Какой прибор измеряет напряжение

Как измерить напряжение переменного и постоянного тока

Измерение напряжения – для непрофессионального электрика задача, на первый взгляд не простая, но если разобраться, то окажется, что нет ничего проще (при условии наличия специальных измерительных инструментов).

Данный навык может понадобиться как при домашнем ремонте бытовых электроприборов или проверке в однофазной или в трехфазной сети переменного тока, так и при работе с цепями постоянного тока: при проверке на аккумуляторе мультиметром или на генераторе автомобиля, а также на блоке питания компьютера.

Чтобы помочь вам разобраться с тем, как это делается, мы решили написать статью о том, как измерить напряжение переменного и постоянного тока.

Чем измерять

Основным инструментом здесь является вольтметр. Он может быть выполнен, как в виде отдельного устройства, так и включен в многофункциональный измерительный инструмент, называемый цифровым мультиметром.

Цифровым, потому что данный прибор имеет дисплей для отображения значений измеряемой величины и использует цифровые схемы для измерений (например, микроконтроллер), а не универсальную измерительную головку как старые стрелочные приборы. Также некоторые мультиметры оборудованы токоизмерительными клещами, но используются и для измерения напряжения и сопротивления на участке цепи.

В зависимости от конкретной ситуации необходима различная точность измерения. Для домашних целей нет необходимости покупать дорогой и точный аппарат, поэтому домашние мастера зачастую пользуются дешевым китайским мультиметром (например, наиболее популярны модели DT838 или DT830).

Универсальные измерительные приборы часто называют «тестер»

Для профессиональных целей в лабораториях и ремонтных мастерских пользуются наиболее точным и сложным прибором – осциллографом. Наиболее популярными моделями этих устройств являются советские с1-94 и с1-65, а также российский аппарат ads 2061m и зарубежные типа hantek и прочих.

Советские мастера обычно пользовались стрелочным тестером или «цешкой».

Цешка – прибор Ц20, советский мультиметр, предназначенный для измерения под нагрузкой напряжения в сети постоянного и переменного тока до 600В, силы постоянного тока до 750 мА и сопротивления до 500кОм. Также применяют приборы ц4313, ц4353. Измерения, которые производят данные приборы – тоже являются достаточно точными, поэтому некоторые электрики и радиолюбители пользуются им и по сей день.

Как измерить напряжение мультиметром

Начнем с основ. Любым прибором и в любом случае вольтметр подключается параллельно элементу, на котором измеряют напряжение. Любой мультиметр в режиме измерения напряжения – это вольтметр. Последовательно подключают только амперметр при измерении силы тока.

В дешевых мультиметрах (и во многих дорогих) есть 3 или 4 разъёма для подключения щупов, обычно это:

• COM – общий, обычно черного цвета и в него всегда вставляют щуп (соответственно тоже черный);
• VΩmA – для измерения напряжения, сопротивления, проверки диодов и или тока малой величины (до 200 мА), обычно красного цвета;
• 10А (20А) – для измерения тока большой величины.

На рисунке ниже вы видите самую распространенную модель китайского мультиметра (DT-830 или просто «830-й»). Стрелками показаны разъёмы для подключения щупов, а зеленым цветом выделен разъём, в который нужно вставить красный щуп если вы хотите измерить напряжение.

Для того, чтобы измерить напряжение в цепи, необходимо произвести несколько манипуляций с прибором. Для начала нужно определится с видом напряжения: постоянное (DC или знак =) или переменное (AC или знак ~), и установить переключатель в нужное положение.

Далее выставить тем же переключателем предел измерения. Если на приборе он меньше, чем измеряемая величина то провести измерение не получится.

Поэтому первое измерение производят с максимального предела, постепенно снижая его до получения значения нужной размерности. Например, если вы не знаете какое напряжение в цепи, ставьте максимальный предел, на приведенном фото — 1000 Вольт, проведите измерение, если на экране показало «12 Вольт», то снизьте предел до 20В, чтобы узнать точное значение до десятых или сотых долей.

Некоторые устройства автоматически определяют предел и вид напряжения, поэтому переключение не требуется.

Подключение прибора в цепь производится с помощью щупов: один (красный) к плюсу (или фазе), второй (черный) к минусу (или нулю). Если щупы подключены в обратной последовательности — черный к плюсу, а красный к минусу, то значение на дисплее будет с минусом.

Примеры измерений

Измерение напряжения может понадобится при множестве ситуаций, как в быту, так и в производстве. Рассмотрим наиболее распространенные из них.

В бытовой сети

Мультиметром в розетке 220В проводят измерения, когда необходимо понять, есть ли скачки напряжения и насколько реальное значение, отличается от стандартного. Отклонения значений часто бывают в нестабильных сетях, особенно в небольших городах и посёлках. А всем известно, что скачки напряжения негативно сказываются на электрических приборах и оборудовании и могут привести к выходу их из строя.

Еще это делают выявления обрыва и разомкнутой цепи при устранении разных неисправностей сети (если цепь разорвана – напряжение будет равно 0 или близко к нему) или для определения фазы. Поиск фазы производят относительно земли или нуля, то есть замыкая один щуп на контакт заземления, а второй поочередно на контакты в розетке.

Зная напряжение и силу тока в сети, можно вычислить потребляемую мощность. Для этого используется формула:

P=U×I

В автомобиле

Для выявления неисправностей аккумуляторной батареи, генератора автомобиля, якоря стартера или катушки зажигания, а также участка электрической цепи нужно знать значение напряжения, поэтому тут также важны поиск значения вольтметром или мультиметром. Такая необходимость возникает достаточно часто в отечественных автомобилях (например ваз 2114, ваз 2107), но нередко это нужно сделать и в импортных моделях.

Иногда возникает необходимость проверки напряжения линейного выхода магнитолы или усилителя автомобиля, для диагностики правильности работы. Этим обычно занимаются профессиональные автомобильные электрики. Они знают, что в зависимости от модели магнитолы значение на выходе может достигать от 200 до 5000 миллиВольт, точные данные обычно указаны в паспорте устройства.

Прозвонка датчиков (например, дмрв — датчик массового расхода воздуха) и диагностика правильности их работы тоже производится с помощью мультиметра. Для этого при запущенном двигателе подключают мультиметр к датчику и сравнивают показания прибора с номинальными значениями из технических характеристик соответствующего датчика.

В производственных целях

В производственных целях измерения производят профессиональными приборами: цифровым осциллографом. Значения с этого прибора получают путем изучения формы сигнала на его дисплее. Это делают на промышленных предприятиях при диагностики правильной работы оборудования или выпускаемой продукции, в радиолюбительской практике при наладке и настройке схем и в мастерских по ремонту электроники.

Оценка измеряемой величины происходит либо с помощью курсорных измерений — курсор устанавливается на определенную точку в осциллограмме и на дисплее выводятся необходимые величины.

Но это доступно только в цифровых осциллографах, в аналоговых моделях с электронно-лучевой трубкой на экране есть только координатная сетка, в зависимости от установленного усиления «вольт/деление», количество вольт считают по клеточкам этой сетки.

В других сферах производства, например, в строительстве, может возникнуть необходимость в ремонте различных приборов. Например, изучение холостого хода сварочного инвертора может помочь в его ремонте, оценка значения напряжения батарейки шуруповерта может сказать о её емкости и износе.

В компьютерах

Оценка правильной работы ЮСБ портов компьютера или зарядного устройства необходима для того, чтобы знать действительное значение напряжения на выходе. Это важно для дорогих и чувствительных гаджетов, зарядки телефона или зарядки ноутбука (для их правильной зарядки и долговечности).

Также вольтметром можно измерить напряжение в блоке питания, а прибором, измеряющим силу тока (амперметром) измерить значение тока. Мультиметром можно выявить и отсутствие напряжении в компьютерных цепях, например, если нет минуса, то не будет и напряжения.

В частных случаях при ремонте компьютерного оборудования проверяют напряжение на оперативной памяти (ддр2, ддр3), жёсткого диска, шлейфа дисплея или питания.

Также при ремонте микросхем компьютера (и не только, например, на ардуино) прибором тестируют напряжение конденсатора, резистора, на полюсах источника тока, напряжение стабилизации стабилитрона и прочее. Все эти измерения требуют определенных знаний и навыков, поэтому производятся профессиональными ремонтниками устройств.

