Измерение напряжения вольтметром
Для измерения переменного или постоянного напряжения в цепях переменного и постоянного тока используют прибор, называемый вольтметром. Поскольку напряжение присутствует между разными точками цепи или на полюсах источника напряжения, вольтметр подключается всегда параллельно исследуемому участку цепи или параллельно клеммам источника напряжения.
Можно, конечно, включить вольтметр и последовательно, в разрыв цепи, но тогда будет измерено напряжение источника, а не на участке цепи, так как цепь будет разомкнута, а сам вольтметр имеет при этом очень большое внутреннее сопротивление.
Вольтметры выпускаются как в виде отдельных электроизмерительных приборов, так и в формате одной из функций мультиметров. Во входной цепи современного вольтметра обычно находится резистор номиналом порядка мегаома, последовательно подключенный к электронной измерительной схеме.
Вольтметр, как отдельный измерительный прибор или как одна из функций мультиметра, имеет несколько диапазонов измерения напряжения. Выбор диапазона осуществляется при помощи переключателя, расположенного на лицевой панели прибора.
Обычно на мультиметре можно выбрать одно из следующих значений (максимальное значение для диапазона): 200мВ, 2000мВ (2В), 20В, 200В, 600В и т.д. Как правило у мультиметров есть возможность измерения постоянного и переменного напряжения. Вид напряжения также выбирается на шкале переключателя.
Для измерения тока и напряжения у мультиметров имеются два отдельных гнезда для подключения щупов: одно гнездо — для измерения напряжения, второе гнездо — для измерения тока. Третье — общий провод, который остается на своем месте независимо от того, что измеряется, ток или напряжение.
Подключите щупы к соответствующим гнездам мультиметра или вольтметра. Включите прибор и переведите его в режим измерения напряжения, выбрав вид напряжения и диапазон с помощью переключателя. Если диапазон неизвестен, то стоит начать с самого большого значения из доступных на шкале переключателя, потом можно будет уменьшить.
Схема подключения вольтметра для измерения падения напряжения на лампочке:
Присоедините щупы (соблюдая осторожность!) так, чтобы прибор оказался подключен к нужным точкам цепи, между которыми требуется измерить напряжение. Спустя пару секунд прибор отобразит на своем дисплее действующее значение измеренного напряжения.
Если диапазон 600В или более, то значение измеренного напряжения будет отображено в вольтах. Если диапазон например 2000мВ или 200мВ (порядок величин напряжений, но в принципе значения на шкале могут отличаться от этих), то на дисплее будут показания в милливольтах.
Если измеряется постоянное напряжение, то, в зависимости от его полярности и от правильности расположения щупов, на дисплее может отобразиться цифра со знаком минус перед ним.
Это значит, что красный и черный щупы стоит поменять местами, поскольку красный щуп предназначен для установки на положительный полюс, а черный — на отрицательный полюс по отношению к источнику постоянного напряжения, который установлен в исследуемой цепи.
Вольтметр (или мультиметр), не предназначенный для измерения высокочастотных напряжений или более высоких напряжений, чем максимальное на его шкале, легко выйдет из строя, если с помощью него попытаться измерить высокочастотное или более высокое напряжение. В документации к прибору всегда указан род тока и максимально допустимые параметры напряжения, которое можно им мерить.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Как включить вольтметр для измерения 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, а, в лабораторных работах — на рисунке.
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.
Как и у амперметра, у одного зажима вольтметра ставят знак “плюс” (“ + ”). Этот зажим необходимо обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону, здесь также необходимо учитывать направление тока.
Вольтметр включают иначе, чем амперметр. На рисунке изображена электрическая цепь, в которую включены электрическая лампа, амперметр и вольтметр. На рисунке ниже показана схема такой цепи. Амперметром в этой цепи измеряют силу тока в лампе, для этого он включен в цепь последовательно с ней. Вольтметр должен показывать напряжение, существующее на зажимах лампы.
Поэтому его включают в цепь не последовательно с лампой, а так, как показано на рисунке 66, а и на схеме. Зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение. Такое включение прибора называют параллельным. Параллельное соединение проводников будет рассмотрено далее. Отметим только, что в отличие от амперметра вольтметр устроен так, что сила тока, проходящего через него, мала по сравнению с силой тока в цепи, поэтому вольтметр почти не изменяет напряжение между теми точками, к которым его подключают.
Для измерения напряжения на полюсах источника тока вольтметр подключают непосредственно к зажимам источника тока так, как показано на рисунке.
