что измеряет, виды, характеристики, устройство вольтметра, строение и принцип работы

Для проверки работоспособности и исправности электроприборов, прокладки сетей и простого измерения параметров сети используются электронные приборы. В их число входит и вольтметр, который знаком каждому человеку еще со школьной скамьи. Электронные вольтметры составляют крупнейшую группу электроизмерительных приборов. Главное их назначение — получение параметра напряжения в сетях постоянного и переменного тока в широких диапазонов радиоволн. В этом материале будет рассказано: что именно и как измеряет вольтметр, его устройство и принципы действия, краткую историю создания, какие виды вольтметров существуют.

История создания

Прародителем всех современных вольтметров стал своеобразный указатель «электрической силы», о которой еще никто ничего толком не знал. Его изобретателем стал русский физик Георг Рихман. Датой этого открытия считается 1745 год. Показатели измерялись с помощью небольших весов рычажного типа, которые колебались в зависимости от воздействий электричества. Этот основной принцип используется во всех современных вольтметрах.

Процесс измерения вольтажа прибора

Модернизированная версия прибора появилась в 1830-х годах благодаря Фарадею, но не осталось никаких доказательств этому. Следующий по счету прибор был придуман Морицом Якоби в 39 году 19 века, когда тот смог превратить гальванометр в прибор для измерения характеристик электрического тока.

Серьезным этапом модернизации стало изобретение француза д’Арсонваля, придумавшего гальванометр для измерения магнитных и электрических полей. При их изменении прибор показывал разные значения.

Георг Рихман — один из первых изобретателей вольтметра

Важно! Русские ученые П. Яблочков и М. Добровольский также внесли огромный вклад в развитие прибора. Добровольский, в частности, создал амперметр и электромагнитный вольтметр. Кроме них, над этим работал и Н. Славянов. Рабочий металлург на пушечных заводах придумал амперметр на 1000 Ампер в 1880-х.

После утверждения Ампера и Вольта в качестве электротехнических величин в международных стандартах. Немец Фридрих Циппенбон изобрел первое устройство, которое официально было названо «вольтметр».

Старинный вольтметр

Что измеряют вольтметром

Вольтметр — прибор, предназначенный для измерения напряжения электрического тока в цепи. Его название происходит от единицы измерения напряжения — Вольта и традиционного для всех измерительных приборов окончания «метр». Для начала его использования нужно всего лишь включить его в сеть. Сразу после этого он начнет показывать параметр напряжения.

Погрешности возможны в любых даже современных инструментах. Без них никуда, но они незначительны. Чтобы погрешность стремилась к нулю нужно, чтобы внутреннее сопротивление прибора стремилось к бесконечности. Если этого не будет, то влияние на прибор цепи, к которой он подключен, неизбежно. Конечно, такого сопротивления быть не может, как и идеальных вольтметров.

Формулы напряжения в 1 Вольт

Стоит разобраться с понятием «напряжения» подробнее. Это необходимо для того, чтобы понять принцип работы приборы. Все знают еще со школы, что напряжение равно силе тока умноженной на сопротивление участка цепи.

Формула проста, но не дает точного понимания понятия. Ток остается невидимым, а напряжение — простыми цифрами. Для простоты понимания можно привести пример с простыми вещами, которые могут наблюдаться каждый день. Например, при движении воды по речке и водопаду, напряжение будет соответствовать высоте, то есть разности уровней воды. В сети все то же самое и напряжение определяет воображаемый напор воды. Если не будет напряжения, то не будет и тока. Аналогично и воде: если разность уровней будет нулевой, то вода не будет двигаться.

Современный стрелочный вольтметр

Важно! Шкала прибора отмечена латинской буквой «V». Это внешне отличает его от амперметра и других приборов. Других отличий между ними мало. Они вполне могут выглядеть практически одинаково.

Диапазон измерения прибора может быть разным. Устройства для слабой сети показывают максимум 5 Вольт, а промышленные аппараты — до 1000 Вольт. Все зависит от его предназначения.

Прибор времен СССР

Технические характеристики

Согласно документации, на схемах сети вольтметры принято обозначение окружностью с вписанной латинской буквой «V». На русских смехах он может заменяться на русскую букву «В». Более того, первая цифра после буквы в маркировке отображает тип устройства и специфику его использования. Например, В2 — вольтметр для постоянного тока, В3 — для переменного, В4 — для импульсного и т.д.

