工作原理

· 磁電式電壓表：與磁電式電流表原理相似，主要由永久磁鐵、線圈、轉(zhuǎn)軸、指針、游絲等組成。當(dāng)電壓表接入電路時(shí)，被測(cè)電壓在電壓表的線圈中產(chǎn)生電流，線圈在磁場(chǎng)中受到安培力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度與通過線圈的電流成正比。由于電壓表內(nèi)阻固定，根據(jù)歐姆定律\(U = IR\)，電流與被測(cè)電壓成正比，所以指針偏轉(zhuǎn)角度能反映被測(cè)電壓的大小。游絲產(chǎn)生的彈力與線圈偏轉(zhuǎn)方向相反，使指針穩(wěn)定在相應(yīng)位置指示出電壓值。

· 靜電式電壓表：利用兩個(gè)帶電導(dǎo)體之間的靜電作用力來(lái)測(cè)量電壓。當(dāng)被測(cè)電壓施加到兩個(gè)電極上時(shí)，電極之間產(chǎn)生靜電場(chǎng)，使可動(dòng)電極受到靜電作用力而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度與被測(cè)電壓的平方成正比。通過適當(dāng)?shù)男?zhǔn)和刻度，可以直接讀出電壓值。這種電壓表適用于測(cè)量高電壓，尤其是直流高電壓。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

· 電壓表主要由表頭和分壓電阻組成。表頭是電壓表的核心部分，通常是一個(gè)磁電式微安表，它能夠測(cè)量微小的電流。分壓電阻與表頭串聯(lián)，用于將被測(cè)高電壓按一定比例降低，使表頭能夠承受并準(zhǔn)確測(cè)量。通過選擇不同阻值的分壓電阻，可以實(shí)現(xiàn)電壓表不同量程的切換。此外，電壓表還包括外殼、刻度盤、指針等部分，刻度盤上標(biāo)有電壓刻度值，以便直接讀取測(cè)量結(jié)果。

分類

· 按測(cè)量范圍分類：有毫伏表（測(cè)量范圍通常在幾毫伏到幾百毫伏之間）、伏特表（測(cè)量范圍一般在幾伏到幾百伏之間）和千伏表（測(cè)量范圍從幾千伏到更高電壓）。不同測(cè)量范圍的電壓表，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和分壓電阻的阻值不同，以適應(yīng)不同大小電壓的測(cè)量。

· 按精度等級(jí)分類：常見的精度等級(jí)有 0.1 級(jí)、0.2 級(jí)、0.5 級(jí)、1.0 級(jí)、1.5 級(jí)、2.5 級(jí)等。精度等級(jí)越高，測(cè)量誤差越小，例如 0.1 級(jí)電壓表的測(cè)量誤差不超過滿量程的 ±0.1%。高精度的電壓表常用于科學(xué)研究、精密測(cè)量和計(jì)量校準(zhǔn)等領(lǐng)域，而一般工業(yè)測(cè)量和普通電氣設(shè)備中則根據(jù)實(shí)際需求選擇相應(yīng)精度等級(jí)的電壓表。

· 按測(cè)量電壓類型分類：可分為直流電壓表和交流電壓表。直流電壓表用于測(cè)量直流電路中的電壓，其表頭通常采用磁電式結(jié)構(gòu)，并且在電路中需要保證電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出。交流電壓表用于測(cè)量交流電路中的電壓，其表頭一般采用電磁式或電動(dòng)式結(jié)構(gòu)，能夠測(cè)量交流電壓的有效值。交流電壓表的刻度盤通常按正弦交流電的有效值進(jìn)行刻度，以便直接讀取交流電壓的有效值。

性能指標(biāo)

· 量程：指電壓表能夠測(cè)量的最大電壓值。選擇電壓表時(shí)，要根據(jù)被測(cè)電路的電壓大小來(lái)選擇合適量程的電壓表，使被測(cè)電壓在電壓表量程的 1/3 - 2/3 范圍內(nèi)，以保證測(cè)量精度。如果被測(cè)電壓超過電壓表的量程，可能會(huì)損壞電壓表。

· 精度：反映電壓表測(cè)量結(jié)果與實(shí)際電壓值的接近程度。精度高的電壓表能夠更準(zhǔn)確地測(cè)量電壓，減少測(cè)量誤差。在進(jìn)行高精度測(cè)量時(shí)，需要選擇精度等級(jí)較高的電壓表，并按照正確的使用方法進(jìn)行操作。

· 內(nèi)阻：電壓表的內(nèi)阻是一個(gè)重要參數(shù)。理想情況下，電壓表的內(nèi)阻應(yīng)該為無(wú)窮大，這樣接入電路時(shí)不會(huì)對(duì)原電路的電壓產(chǎn)生影響。但實(shí)際的電壓表都有一定的內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，對(duì)被測(cè)電路的影響就越小。在測(cè)量高電阻電路或微小電壓時(shí)，電壓表內(nèi)阻的影響可能會(huì)比較明顯，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚蜻x擇內(nèi)阻更大的電壓表。

應(yīng)用

· 在電力系統(tǒng)中：用于測(cè)量發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路和配電柜等設(shè)備的端電壓，幫助操作人員了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，確保電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。例如，在變電站中，通過電壓表監(jiān)測(cè)母線電壓，及時(shí)調(diào)整變壓器的分接頭，以保證供電電壓的質(zhì)量。

· 在工業(yè)生產(chǎn)中：廣泛應(yīng)用于各種電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制。例如，在電動(dòng)機(jī)的控制電路中，電壓表用于測(cè)量電動(dòng)機(jī)的輸入電壓，確保電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行，防止因電壓過高或過低而損壞電動(dòng)機(jī)。在電子設(shè)備的生產(chǎn)過程中，電壓表用于測(cè)試電路板上各個(gè)元件的工作電壓，幫助技術(shù)人員判斷電路是否正常工作，進(jìn)行故障排除和調(diào)試。

· 在實(shí)驗(yàn)室中：是進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究的重要儀器之一?？茖W(xué)家和工程師利用電壓表測(cè)量各種電路中的電壓，驗(yàn)證電學(xué)理論，研究電路特性，設(shè)計(jì)和優(yōu)化電子電路。例如，在研究半導(dǎo)體器件的伏安特性時(shí)，需要使用高精度的電壓表來(lái)測(cè)量器件兩端的電壓，以便準(zhǔn)確分析器件的性能。