Вот мы и разобрались в том, как производится измерение напряжения постоянного и переменного тока. Сделать это предельно просто. Вольтметр или мультиметр всегда подключают в цепь параллельно. При последовательном подключении этого сделать не удастся, потому что у вольтметров большое внутреннее сопротивление и через него просто не будет протекать ток.

Материалы по теме:

Источник: https://samelectrik.ru/kak-izmerit-napryazhenie-peremennogo-i-postoyannogo-toka.html

Как работать с мультиметром. Часть 1

Добрый день, друзья!

Сегодня мы с вами не будем отвлеченно рассуждать о том, как работает компьютер или другое устройство. Наш блог и о «железе» тоже. Поэтому давайте перейдем ближе к делу и займемся практикой. Если мы работаем с какой-то техникой, нам придется начинать работать и с измерительными приборами. Итак,

 Что такое мультиметр?

Мультиметр — это прибор (цифровой или стрелочный), позволяющий выполнять измерения нескольких величин. Много лет существовали отдельные стрелочные приборы для измерения

• электрического тока (амперметры),
• напряжения (вольтметры),
• мощности (ваттметры),
• сопротивление (омметры) и т. д.

Держать под руками эту гору приборов неудобно, поэтому придумали встроить много измерителей в общий корпус.

А выбор измеряемой величины производить переключателем и посредством подключения измерительных щупов к разным клеммам.

Поэтому одним прибором можно выполнять как измерение тока, так и измерение напряжения. Мультиметры (другое название — тестеры) могут быть цифровыми и стрелочными.

В первом случае значение измеряемой величины отображается на цифровом табло в виде нескольких цифр, причем в виде целой и дробной части, разделенных запятой или точкой.

В стрелочных приборах считывание измеряемой величины выполняется посредством стрелки, останавливающейся возле соответствующего деления цифровой шкалы.

Цифровые приборы точнее, ими удобнее пользоваться (хотя и не всегда). Итак, ознакомимся, как работать с конкретным экземпляром цифрового тестера — прибором UT2001. Большинство недорогих приборов имеют очень похожую идеологию.

 Панель индикации и кнопка включения мультиметра UT2001

В верхней части тестера расположено табло, на котором расположены 4 разряда измеряемой величины, вид измеряемой величины, предел измеряемой величины и знак ее.

Последнее весьма удобно, так как не надо менять полярность подключения щупов — как в стрелочном приборе.

Ниже цифрового табло находятся две кнопки, крайняя справа — кнопка включения прибора. При ее нажатии прибор включается, и на его табло появляются нули.

Практически все цифровые приборы снабжены функцией автовыключения — если измерения не производить некоторое время, прибор автоматически выключается.

Это очень удобно, экономится энергия батареи, хотя при этом кнопка и остается включенной.

Чтобы включить прибор после автовыключения, надо отжать и вновь нажать эту кнопку.

Благодаря функции автоотключения мультиметр работает  достаточно долго даже на такой батарейке, как «Крона».

Интересно отметить, что стрелочные мультиметры работают на батареях большей емкости, чаще всего — на пальчиковых элементах типоразмера АА.

 Кнопка выбора рода тока (переменный/постоянный)

Крайняя левая кнопка — род измеряемого тока и напряжения. Если эта кнопка отжата — прибор измеряет постоянные ток и напряжение (DC — Direct Current, постоянный ток) в соответствии с выбранным пределом измерения.

Если кнопка нажата, мультиметр измеряет переменные ток и напряжение (AC – Alternating Current, переменный ток).

В других моделях тестеров такой кнопки может и не быть.

При этом и выбор режима и выбор предела осуществляется переключателем, который имеет короткую полоску на движущейся части, которая и указывает на необходимый предел.

Большинство измеряемых величин имеют несколько поддиапазонов. Это необходимо для того, измерить величину с необходимой точностью.

Напомним, что в бытовой осветительной сети имеют место переменные ток и напряжение. Напряжение и ток меняются по величине и направлению. А, скажем, в автомобилях используются источник постоянного напряжения – аккумулятор.

 Измерение напряжения

В данном приборе имеется 5 поддиапазонов измерения напряжения. На корпусе прибора в области измерения напряжения имеется буква V (Volt. Вольт, единица измерения напряжения).

В первом поддиапазоне измеряется напряжение от 0 до 200 милливольт (мВ), во втором — от 0 до 2 В, в третьем — от 0 до 20 В, в четвертом — от 0 до 200 В, в пятом — от 0 до 1000 В.

Переменное напряжения на последнем поддиапазоне измеряется от 0 до 750 В, о чем говорит красная цифра «750» со значком «~ “. Прибор имеет два щупа разных цветов:

• красный (положительный), который подключается к красному гнезду прибора,
• черный (отрицательный), подключающийся к черному гнезду (или общему проводу) прибора.

Если при измерении постоянного тока или напряжения перепутать полярность и встать красным щупом на «минус» (например, на отрицательную клемму аккумулятора), то это не будет иметь никаких отрицательных последствий для прибора.

При этом на табло перед значением величины просто загорится знак «-». Только и всего!

Если измеренное напряжение превысит установленный предел (например, если измерять напряжение 12 В аккумулятора на пределе 2 В), то на табло загорится знак «1» в крайнем левом разряде. Прибор при этом также не выйдет из строя.

В стрелочных приборах такие ошибки с полярностью и диапазоном вызвали бы срабатывание защиты либо (если бы защиты не было) вывели бы его из строя! В этом еще одно преимущество цифровых мультиметров.

Порядок проведения измерений

Для того, чтобы измерить напряжение (применим строгую формулировку) на каком-то участке цепи, необходимо коснуться оголенными концами обоих щупов этого участка.

Если через какой-то участок электрической цепи (вспомним школьный курс физики) протекает электрический ток, то на нем (участке) имеет место падение напряжения.

Щупы имеют изолированные ручки и утолщения в своей нижней части. Это сделано для того, чтобы пальцы оператора случайно не соскользнули и не коснулись токоведущих частей.

Отметим, что при измерении напряжения мультиметр подключается параллельно участку цепи. Иными словами, не нужно производить каких-то дополнительных манипуляций (например, разорвать какую-то цепь) с измеряемым участком. А вот для того, чтобы измерить ток, мультиметр надо включить в разыв цепи, последовательно с нагрузкой.

Итак, надо коснуться концами щупов измеряемого участка и посмотреть на табло прибора. Если предел измерения выбран ошибочно, надо отодвинуть щупы от цепей измерения, изменить предел измерений с помощью переключателя и повторить процедуру измерения.

Не переключайте пределы измерений при присоединенных щупах!

 Предостережение

Напоминаем, что высокие напряжения (на поддиапазонах 200 и 1000 В, в том числе и сетевое переменное напряжение 220 В) надо измерять, держа щупы в одной руке. Если держать щупы в разных руках, то — при плохой изоляции щупов — электрический ток может пройти по пути «правая рука — область сердца — левая рука», что чревато остановкой сердца.

При работе с высокими напряжениями необходимо иметь резиновый коврик под ногами, чтобы исключить прохождение электрического тока по пути «рука-нога».

 Количественные характеристики

Вспомним, что когда что-то измеряют, то получают количественные характеристики. Т.е., грубо говоря, делают вывод – «много или мало».

Отметим, что в бытовой осветительной сети чаще всего бывает 220 — 240 В. Можно сказать, что это много (потому что это опасное для жизни напряжение).

А напряжение 1,5 В, которое отдает пальчиковый элемент – это «мало». Напряжение батареи «Крона» — около 9 В.

Раньше существовал такой тест оценка качества элементов и батареек, когда касались языком обеих клемм. Свежая «Крона» сильно щипала язык, севшая – меньше.

В наше время, когда разных приборов полно, необходимость в таких тестах отпала. Еще раз напомним, что с Его Величеством Напряжением надо быть на «Вы».

Отметим также, что свежий литиевый элемент 2032, который установлен в материнскую плату компьютера, имеет напряжение 3,3 В. А компьютерный блок питания обеспечивает напряжения +3,3, +5 и +12 В.

Мы рассмотрели метод и порядок измерения напряжения – той величины, которая измеряется чаще всего. Надеюсь, вы не слишком устали, уважаемые читатели!

Но мультиметр может измерять и другие величины. Как это делается – мы рассмотрим в последующих публикациях. Подпишитесь на обновления, чтобы не пропустить интересную статью.