 

Аппарат В3-38 для использования в сетях переменного тока

Оценка характеристик прибора включает в себя следующие компоненты:

• Диапазон измерений. Он ограничивается наименьшим и наибольшим показателем, который способен изменить аппарат. Современные устройства обладают диапазоном от милливольт до киловольт. Промышленные аналоги же способны измерять как меньшие, так и большие напряжения;
• Точность измерений. Далеко не каждый домашний тестер отличается повышенной точностью измерений. Как уже было сказано, это зависит от его внутреннего сопротивления. Новые вольтметры при сравнительно небольших размерах обладают маленькими погрешностями измерений;
• Диапазон частот. Показывает чувствительность прибора к тем или иным сигналам с разными частотами, регистрируемых в сети;
• Температура и другие факторы. Эти параметры определяют показатели, при которых аппарат обладает минимальной погрешностью измерений, доступной для него;
• Собственно само внутреннее сопротивление (импеданс). Чем выше этот параметр, тем вольтметр более точен.

 

Цифровые устройства практически полностью вытеснили аналоговые

Важно! Технические характеристики аналоговых приборов сильно зависят от чувствительности магнитоэлектрического прибора. Чем меньше его ток полного отклонения, тем более высокосопротивительные резисторы можно использовать.

Конструкция

Простейший амперметр или вольтметр состоит из нескольких блоков:

• ЭЛМП — электромеханического преобразователя;
• ИМ — измерительный механизм;
• СМ — стрелочный механизм.

Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой для отображения

Первый предназначен для того, чтобы преобразовывать энергии. Магнитного поля в механическую энергию. Второй механизм включает в себя подвижные и неподвижные части для проведения изменений. Происходит это так: под действием силы тока, который протекает через обмотку ИМ, создается вращающий момент, воздействующий на подвижную часть. Силы механики пропорциональны электрическим силам и ИМ отклоняется на угол, равный этим силам. Данные передаются стрелочному механизму, который и показывает в цифрах количество Вольт.

Если прибор содержит усилители, то он называется электронным. Его отличие заключается в том, что входное устройство помогает поддерживать высокое сопротивление вольтметра и увеличить предел измерений в большую сторону. Далее следует усилитель постоянного тока, который увеличивает значение сигнала до тех величин, которые необходимы для эффективных измерений. Следующие его компоненты идентичны аналоговому инструменту.

Встраиваемое портативное устройство

Преимуществами электромагнитных вольтметров стают:

• высокая точность измерений;
• высокая чувствительность;
• практически полное отсутствие влияние внешних полей;
• практически полное отсутствие влияние атмосферных факторов.

Недостатки тоже имеются: непригодность использовать при переменном токе и чувствительность к перегрузкам в сети.

USB-вольтметр

Разновидности

Помимо технических параметров, которые определяют назначение прибора и его характеристики, вольтметры обладают и физическими, а именно — разновидностями. Видов современных вольтметров большое количество. Так по принципу действия они разделяются на электромеханические и электронные. По назначению на вольтметров для постоянного, переменного, импульсного тока, универсальные и фазовые.

Наиболее часто людей интересует классификация по виду исполнения, который может быть мобильным и стационарным.

Карманный ЖК цифровой мультиметр

Стационарные

Стационарные вольтметры представляют собой устройства, которые питаются от сетей переменного напряжения. Возможно это благодаря встроенному в их корпус блоку питания. Как правило, с виду они похожи на коробку или ящик, а используются для узкоспециализированных работ, требующих повышенной точности измерений. Чаще всего это профессиональная сфера деятельности и контролирование напряжения на важных и нестабильных участках сети. Само слово «стационарный» говорит о том, что они применяются там, где нужна постоянная слежка и изменение данных.

Стационарный стрелочный вольтметр

Мобильные

Их еще называют переносными, хотя стационарный прибор иногда перенести также не составляет труда. Мобильный же вольтметр компактный и способен поместиться практически везде. Их относят к классу полупрофессиональных и любительских, потому что работают они от батареек или аккумуляторов и обладают сравнительно меньшими точностями и большими погрешностями. Выглядят они как плоские коробочки, «обитые» пластиком или резиной и имеющие эргономические формы. Чтобы они были еще удобнее, их оснащают съемными щупами для определения амплитудных колебаний сигналов.

Важно! Как правило, мобильные вольтметры включаются в состав тестеров и мультиметров. Мобильные цифровые вольтметры способны очень точно определить показания, в то время как портативные аналоговые приборы — показать хорошую чувствительность, способную определить даже самые маленькие отклонения напряжения, которые не могут определить цифровые приборы.