Как пользоваться вольтметром: пошаговое руководство для начинающих
Добро пожаловать в статью «Как пользоваться вольтметром: пошаговое руководство для начинающих».
Если вы хотите узнать больше о том, как правильно и точно пользоваться вольтметром, вы попали по адресу. В этом пошаговом руководстве мы предоставим вам всю информацию, необходимую для максимально эффективного использования этого незаменимого инструмента в области электроники. Независимо от того, являетесь ли вы новичком или просто хотите освежить свои знания, эта статья поможет вам понять основы и проведет вас через шаги, необходимые для эффективного использования вольтметра. Читайте дальше, чтобы развить свои навыки измерения напряжения!
Как пользоваться вольтметром
Вольтметр — это измерительный прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов, то есть электрического напряжения, в цепи. Это очень полезный инструмент как для профессионалов, так и для любителей, работающих с электричеством.
Чтобы правильно пользоваться вольтметром, важно соблюдать следующие этапы:
1. Проверьте шкалу измерения: Прежде чем приступить к измерениям, мы должны убедиться, что вольтметр настроен на соответствующую шкалу измерения, которое мы хотим провести. Некоторые вольтметры имеют фиксированную шкалу, а другие позволяют регулировать шкалу вручную.
2. Подключите тестовые провода: Вольтметр состоит из двух измерительных проводов: красного и черного. Красный провод подключается к точке схемы, где мы хотим измерить напряжение, а черный провод подключается к контрольной точке, например отрицательному полюсу батареи или заземляющему проводу.
3. Проведите измерение: После правильного подключения измерительных проводов можно приступать к выполнению измерений. Для этого размещаем наконечники в нужных точках и считываем значение на экране вольтметра. Для получения точных показаний важно убедиться, что измерительные провода плотно прилегают к точкам измерения.
4. Интерпретируйте результаты: После того как мы провели измерение, важно правильно интерпретировать результаты. Если вольтметр показывает положительное показание, это означает, что напряжение в точке измерения выше опорной точки. Напротив, если он показывает отрицательное показание, это означает, что напряжение ниже. Кроме того, важно учитывать используемую шкалу измерения, чтобы гарантировать, что показания находятся в соответствующем диапазоне.
Надеюсь, эта информация вам пригодится, чтобы правильно пользоваться вольтметром. Всегда помните о осторожности при работе с электричеством и соблюдайте соответствующие инструкции по технике безопасности.
Как подключить вольтметр в цепь
Подключение вольтметра в цепь является фундаментальной задачей по измерению разности электрических потенциалов, то есть напряжения в определенной точке цепи. Ниже приведены шаги для правильного выполнения этого подключения:
1. Отключите питание схемы: Прежде чем приступить к любым манипуляциям с электрической цепью, важно убедиться в том, что питание отключено. Это предотвращает возможные короткие замыкания и защищает как вольтметр, так и пользователя.
2. Выберите подходящий диапазон: Перед подключением вольтметра необходимо выбрать подходящий диапазон измерений исходя из ожидаемого напряжения в цепи. Это делается с помощью переключателя диапазона, имеющегося на большинстве вольтметров.
3. Определите точки подключения: Для измерения напряжения в конкретной точке схемы необходимо определить соответствующие точки подключения. Эти точки обычно представляют собой концы компонента или клеммы источника питания.
4. Подключите выводы вольтметра: После определения точек подключения выводы вольтметра необходимо подключить параллельно к указанным точкам. Красный наконечник подключается к точке самого высокого потенциала (положительный), а черный наконечник подключается к точке самого низкого потенциала (отрицательный).
5. Прочтите напряжение: После правильного подключения проводов можно включить питание цепи и измерить напряжение на дисплее вольтметра. Важно убедиться, что показания постоянны и находятся в пределах выбранного диапазона.
Вы заинтересованы в: Практическое применение конечных автоматов в современной технике
Важно отметить, что вольтметр должен иметь очень высокое внутреннее сопротивление, чтобы не нарушать работу цепи, в которой измеряется напряжение. Кроме того, во избежание перепадов напряжения и ошибок измерений рекомендуется использовать испытательные кабели достаточного сечения.
Как использовать мультиметр для измерения напряжения
Измерение напряжения – одна из основных функций мультиметра. Далее я объясню, как правильно пользоваться мультиметром для измерения напряжения.
1. Выберите подходящий диапазон: Прежде чем приступить к измерению напряжения, важно убедиться, что мультиметр настроен на правильный диапазон. Это связано с тем, что мультиметры имеют разные диапазоны измерения напряжения, и выбор правильного диапазона обеспечит точные показания. Для этого поворачивайте ручку выбора диапазона до тех пор, пока не будет выбран символ напряжения (В), и выберите диапазон, наиболее близкий к ожидаемому значению.