Источник: https://vsbot.ru/pomoshty-zhelezu/kak-rabotat-s-multimetrom-chast-1.html

Универсальные измерительные приборы DMK

Настоящей публикацией компания Матик-Электро знакомит читателей журнала с измерительными приборами компании Lovato Electric для контроля параметров электрической сети.

Универсальные измерительные приборы DMK предназначены для измерения контроля сохранения и передачи на компьютер (RS-232/485) параметров одно- двух- трехфазных сетей с нейтралью и без нее. Прибор измеряет напряжение, ток, мощность — активную — реактивную полную, коэффициент мощности, cos (fi), частоту, гармоники тока и напряжения до 21-ой, работает как счетчик электроэнергии.

Применяется как в сетях низкого — 0,4 кВ (100..690 В), среднего напряжения 6-10 кВ и высокого напряжения 35, 110, 220 кВ.

Эти приборы могут измерять:

• фазное и линейное напряжения, как раздельно по фазам, так и среднее по 3-м фазам;
• фазный ток, как раздельно по фазам, так и средний по 3-м фазам;
• активную, реактивную и полную мощность, как раздельно по фазам, так и суммарную по трем фазам, как потребляемую, так и генерируемую;
• косинус фи и коэффициент мощности, как раздельно по фазам, так и среднее значение по 3-м фазам;
• активную и реактивную энергию;
• коэффициенты нелинейных искажений (THD), а также гармоники тока и напряжения до 22 включительно раздельно по фазам;
• частоту сети;

Кроме того, приборы сохраняют в памяти и могут индицировать по вызову максимальные, средние и минимальные значения фазных напряжений и токов по фазам.

Достоинства прибора:

• Небольшие размеры 96 x 96 мм;
• Энергонезависимая память;
• Легко устанавливается и конфигурируется;
• Измерение истинных среднеквадратических значений ;
• Более 230 считываемых параметров с функциями анализатора мощности (измерение гармоник напряжения и тока до 22-й гармоники) ;
• Запоминание максимальных и минимальных значений;
• Измерение потребляемой и генерируемой мощности;
• Одновременная индикация величин по трем фазам;
• Выход на компьютер (RS-232 com / 485) + программное обеспечение

Линейку этих приборов можно разделить на 2 большие группы: приборы с универсальным набором измеряемых параметров DMK 2X, 3X, 40, 5X, 6X и более дешевые упрощенные приборы DMK 70 — 80.

Универсальные приборы, позволяют измерять от 47 до 250 параметров с отображением информации на 4 или 5 трехразрядных шкалах. Приборы этой группы одновременно индицируют показания по трем фазам, а также суммарные или осредненные значения величин. В зависимости от исполнения приборы этой группы могут иметь релейные выходы как твердотельные, так и контактные; иметь возможность связи с компьютером, как по интерфейсу RS 485, так и по RS 232; иметь внутреннюю память.

Универсальные приборы могут выпускаться в двух конструктивах: для крепления в шкафу (DMK 2X, 3X, 40) и для установки на ДИН-рейку (DMK 5X, 6X). В зависимости от типа приборы этой группы могут питаться от сети переменного тока частотой 50/60 Гц напряжением 110240 В, 208240В или напряжением постоянного тока 932 В, 110250 В.

Отличительной особенностью более дешевых упрощенных приборов является наличие одной четырехразрядной шкалы. Приборы этой группы могут измерять от 3 до 39 параметров. выпускаются эти приборы только для установки на ДИН-рейку. Приборы этой группы имеют меньшие габариты, что позволяет экономить место на монтажной поверхности.

Измеряемые параметры могут поочередно вызываться на индикатор.

В зависимости от карты заказа приборы этой группы могут питаться от сети переменного тока частотой 50/60 Гц напряжением 24 В. 48 В, 110127 В, 220240 В, 380415 В.Все приборы измеряют истинные среднеквадратичные значения в диапазоне частот от 45 до 65 Гц.

Приборы могут измерять напрямую линейные напряжения в диапазоне от 60 до 830 В, фазные от 30 до 480 В, фазные токи от 0,05 до 6 А. Входное сопротивление при измерении линейных напряжений 1,1 Мом, при измерении фазных напряжений 570 кОм.

При измерении без нулевого провода внутри прибора с помощью резисторов формируется искусственная средняя точка. Для измерения больших напряжений применяются трансформаторы напряжения. Вторичная обмотка стандартных измерительных трансформаторов имеет номинальное напряжение, равное 100 В.

В этом случае приборы могут измерять 6 , 10 , 35, 110 и 500 кВ. В энергонезависимую память лишь записывается коэффициент трансформации трансформатора напряжения в диапазоне от 1 до 5000 и прибор индицирует значение, поданное на вход трансформатора напряжения.

При выборе прибора следует обратить внимание, что не все приборы могут работать с трансформаторами напряжения.

Для измерения токов внутри прибора используется либо встроенные миниатюрные трансформаторы тока, либо установленные прямо на плате резисторы. Для измерения фазных токов необходимо всегда использовать внешние трансформаторы тока с необходимым рабочим током. Коэффициент трансформации трансформатора тока записывается в энергонезависимую память. Диапазон программируемых коэффициентов от 1 до 2000. Благодаря этому приборы могут измерять токи до 10 000 А.

Для использования в схемах автоматизации ряд приборов имеет выходные твердотельные и контактные реле, условие срабатывания которых программируется или с передней панели прибора или при наличии интерфейса с компьютера.

При наличии интерфейса приборы могут программироваться с компьютера и самое главное измеренные значения могут накапливаться в памяти этого компьютера.

При использовании интерфейса RS485 можно к общей шине подключать одновременно до 30 приборов и их одновременно опрашивать. Каждый прибор при этом имеет уникальный номер от 1 до 255. При этом длина шины не должна превышать 1200 метров.

При большем расстоянии и большем количестве приборов ( до 255) применяются соответствующие расширения и средства связи.

Также имеется возможность применить прибор с автономной внутренней памятью, в которую можно записывать одновременно до 32 измеряемых величин. Таких строчек может быть более 14000. Периодичность записи может меняться от 1 секунды до 24 часов.

В последнем случае для заполнения массива потребуется около 40 лет. В реальном случае при периоде записи 1 мин 32-х параметров массив заполняется за 9 суток.

Кроме того, происходит непрерывное слежение за сетью и фиксируются максимальные, средние, минимальные значения напряжения по фазам и максимальные значения токов по фазам.

Приборы позволяют работу в диапазоне температур от -20 до +60 ?С, относительной влажности до 90%.

В нормальных условиях приборы имеют погрешность измерения напряжения и тока 0,25% от полной шкалы +/- 1 цифра (без учета погрешностей трансформаторов тока и напряжения), частоты +/- 1 цифра, полной мощности +/- 0,5% от полной шкалы +/- 1 цифра, активной мощности +/-1% от полной шкалы +/- 1 цифра (при cos(φ) = 0.71) и +/-1,25% от полной шкалы +/- 1 цифра (при cos(φ) = 0.30,7), реактивной мощности +/-1% от полной шкалы +/- 1 цифра (при sin(φ) = 0.71). Дополнительная погрешность в рабочем температурном диапазоне +/- 1 цифра, в рабочем диапазоне относительной влажности +/- 1 цифра.

Источник: http://www.matic.ru/clients/articles/universal-measuring-devices-dmk-01-06-05-g/

Прибор для измерения напряжения и сопротивления

При ремонте электронного устройства или при эксплуатации электрических цепей приходится сталкиваться с необходимостью провести измерение напряжения и тока какой-либо цепи. Для этого существуют как специальные приборы, так и универсальные. Использовать их совсем несложно, но для этого следует иметь хотя бы простейшее представление, как ими пользоваться.

Взаимодействие и движение электрических зарядов было описано в 1600 году учёным из Англии Уильямом Гильбертом, который ввёл в обиход понятие электричества. Им было обнаружено, что в различных физических телах существуют заряды, способные образовывать электрическое поле и тем самым оказывать воздействие на другие заряженные тела.

Впоследствии было установлено, что заряженные частички разделяются на положительные и отрицательные заряды, при этом с одинаковым знаком друг от друга отталкиваются, а с противоположным — притягиваются. Кроме этого, физики Эрстед, Фарадей, Максвелл, экспериментировавшие с телами, открыли электромагнетизм, который заключается в появлении магнитного поля при перемещении заряженных частиц.

