Vôn kế: Định nghĩa, ký hiệu, phân loại, thông số kỹ thuật
Vôn kế là thiết bị đo hiệu điện thế giữa hai điểm trong mạch điện, giúp kiểm tra và giám sát điện áp để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định. Thiết bị này có thể đo điện áp một chiều (DC), xoay chiều (AC) và tần số vô tuyến (RF) khi dùng vôn kế chuyên dụng. TKTECH sẽ giới thiệu định nghĩa, phân loại, nguyên lý hoạt động và công dụng của vôn kế trong thực tế.
Định nghĩa vôn kế là gì?
Vôn kế hay Volt kế là một thiết bị đo điện được sử dụng để xác định hiệu điện thế (điện áp) giữa hai điểm trong mạch điện. Thiết bị này giúp kiểm tra mức điện áp trong các hệ thống điện, từ đó đánh giá hoạt động của linh kiện và thiết bị điện.
Chức năng của vôn kế là đo điện áp một chiều (DC) hoặc xoay chiều (AC) trong mạch điện. Thiết bị giúp bạn kiểm tra sự hoạt động của nguồn điện, pin, ắc quy hoặc hệ thống điện tử. Từ đó tìm ra các lỗi bất thường hoặc hiện tượng sụt áp để tiến hành bảo trì và sửa chữa hệ thống điện kịp thời.
Đơn vị đo của vôn kế
Volt kế sử dụng vôn (V) làm đơn vị đo điện áp, theo hệ đo lường quốc tế (SI). Ngoài đơn vị cơ bản này, vôn còn có các bội số và phân số thường dùng trong thực tế:
1 mV (mili vôn) = 0,001 V
1 kV (kilo vôn) = 1.000 V
1 MV (mega vôn) = 1.000.000 V
Lưu ý: Các đơn vị nhỏ như mV thường dùng trong mạch điện tử, trong khi các đơn vị lớn như kV hoặc MV được sử dụng trong hệ thống truyền tải điện cao thế.
Phân loại vôn kế dựa trên nguyên lý hoạt động
Dựa theo nguyên lý hoạt động, volt kế được chia thành hai loại chính đó là:
Vôn kế tương tự (Analog)
Volt kế tương tự hoạt động dựa trên sự biến đổi hiệu điện thế thành một tín hiệu vật lý khác, chẳng hạn như dòng điện hoặc lực điện từ, để hiển thị giá trị đo được. Thiết bị này thường sử dụng một gavanô kế (một dụng cụ đo dòng điện nhạy, để xác định sự thay đổi điện áp).
Khi có hiệu điện thế đặt vào hai đầu volt kế, dòng điện sẽ chạy qua cuộn dây bên trong, tạo ra một từ trường tác động lên kim chỉ thị, giúp kim di chuyển trên thang đo và hiển thị giá trị điện áp.
Vôn kế analog gồm một gavanô kế kết hợp với điện trở nối tiếp để đo hiệu điện thế. Nó có thể đo cả điện áp một chiều (DC) và điện áp xoay chiều (AC) bằng cách thay đổi cấu trúc mạch bên trong. Sau đó hiển thị kết quả trên mặt đồng hồ kim với thang đo liên tục.
Vôn kế kỹ thuật số
Volt kế kỹ thuật số hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển đổi tín hiệu tương tự (Analog) thành tín hiệu số (Digital) thông qua mạch chuyển đổi ADC (Analog to Digital Converter). Sau khi chuyển đổi, kết quả đo được hiển thị dưới dạng số trên màn hình LED hoặc LCD, giúp người dùng dễ dàng đọc giá trị điện áp một cách chính xác. Vôn kế số bao gồm một mạch ADC để chuyển đổi điện áp từ dạng tương tự sang số. Kết quả được hiển thị trên màn hình điện tử thay vì kim chỉ trên thang đo.
So sánh volt kế analog và kỹ thuật số
| Volt kế analog | Volt kế kỹ thuật số | |
| Ưu điểm | – Không cần nguồn điện bổ sung để hoạt động – Độ nhạy cao, có thể phát hiện điện áp rất nhỏ | – Độ chính xác cao, có thể đo điện áp với sai số rất nhỏ. – Dễ dàng đọc kết quả trực tiếp trên màn hình số. – Không bị ảnh hưởng bởi dao động kim – Có thể lưu trữ dữ liệu đo và kết nối với máy tính để phân tích. |
| Nhược điểm | – Độ chính xác thấp hơn – Khó đọc kết quả khi kim dao động hoặc với người chưa quen sử dụng – Có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ và rung động cơ học | – Cần nguồn điện để hoạt động (pin hoặc nguồn ngoài) – Có thể bị lỗi nếu gặp nhiễu điện từ mạnh |
| Ứng dụng | – Dùng trong các phòng thí nghiệm vật lý để quan sát sự biến thiên điện áp. – Ứng dụng trong các thiết bị đo điện truyền thống. – Sử dụng trong mạch điện đơn giản để đo điện áp nhanh chóng. | – Dùng trong kiểm tra và sửa chữa thiết bị điện tử, đo lường chính xác trong nghiên cứu khoa học. – Ứng dụng trong các hệ thống điện công nghiệp, giúp giám sát điện áp liên tục. – Sử dụng trong ngành viễn thông, y tế và tự động hóa. |
Một số volt kế khác
Ngoài hai loại trên, thiết bị này còn có một số dạng khác như:
- Vôn kế điện tử: Đo điện áp của cả mạch AC và DC . Hiệu chuẩn thường được giữ không đổi đối với cả phép đo AC và DC.
