưới đây nhé!

1. Vôn kế là gì?

Vôn Kế Là Gì? Cấu Tạo Và Công Dụng Của Vôn Kế

Đó là một dụng cụ điện tử được dùng để đo sự khác biệt tiềm năng hoặc điện áp giữa hai điểm trong mạch điện hay điện tử. Hiểu theo một cách đơn giản khác, vôn kế hay Volt kế (Volt – tên viết tắt của nhà vật lý người Ý Alessandro Volta) là dụng cụ đo điện được sử dụng để đo hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch (hoặc các dụng cụ điện khác). Trong các sơ đồ mạch điện Vôn kế thường được thể hiện bằng ký hiệu (V).

2. Lịch sử ra đời của vôn kế

Vôn Kế Là Gì? Cấu Tạo Và Công Dụng Của Vôn Kế

Các nguyên lý cơ bản của Vôn kế đã được Hans Christian Oersted (1777-1851), nhà vật lý người Đan Mạch phát minh vào năm 1820, khi ông phát hiện rằng một dòng điện trong dây tạo ra từ trường xung quanh nó.

Ampe kế đầu tiên là vôn kế nhạy dùng để đo dòng điện, được sử dụng bởi André Ampère, nhà vật lý người Pháp vào năm 1820.

3. Cấu tạo của vôn kế

Vôn Kế Là Gì? Cấu Tạo Và Công Dụng Của Vôn Kế

Vôn kế analog cơ bản bao gồm một điện kế nhạy cảm (dụng cụ dùng để đo hiệu điện thế hiện tại nối tiếp với điện trở cao. Với điều kiện điện trở trong volt phải cao. Mặt khác, cấu tạo của vôn kế thu hút dòng điện đáng kể và làm gián đoạn hoạt động của mạch khi thực hiện thử nghiệm. Dụng cụ này sử dụng kim hiển thị điện tử trên phần mặt đồng hồ của thiết bị.

Trong phòng thí nghiệm, nó thường có phạm vi tối đa từ 1000 – 3000 V. Ở hầu hết thiết bị thương mại sẽ có thang đo khác nhau như 0 -1 V, 0 – 10 V, 0 – 100 V, 0 – 1000V. Đối với ngành điện toán sử dụng phù hợp sản phẩm như phòng thí nghiệm tiêu chuẩn (do hiệu điện thế được đo ở mức trung bình, thường giữa 1V và 15V).

Thông thường, các vôn kế analog được dùng để đo điện áp từ một phần của Volt đến vài nghìn Volt. Ngược lại, Volt kế kỹ thuật lại có độ chính xác cao hơn, thường dùng để đo điện áp rất nhỏ trong phòng thí nghiệm cùng các thiết bị điện tử.

4. Nguyên lý hoạt động của vôn kế

Vôn Kế Là Gì? Cấu Tạo Và Công Dụng Của Vôn Kế

Nguyên lý chung: nó phải được mắc song song với đối tượng muốn đo điện áp (do vôn kế có hiệu điện thế cao, hiệu điện thế sẽ gần như bằng không nếu mắc nối tiếp). Trong các mạch song song, hiệu điện thế đều giống nhau trong từng điểm. Do đó, nguồn và dụng cụ này sẽ luôn có hiệu điện thế bằng nhau.

Về lý thuyết: để có được một vôn kế lý tưởng, bạn cần lắp đặt nguồn điện trở vô cực để dòng điện thu hút gần như bằng không. Bởi vì, theo cách này sẽ không làm mất năng lượng trong thiết bị. Tuy nhiên, trong thực tế việc làm đó không khả thi vì không có bất cứ vật liệu, thiết bị nào có sức đề kháng vô hạn.