Таким образом, было введено два понятия — ток и напряжение. Первое обозначает упорядоченное движение зарядов, а второе — силу, которую необходимо затратить для переноса единичного заряда без влияния на остальные заряженные частицы, находящиеся в теле. Так как при этом изменяется энергия заряда, то напряжение характеризуется разностью потенциала энергий до и после перемещения заряда.

https://www.youtube.com/watch?v=qyw9v_ZGR8k

Изучавший в 1826 году электрические свойства материалов немецкий учёный Георг Симон Ом провёл серию экспериментов, в результате чего им был сформулирован закон для участка цепи. Он установил, что величина тока прямо пропорциональна разности потенциалов и обратно пропорциональна сопротивлению, тем самым обнаружив связь электрических величин между собой. Так появились понятия: электродвижущая сила, падение напряжения, проводимость.

Электрическое напряжение

Обозначая количественно работу по перемещению заряда из одной точки в другую, выделяют различные виды напряжения. Зависят они от протекающих токов. Для их обозначения используются различные термины и способы вычисления. Разность потенциалов может быть:

1. Постоянной, возникающей в электростатических цепях и контурах постоянного электротока.
2. Переменной, проявляющейся при возникновении переменного тока.

Единицей измерения физической величины любого вида был принят вольт в честь выдающегося учёного Алессандро Вольта, сконструировавшего первый источник тока. А графическим обозначением стал знак U. Математически напряжение описывается следующей формулой:

U = A/q, где U — разность потенциалов, A — совершаемая электрическим полем работа, q — заряд.

Специализированный прибор, предназначенный для измерения напряжения, называется вольтметром. Для того чтобы измерить разность потенциала, он подключается параллельно источнику энергии или элементу, на котором измеряется падение напряжения.

Так как при параллельном соединении элементов сила электротока распределяется между ними, идеальный измерительный прибор должен иметь бесконечно большое внутреннее сопротивление. Но на практике такого не может быть, поэтому чем выше сопротивление прибора, тем точнее его результат измерения.

Вольтметры выпускаются как для измерения только постоянного или переменного напряжения, так и универсальные. При этом по принципу работы они могут быть:

1. Цифровые. Их работа основана на использовании аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и жидкокристаллического дисплея.
2. Аналоговые. Главным элементом такого типа прибора является электродинамическая головка, отклонения стрелки которой по проградуированной шкале позволяет измерить напряжение.

Для измерения постоянного сигнала измеряемое напряжение преобразуется в сигнал прямоугольной формы методом широтно-импульсной модуляции. Затем усиливается и выпрямляется детектором, работающим по принципу удвоения напряжения.

Далее, сигнал обрабатывается микроконтроллером, который визуализирует полученные данные на экране в виде цифр.

Работа вольтметра переменного напряжения основана на преобразовании переменного сигнала в постоянный, прямо пропорциональный измеряемому значению переменного напряжения.

Сила тока

Для того чтобы появился электрический ток, необходимо выполнение двух условий: физическое тело должно обладать свободными частицами, и на них должна воздействовать сила, двигающая их в одном направлении. Наиболее подходящими телами являются металлы — проводники. Если такой проводник поместить в электрическое поле, то под его действием в металле начнётся направленное перемещение зарядов, то есть образуется ток.

Как и в случае с разностью потенциалов, ток может быть двух видов:

1. Постоянный. Характеризуется упорядоченным движением зарядов, направление которых не изменяется продолжительное время.
2. Переменный. Это такой электроток, который может изменять во времени как свою величину, так и направление движения.

Единицей измерения тока любого вида принят ампер. На схемах и в литературе электроток обозначается символом I. Вычислить его можно по формуле:

I = ΔQ / Δt, где I — сила тока, ΔQ — количество заряда, Δt — промежуток времени.

Сила тока измеряется с помощью специального прибора — амперметра. Включается он последовательно в цепь на том участке, на котором проводятся измерения.

Идеальным считается прибор с нулевым значением внутреннего сопротивления. Поэтому чем меньше его сопротивление, тем точнее будут измерения.

По своей конструкции приборы могут быть:

1. Стрелочными. Основу их конструкции составляет электроизмерительная головка разной системы: магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической.
2. Дискретными. Такой прибор состоит из АЦП и преобразует измеренную силу тока в цифровой сигнал, который потом отображается на экране.

А также все амперметры разделяют на устройства измерения силы тока постоянного и переменного напряжения. При измерении величины постоянного тока используют шунтирование измерительной головки. Это делается, чтобы не спалить катушку, располагающуюся на ней. Тогда при прохождении постоянного электротока через прибор он будет разделяться на ток шунта и головки.

Шунт кратен 10, то есть 1 к 10, 1 к 100 и т. д. , а после отклонения стрелки результат просто умножается на это число. Для измерения переменного тока в прибор добавляется измерительный трансформатор тока, вторичная обмотка которого подключается к амперметру. Шкала прибора размечается исходя из наибольшего тока, текущего через первичную обмотку трансформатора.

Амперметр и вольтметр

Перед началом работы с приборами их необходимо настроить и выполнить калибровку. При этом измерения должны проводиться при температуре около двадцати градусов по Цельсию. Связанно это с тем, что физические свойства материалов зависят от температуры. Особенно это касается проводимости. Самые простые устройства, аналоговые, представляют собой выполненный из пластмассы корпус, в котором располагается:

• электроизмерительная головка;
• резистор (шунт);
• проградуированная на заводе шкала;
• контактные выводы.

В амперметре резистор располагается параллельно электродинамической головке, а в вольтметре — последовательно. На шкалу наносятся номиналы значений от нуля до предельной величины, а также обязательно указывается единица измерения и форма сигнала, например, А — ампер, mA — миллиампер, V — вольт, mV — милливольт.

При измерении прибор должен быть установлен на ровную горизонтальную поверхность. С помощью регулятора, часто сделанного под шлицевую отвёртку, устанавливается положение стрелки, соответствующее цифре ноль. Как только калибровка выполнена, можно приступать непосредственно к измерениям:

1. К контактам тестера подключаются два провода: один — к положительной клемме, другой — к отрицательной.
2. При работе с вольтметром обратными концами проводов (щупами) дотрагиваются до точек, между которыми необходимо измерить напряжение. Таким образом, его подключение окажется параллельным. Для измерения амперметром необходимо разорвать электролинию, в которой проводится замер, и к разорванным концам подключить щупы. При этом и в том, и другом случае важно соблюдать полярность. Это значит, что положительный полюс прибора должен совпадать с плюсом на схеме. Хотя для переменной формы сигнала это неважно.
3. По отклонению стрелки определяется измеряемая величина.

Если при измерении стрелка отклоняется в левую сторону от нуля, это значит, что неправильно подключена полярность. Долго в неправильном подключении оставлять прибор нельзя, так как электроизмерительная головка выйдет из строя.

Работа с цифровым тестером при измерении аналогична использованию аналогового прибора, но предварительная калибровка в них не выполняется. Для работы дискретных тестеров необходим источник питания, поэтому перед измерением нужно убедиться в его исправности.

Универсальный прибор

В быту специализированными приборами почти не пользуются, так как для этого существуют комбинированные приборы — мультиметры. По принципу работы они разделяются на цифровые и аналоговые устройства. Универсальные приборы могут измерять электрические величины различного рода и форм. Для этого тестер оснащается галетным переключателем, которым выбирается измеряемая величина и диапазон её значений. Но встречаются приборы и с автоматическим подбором этого диапазона.

  Каким прибором измеряется электрическое сопротивление?

Цифровой использует в своей работе сравнение эталонного и входного сигнала.

Разность потенциалов измеряется прямым подключением прибора, а замер тока основан на определении падения напряжения на внутренней резистивной нагрузке тестера. Аналоговый вид использует в конструкции электромеханическую головку, помещённую в рамку, создающую магнитное поле.

В зависимости от входного сигнала стрелка в рамке отклоняется. В зависимости от силы этого отклонения и вычисляется измеряемая величина.

Перед тем как приступить к работе, мультиметр нужно проверить на исправность его источника питания. В случае его негодности на цифровом приборе при включении загорается индикация с мигающей батарейкой. Для стрелочного же прибора показанием к замене батареек будет невозможность выставить стрелку в нулевое положение.

На лицевой панели мультиметров располагаются переключатели, позволяющие выбрать тот или иной режим работы тестера. Кнопка ON/OFF включает или выключает устройство. Кроме этого, в тестере могут быть следующие разъёмы:

• 10А — измерения силы тока c пределом до десяти ампер;
• mA — измерение тока в миллиамперах;
• СОМ — гнездо для подключения щупа отрицательного полюса;
• V/Ω — для присоединения щупа положительного полюса.