- Vôn kế khuếch đại: Còn gọi là milivon kế hoặc micro vôn kế, có khả năng phát hiện một lượng nhỏ hiệu điện thế.
- Vôn kế sắt di động (MI): Được sử dụng cho cả phép đo AC và DC vì độ lệch tỷ lệ thuận với bình phương điện áp giả sử trở kháng của đồng hồ đo là hằng số. Do đó, bất kể cực tính của điện áp là gì, nó chỉ ra độ lệch có hướng.
- Vôn kế PMMC: Được sử dụng để đo điện áp một chiều (DC). Đây là một dụng cụ đo dòng điện bằng cách quan sát độ lệch của cuộn dây treo trong từ trường . Dòng điện chạy qua cuộn dây tạo ra từ trường tương tác với từ trường của nam châm vĩnh cửu, khiến cuộn dây bị lệch.
- Vôn kế chỉnh lưu: Thường được sử dụng để đo điện áp trong mạch AC. Loại vôn kế này sử dụng bộ chỉnh lưu để chuyển đổi tín hiệu AC thành DC, sau đó có thể đo bằng dụng cụ PMMC.
Các thông số kỹ thuật quan trọng của vôn kế
Khi lựa chọn, người dùng cần quan tâm đến một số thông số kỹ thuật quan trọng dưới đây để đảm bảo độ chính xác và phù hợp với mục đích sử dụng:
Dải đo
Dải đo của volt kế là khoảng giá trị điện áp mà thiết bị có thể đo được một cách chính xác. Tùy theo thiết kế, mỗi loại máy sẽ có các dải đo khác nhau, ví dụ: 0 – 10V, 0 – 100V, 0 – 1000V… Một số thiết bị còn có thể đo điện áp rất nhỏ (mV) hoặc rất lớn (kV), tùy thuộc vào ứng dụng thực tế.
Lưu ý khi chọn dải đo: Nên chọn vôn kế có dải đo phù hợp với mức điện áp cần đo, tránh chọn dải quá lớn gây giảm độ phân giải hoặc quá nhỏ dẫn đến quá tải. Một số volt kế có chức năng tự động chọn dải đo (Auto-ranging), giúp người dùng đo linh hoạt hơn.
Độ chính xác
Độ chính xác của thiết bị thể hiện mức độ sai số trong kết quả đo và thường được biểu diễn bằng phần trăm hoặc số chữ số có nghĩa.
Ví dụ: Một volt kế có độ chính xác ±0,5% nghĩa là sai số tối đa là 0,5% giá trị đo được. Nếu máy hiển thị với 3½ số có nghĩa là có thể hiển thị từ 0000 đến 1999, giúp đo chính xác đến đơn vị nhỏ hơn.
Lưu ý khi chọn độ chính xác: Với các ứng dụng đo điện áp trong thiết bị điện tử hoặc nghiên cứu khoa học, nên chọn vôn kế có độ chính xác cao (±0,01% đến ±0,1%). Đối với các phép đo thông thường trong điện dân dụng, volt kế có sai số từ ±1% đến ±2% là chấp nhận được.
Trở kháng vào
Trở kháng đầu vào của máy là giá trị điện trở nội bộ của thiết bị khi đo điện áp. Thông số này rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến độ chính xác của phép đo.
Volt kế có trở kháng vào cao (thường từ 1MΩ đến 10MΩ hoặc hơn) sẽ ít ảnh hưởng đến mạch điện cần đo, giúp kết quả chính xác hơn. Nếu trở kháng vào quá thấp, máy có thể làm thay đổi dòng điện trong mạch, gây sai số đáng kể.
Lưu ý khi chọn trở kháng vào: Đối với đo điện áp trong mạch điện tử hoặc tín hiệu yếu, nên chọn vôn kế có trở kháng vào ít nhất 10MΩ. Trong các ứng dụng đo lường công nghiệp, cần đảm bảo thiết bị có trở kháng đủ cao để tránh ảnh hưởng đến hệ thống.
Điện áp hoạt động
Một số dòng máy đo kỹ thuật số cần phải có nguồn điện để hoạt động, với các tiêu chuẩn phổ biến như:
- Pin (9V, 1.5V, hoặc pin sạc Li-ion) đối với dạng thiết bị cầm tay.
- Nguồn điện ngoài (DC hoặc AC) đối với volt kế lắp cố định hoặc trong thiết bị đo công nghiệp.
Lưu ý khi chọn điện áp hoạt động: Nếu sử dụng trong môi trường di động, nên chọn loại dùng pin lâu dài hoặc có thể sạc lại. Nếu volt kế cần cấp nguồn từ hệ thống, phải đảm bảo điện áp đầu vào phù hợp với nguồn điện có sẵn.
Vôn kế là thiết bị quan trọng trong đo lường điện áp, giúp kiểm tra, giám sát và bảo đảm an toàn cho các hệ thống điện. Nếu bạn đang tìm kiếm thiết bị đảm bảo chất lượng, có thể tham khảo các sản phẩm như Vôn kế DC hiển thị số di động SEW ST-2001 DCV, SEW ST-2001 ACV hay Vôn kế gắn tủ AC/DC SEW ST-96.
Để mua được thiết bị chính hãng, vui lòng liên hệ CÔNG TY TNHH TM DV CÔNG NGHỆ TK qua số điện thoại 094 777 888 4 để được tư vấn chi tiết.
