Un voltmètre est un appareil utilisé pour mesurer le potentiel de tension entre deux points d’un circuit électrique. Créés au début des années 1800, ces appareils étaient à l’origine appelés galvanomètres. Techniquement, ce sont tous des ampèremètres, car ils mesurent le courant plutôt que la tension. Bien que le courant soit mesuré en ampères, la loi d’Ohm, qui établit la relation entre la tension, le courant et la résistance, peut être utilisée pour mettre les ampères en volts.
Les voltmètres ont été rendus possibles grâce à une découverte de 1819 par Hans Oersted. Lorsqu’il a fait passer un courant dans un fil près d’une aiguille de boussole, il a remarqué que l’aiguille changeait de direction. Les premières tentatives pour tirer parti de cet effet n’étaient guère plus qu’une bobine de fil enroulée autour d’une boussole ; plus le courant traversant le fil est fort, plus la déviation de l’aiguille de la boussole est grande. Bien que fonctionnels, ces premiers modèles n’étaient pas très précis.
À la fin du XIXe siècle, Arsène D’Arsonval a découvert que l’instrument pouvait être rendu beaucoup plus réactif si la bobine autour de la boussole était plus petite, fixée à la base de l’aiguille et entourée d’un aimant circulaire. Cela est devenu connu sous le nom de mouvement D’Arsonval, et est encore utilisé aujourd’hui dans les compteurs analogiques.
Parce que toutes les propriétés électriques mesurables sont liées les unes aux autres par la loi d’Ohm, dans la pratique, la plupart des voltmètres sont en fait des multimètres capables de mesurer la tension, le courant et la résistance. Lors de la mesure de la tension, une grande résistance est placée en ligne avec la bobine du mouvement D’Arsonval pour minimiser les interférences avec le circuit mesuré. Cela est également dû à la loi d’Ohm, qui indique que la tension est directement proportionnelle à la résistance. En minimisant la tension consommée par le compteur lui-même, une mesure plus précise de la tension du circuit peut être obtenue. Le courant est inversement proportionnel à la résistance ; à l’inverse, pour minimiser la quantité de courant circulant dans un ampèremètre, une grande résistance est placée en parallèle avec la bobine.
Les multimètres modernes sont livrés avec des affichages numériques et peuvent même utiliser des techniques de mesure numériques plutôt qu’un mouvement D’Arsonval. En incorporant des microprocesseurs, ils sont également capables de fonctions avancées telles que la mesure de la fréquence, le comptage des événements électriques et la mesure de la capacité.