Вычисление разности потенциалов

Перед проведением измерений нужно подключить к тестеру пару проводов. Один провод (минусовой) вставляется в гнездо COM, а другой (плюсовой) — V/Ω. На одном конце каждого из проводов находится штекер, предназначенный для установки в гнездо измерителя, а на другом — контактный щуп. Для того чтобы померить напряжение, следует выполнить следующие действия:

1. Нажатием кнопки ON/OFF включить мультиметр.
2. Для измерения постоянного напряжения переключатель установить в зону тестера, обозначенную DCV или V—, а переменного — ACV или V ~.
3. Перемещением этого же переключателя установить максимально возможное напряжение.
4. Касанием щупов, соблюдая полярность, стать в точках измерения.

Через одну секунду на экране высветится число, обозначающее измеряемое напряжение.

Измерение перемещения заряда

Как и при измерении напряжения, перед началом замера к тестеру подключается измерительная пара проводов. В разъём COM вставляется общий провод, а плюсовой — в mA или A. Далее измерения проводятся в следующем порядке:

1. Включается тестер.
2. Для вычисления значения постоянного тока переключатель устанавливается в область мультиметра, обозначенную DCA или A, а переменного — ACA.
3. Устанавливается наибольшее возможное значение силы тока.
4. В разрыв линии подключаются щупы прибора.
5. Появившееся число на экране и буде обозначать измеряемое значение силы тока.

Таким же образом проводятся измерения и с использованием аналогового устройства. Но результат измерения определяется не по дисплею, а по отклонению стрелки.

Источник: https://1000eletric.com/pribor-dlya-izmereniya-napryazheniya-i-soprotivleniya/

Какой прибор измеряет силу тока

 70(А1). Каким прибором измеряют силу электрического тока в цепи?  1) вольтметром;  2) термометром;  3) амперметром;  4) секундомером;

 5) динамометром.

 Решение.

 Узнавание отдельных объектов изучения программного учебного материала, предъявленных в готовом виде (физических явлений, физических величин, единиц физических величин, формул, других физических объектов, в том числе измерительных инструментов, физических приборов) оценивается в 1 балл. Ознакомьтесь с оценками результатов учебной деятельности учащихся по учебному предмету «Физика»  Задачи такого типа относятся к простым. Если полистать учебник физики, то там где вводится физическая величина, там же вводится и прибор для измерения физической величины.

 Сила электрического тока измеряется в амперах, а для измерения силы тока в электрической цепи использую прибор − амперметр.

 Амперметр − прибор для измерения силы тока в цепи. Шкала амперметра может быть проградуирована в микроамперах (мкА), миллиамперах (мА), амперах (А), килоамперах (кА).  Включается амперметр в электрическую цепь последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в котором требуется измерить.  Для увеличения предела измерений амперметр шунтируется (подключается дополнительное сопротивление) параллельно.

 Принцип действия амперметра − магнитоэлектрического прибора основан на создании крутящего момента. Вращающий момент возникает в результате взаимодействия поля постоянного магнита и магнитным полем тока, проходящего через обмотку рамки. Стрелка амперметра соединена с рамкой. Угол поворота стрелки пропорционален силе тока.

 На фото изображен школьный амперметр, обратите внимание на условные обозначение А − что указывает, что данный прибор предназначен для измерения силы тока в электрической цепи в амперах.  Смотри похожую задачу.

fizportal.ru

Измерение силы тока: обзор измерительных приборов и краткое руководство к их применению

В ходе эксплуатации электросети или какого-либо прибора приходится выполнять измерение силы тока.

Из данной статьи вы узнаете, что понимается под этим термином и какие инструменты используются для этой цели.

Заодно поговорим о мерах безопасности при проведении подобных работ.

Единица измерения силы тока

Силой тока в физике принято называть величину заряда, пересекающего поперечное сечение проводника за единицу времени. Единица измерения — ампер (А). Силу в 1 А имеет такой ток, при котором за 1-у секунду через сечение проводника проходит заряд в 1 кулон (Кл).

Силу тока можно сравнить с напором воды. Как известно, в старину небольшие речки перегораживали плотинами, чтобы создать напор, способный вращать колесо мельницы.

Чем более сильным был напор, тем более производительную мельницу можно было привести с его помощью в движение.

Точно так же и сила тока характеризует работу, которую может выполнить электричество. Простой пример: лампочка при увеличении силы тока в цепи будет гореть ярче.

Зачем нужно знать, какой силы ток протекает в проводнике? От силы тока зависит то, как он будет действовать на человека при случайном контакте с токоведущими частями. Производимый электричеством эффект отобразим в таблице:

Сила тока, А (переменный с частотой 50 Гц)	Эффект
Менее 0,5 мА	является незаметным для человека
От 0,5 до 2 мА	Появляется нечувствительность к различным раздражителям
От 2 до 10 мА	Болевые ощущения, спазм мышц
От 10 мА до 20 мА	Усиленные спазмы, некоторые ткани повреждаются. При силе тока от 16 мА человек теряет способность разжать или отдернуть руку, чтобы разомкнуть контакт с токоведущей частью
От 20 мА до 100 мА	Дыхательный паралич
От 100 мА до 3 А	Фибрилляция сердца, нужны безотлагательные меры по реанимированию пострадавшего
Свыше 3 А	Сильные ожоги, остановка сердца (при кратковременном воздействии возможность реанимирования сохраняется)

А вот еще несколько причин:

1. Сила тока характеризует нагрузку на проводник. Максимальная пропускная способность последнего зависит от материала и площади поперечного сечения. Если сила тока окажется слишком большой, провод или кабель будет сильно греться. Это может привести к расплавлению изоляции с последующим коротким замыканием. Вот почему проводку всегда защищают от перегрузок автоматическими выключателями или предохранителями. С особым вниманием к протекающей в проводах силе тока следует отнестись владельцам квартир и домов со старой проводкой: ввиду применения все большего количества электроприборов она часто оказывается в перегруженном состоянии.
2. По соотношению значений силы тока в различных цепях электроприбора можно сделать вывод о его исправности. Например, в фазах электродвигателя должны протекать токи равной силы. Если наблюдаются расхождения, значит двигатель неисправен либо работает с перегрузкой. Таким же способом определяется состояние нагревательного прибора или электрического «теплого пола»: замеряется сила тока во всех составляющих устройства.

Работа электричества, точнее говоря его мощность (количество работы за единицу времени), зависит не только от силы тока, но и от напряжения. Собственно говоря, произведение этих величин и определяет мощность:

W = U * I,

Где

• W – мощность, Вт;
• U – напряжение, В;
• I – сила тока, А.

Таким образом, зная напряжение в сети и мощность прибора, можно рассчитать, какая сила тока будет через него протекать при условии исправного состояния: I = W/U. К примеру, если известно, что мощность обогревателя составляет 1,1 кВт и работает он от обычной сети напряжением 220 В, то сила тока в нем составит: I = 1100 / 220 = 5 А.

Формула измерения силы тока

При этом нужно учитывать, что согласно законам Кирхгофа сила тока в проводе до разветвления представляет собой сумму токов в ветвях. Поскольку в квартире или доме все приборы подключаются по параллельной схеме, то если, допустим, одновременно работают два прибора с током в 5 А, то в подводящем проводе и в общем нулевом будет протекать ток силой в 10 А.

Обратная операция, то есть расчёт мощности потребителя путем перемножения измеренной силы тока на напряжение, не всегда дает правильный результат. Если в устройстве-потребителе имеются обмотки, как например в электродвигателях, которым присуще индуктивное сопротивление, часть мощности будет расходоваться на преодоление этого сопротивления (реактивная мощность).

Чтобы определить активную мощность (полезная работа электричества), нужно знать фактический коэффициент мощности для данного прибора, представляющий собой соотношение активной и реактивной мощностей.