2. Подключение мультиметра: Для измерения напряжения измерительные провода мультиметра должны быть правильно подключены. Красный измерительный провод следует подключить к положительной (+) клемме устройства или цепи, напряжение которой вы хотите измерить, а черный измерительный провод следует подключить к отрицательной (-) клемме или опорному заземлению.
3. Проведите измерение: После правильного подключения измерительных проводов можно приступать к выполнению измерений. Подключите измерительные провода к клеммам устройства или цепи, напряжение которой вы хотите измерить. Убедитесь, что измерительные провода плотно прилегают к клеммам, чтобы получить точные показания.
4. Прочитайте значение на экране: После установки измерительных проводов посмотрите на дисплей мультиметра, чтобы прочитать значение напряжения. В зависимости от используемого вами мультиметра показания могут отображаться в вольтах (В) или милливольтах (мВ). Если показания на дисплее превышают выбранный диапазон, необходимо переключиться на более высокий диапазон для получения точных показаний.
Помните, что при измерении напряжения важно учитывать полярность. Убедитесь, что вы правильно подключили измерительные провода, чтобы избежать неправильных показаний или повреждения мультиметра.
Надень свои научно-фантастические носки и возьми вольтметр, приятель! Потому что я собираюсь рассказать вам, как использовать его легко и весело. Так что будьте готовы стать Эйнштейном электричества и поразить всех своих друзей своими навыками измерения. Давай пойдем туда!
Шаг 1: Найдите вольтметр. Нет, это не то устройство, которое вы храните в ящике «на всякий случай». Это тот, у которого маленький экран и много кнопок. Есть!
Шаг 2: Убедитесь, что вольтметр показывает правильную шкалу. Мы не хотим, чтобы ваш мозг взорвался от слишком большого напряжения. Убедитесь, что вы выбрали подходящий масштаб для измерения, которое собираетесь выполнить. Если вы не уверены, вы всегда можете закрыть глаза и выбирать наугад. Шучу, не делай этого!
Шаг 3: Подключите выводы вольтметра к цепи. Помните, что красный провод идет к положительному полюсу, а черный провод — к отрицательному полюсу. Не смешивайте их, иначе у вас может случиться цветовой взрыв!
Шаг 4. Теперь самое интересное: измерьте напряжение! Посмотрите на дисплей вольтметра и внимательно прочитайте значение. Если вы не понимаете, что видите, не волнуйтесь: вы можете притвориться, что знаете, что делаете, и никто этого не заметит.
Шаг 5: Закончив измерения, не забудьте выключить вольтметр. Мы не хотим, чтобы он оставался включенным всю ночь и превратился в электрического вампира.
И это все друзья! Теперь вы являетесь экспертом в использовании вольтметра. Так что идите и измеряйте напряжение, как будто завтра не наступит. Не забудьте надеть плащ супергероя! Да пребудет с вами сила напряжения!
Как включить вольтметр для измерения напряжения
В этой статье ЭлектроВести расскажут вам о подключении амперметра и вольтметра в сети постоянного и переменного тока.
Постоянный ток не меняет направления во времени. Примером может служить батарейка в фонарике или радиоприемнике, аккумулятор в автомобиле. Мы всегда знаем, где положительная клейма источника питания, а где отрицательная.
Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения. Такой ток протекает в нашей розетке, когда мы к ней подключаем нагрузку. Тут нет положительного и отрицательного полюса, а есть только фаза и ноль. Напряжение на нуле близко по потенциалу с потенциалом земли. Потенциал же на фазовом выводе меняется с положительного до отрицательного с частотой 50 Гц, го есть ток под нагрузкой будет менять свое направление 50 раз в секунду.
В течение одного периода колебания величина тока повышается от нуля до максимума, затем уменьшается и проходит через ноль, а потом совершается обратный процесс, но уже с другим знаком.
Получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного: меньше потерь энергии, С помощью трансформаторов мы можем легко менять напряжение переменного тока.
При передаче большого напряжения требуется меньший ток для той же мощности. Это позволяет использовать более тонкие довода. В сварочных трансформаторах используется обратный процесс — понижают напряжение для повышения сварочного тока.
Измерение постоянного тока
Чтобы в электрической цепи измерить ток, необходимо последовательно с приемником электроэнергии включить амперметр или миллиамперметр. При этом, чтобы исключить влияние измерительного прибора на работу потребителя, амперметр должен обладать очень малым внутренним сопротивлением, чтобы практически его можно было бы принять равным нулю, чтобы падением напряжения на приборе можно было бы просто пренебречь.
