伏特計（Volt Meter）

伏特計（Volt Meter）
台中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

所謂伏特計就是一種可以量得電路中電位差(electric potential difference)的儀器，根據它的資料顯示方式可以分成類比式(analog)與數位式(digital)兩種，其中：數位式的伏特計是由類比式的伏特計再加裝一個類比轉數位的轉換器(analog to digital converter)。
伏特計的工作原理是根據電流的磁效應，當電流通過線圈時，會產生一個磁場，而這個磁場與原本的場磁鐵所產生的磁場會有相互作用力(通常是排斥力)，因此線圈受到一力矩而轉動；隨著線圈的轉動，會使得固定在線圈上彈黃因轉動而伸長，進而產生拉回的彈性恢復力，當兩磁場相互作用力與彈性恢復力互相平衡時，指針達到平衡不再移動，讀出來得指數即為所測量到的電位差。
圖中紅線的電流為被量測出的電流，綠色彈簧而提供恢復扭力的線圈，N跟S分別為磁鐵的兩極，這樣的伏特計被稱為d’Arsonval型伏特計。 伏特計可以由線圈串聯高電阻所組成，當線圈的可容忍最大電壓為V、電阻為R，欲測量放大n倍的電壓時，因為串聯電路必須容忍的電壓為(n-1)V，再根據串聯電路的電流相等，所以依照歐姆定律就可以推知串聯的電阻為r，則 V/R=(n-1)V/r，所以r=(n-1)R，即必須串聯(n-1)倍的電阻。
因為伏特計的使用在於測量電壓，所以必須跟待測電路並聯，而且伏特計的電阻必須遠大於待測電路的電阻，理想的伏特計電阻視為無限大，因此測量電路的電壓時，不會有電流通過伏特計；然而實際情形是：伏特計的電阻不可能無限大，因此必須配合安培計使用，而且伏特計要先與待測電阻並聯再與安培計串聯，我們稱此法為適合測量低電阻的(電流計)外接法(或稱為伏特計的內接法)。如下圖所示。 因為此時伏特計的電阻遠大於待測電阻，故以此接法為佳。然而，因為這樣的連接方式，測量出來的電壓雖然準確，但是電流卻太大，因此測量出來的電阻R=V/I會比實際值小。

參考資料:
http://en.wikipedia.org/wiki/Volt_meter