Приборы для измерения силы тока и напряжения

Вот какие измерительные инструменты помогут электрику в данном вопросе:

Амперметр

Существует несколько разновидностей данного прибора, которые различаются принципом действия:

1. Электромагнитный: внутри имеется катушка, протекаю по которой ток создает электромагнитное поле. Это поле втягивает в катушку железный сердечник, связанный со стрелкой. Чем большей будет сила тока, тем сильнее будет втягиваться сердечник и тем более будет отклоняться стрелка.
2. Тепловой: в приборе установлена натянутая металлическая нить, связанная со стрелкой. Протекающий ток вызывает нагрев нити, степень которого зависит от силы тока. А чем сильнее нагреется нить, тем сильнее она удлинится и провиснет, соответственно, тем сильнее отклонится стрелка.
3. Магнитоэлектрический: в приборе имеется постоянный магнит, в поле которого находится связанная со стрелкой алюминиевая рамка с намотанной на нее проволокой. При протекании через проволоку электрического тока рамка в магнитном поле стремится повернуться на некоторый угол, который зависит от силы протекающего тока. А от угла поворота зависит положение стрелки, отмечающей на шкале значение силы тока.
4. Электродинамический: внутри прибора имеются две последовательно соединенные катушки, одна из которых является подвижной. При протекании по катушкам тока в результате взаимодействия возникающих при этом электромагнитных полей подвижная катушка стремится повернуться относительно неподвижной и при этом тянет за собой стрелку. Угол поворота будет зависеть от силы протекающего тока.
5. Индукционный: ток пропускается через обмотки неподвижных катушек, соединенных магнитной системой. В результате образуется вращающееся или бегущее электромагнитное поле, воздействующее с некоторой силой (зависит от силы тока) на подвижный металлический цилиндр или диск. Тот связан со стрелкой.
6. Электронный: такие приборы еще называют цифровыми. Внутри имеется электрическая схема, информация выводится на жидкокристаллический дисплей.

Мультиметр для измерения силы тока

Так принято называть универсальный электронный измеритель параметров тока. Он может переключаться как в режим амперметра, так и в режим вольтметра, омметра и мегомметра (измеряются сопротивления большой величины, обычно изоляции).

Измерение силы тока мультиметром

Результаты измерений отображаются на жидко-кристаллическом дисплее. Для работы прибору необходимо питание от батареек.

Тестер

По функциональности это тот же мультиметр, но аналоговый. Результаты измерений обозначаются на шкале при помощи стрелки, батарейки требуются только при наличии омметра.

Измерительные клещи

Измерительные клещи более практичны. Ими нужно просто зажать участок тестируемого провода, после чего прибор покажет силу протекающего в нем тока.

При этом нужно учитывать, что в клещах должен оказаться только проверяемый проводник. Если зажать несколько проводников, прибор покажет геометрическую сумму токов в них.

Измерительные клещи

Таким образом, при помещении в токоизмерительные клещи 1-фазного провода целиком прибор покажет «нуль», так как в фазном и нулевом проводниках протекают разнонаправленные токи одинаковой величины.

Методы измерения

Первые три прибора для проведения измерений должны быть включены в цепь нагрузки последовательно с ней, то есть в разрыв провода. Для 1-фазной сети это может быть как фазный, так и нулевой провод. Для 3-фазной — только фазный, так как в нулевом протекает геометрическая сумма токов во всех фазах (при одинаковой нагрузке равна нулю).

Отметим два важных обстоятельства:

1. В отличие от вольтметра (измеритель напряжения), амперметр нельзя использовать без нагрузки, иначе получится короткое замыкание.
2. Щупами прибора можно касаться проводов или контактов только при отсутствии напряжения, то есть тестируемая линия должна быть обесточена. В противном случае между близко расположенными щупом и проводом может возникнуть дуга с выделением тепла, достаточного для расплавления металла.

Все измерительные приборы имеют переключатель диапазона, которым регулируется чувствительность.

Заметим, что ток, потребляемый некоторыми приборами, такими как телевизионная и компьютерная техника, энергосберегающие и светодиодные лампы, не является синусоидальным.

Поэтому некоторые измерительные приборы, принцип действия которых ориентирован на переменное напряжение, могут определять значение силы такого тока с ошибкой.

на тему

Источник: https://cleaning63.ru/stati/kakoj-pribor-izmeryaet-silu-toka.html

Электрическое напряжение. Определение, виды, единицы измерения

Единицей напряжения называют вольт (В). Один Вольт выражается в разности потенциалов двух точек электрического поля, силы которого совершают работу в 1 Дж для перемещения заряда в 1 Кл из первой точки во вторую. Измеряют напряжение специальным прибором — вольтметром.

Таким образом, значение 220 В подразумевает, что электрическое поле данной сети способно совершить работу (потратить энергию) в 220 Дж для «протаскивания» зарядов через цепь и нагрузку.

От чего зависит напряжение?

Напряжение участка цепи зависит от:

• Материала проводника;

• Подключенной нагрузки (сопротивления);

• Температуры;

Постоянное напряжение

Напряжение в электрической сети постоянно, когда с одной ее стороны всегда положительный потенциал, а с другой – отрицательный. Электрический ток в этом случае имеет одно направление и является постоянным.

Напряжение в цепи постоянного тока определяется как разность потенциалов на его концах.

При подключении нагрузки в цепь постоянного тока важно не перепутать контакты, иначе устройство может выйти из строя. Классическим примером источника постоянного напряжения являются батарейки.

Применяют сети постоянного тока, когда не требуется передавать энергию на большие расстояния: во всех видах транспорта – от мотоциклов до космических аппаратов, в военной технике, электроэнергетике и телекоммуникациях, при аварийном электрообеспечении, в промышленности (электролиз, выплавка в дуговых электропечах и т.д.).

Переменное напряжение

Если периодически менять полярность потенциалов, либо перемещать их в пространстве, то и электрический ток устремится в обратном направлении. Количество таких изменений направления за определенное время показывает характеристика, называемая частотой. Например, стандартные 50 герц означают, что полярность напряжения в сети меняется за секунду 50 раз.

Напряжение в электрических сетях переменного тока является временной функцией.

Чаще всего используется закон синусоидальных колебаний.

Так получается за счет того, что переменный ток возникает в катушке асинхронных двигателей за счет вращения вокруг нее электромагнита. Если развернуть вращение по времени, то получается синусоида.

Переменный ток применяют при необходимости передавать энергию на значительные расстояния. В этих случаях эффективно использование трехфазных сетей: потери электроэнергии в проводах минимальны, простая электрогенерация (благодаря трехфазным электродвигателям без коллектора), выгодно экономически.

Трехфазный ток получают в трехфазных электродвигателях

. В них имеются сразу три катушки проводов, расположенных равномерно по кругу – через 120 градусов. Поэтому и синусоиды трехфазного тока отстают друг от друга на этот угол. Геомертическое представление трехфазного напряжения и тока выглядит в виде векторной диаграммы.

Трехфазная электросеть состоит из четырех проводов – трех фазных и одного нулевого. напряжение между проводами нулевым и фазным равно 220 В и называется фазным. Между фазными напряжение также существует, называется линейным и равно 380 В (разность потенциалов между двумя фазными проводами). В зависимости от вида подключения в трехфазной сети можно получить или фазное напряжение, или линейное.

Источник: https://pue8.ru/elektrotekhnik/816-elektricheskoe-napryazhenie-opredelenie-vidy-edinitsy-izmereniya.html

§ 41. Вольтметр. Измерение напряжения

Для измерения напряжения на полюсах источника тока или на каком-нибудь участке цепи применяют прибор, называемый вольтметром.

Вольтметр, используемый в школьных опытах, показан на рисунке 65, а, в лабораторных работах — на рисунке 65, е.

Многие вольтметры по внешнему виду очень похожи на амперметры. Для отличия вольтметра от других электроизмерительных приборов на его шкале ставят букву V. На схемах вольтметр изображают кружком с буквой V внутри (рис. 65, б).

Рис. 65. Вольтметр

Как и у амперметра, у одного зажима вольтметра ставят знак «+». Этот зажим необходимо обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону.

Вольтметр включается иначе, чем амперметр. На рисунке 66, а изображена электрическая цепь, в которую включены электрическая лампа, амперметр и вольтметр. На рисунке 66, б показана схема такой цепи. Амперметром в этой цепи измеряют силу тока в лампе, для этого он включён в цепь последовательно с ней. Вольтметр должен показывать напряжение, существующее на зажимах лампы.

Рис. 66. Подключение вольтметра и амперметра в цепь

Поэтому его включают в цепь не последовательно с лампой, а так, как показано на рисунке 66, а и на схеме (см. рис. 66, б). Зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение.

Такое включение прибора называют параллельным. Параллельное соединение проводников будет рассмотрено в § 49.

Отметим только, что сила тока, проходящего через вольтметр, мала по сравнению с силой тока в цепи, поэтому он почти не изменяет напряжение между теми точками, к которым подключён.

