Вольтметр как подключается в цепь
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.
Как вольтметр включается в электрическую цепь?Какова полярность включения прибора в электрическую цепь?
Включается паралелльно источнику.
При измерении постоянного напряжения полярность соблюдается («плюс» прибора к «плюсу» источника, аналогоично «минус» к «минусу»).
Остальные ответы
Вольтметтр не включается а просто надо произвести контакт вольтметра и конца того прибора, у которого ты хочешь измерить напряжение
паралельно, при измерении переменного тока значения не имеет.
Если измеряешь переменный ток, то напрямую в розетку, т. е один провод -(ноль) , другой -(фаза) , а если постоянный ток, то нужно соблюдать полярность.
1.Вольметр подключается параллельно. 2.Плюс к плюсу, а минус к минусу.
все новая правило 2016 года!
вольтметр подключается параллельно. плюс к минусу, минус к плюсу,
Клеммы вольтметра подключают к концам того участка цепи, напряжение которого хотят определить. Полярность вольтметра должна совпадать с полярностью участка. Для переменного тока последнее не имеет значения.
Похожие вопросы
Ваш браузер устарел
Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.
Как подключить вольтметр
Вольтметр используют не только на уроках физики при изучении закона Ома и умения легко и быстро узнать значение напряжения при проведении лабораторных работ, но и зачастую он необходим в домашних условиях автомобилистам, радиолюбителям и т.д. Вольтметром можно определить есть ли напряжение в сети, настроить какую-либо радиоконструкцию, измерить количество вольт в батарее аккумулятора.
Основными элементами вольтметра являются: корпус, стрелка, шкала и клеммы. На клеммах обычно ставится знак «+» или «-», либо пометка делается цветом.
Классификаций вольтметров несколько. По принципу действия они бывают электронные и электромеханические, по назначению — импульсные, для сети постоянного и переменного токов, универсальные. Существует разделение их по способу применения, а также по типу конструкции они могут быть стационарные и переносные.
Во всех учебниках, методичках и всех других документах вольтметр обозначается кружком с латинской буквой V внутри – это обозначение принято по единой системе документации.
Электрическая цепь – это очень многогранное понятие, поэтому ответ о подключении не может быть однозначным. Подключение вольтметра необходимо осуществлять строго параллельно, участку, где происходит измерение, и это важно, поскольку в противном случае он выдаст в качестве результата не напряжение, а электродвижущую силу. В идеале, если вы хотите получить максимально точные показания, то у вольтметров должно быть большое сопротивление.
Как же устроен этот прибор? Стрелка элетромеханического вольтметра расположена на рамке между полюсами постоянного магнита, и когда ток начинает проходить через эту рамку стрелка отклоняется на некоторый угол, по которому можно дать оценку имеющегося напряжения.
Электронные вольтметры делятся на цифровые и аналоговые. В первых — измеряемый показатель отображается на дисплее, а во вторых в работу вступают стрелка и шкала. Аналоговые вольтметры преобразовывают напряжение из переменного в постоянное, и при его усилении поступает сигнал на детектор, который воздействует на стрелку и отклоняет ее на определенный угол.
Конечно, цифровые приборы гораздо точнее, чем аналоговые, поскольку устройство внутри цифрового вольтметра имеет более сложную структуру.
Рассмотрим также универсальные вольтметры. Они широко используются во многих сферах: для различных научных экспериментов, в лабораториях, в производстве и пр. У них есть масса возможностей, чтобы суметь определить напряжение в любом виде — в аналоговом, в цифровом в различных цепях и в различных условиях.
Переносные вольтметры очень компактны, удобны, и, кроме того, являются высокоточными, что, кстати, и отличает их от стационарных. Стационарные являются более дорогостоящими, располагаются в специальных корпусах, но, так же как и переносные, отличаются точностью измерений, что позволяет использовать их на многих производствах, лабораториях и т.д.
Общие рекомендации по подключению
Чтобы понять как подключить вольтметр, достаточно усвоить основное правило. Подключение вольтметра должно быть строго параллельным (не последовательным), и только так, иначе он покажет либо совершенно не те значения, либо вовсе выйдет из строя.
При параллельном соединении сила тока, которая действует на сам прибор, уменьшается, но сопротивление остается неизменно большим.
Надо сказать, что при подключении амперметра, все нужно делать наоборот, поэтому важно не перепутать амперметр с вольтметром.
Прежде чем начать измерения нужно дать оценку ситуации — подходит ли для этих измерений выбранный прибор. Для начала нужно выявить максимальную величину показаний для вольтметра. Кроме того, нужно определить в каких именно единицах будет показывать прибор (это могут быть не только вольты, но и милливольты или микровольты). Если не обратить должного внимания на этот момент, то прибор может просто напросто выйти из строя, ведь может случиться так, что показатели будут во много раз превышать допустимые значения.
Подключение вольтметра выглядит примерно так: прибор нужно присоединить к двум точкам. Между ними нужно произвести замер напряжения, таким образом, чтобы подсоединение было параллельно источнику питания. Если необходимо увеличить диапазон производимых измерений, то можно установить дополнительный резистор на обмотку устройства. Если это сделать, то на вольтметр пойдет измеряемого тока, и она будет пропорциональна сопротивлению. И при известном показателе сопротивления резистора легко определим напряжение.
