Üye Girişi
Elektrik sistemlerinde voltaj yani gerilim, elektrik enerjisinin hareketini sağlar. Gerilim, bir elektrik devresinde iki nokta arasındaki potansiyel farkı ifade eden bir kavramdır. Akımı oluşturan da bu farktır ve farkı ölçmek amacıyla kullanılan cihaza voltmetre adı verilir. Özellikle elektrik mühendisliği alanında voltmetre son derece yaygın şekilde kullanılır. Elektronik laboratuvarlarında ve endüstriyel alanlarda da kullanıldığını belirtmek gerekir.
Voltmetrelerin ölçüm birimi volttur ve ampermetre ya da ohmmetre gibi temel elektrik ölçüm cihazları arasında bulunur. Elektrik devresinin iki noktası arasındaki gerilim farkını gösteren bu cihaz elektrik enerjisinin güvenli şekilde kullanılması açısından önemli ölçüm cihazlarından biridir. Çünkü aşırı gerilim, her türlü elektrikli ve elektronik cihaza zarar verir. Voltmetre ile ölçüm yapılması durumunda düşük gerilim ya da aşırı gerilim gibi durumların tespit edilmesi de mümkün olacaktır.
Elektrik devrelerinde iki nokta arasındaki voltajı ölçen cihaza voltmetre adı verilir. Elektronların A noktasından B noktasına geçerken sahip olduğu enerji farkını belirleyen faktör voltajdır. Voltmetre ile yapılan ölçüm sayesinde bu sistemin doğru şekilde çalışıp çalışmadığının anlaşılması mümkün olur. Dolayısıyla elektrik enerjisiyle ilgili en önemli ölçümlerden biri de voltmetreyle yapılan voltaj ölçümüdür.
Voltmetre, ölçümü yapılacak olan bileşenlerin uçlarına paralel olacak şekilde bağlanır. Bunun nedeni iki nokta arasındaki potansiyel farkın ölçülmek istenmesidir. Voltmetre ölçüm yaparken akımın tamamını kendi üzerinden geçirmez. Ayrıca bu ölçüm cihazının iç direncinin de gayet yüksek olduğunu belirtmek gerekir. Ölçüm gerçekleşirken devreye ek bir yük getirmediği için güvenle kullanılabilir. Devrenin normal şekilde çalışmasını etkilemeyen bir ölçüm cihazıdır. Bu nedenle çok sayıda farklı alanda kullanılır ve sadece prizdeki gerilimin kontrol edilmesi amacıyla dahi voltmetre ile ölçüm gerçekleştirilebilir.
Voltmetre cihazların ölçüm yöntemlerine, üretildikleri teknolojilere ya da kullanım alanlarına göre farklı çeşitler sunar. Genel olarak iki temel kategori olduğunu söyleyebiliriz ve bunlar; analog voltmetreler ile dijital voltmetrelerdir.
Analog Voltmetre
Analog voltmetre cihazların iğneli bir göstergesi olur. Ölçek sistemiyle çalışan analog voltmetrelerin iç aksamında ise manyetik bir alan bulunur. Bu manyetik alanla etkileşime giren ve hareketli yapıda olan bobin de analog voltmetre cihazında bulunan akşamlardan biridir. Voltaj uygulandığında akım bobinden geçer ve manyetik alan oluşturur. Manyetik alan da iğnenin titreşmesini, hareket etmesini sağlar. İğnenin hareketi sonrasında geldiği nokta da sistemdeki voltaj değerini gösterir. Analog voltmetre cihazlar değişken olan voltajların izlenmesinde dijital voltmetrelere nazaran daha sık kullanılır. Bunun nedeni ide gerilimdeki dalgalanmaları anlık bir biçimde gözlemleme şansı sunabilmesidir.