Для измерения напряжения на полюсах источника тока вольтметр подключают непосредственно к зажимам источника тока так, как показано на рисунке 67.

Рис. 67. Подключение вольтметра к источнику тока

Вопросы

1. Как называют прибор для измерения напряжения?
2. Как включают вольтметр для измерения напряжения на участке цепи?
3. Как с помощью вольтметра измерить напряжение на полюсах источника тока?
4. Какой должна быть сила тока, проходящего через вольтметр, по сравнению с силой тока в цепи?

Упражнение 26

1. Рассмотрите шкалу вольтметра (см. рис. 65, а). Определите цену деления. Перечертите в тетрадь его шкалу и нарисуйте положение стрелки при напряжении 4,5 В; 7,5 В; 10,5 В.
2. Определите цену деления шкалы вольтметра, изображённого на рисунке 66, а. Какое напряжение он показывает?
3. Начертите схему цепи, состоящей из аккумулятора, лампы, ключа, амперметра и вольтметра, для случая, когда вольтметром измеряют напряжение на полюсах источника тока.

Источник: http://www.tepka.ru/fizika_8/41.html

Чем измеряют напряжение — советы электрика — Electro Genius

Январь 24, 2014

24172 просмотров

Сразу расскажу для чего необходимо самостоятельно в своей квартире или доме измерять в Вольтах напряжение.

Во-первых, для того что бы убедится  в исправности электрической розетки, выключателя, светильника- Мы проверяем на их контактах наличие напряжения, которое должно соответствовать 220 Вольтам с допустимыми отклонениями для домашней электросети.

Во-вторых, если напряжение в  электропроводки будет значительно выше  допустимых пределов, то как показала практика- это является очень часто причиной поломки электроники, бытовой техники и перегорания ламп в светильниках. Причем не только превышение или перенапряжение в электросети опасно, но так же, но конечно в меньшей степени- опасно снижение  ниже допустимой величины напряжения, в таких условиях, как правило ломается компрессор холодильника.

Допустимые значения напряжения, причины скачков

Согласно требованиям ГОСТа 13109, значение напряжения в домашней электрической сети должно быть в пределах 220В ±10% ( от 198 Вольт до 242 Вольт).

Если в вашем доме или квартире стали тускло гореть, моргать лампочки или, вообще они часто перегорают,  не стабильно работает бытовая техника и электроника- рекомендую сразу по максимуму все выключить и проверить значение напряжения в электропроводке.

Если Вы зарегистрировали скачки напряжения, то чаще всего в периодическом снижении ниже допустимого уровня виноваты соседи по дому или улице. Так как к линии, идущей от подстанции не только Вы подключены, но и ваши соседи.

Это обычно характерно для частных или индивидуальных домов, в случаях, если другой человек, а тем более если несколько, на той же линии включат мощный потребитель, который периодически меняет уровень энергопотребления, например сварочный аппарат, станок и т. д.

Второй вариант касается всех, но чаще встречается в многоквартирных домах. Если в щите на 380 Вольт отгорит ноль, все квартиры начинают получать электроэнергию в аварийном режиме. Причем, в зависимости от нагрузки на каждую фазу, в одной квартире будет перенапряжение в другой наоборот- падение.

Почему это происходит? Потому что на этажный щиток приходит 3 фазы + ноль = заземляющий проводник. Каждая квартира подключается к одной фазе, нулю и заземлению (для 3 проводных линий).

Квартиры сидят на разных фазах, потому что необходимо обеспечить равномерную нагрузку на все 3 фазы для нормальной работы всей электросети до подстанции. Так вот напряжение между фазами 380 Вольт, а между фазой и нулем (заземлением)- 220 Вольт.

Получается что все нулевые проводники сведены в одну точку (смотрите справа схему), и при пропадании (обрыве) нулевого проводника- все квартиры начинают запитываться без него только фазами, которые оказываются подключенными в звезду.

Что такое линейное и фазное напряжение

Знание этих понятий очень важно для работы в электрощитах и с электротехническими устройствами, работающими на 380 Вольт. Если у Вас обычная квартира и Вы не собираетесь работать в электрощитах, то этот пункт можете пропустить т. к. у Вас в квартире только фазное напряжение 220 вольт.

В большинстве частных или индивидуальных домов так же на электрощит или счетчик приходит только 2 (фаза и ноль) или 3 (+заземление) провода, что означает  присутствие в вашей квартире или доме напряжения 220 Вольт. Но если  приходит 4 или 5 проводов то, это означает что Ваш дом (бывает и в гаражах, и особенно в офисах) подключен к сети 380 Вольт.

Напряжение между любыми двумя из  трех фазами линии электропитания называется линейным, а между любой фазой и нулем- фазным.

В нашей стране линейное напряжение у электропотребителей равно 380 Вольтам (измеряется между фазами), а фазное- 220 Вольт. Смотрите на рисунке слева.

Бывают и другие значения в электросистеме нашей страны, но фазное всегда меньше линейного на корень квадратный из трех.

Как проверить напряжение

Для измерения напряжения электрического тока  служат следующие измерительные приборы:

1. Вольтметр, хорошо знакомый всем с уроков физики. В повседневной жизни он не используется.
2. Мультиметр, обладающий многочисленными функциями, в том числе и измерения величины тока и напряжения. Рекомендую почитать нашу статью: «Как пользоваться мультиметром».
3. Тестер— то же самое что и мультиметр, только механической стрелочной конструкции.

Внимание, при измерении источников постоянного тока (какие к ним относят) необходимо соблюдать полярность.

Как измерить  напряжение в розетке, в патроне лампы и т. п.:

1.  Проверяем надежность изоляции измерительного прибора, особенно обращаем внимание на щупы, которые обязательно необходимо подключать только в соответствующие  проводимым операциям гнезда.
2. Устанавливаем переключатель пределов измерений на приборе в положение измерения переменного напряжения до 250 Вольт (400- для измерений линейного напряжения).
3. Вставляем  щупы  в розетку или подносим к контактам на лампе, светильнике или любом другом электроприборе.
4. Снимаем показания.

Будьте осторожны- работа проводится под напряжением- не касайтесь руками не изолированных контактов и проводов, находящихся под напряжением.

Как измерить напряжение аккумулятора, батарейки и блока питания

Все источники постоянного тока необходимо измерять с соблюдением полярности- черный щуп ставим на минусовуюклемму, а красный — на плюсовую клемму.

А так все аналогично проводятся как и при проведении вышеописанных измерений в розетке, но только тестер или мультиметр необходимо переключить в режим измерения постоянного тока с пределом выше указанного на АКБ, батарейке или блоке питания.

Источник: https://orenburgelectro.ru/drugoe/chem-izmeryayut-napryazhenie-sovety-elektrika.html

Прибор для измерения напряжения в электрической цепи

В век технических достижений электричество ценится на вес золота. Чтобы его измерить, нужен прибор для измерения напряжения. Но аппарат и его разновидности существенно отличаются по параметрам и принципу действия.

Приборы для измерения напряжения

В результате прямых и косвенных измерений становятся известны конкретные данные физической величины.

Прямые отображают результат на шкале напрямую. Определение косвенных производится с помощью вычислений нужных параметров. Последний способ значительно точнее. Измерения проводятся в электротехнических и радиотехнических цепях.

Вольтаж измеряют оборудованием

Напряжение измеряется от одной точки до другой и характеризируется силой переноса из конца цепи A в B. Отображается величина с помощью буквы V. Единица напряжения — Вольты. Для облегчения, показатель разделяется на кило-, милли- и микро- единицы. Измеритель может быть электромеханическим, электронным, цифровым или электронным.

Вольтметры

Именно этот прибор учат, измеряя напряжение на уроках физики. Действие измерителя основано на законе Ома. Измерение производится с помощью электромагнитного поля. Характеристики аппарата улучшаются при высоком внутреннем сопротивлении и широком диапазонном значений. Приборы, определяющие кило-, милли- и микро-единицы условно имеют название киловольтметров, милливольтметров и микровольтметров. Последние два диапазона имеют минимальную погрешность.

Знать вольтаж цепи необходимо

Вольтметры бывают 2 видов.

Электронный — высокочувствительный аппарат с большим сопротивлением. Позволяет определить широкие пределы значений. Отличается добавлением к основному механизму преобразователя. Такие приборы требуют ток в качестве источника питания. Известны аналоговые и цифровые вольтметры. Первые действуют, переводя входное переменное напряжение на постоянное, постепенно отклоняя стрелку. ИП также включает в себя шкалу.