Этот дополнительный резистор нужно установить внутрь прибора и это применяется еще и для того, чтобы уменьшить влияние температуры окружающей среды на значения, которые выдаст вольтметр. По этой причине материал, из которого он изготовлен должен иметь низкий температурный коэффициент. Его сопротивление меньше сопротивления в катушке, вследствие чего общее сопротивление прибора совершенно не зависит от температуры.
Схема подключения вольтметра
Схема подключения вольтметра стала понятна из предыдущего раздела, где указывалось основное правило для подключения, но, будет не лишним повториться, что подключение в цепь должно быть выполнено так, чтобы прибор был расположен напротив источника питания. При этом нужно не забыть, что сопротивление должно быть большое, на течение токов это влиять не будет.
При любых работах, связанных с электричеством, не стоит забывать об элементарных правилах безопасности, которые гласят о том, что ни в коем случае нельзя прикасаться к оголенным проводам руками, необходимо обязательно использовать средства защиты.
Вольтметр: подключение, типы, принцип работы
Изношенность электросетей и оборудования на электростанциях — главная причина частых перепадов напряжения, которые могут спровоцировать выход из строя различной техники. Эти условия диктуют свои правила — теперь человеку необходимо отслеживать качество энергоснабжения. Вольтметр же стал незаменимым помощником при мониторинге энергобезопасности сети.
Компания DS Electronics выпускает цифровые вольтметры ZUBR V1 для однофазной и ZUBR V3 для трехфазной сети переменного тока. Постоянная индикация напряжения позволяет контролировать текущее значение в любой момент времени без каких-либо дополнительных манипуляций с прибором, а энергонезависимая память записывает максимальное и минимальное значения напряжения. Прибор устанавливается в щиток на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм. Также стоит отметить, что в устройствах применяется алгоритм True RMS, обеспечивающий максимальную точность показаний.
Принцип действия и типы вольтметров
Исходя из принципа работы прибора, выделяют электромеханические и электронные вольтметры.
Работа электромеханических устройств основана на использовании магнитоэлектрического принципа. Вольтметр включает в себя постоянный магнит и стальной сердечник, а также алюминиевую рамку с обмоткой тонким проводом и прикрепленной стрелкой, которая помещена между магнитом и сердечником. При прохождении тока по проводу катушки возникает электромагнитное поле, которое отклоняет рамку со стрелкой, соприкасаясь с постоянным магнитным полем. Излишнее колебание стрелки мешает точному определению показаний устройства. Для стабилизации используют различного рода приспособления: индукционный демпфер, воздушный демпфер, систему противовесов и пр.
Электронные вольтметры, в свою очередь, подразделяются на аналоговые и цифровые. В аналоговых измерителях установлена система, которая преобразует входящее переменное напряжение в постоянное. Затем происходит его передача на специальный детектор, отклоняющий указатель, в зависимости от уровня измерений. Цифровые приборы оснащены контроллером, который преобразует аналоговое напряжение в цифровой код. Результаты замеров выводятся на специальный экран. Качество преобразователя непосредственно влияет на точность производимых замеров.
В зависимости от назначения выделяют следующие типы измерителей:
- Постоянного и переменного тока — применяются для регистрации показаний в сетях соответственно с постоянным и переменным током.
- Импульсные приборы используются для определения пиковых значений периодических импульсных сигналов.
- Фазочувствительные устройства позволяют установить комплексное напряжение и его составляющие.
- Селективные измерители применяются в лабораториях для изучения токов с переменным напряжением.
- Универсальные — настраиваемые устройства, позволяющие производить различные замеры.
Также существует разделение по конструкции и способу применения:
- стационарные — наиболее точные и чувствительные, имеют крупные габариты, устанавливаются на объектах, где нужен непрерывный мониторинг состояния электрической сети;
- щитовые — монтируются в электрощитовые шкафы или на приборные панели, имеют небольшие габариты;
- переносные — маленькие по размеру, имеют небольшой вес, благодаря чему мобильны и могут использоваться в различных местах.
При выборе устройства для измерения напряжения необходимо уделить внимание таким показателям:
- Внутреннее сопротивление. Для минимального воздействия измерительного устройства на электроцепь необходимо, чтобы его внутреннее сопротивление было как можно больше.
- Диапазон измеряемых напряжений. Стандартный вольтметр показывает напряжение от 10 mV до 1000 V. Для снятия показаний менее 10 милливольт используются милли- и микровольтметры, а выше 1000 вольт — киловольтметры.
- Точность определяет возможную погрешность устройства.
Как подключить вольтметр в электрическую цепь?
Чтобы обеспечить минимальное влияние высокого сопротивления прибора на измеряемые величины, необходимо параллельно подключить устройство в электрическую цепь. При подсоединении следует придерживаться полярности, т.к. это напрямую влияет на результаты измерений. Для удобства подключения измерители комплектуются специальными точечными электродами или зажимами.
У используемого измерителя должен быть необходимый диапазон частот. В противном случае возможны неприятные последствия: от неверных показателей до короткого замыкания и повреждения прибора.
Вольтметр необходим в условиях нестабильно работающих электросетей. Благодаря ему можно легко проконтролировать уровень напряжения в сети. Функция запоминания максимального и минимального значения, как в устройствах ZUBR V1 и ZUBR V3, поможет отследить скачки напряжения. Поэтому он является хорошим помощником при организации безопасного энергоснабжения в доме и квартире.