Dijital Voltmetre
Dijital voltmetre cihazlar gerilim değerini sayısal olarak ekranda gösteren modellerdir. Analog voltmetreler ile kıyaslandığında çok daha hassas bir yapıda olduklarını söyleyebiliriz. Hızlı ve güvenilir sonuçlar gösteriyor olmaları, dijital modellerin avantajları arasında yer alır. Bu cihazlar analog-dijital çevirici ya da mikroişlemci ile çalışan ürünlerdir. Laboratuvar ortamlarında, sanayi tesislerindeki otomasyonlarda ve enerji sistemlerinde en sık kullanılan modeller olduğunu da ekleyelim.
Kullanımı gayet kolay olsa da voltmetre ile ölçümü doğru şekilde yapmaya özen gösterilmelidir. Doğru ölçümün de birkaç temel kuralının olduğunu söyleyebiliriz. İlk olarak cihazın ölçüm kapasitesinin kullanılacak devredeki gerilim değerine uygun olmasına dikkat etmelisiniz. Gerilim değeri kapasiteyi aşarsa voltmetre ölçüm sırasında zarar görebilir. Ayrıca bu gibi durumlarda ölçüm sonucuna güvenemezsiniz, hatalı ölçüm yapılabilir.
Dikkat edilmesi gereken bir diğer unsur da devre elemanına paralel bağlanmasıdır. Ölçüm yapılacak olan devrede iki uç arasında cihaz kablolarının bağlanması gerekir, diğer bağlama şekilleri hatalı olacaktır. Ayrıca seri bağlama yapılırsa cihazın iç direnci arızalanır ve yine ölçüm sonucu doğru olamaz.
Voltmetrenin kullanım adımları şu şekildedir:
Bu arada dijital voltmetrelerin büyük bir kısmında otomatik aralık seçimi de oluyor. Cihaz bu mod seçildiğinde voltaj aralığını otomatik olarak belirliyor.
Voltmetre ölçüm cihazlarının çalışma prensibi Ohm Yasası'na dayanır. Bu yasaya göre bir devredeki gerilim (V), akım (I) ile direnç (R) çarpımına eşittir. Yani formül "V = I × R" şeklindedir. Voltmetre de iki nokta arasındaki farkı ölçerken bu yasadan yani bu formülden faydalanır. Analog olan voltmetrelerde ise manyetik etki mekanik harekete dönüşür ve bu sayede ölçüm gerçekleşir. Dijital voltmetrelerde gerilimin dijital sinyallere dönüşmesi sağlanır. Dijital voltmetre çeşitleri arasında en yeni teknolojilerle üretilenleri de bulabilirsiniz. Bu modellerde sadece DC değil AC gerilimleri de ölçülebiliyor. Ölçüm değerlerinin otomatik olarak kaydedilmesi sağlanabiliyor. Böylelikle voltajdaki dalgalanmaların ve hatta enerji kesintilerinin dahi analiz edilmesi mümkün olacaktır.
Voltmetre kullanımında bazı unsurlara dikkat edilmesi son derece önemlidir. Bir yandan cihazın zarar görmesini önlemek diğer yandan doğru ölçüm sonuçları elde etmek için nelere dikkat edilmesi gerektiğini sizlere şu şekilde sıralayabiliriz:
Voltmetre ve ampermetrenin sıklıkla birlikte kullanıldığını görebilirsiniz ancak bu iki cihaz aslında farklı ölçümler gerçekleştirir. Voltmetrenin gerilim farkını ölçen bir cihaz olduğundan söz ettik. Ampermetre ise akımın şiddetini ölçen bir cihazdır. Dolayısıyla bu iki cihaz ile ölçümü yapılan değerler birbirinden farklıdır. Ayrıca voltmetre devreye paralel bağlanması gereken bir cihazdır. Ampermetre ise devreye seri bağlanır ve ölçüm ancak bu şekilde doğru yapılabilir. Bir diğer fark da iç direnç ile ilgilidir. Voltmetrenin iç direnci oldukça yüksektir ancak ampermetrenin iç direncinin yüksek olduğundan söz edemeyiz. Sonuç olarak voltmetre ile ampermetre arasında hem bağlantı şekli, hem ölçülen değer hem de iç direnç açısından ciddi farklar bulunur.