Цифровой мобильный вольтметр

Принцип работы

Принцип действия приборов легче показать на какой-нибудь модели. В основу работы аппарата положено аналогово-цифровое преобразование. Принципы можно рассмотреть на примере универсального В7-35.

Преобразователи, которые установлены в приборе, измеряют силу тока, напряжение постоянного и переменного электрического тока, сопротивление и конвертируют все это в нормализованное напряжение или цифровой код, если в устройстве имеется аналого-цифровой преобразователь.

Схема прибора основана на нескольких преобразователях:

• Преобразователь масштабирования;
• Низкочастотный аппарат, преобразующий напряжение переменного тока в постоянный;
• Аналогичный преобразователь постоянного и переменного электрического тока в напряжение;
• Конвертер сопротивления в напряжение.

Схема вольтметра В7-35

Получая эти параметры, устройство конвертирует их в напряжение, отображаемое по специальной шкале или в электроном виде, если в нем предусмотрено наличие АЦП.

Принцип работы электромагнитного аналогового вольтметра следующий. Создание вращающего момента происходит с помощью силового действия магнитного поля катушки на подвижном постоянном магните, который выполняется в форме плоской лопасти.

Под действием магнитного поля, которое создается током, магнит втягивается в цель катушки и поворачивается на ось, содержащую указательную стрелку.

Схематическое изображение работы стрелочного устройства

Инструкция и меры безопасности

Вольтметр — простейший и узкоспециализированный инструмент для определения параметров электрической цепи. Его основная и единственная задача — определение напряжения на определенном участке цепи. К сожалению, не все знают, как пользоваться таким простым прибором.

Важно! Стоит помнить, что прибор должен подключаться параллельно к сети. В противном случае показания будут неточными. Это не зависит от его типа и размеров.

Цифровой стационарный прибор

Порядок измерения следующий:

• Проверить стрелку, если аппарат аналоговый. Делается это путем вставки плоской отвертки в задний шлиц прибора. Поворот в разные стороны будет поворачивать и стрелку. Ноль измерений всегда выставляется пред каждым измерением, особенно, если прибор старый;
• Присоединить провода к контактам. Находятся они на тыльной стороне прибора. Если он рассчитан на постоянный ток, то там будут «+» и «-». У электронных аппаратов они уже присутствуют и не нуждаются в переподключении;
• Произвести измерение, присоединив «щупы» параллельно к сети.

Важно! Если известно, что напряжение больше 60 Вольт, то нужно пользоваться резиновыми диэлектрическими перчатками или другой изоляцией.

Корректировка стрелки аналогового прибора

При измерении показателей электрической сети вольтметром следует соблюдать простейшие меры безопасности:

• Не проводить измерение высоковольтных сетей без средств защиты;
• Не проводить изменение влажными или мокрыми руками и предотвращать попадание влаги в прибор;
• Не использовать вольтметр в агрессивных средах по типу кислот, щелочей и масел;
• Соблюдать требования ГОСТ 12.3.019-80, описывающего правила эксплуатации электроизмерительных приборов.

Схема 10-диапазонного вольтметра постоянного тока

Какой мультиметр выбрать для автомобиля

Мультиметр — портативное устройство, которое содержит в себе вольтметр, амперметр и другие функции. Он стает незаменимым для радиолюбителей и автовладельцев. Для последних он стал важным прибором, способным проверить и отремонтировать большее количество современной автоэлектроники и проводку.

Для автомобиля подойдет любой специализированный мультиметр, обладающий дополнительными функциями, которые отличают его от обычного. Чтобы разобраться с этим лучше, нужно понять, какие задачи он чаще всего решает.

Схема цифрового вольтметра постоянного тока для определенного диапазона

Наиболее часто прибор применяют для определения утечек из аккумулятора. Такой проверке должны быть подвержены все аккумуляторы, обладающие сильными потерями заряда за короткие промежутки времени. Минимальное значение утечки должно составлять 70 мА. Большее значение свидетельствует о том, что какой-то прибор является проблемным или в цепи проводки есть поврежденный участок.

Для диагностики проделывают следующее:

• Выключить все элементы автомобиля, которые используют энергию аккумулятора;
• Настроить прибор на измерение постоянного тока и выбрать максимальное значение;
• Ослабить провод на минусовой клейме и подсоединить туда щупы;
• Отключить провод от клеймы так, чтобы ток протекал через мультиметр;
• Замерить значения, которые не должны превышать 70 миллиампер.

