Este voltímetro inventado por Lord Kelvin, se emplea para la medida de tensiones comprendidas entre 40 y 800 voltios. Su principio de funcionamiento es el mismo que el del voltímetro electrostático “clásico”, es decir el par eléctrico producido al aplicar una tensión:
Me = ∂W/∂x = 1/2∙V2∙∂C/∂α = a∙V2/2
es compensado por un par antagonista:
Ma = b∙α
de tal forma que la desviación obtenida es proporcional al cuadrado de la diferencia de potencial aplicada:
α = k∙V2
Para obtener una desviación apreciable con un voltímetro electrostático normal sería necesario construir las placas o cuadrantes con una gran superficie. La idea aplicada en el diseño del voltímetro multicelular es obtener una gran superficie a base de emplear varias placas para conseguir de esta forma una gran capacidad del sistema, resultando de esta forma grandes desviaciones con pequeñas tensiones aplicadas.