5. Cách sử dụng vôn kế

Vôn Kế Là Gì? Cấu Tạo Và Công Dụng Của Vôn Kế

  • Bước 1: Đầu tiên, cần lựa chọn thiết bị có giới hạn đo phù hợp với độ lớn của hiệu điện thế.
  • Bước 2: Tiến hành kiểm tra và điều chỉnh lại vị trí của kim chỉ trên mặt đồng hồ chỉ về đúng vạch 0.
  • Bước 3: Sau đó mắc chốt dương của volt kế với cực dương của nguồn điện và tương tự cực âm mắc với chốt âm của thiết bị.
  • Bước 4: Đóng mạch để xác định giá trị hiệu điện thế đo được từ mạch thông qua vị trí của kim chỉ.

6. Phạm vi đo lường của vôn kế

Vôn Kế Là Gì? Cấu Tạo Và Công Dụng Của Vôn Kế

Vôn kế trong phòng thí nghiệm có phạm vi tối đa từ 1000 – 3000 V. Hầu hết các vôn kế thương mại có các thang đo khác nhau. Ví dụ: 0-1 V, 0-10 V, 0-100 V và 0-1000 V.

Trong ngành điện toán, vôn kế phòng thí nghiệm tiêu chuẩn là phù hợp. Vì hiệu điện thế đo được ở mức trung bình. Thường là giữa 1 V và 15 V. Thông thường, vôn kế analog được sử dụng để đo điện áp từ một phần của volt đến vài nghìn volt.

Ngược lại, vôn kế kỹ thuật số có độ chính xác cao hơn. Chúng được sử dụng để đo điện áp rất nhỏ trong phòng thí nghiệm và các thiết bị điện tử.

7. Ứng dụng của vôn kế

Vôn Kế Là Gì? Cấu Tạo Và Công Dụng Của Vôn Kế

Thiết bị điện tử này, giúp bạn có thể đo điện áp hay đo sự chênh lệch hiệu điện thế giữa 2 điểm của mạch điện an toàn và hiệu quả nhất. Đồng thời, điện áp của mạch vẫn được giữ nguyên như ban đầu.

Mặc khác, vôn kế vẫn được ứng dụng trong nhiều trường hợp như khi bạn có nhu cầu bật quạt. Nhưng quạt không hoạt động, có thể đã bị hỏng hay ổ cắm không nhận được điện. Khi đó, vôn kế sẽ được dùng để đo điện áp của phích cắm. Nếu vôn không nằm trong khoảng 120V, thì khả năng cao phích cắm đã bị hỏng.

Ngoài ra, vôn kế còn được sử dụng để kiểm tra pin đã được sạc hay xả. Hoặc trong trường hợp xe không thể khởi động, người ta sẽ xác định xe có gặp vấn đề gì hay không, bằng dùng vôn kế để đo điện áp ắc quy.

8. Một số loại vôn kế thông dụng hiện nay

Vôn Kế Là Gì? Cấu Tạo Và Công Dụng Của Vôn Kế

Vôn kế có rất nhiều loại khác nhau nhưng một số loại vôn kế sau hiện nay đang được sử dụng phổ biến nhất:

  • Vôn kế sắt.
  • Vôn kế cảm ứng.
  • Vôn kế tĩnh điện.
  • Vôn kế nam châm vĩnh cửu.
  • Vôn kế chỉnh lưu.
  • Vôn kế kỹ thuật số.

Ở những vôn kế được dùng để đo điện áp cao và nguy hiểm thường được trang bị thêm lớp cách điện giữa các điểm kiểm tra và người người sử giúp ngăn ngừa điện giật.

Có những volt kế được chế tạo để đo mức điện áp thấp trong các vật thể nhỏ như chip máy tính với độ chính xác rất lớn. Chúng thường rất nhỏ và được thiết kế để loại bỏ hay giảm thiểu tiếng ồn của các khác biệt tiềm ẩn tồn tại trong môi trường hoặc tới từ những thiết bị điện tử gần đó.

Vôn kế phổ biến nhất là thiết bị cầm tay có màn hình cùng hai dây cáp điện tử. Các cáp này kết nối với hai điểm trong mạch và mức điện áp sẽ hiển thị trên màn hình.

Bài viết trước đó Đánh giá tivi 8K tốt hay không?