Устройство для автомобиля

В случае, когда значения не ниже 70, стоит искать участок с проблемами. Для этого аппарата подключается так же, как и в способе выше, поочередно отключаются предохранители и снимаются показания. Если один из предохранителей показал значение ноль при его отключении, то проблема в нем.

Если же все узлы были проверены и оказались исправны, то проблема кроется в самой проводке. Она также проверяется мультимером для поиска неисправного кабеля. Этот процесс состоит из следующих этапов:

• На глаз оценить состояние проводов;
• Определить проблемный участок;
• Один конец мультиметра присоединяется к клейме аккумулятора, а другой — к прибору, который находится на другой стороне кабеля;
• Установить прибор в нужное состояние и устроить прозвонку участка провода;
• При наличии звукового сигнала провод исключается из проблемных, так как с ним все хорошо.

Проверка аккумулятора мультиметром

Важно! При изменении параметров низковольтных сетей иногда может потребоваться специальный инструмент — милломметр.

Еще одна важная функция мультиметра — прозввон мотора авто и измерение его параметров. Любой автомобильный мультиметр должен уметь проводить диагностику двигателя на минимальном уровне.

Прозвон отсоединенных кабелей авто

Отличие от тестера

Люди, особенно те, кто далек от техники, часто путают два этих устройства. Они немного похожи и даже обладают похожими функциями, но мультиметр — более многофункциональное устройство, способное изменять различные параметры системы и выполнять прозвонки. Обычный тестер содержит в себе всего пару диодов, способным указать значение напряжения и целостности цепи.

Важно! Тестеры, как и мультиметры, вольтметры и амперметры также бывают стрелочными, то есть аналоговыми и цифровыми. Последние в любых являются более точными и определяют величины с минимальными погрешностями.

Тестер очень похож на мультиметр, но обладает меньшим функционалом

Тест цифровых мультиметров

Чтобы определить лучшие приборы нужно проводить определенные тесты, на основании которых делается выбор в пользу той или иной модели. Сегодня рынок располагает огромным количеством моделей. Опытные люди проверили их и определили их преимущества и недостатки, составив описания.

Universal M830B IEK

Обычный и качественный прибор для любителей. Подходит не только для использования дома, но и при монтажных работах. Модель проста в использовании и подходит для новичков. Корпус имеет три входа для щупов, позволяющих измерять постоянный и переменный ток, сопротивление, напряжение. В этой бюджетной модели есть даже функция прозвонки для транзисторов. Для проверки коротких замыканий прозвонки нет.

Модель M830B IEK

UNI-T UT33D

Идеально подходит для домашнего использования и обладает широким спектром измерения электрических параметров. Базовый функционал держится на уровне предыдущего тестера, но дополняется прозвонкой на обрывы цепей. Используется дл ремонта ПК, микросхем, электромонтажных работ. Недостатком стала невозможность изменять переменный ток.

Модель UNI-T UT33D

СЕМ DT-105 480151

Профессиональный измеритель, который обладает очень компактным и легким. Для него, как ни для кого характерно сочетание «цена-качество». Несмотря на большую сложность, чем аналоги, прибор может спокойно использоваться в быту и в других домашних целях. Функционал включает в себя прозвонку, индикатор заряда аккумулятора, индикаторы полярности и многое другое.

Модель СЕМ DT-105 480151

Таким образом, вольтметр — это прибор для измерения напряжения и один из самых простых измерительных инструментов, но даже с ним некоторые не могут справиться. Этот материал максимально широко рассказал, что такое вольтметр, долгую историю его создания и инструкцию по использованию во многих полезных целях.

Что измеряют в амперах: амперы

Из школьного курса физики известно, что ампер – это одна из основных единиц измерения при изучении физики электрических явлений. В амперах меряют силу тока.

Суть ампера

Определение

Единица измерения силы взаимодействия электронов названа в честь ученого из Франции А. Ампера. Он проводил опыты, направленные на изучение воздействия магнита на проводник и выявил взаимозависимость между его длиной, количеством частиц, которое перемещается по нему в промежуток времени, направлением магнитного воздействия и углом между вектором воздействия и движением частиц по проводнику.

В 1948 году было принято решение Международной организации по мерам и весам о том, что такой показатель измеряется в амперах. Физическое значение данного параметра состоит в следующем:

• Элементарные частицы постоянно текут по бесконечно тонким и длинным проводникам в одном направлении;
• Цепь находится в вакууме, и потенциалы расположены параллельно друг к другу с расстоянием в один метр;
• Сила притяжения или отталкивания между ними составляет 2*10-7 Ньютона.