Включение амперметра в цепь — всегда последовательно с нагрузкой. Если подключить амперметр параллельно нагрузке, параллельно источнику питания, то амперметр просто сгорит или сгорит источник, поскольку весь ток потечет через мизерное сопротивление измерительного прибора.
Шунт
Шунт — цепь, включаемая параллельно данной цепи или прибору. Шунты применяются для расширения пределов измерений амперметров, т. к. в шунте ответвляется часть тока, текущего в цепи, тем большая, чем меньше сопротивление шунта.
Пределы измерения амперметров, предназначенных для проведения измерений в цепях постоянного тока, расширяемы, путем подключения амперметра не напрямую измерительной катушкой последовательно нагрузке, а путем подключения измерительной катушки амперметра параллельно шунту.
Так через катушку прибора пройдет всегда лишь малая часть измеряемого тока, основная часть которого потечет через шунт, включенный в цепь последовательно. То есть прибор фактически измерит падение напряжения на шунте известного сопротивления, и ток будет прямо пропорционален этому напряжению.
Практически амперметр сработает в роли милливольтметра. Тем не менее, поскольку шкала прибора градуирована в амперах, пользователь получит информацию о величине измеряемого тока. Коэффициент шунтирования выбирают обычно кратным 10.
Шунты, рассчитанные на токи до 50 ампер монтируют непосредственно в корпуса приборов, а шунты для измерения больших токов делают выносными, и тогда прибор соединяют с шунтом щупами. У приборов, предназначенных для постоянной работы с шунтом, шкалы сразу градуированы в конкретных значениях тока с учетом коэффициента шунтирования, и пользователю уже не нужно ничего вычислять.
Если шунт наружный, то в случае с калиброванным шунтом — на нем указывается номинальный ток и номинальное напряжение: 45 мВ, 75 мВ, 100 мВ, 150 мВ. Для текущих измерений выбирают такой шунт, чтобы стрелка отклонялась бы максимум — на всю шкалу, то есть номинальные напряжения шунта и измерительного прибора должны быть одинаковыми.
Если речь идет об индивидуальном шунте для конкретного прибора, то все, конечно, проще. По классам точности шунты делятся на: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5 — это допустимая погрешность в долях процента.
Шунты изготавливают из металлов с малым температурным коэффициентом сопротивления, и обладающих значительным удельным сопротивлением: константан, никелин, манганин, — чтобы когда протекающий через шунт ток нагревает его, это не отражалось бы на показаниях прибора. Еще для снижения температурного фактора при измерениях, последовательно с катушкой амперметра включают добавочный резистор из материла такого же рода.
Измерение постоянного напряжения
Чтобы измерить постоянное напряжение между двумя точками цепи, параллельно цепи, между этими двумя точками, подключают вольтметр. Вольтметр включается всегда параллельно приемнику или источнику. А чтобы подключенный вольтметр не оказывал влияния на работу цепи, не вызывал бы снижения напряжения, не вызывал потерь, — он должен обладать достаточно высоким внутренним сопротивлением, чтобы током через вольтметр можно было бы пренебречь.
Добавочный резистор
И чтобы расширить пределы измерения вольтметра, последовательно с его рабочей обмоткой включается добавочный резистор, чтобы только часть измеряемого напряжения приходилась бы непосредственно на измерительную обмотку прибора, пропорционально ее сопротивлению. А при известном значении сопротивления добавочного резистора, по зафиксированному на нем напряжению легко определяется полное измеряемое напряжение, действующее в данной цепи. Так работают все классические вольтметры.
Коэффициент, появляющийся в результате добавления добавочного резистора, покажет, во сколько раз измеряемое напряжение больше напряжения, приходящегося на измерительную катушку прибора. То есть пределы измерения прибора зависят от величины добавочного резистора.
Добавочный резистор встраивается в прибор. Для снижения влияния температуры окружающей среды на измерения, добавочный резистор изготавливают из материала обладающего малым температурным коэффициентом сопротивления. Поскольку сопротивление добавочного резистора во много раз больше сопротивления прибора, то и сопротивление измерительного механизма прибора в итоге не зависит от температуры. Классы точности добавочных резисторов выражаются аналогично классам точности шунтов — в долях процентов обозначают величину погрешности.