При течении тока в противоположном направлении, стрелка смещается влево, при обычном — вправо. Таким образом, следует учитывать положительное напряжение или отрицательное. Цифровые вольтметры сразу считывают показатель напряжения на входе и выводят данные на табло. Точность зависит от качества аналого-цифирного преобразователя, но оцифрованные вольтметры все же имеют меньшую погрешность, чем аналоговые.

Электронные модели широко распространены

Электромеханические отличаются тем, что им не нужен токовый источник для работы. После подключения к цепи вольтметра, прибор определяет входное значение, которое уменьшается с помощью специального внутреннего или внешнего резистора.

Внутренние резисторы последовательно подсоединяются изнутри корпуса, внешние — с наружной стороны. Прибор компактный и стоит недорого, но может потреблять мощность из цепи.

Диапазон измерения не сильно широкий, поэтому не всегда может быть получен точный результат.

Электромеханический не требует батареек

При выборе прибора имеет значение категория измерений. Предусмотрены вольтметры для постоянного и переменного тока, селективные, импульсные, фазочувствительные и универсальные приборы.

Вам это будет интересно  Штраборез насадка на болгарку

А именно:

• Импульсный. Поможет справиться с перебоями в сети. Проверяет напряжение одиночного импульсного сигнала. Благодаря этому можно выяснить, на каком участке цепи появилась помеха, и устранить ее.
• Фазочувствительный. Значение выводится посредством преобразования постоянного или минимально меняющегося напряжения. Табло выдает общий результат.
• Селективный. Прибор узкополосный, избирательным путем дает понятие об амплитуде и частоте одной из частей, не отключая другую. Аппарат нужен, если требуется вычленить некоторые составляющие большого участка.
• Универсальный. Сочетает в себе все виды вольтметров, позволяет определять электродвижущую силу на разных участках и при любых условиях.
• Вольтметры для постоянного и переменного тока определяют соответствующие величины.

Универсальный аппарат более удобен

Переносными, стационарными и щитовыми могут быть приборы, в зависимости от возможности перемещения, размеров и конструкционных особенностей.

А именно:

• Щитовые. Предназначены для нахождения в специальных шкафах. После приобретения, они устанавливаются и находятся в месте монтажа. Переносить можно, но редко и аккуратно.
• Стационарные. Ввиду громоздкости перенести их будет трудно. Неудобства использования перекрываются высокими техническими характеристиками, точностью и большой шкалой измерений.
• Переносные. Не требуют подключения к источнику энергии, доступны к свободному перемещению. Компактные, находятся в аккуратном корпусном чехле.

Есть стационарные модели

Потенциометр

Потенциометром может называться устройство-регулятор тока. Представляет собой 3-х выводной, открытый переменный резистор. В большинстве случаев имеет отводной контакт. Особое распространение получил при работе с аудиосистемами и в сфере автомобильной промышленности.

При работе один из выводов подключается к контакту, два других — отводные. Основа изготавливается из углеродных и керамических материалов.

Разделяются по принципу действия:

• Линейные. Сопротивление измеряется пропорционально углу, который зафиксирован при повороте контакта. Делятся на одинарный (одноканальный), двойной (двухканальный) и многооборотный вариант.
• Логарифмические. Потенциометр изменяет сопротивление сначала быстро, затем скорость уменьшается.
• Экспотенциальные. Потенциометр изменяет сначала медленно, затем скорость увеличивается.

Иногда припаиваются к плате

Корпус может быть монтажным или стационарным. В первом случае устройство монтируется на плате, во втором — остается на корпусе. Оборотные делятся на однооборотные или многооборотные, а также сдвоенные. Если однооборотные совершают 1 оборот, многооборотные — более чем 5, то сдвоенные на каждом валу имеют 2 резисторных элемента. Чаще всего многооборотные делают от 5 до 15 оборотов.

Есть аналоговые модели

Мультиметр

Комбинированное устройство с доступным для нескольких приборов функционалом. Может измерять силу тока, напряжение и сопротивление цепи и ее частей. Может включать и большее количество измерителей.

Подходит для работы с переменным и постоянным током. Из-за хорошей эффективности многие предпочитают использовать именно его.

Аппарат спрятан в корпусный чехол, на верхней стороне имеет дисплей или шкалу измерений. Нижняя сторона оснащена панелью управления. Центральная часть панели управления отведена под кнопки переключения режимов и переключатель измерений. Питается с помощью батареек, преимущественно прямоугольных.

Есть цифровые модели

Бывают 2 видов:

• Аналоговые. Со стрелочной шкалой в верхней части наружной панели. Некоторые модели измеряют Вольты и Амперы без, а Омы — с питанием. Во время измерения можно увидеть динамику.
• Цифровые. Имеют ЖК-экран, на который выводятся показания. Просты в использовании, имеют понятный интерфейс.

В комплекте идут 2 щупа, красный и черный.

Аппарат может показать амплитуду сигнала

Осциллограф

Прибор, измеряющий электрические сигналы и их колебания, будет называться осциллографом. Важен при работе с электроникой. Показывает работу любого, даже минимального импульса. С помощью специального устройства, идущего в комплекте, может соединиться с сетью, сигналом или внешним источником.

Визуально выглядит, как телевизор, позволяющий осуществлять наблюдение в текущем режиме. Если сигнал подается на канал вертикально, отображается на табло полосой вверх. Имеет также модуляционный диапазон, работающий с лучами, лучевую трубку и блок питания. Может быть аналоговым и цифровым. Цифровые приборы имеют встроенную память и могут сохранять определенное количество предыдущих измерений.

Электрический импульс, измеряемый осциллографом, облегчает работу с автомобилем и активно используется в медицинских целях.

Осциллографы наиболее точны из всех остальных

Подразделяются на:

• Специализированные. Предназначены для конкретного устройства.
• Стробоскопические. Наблюдают за кратковременными импульсами, склонными к повторению.
• Скоростные. Измеряют «быстрые» импульсы.
• Запоминающиеся. Имеют небольшую память для сохранения сигнала.
• Универсальные. Своего рода симбиоз — включает несколько различных видов осциллографов.

Самый простой вариант измерителя

Электрометр

Электрометром можно назвать прибор для измерения электрического потенциала и разностей его величин. Является усовершенствованной версией электроскопа. Электрический заряд определяется с помощью стержня — основания конструкции.

К основанию подвешиваются 2 бумажки или 2 кусочка фольги, параллельно друг другу. Стержень надежно защищен металлическим корпусом и закрыт стеклянной пробкой. Присутствие заряда запускает реакцию «отталкивания». Сила реакции зависит от его величины.

Реакция идет в обе стороны, поэтому притяжение индикаторов дает понять, что заряд отрицателен.

Вам это будет интересно  Особенности клеммных зажимов

Как правильно эксплуатировать

Инструкция:

1. Собрать информацию по технической неполадке.
2. Проверить отсутствие повреждений на измеряемом субъекте.
3. Подсоединить щупы в гнезда.
4. Включить устройство и выбрать нужный режим. Уточняют, постоянное или переменное напряжение будет измеряться.
5. Измерение производится параллельно сети.
6. Считать результат на шкале или табло.

Подсоединение осуществляется параллельно

Единицы измерения

Величина измеряется в вольтах. Обозначается буквой V, русская В.

Правила безопасности

Стоит обратить внимание:

• Обязательно обеспечение заземления.
• Прибор и цепь не трогаются голыми руками.
• При возникновении непредвиденных ситуаций, немедленно прекратить работу и убедиться, что измерение не несет последствий. Например, не создастся пожар.
• Прибор подсоединяется параллельно к уже собранной цепи.
• Рабочее место должно быть изолировано от посторонних.
• Измеряющий должен иметь представление о технике безопасности, знать устройство прибора и принцип его действия.
• Цепь должна быть правильно собрана.
• По окончании работы устройство отключается и разбирается, укладывается на место хранения в соответствующих чехлах. Рабочий снимает средства защиты и тщательно обрабатывает руки.

Стоит работать в перчатках

Ответ на вопрос, как называется прибор для измерения электрического напряжения, очень прост, как и сама процедура проведения. Главное — действовать аккуратно и бережно относиться к оборудованию. В таком случае аппаратура прослужит века.

Источник: https://rusenergetics.ru/instrumenty/pribor-dlya-izmereniya-napryazheniya