На практике такие условия даже в лаборатории воспроизвести невозможно, поэтому для установления эталона и тарирования измерительных приборов специалисты мерили уровень взаимодействия, возникающий между двумя катушками с большим количеством проводов минимального сечения.

С 1992 года ситуация изменилась, и описываемое физическое явление стали определять на основании закона Ома. Теперь под одним ампером (обозначение 1А) понимается сила тока, при которой за 1 секунду по проводнику перемещается количество электронов, равное одному кулону.

Определение ампера

Что такое сила тока

Как известно, все материальные вещества состоят из молекул, которые, в свою очередь, состоят из атомов. Атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Когда происходит химическая реакция между двумя разными веществами, электроны из одних атомов переходят в другие. Это объясняется тем, что одни атомы обладают избыточным количеством электронов, а у других – их недостаточно. Перемещение электронов из одного вещества при контакте с другим веществом и является электрическим током. Если не оказывать внешнего воздействия, такой переток элементарных частиц будет происходить до тех пор, пока заряды у атомов, из которых состоят контактирующие вещества, не выровняются.

Однако, одного перемещения частиц недостаточно. Необходимо, чтобы их движение было в определенном направлении. Только в таком случае можно говорить об электричестве и его параметрах. Для этого между полюсами или окончаниями должна существовать разница потенциалов (на одном конце расположено вещество с избытком электронов, а на другом – с недостатком). Если такая разница не меняется в течение времени, ток называется постоянным (ярким примером является батарейка). Если же в процессе движения частиц потенциалы меняются местами, то он будет называться переменным.

Сила тока

Закон Ома

Количеством перемещаемых по проводнику частиц можно управлять. Это эмпирическим (опытным) путем установил немецкий физик Георг Ом. После ряда опытов он выявил, что чем выше разница потенциалов между полюсами (другими словами, напряжение), тем выше скорость движения элементарных частиц. Поэтому бытует мнение, что высокое напряжение способно убить человека.

С точки зрения науки, это совершенно не так. Во-первых, убивает не напряжение (это всего лишь разница потенциалов между полюсами), а электроны, перемещаемые по проводнику за единицу времени. Проходящие через человека частицы, в силу свойств электричества, выделяют тепло, что и приводит к ожогам либо химическим изменениям внутренних органов. Поэтому при работе с электрическими цепями в соответствии с требованиями охраны труда требуется надевать резиновые перчатки и сапоги (резина не проводит электричества, а, значит, поражения не будет).

Закон Ома для участка цепи

Вместе с тем, встречались случаи, когда человек даже после контакта с электричеством оставался живой и невредимый. Это объясняется сопротивлением. Скорость движения и количество перемещаемых частиц уменьшается по мере увеличения сопротивления, которым обладает каждое вещество. Таким образом, при необходимости уменьшить данные параметры можно просто увеличить сопротивление.

Сила тока в быту

Основное ее назначение в быту – передача энергии. Электроны, взаимодействуя с различными веществами, меняют их свойства. Например, вольфрам начинает излучать свечение (так устроена обыкновенная лампочка), а другим химическим элементам, у которых высокие значения сопротивления, электричество отдает тепло (так устроена электроплитка). В некоторых случаях происходит отделение веществ друг от друга (при производстве алюминия).

Очень важно при монтаже электрических цепей в квартире или на предприятии избегать контакта полюсов. Если это произойдет, наступит «короткое замыкание», в результате которого резко увеличится сила тока в проводнике. Это приведет к его резкому нагреву и, возможно, даже пожару.

Электричество в быту

Итак, ответ на вопрос, что такое амперы, может быть следующим: это отражение скорости движения электронов по проводнику за единицу времени. Чем она больше, тем выше опасность поражения, но тем большее количество энергии передается.

Видео

Оцените статью:

вольт [В] в теравольт [ТВ] • Конвертер электростатического потенциала и напряжения • Электротехника • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Плазменная лампа

Общие сведения

Поднимаясь в гору, мы совершаем работу против силы притяжения

Поскольку мы живём в эпоху электричества, многим нам с детства знакомо понятие электрического напряжения: ведь мы порой, исследуя окружающую действительность, получали от него немалый шок, засунув тайком от родителей пару пальцев в розетку питания электрических устройств. Поскольку вы читаете эту статью, ничего особо страшного с вами не произошло — трудно жить в эпоху электричества и не познакомится с ним накоротке. С понятием электрического потенциала дело обстоит несколько сложнее.

