Che cos'è un voltmetro vettoriale?
Un voltmetro vettoriale è un tipo di apparecchiatura di prova elettrica che indica sia il livello che la differenza di fase tra il primo e il secondo ingresso. È un voltmetro specializzato in grado di misurare proprietà vettoriali. Un voltmetro vettoriale fa parte di una vasta gamma di apparecchiature di test note come misuratori vettoriali. I contatori vettoriali si trovano solitamente nei laboratori di progettazione elettrica e in speciali pannelli di monitoraggio.
Vector e scalare sono due rappresentazioni comuni di quantità del mondo reale di varie entità. L'unità scalare non ha direzione o la direzione è implicita. Ad esempio, una massa di 5 kg (11 libbre), uno scalare, avrà un peso di 5 kg, un vettore. La direzione del peso di 5 kg è implicita come verso il basso e anche il peso di un oggetto è un vettore perché il peso è una forza che punta verso il basso.
Le quantità scalari hanno solo magnitudo, mentre le quantità vettoriali hanno sia magnitudine che direzione. Quando la tensione di una batteria da 1,5 volt (V) viene misurata con un voltmetro, il risultato viene letto come "positivo 1,5 V." Quando un'altra batteria viene misurata in serie, il risultato può essere letto come "positivo 3,0 V." Se una batteria nella connessione in serie è stata invertita, la lettura diventa 0 V. Questo si chiama annullamento vettoriale.
La cancellazione vettoriale si verifica quando due vettori della stessa grandezza ma in direzione opposta vengono sommati. I vettori possono aggiungersi o annullarsi a vicenda in tutto o in parte. I vettori del mondo reale non saranno esattamente in fase o sfasati. La differenza di fase varia da 0 a 360 gradi.
Un voltmetro vettoriale è in grado di misurare la differenza vettoriale tra due sorgenti di tensione. Un esempio è una fonte di alimentazione trifase in cui le tre uscite hanno una differenza di fase di 120 gradi l'una rispetto all'altra. Un voltmetro vettoriale sarà in grado di confermare la differenza di fase tra le uscite. Si può anche ottenere la cosiddetta tensione da fase a neutro.
I componenti reattivi nei circuiti elettrici ed elettronici producono uno spostamento di fase nei segnali variabili nel tempo che vengono introdotti. Uno sfasamento può essere ovunque tra 0 e 360 gradi. Le correnti e le tensioni nei condensatori o condensatori e negli induttori tendono ad avere differenze di fase di 90 gradi. Questi componenti reattivi in varie combinazioni di circuiti producono una vasta gamma di possibili differenze di fase a frequenze diverse.
Un altro uso del voltmetro vettoriale è la misurazione della frequenza e della risposta di fase degli amplificatori elettronici. La risposta in frequenza delle apparecchiature può essere tracciata misurando e disegnando i livelli di ingresso e uscita a varie frequenze di prova. Misurando la relazione di fase di input e output a varie frequenze, la risposta di fase può anche essere tracciata come guida nell'implementazione di stadi circuitali aggiuntivi per ottenere le caratteristiche complessive desiderate.