Чтобы еще больше расширить пределы измерения вольтметров, применяют делители напряжения. Это делается для того, чтобы при измерении на прибор приходилось напряжение, соответствующее номиналу прибора, то есть не превышало бы предел на его шкале. Коэффициентом деления делителя напряжения называется отношение входного напряжения делителя к выходному, измеряемому напряжению. Коэффициент деления берут равным 10, 100, 500 и более, в зависимости от возможностей применяемого вольтметра. Делитель не вносит большой погрешности, если сопротивление вольтметра также высоко, а внутреннее сопротивление источника мало.
Измерение переменного тока
Чтобы точно измерить прибором параметры переменного тока, необходим измерительный трансформатор. Измерительный трансформатор, применяемый в целях измерений, к тому же дает персоналу безопасность, поскольку благодаря трансформатору достигается гальваническая развязка от цепи высокого напряжения. Вообще, техника безопасности запрещает подключать электроизмерительные приборы без таких трансформаторов.
Применение измерительных трансформаторов позволяет расширить пределы измерения приборов, то есть появляется возможность измерять большие напряжения и токи при помощи низковольтных и слаботочных приборов. Так, измерительные трансформаторы бывают двух типов: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.
Измерительный трансформатор напряжения
Чтобы измерить переменное напряжение применяют трансформатор напряжения. Это понижающий трансформатор с двумя обмотками, первичная обмотка которого присоединяется к двум точкам цепи, между которыми нужно измерить напряжение, а вторичная — непосредственно к вольтметру. Измерительные трансформаторы на схемах изображают как обычные трансформаторы.
Трансформатор без нагруженной вторичной обмотки работает в режиме холостого хода, и при подключенном вольтметре, сопротивление которого велико, трансформатор остается практически в этом режиме, и поэтому можно считать измеренное напряжение пропорциональным напряжению, приложенному к первичной обмотке, с учетом коэффициента трансформации, равного соотношению количеств витков во вторичной и первичной его обмотках.
Таким образом можно измерять высокое напряжение, при этом на прибор будет подаваться небольшое безопасное напряжение. Останется умножить измеренное напряжение на коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения.
Те вольтметры, которые изначально предназначены для работы с трансформаторами напряжения, имеют градуировку шкалы с учетом коэффициента трансформации, тогда по шкале без дополнительных вычислений сразу видно значение измененного напряжения.
В целях повышения безопасности при работе с прибором, на случай повреждения изоляции измерительного трансформатора, один из выводов вторичной обмотки трансформатора и его каркас сначала заземляются.
Измерительные трансформаторы тока
Для подключения амперметров к цепям переменного тока служат измерительные трансформаторы тока. Это двухобмоточные повышающие трансформаторы. Первичная обмотка включается последовательно в измеряемую цепь, а вторичная — к амперметру. Сопротивление в цепи амперметра мало, и получается, что трансформатор тока работает практически в режиме короткого замыкания, при этом можно считать, что токи в первичной и вторичной обмотках относятся друг к другу как количества витков во вторичной и первичной обмотках.
Подобрав подходящее соотношение витков, можно измерять значительные токи, при этом через прибор всегда будут протекать токи достаточно малые. Останется умножить измеренный во вторичной обмотке ток на коэффициент трансформации. Те амперметры, которые предназначены для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, имеют градуировку шкал с учетом коэффициента трансформации, и по шкале прибора без вычислений можно легко считать значение измеряемого тока. С целью повышения безопасности персонала, один из выводов вторичной обмотки измерительного трансформатора тока и его каркас сначала заземляются.
Во многих применениях удобны проходные измерительные трансформаторы тока, у которых магнитопровод и вторичная обмотка изолированы и расположены внутри проходного корпуса, через окно которого проходит медная шина с измеряемым током.
Вторичная обмотка такого трансформатора никогда не оставляется разомкнутой, ибо сильное увеличение магнитного потока в магнитопроводе может не только привести к его разрушению, но и навести на вторичной обмотке опасную для персонала ЭДС. Чтобы провести безопасное измерение, вторичную обмотку шунтируют резистором известного номинала, напряжение на котором будет пропорционально измеряемому току.
Для измерительных трансформаторов характерны погрешности двух видов: угловая и коэффициента трансформации. Первая связана с отклонением угла сдвига фаз первичной и вторичной обмоток от 180°, что приводит к неточным показаниям ваттметров. Что касается погрешности связанной с коэффициентом трансформации, то это отклонение показывает класс точности: 0,2, 0,5, 1 и т. д. — в процентах от номинального значения.
Ранее ЭлектроВести писали, что с уществующие электронные устройства, представленные на рынке, состоят из неорганических, неодушевленных материалов. Однако в лабораториях готовятся «микробы-киборги», которые скоро начнут производить электричество.