Будучи математической абстракцией, электрический потенциал лучше всего по аналогии описывается действием гравитации — математические формулы абсолютно схожи, за исключением того, не существуют отрицательные гравитационные заряды, так как масса всегда положительная и в то же время электрические заряды бывают как положительными, так и отрицательными; электрические заряды могут как притягиваться, так и отталкиваться. В результате же действия гравитационных сил тела могут только притягиваться, но не могут отталкиваться. Если бы мы смогли разобраться с отрицательной массой, мы бы овладели антигравитацией.

Но стоит только оттолкнуться…

Понятие электрического потенциала играет важную роль в описании явлений, связанных с электричеством. Вкратце понятие электрического потенциала описывает взаимодействие различных по знаку или одинаковых по знаку зарядов или групп таких зарядов.

Из школьного курса физики и из повседневного опыта, мы знаем, что поднимаясь в гору, мы преодолеваем силу притяжения Земли и, тем самым, совершаем работу против сил притяжения, действующих в потенциальном гравитационном поле. Поскольку мы обладаем некоторой массой, Земля старается понизить наш потенциал — стащить нас вниз, что мы с удовольствием позволяем ей, стремительно катаясь на горных лыжах и сноубордах. Аналогично, электрическое потенциальное поле старается сблизить разноимённые заряды и оттолкнуть одноимённые.

Отсюда следует вывод, что каждое электрически заряженное тело старается понизить свой потенциал, приблизившись как можно ближе к мощному источнику электрического поля противоположного знака, если никакие силы этому не препятствуют. В случае одноимённых зарядов каждое электрически заряженное тело старается понизить свой потенциал, удалившись как можно дальше от мощного источника электрического поля одинакового знака, если никакие силы этому не препятствуют. А если они препятствуют, то потенциал не меняется — пока вы стоите на ровном месте на вершине горы, сила гравитационного притяжения Земли компенсируется реакцией опоры и вас ничто не тянет вниз, только ваш вес давит на лыжи. Но стоит только оттолкнуться…

Аналогично и поле, создаваемое каким-то зарядом, действует на любой заряд, создавая потенциал для его механического перемещения к себе или от себя в зависимости от знака заряда взаимодействующих тел.

«Сизиф», Тициан, Музей Прадо, Мадрид, Испания

Электрический потенциал

Заряд, внесённый в электрическое поле, обладает определенным запасом энергии, т. е. способностью совершать работу. Для характеристики энергии, запасённой в каждой точке электрического поля, и введено специальное понятие — электрический потенциал. Потенциал электрического поля в данной точке равен работе, которую могут совершить силы этого поля при перемещении единицы положительного заряда из этой точки за пределы поля.

Возвращаясь к аналогии с гравитационным полем, можно обнаружить, что понятие электрического потенциала сродни понятию уровня различных точек земной поверхности. То есть, как мы рассмотрим ниже, работа по поднятию тела над уровнем моря зависит от того, как высоко мы поднимаем это тело, и аналогично, работа по отдалению одного заряда от другого зависит от того, насколько далеко будут эти заряды.

Представим себе героя древнегреческого мира Сизифа. За его прегрешения в земной жизни боги приговорили Сизифа выполнять тяжёлую бессмысленную работу в загробной жизни, вкатывая огромный камень на вершину горы. Очевидно, что для подъема камня на половину горы, Сизифу нужно затратить вдвое меньшую работу, чем для подъема камня на вершину. Далее камень, волею богов, скатывался с горы, совершая при этом некоторую работу. Естественно, камень, поднятый на вершину горы высотой Н (уровень Н), при спуске сможет совершить большую работу, чем камень, поднятый на уровень Н/2. Принято считать уровень моря нулевым уровнем, от которого и производится отсчет высоты.

По аналогии, электрический потенциал земной поверхности считается нулевым потенциалом, то есть

ϕ_Earth = 0

где ϕ_Earth — обозначение электрического потенциала Земли, являющегося скалярной величиной (ϕ — буква греческого алфавита и читается как «фи»).

Эта величина количественно характеризует способность поля совершить работу (W) по перемещению какого-то заряда (q) из данной точки поля в другую точку:

ϕ = W/q

В системе СИ единицей измерения электрического потенциала является вольт (В).

