Voltmetrs

Voltmetrs (elektriskajā ķēdē apzīmē ar riņķa līnijā ievilktu burtu V) ir mērierīce, ko izmanto elektriskās strāvas sprieguma mērīšanai. Analogie voltmetri pārvieto rādītāju pa skalu proporcionāli elektriskās ķēdes spriegumam. Digitālie voltmetri rāda skaitlisku sprieguma attēlojumu, izmantojot analogo uz digitālo strāvas pārveidotāju. Sprieguma mērīšanai var izmantot arī digitālo multimetru. Voltmetri tiek ražoti plašā klāstā un ir daudz dažādi to tipi. Voltmetra spailes vienmēr ir jāpieslēdz tiem diviem elektriskās ķēdes punktiem, starp kuriem spriegums ir jāizmēra.^[1]

Voltmetru pieslēdz paralēli elektriskās ķēdes posmam.

Alesandro Volta bija itāļu fiziķis, kas kļuva slavens ar to, ka 1800. gadā izgudroja galvanisko jeb Voltas bateriju. Tā bija pirmā ierīce, ar ko varēja iegūt pastāvīgu elektrisko strāvu.^[2] Viņa vārdā arī nosaukti volti. 1954. gadā Endrū Kijs izgudroja digitālo voltmetru, pēc tam, kad saprata, ka analogie voltmetri nav pietiekami precīzi.^[3]

Pieslēdzot voltmetru elektriskajai ķēdei, strāva sazarojas un caur voltmetru plūstošās strāvas stiprums ${\displaystyle I_{V}={\frac {U}{R_{V}}}}$, kur ${\displaystyle R_{V}}$ ir voltmetra iekšējā pretestība. Lai pēc iespējas nemainītu ķēdē plūstošo strāvu ${\displaystyle I}$ un veiktu precīzus mērījumus, caur voltmetru plūstošajai strāvai jābūt minimālai, tātad ${\displaystyle R_{V}}$ salīdzinājumā ar ķēdes posma pretestību ${\displaystyle R}$ jābūt pēc iespējas lielai. ^[4]

Lai paplašinātu voltmetra skalas diapazonu, virknē ar to ieslēdz papildrezistoru ${\displaystyle R_{P}}$. Ja maksimālais spriegums, kuru paredzēts mērīt ar voltmetru, ir ${\displaystyle U_{V}}$, bet jāizmēra spriegums ${\displaystyle U>U_{V}}$, tad uz papildrezistora jābūt spriegumam ${\displaystyle U_{P}=U-U_{V}}$. ${\displaystyle U_{V}=I_{V}R_{V}}$ un ${\displaystyle U_{P}=I_{P}R_{P}}$, tātad ${\displaystyle R_{P}=R_{V}{\frac {U-U_{V}}{U_{V}}}}$. Ja ar voltmetru jāizmēra ${\displaystyle n={\frac {U}{U_{V}}}}$ reizes lielāku spriegumu, nekā to paredz voltmetra skalas diapazons, ${\displaystyle R_{P}=R_{V}(n-1)}$. ^[4]