Посетители Канадского музея науки и техники вращают большое беличье колесо, которое вращает генератор, питающий трансформатор Тесла (на рисунке справа), который, в свою очередь, создает высокое напряжение в несколько десятков тысяч вольт, достаточное для пробоя воздуха

Напряжение

Одно из определений электрического напряжения описывает его как разность электрических потенциалов, что определяется формулой:

V = ϕ1 – ϕ2

Понятие напряжение ввёл немецкий физик Георг Ом в работе 1827 года, в которой предлагалась гидродинамическая модель электрического тока для объяснения открытого им в 1826 г. эмпирического закона Ома:

Трансформатор Тесла в Канадском музее науки и техники

V = I·R,

где V — это разность потенциалов, I — электрический ток, а R — сопротивление.

Другое определение электрического напряжения представляется как отношение работы поля по передвижению заряда в проводнике к величине заряда.

Для этого определения математическое выражение для напряжения описывается формулой:

V = A / q

Напряжение, как и электрический потенциал, измеряется в вольтах (В) и его десятичных кратных и дольных единицах — микровольтах (миллионная доля вольта, мкВ), милливольтах (тысячная доля вольта, мВ), киловольтах (тысячах вольт, кВ) и мегавольтах (миллионах вольт, МВ).

Напряжением в 1 В считается напряжение электрического поля, совершающего работу в 1 Дж по перемещению заряда в 1 Кл. Размерность напряжения в системе СИ определяется как

В = кг•м²/(А•с³)

Напряжение может создаваться различными источниками: биологическими объектами, техническими устройствами и даже процессами, происходящими в атмосфере.

Боковая линия акулы

Элементарной ячейкой любого биологического объекта является клетка, которая с точки зрения электричества представляет собой электрохимический генератор малого напряжения. Некоторые органы живых существ, вроде сердца, являющихся совокупностью клеток, вырабатывают более высокое напряжение. Любопытно, что самые совершенные хищники наших морей и океанов — акулы различных видов — обладают сверхчувствительным датчиком напряжения, называемым органом боковой линии, и позволяющим им безошибочно обнаруживать свою добычу по биению сердца. Отдельно, пожалуй, стоит упомянуть об электрических скатах и угрях, выработавших в процессе эволюции для поражения добычи и отражения нападения на себя способность создавать напряжение свыше 1000 В!

Хотя люди генерировали электричество, и, тем самым, создавали разность потенциалов (напряжение) трением кусочка янтаря о шерсть с давних времён, исторически первым техническим генератором напряжения явился гальванический элемент. Он был изобретён итальянским учёным и врачом Луиджи Гальвани, который обнаружил явление возникновения разности потенциалов при контакте разных видов металла и электролита. Дальнейшим развитием этой идеи занимался другой итальянский физик Алессандро Вольта. Вольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока. Соединив несколько таких источников последовательно, он создал химическую батарею, так называемый «Вольтов столб», благодаря которой стало возможным получать электричество с помощью химических реакций.

Вольтов столб — копия, сделанная электриком из Музея Алессандро Вольта в Комо, Италия. Канадский музей науки и техники в Оттаве

Из-за заслуг в создания надёжных электрохимических источников напряжения, сослуживший немалую роль в деле дальнейших исследования электрофизических и электрохимических явлений, именем Вольта названа единица измерения электрического напряжения — Вольт.

Среди создателей генераторов напряжения необходимо отметить голландского физика Ван дер Граафа, создавшего генератор высокого напряжения, в основе которого лежит древняя идея разделения зарядов с помощью трения — вспомним янтарь!

Отцами современных генераторов напряжения были два замечательных американских изобретателя — Томас Эдисон и Никола Тесла. Последний был сотрудником в фирме Эдисона, но два гения электротехники разошлись во взглядах на способы генерации электрической энергии. В результате последующей патентной войны выиграло всё человечество — обратимые машины Эдисона нашли свою нишу в виде генераторов и двигателей постоянного тока, исчисляющихся миллиардами устройств — достаточно просто заглянуть под капот своего автомобиля или просто нажать кнопку стеклоподъёмника или включить блендер; а способы создания переменного напряжения в виде генераторов переменного тока, устройств для его преобразования в виде трансформаторов напряжения и линий передач на большие расстояния и бесчисленных устройств для его применения по праву принадлежат Тесле. Их число ничуть не уступает числу устройств Эдисона — на принципах Тесла работают вентиляторы, холодильники, кондиционеры и пылесосы, и масса других полезных устройств, описание которых выходит за рамки настоящей статьи.

Этот находящийся в Канадском музее науки и техники в Оттаве мотор-генератор, изготовленный компанией Westinghouse в 1904 г., использовался в качестве надежного источника питания для создания магнитного поля возбудителя на гидроэлектростанции в Ниагара-Фоллс, шт. Нью-Йорк. Строительством электростанции руководили Никола Тесла и Джордж Вестингауз

Безусловно, учёными позднее были созданы и другие генераторы напряжения на других принципах, в том числе и на использовании энергии ядерного распада. Они призваны служить источником электрической энергии для космических посланцев человечества в дальний космос.

Но самым мощным источником электрического напряжения на Земле, не считая отдельных научных установок, до сих пор остаются естественные атмосферные процессы.

Ежесекундно на Земле грохочут свыше 2 тысяч гроз, то есть, одновременно работают десятки тысяч естественных генераторов Ван дер Граафа, создавая напряжения в сотни киловольт, разряжаясь током в десятки килоампер в виде молний. Но, как ни удивительно, мощь земных генераторов не идёт ни в какое сравнение с мощью электрических бурь, происходящих на сестре Земли — Венере — не говоря уже об огромных планетах вроде Юпитера и Сатурна.

Характеристики напряжения

Напряжение характеризуется своей величиной и формой. Относительно его поведения с течением времени различают постоянное напряжение (не изменяющееся с течением времени), апериодическое напряжение (изменяющееся с течением времени) и переменное напряжение (изменяющееся с течением времени по определённому закону и, как правило, повторяющее само себя через определённый промежуток времени). Иногда для решения определённых целей требуется одновременное наличие постоянного и переменного напряжений. В таком случае говорят о напряжении переменного тока с постоянной составляющей.

Таким вольтметром измеряли напряжение в начале XX века. Канадский музей науки и техники в Оттаве

В электротехнике генераторы постоянного тока (динамо-машины) используются для создания относительно стабильного напряжения большой мощности, в электронике применяются прецизионные источники постоянного напряжения на электронных компонентах, которые называются стабилизаторами.

Измерение напряжения

Измерение величины напряжения играет большую роль в фундаментальных физике и химии, прикладных электротехнике и электрохимии, электронике и медицине и во многих других отраслях науки и техники. Пожалуй, трудно найти отрасли человеческой деятельности, исключая творческие направления вроде архитектуры, музыки или живописи, где с помощью измерения напряжения не осуществлялся бы контроль над происходящими процессами с помощью разного рода датчиков, являющимися по сути дела преобразователями физических величин в напряжение. Хотя стоит заметить, что в наше время и эти виды человеческой деятельности не обходятся без электричества вообще и без напряжения в частности. Художники используют планшеты, в которых измеряется напряжение емкостных датчиков, когда над ними перемещается перо. Композиторы играют на электронных инструментах, в которых измеряется напряжение на датчиках клавиш и в зависимости от него определяется насколько сильно нажата та или иная клавиша. Архитекторы используют AutoCAD и планшеты, в которых тоже измеряется напряжение, которые преобразуется в числовую форму и обрабатывается компьютером.

В кухонном термометре (слева) температура мяса определяется с помощью измерения напряжения на резистивном датчике температуры, через который пропускают небольшой ток. В мультиметре (справа) температура определяется путем измерения напряжения непосредственно на термопаре

Измеряемые величины напряжения могут меняться в широких пределах: от долей микровольта при исследованиях биологических процессов, до сотен вольт в бытовых и промышленных устройствах и приборах и до десятков миллионов вольт в сверхмощных ускорителях элементарных частиц. Измерение напряжения позволяет нам контролировать состояние отдельных органов человеческого организма при помощи снятия энцефалограмм мозговой деятельности. Электрокардиограммы и эхокардиограммы дают информацию о состоянии сердечной мышцы. При помощи различных промышленных датчиков мы успешно, а, главное, безопасно, контролируем процессы химических производств, порой происходящие при запредельных давлениях и температурах. И даже ядерные процессы атомных станций поддаются контролю с помощью измерения напряжений. С помощью измерения напряжения инженеры контролируют состояние мостов, зданий и сооружений и даже противостоят такой грозной природной силе как землетрясения.

Пульсоксиметр, как и вольтметр, измеряет напряжение на выходе устройства, усиливающего сигнал с фотодиода или фототранзистора. Однако, в отличие от вольтметра, здесь на дисплее мы видим не значение напряжения в вольтах, а процент насыщения гемоглобина кислородом (97%).

Блестящая идея связать различные значения уровней напряжения со значениями состояния единиц информации дало толчок к созданию современных цифровых устройств и технологий. В вычислительной технике низкий уровень напряжения трактуется как логический нуль (0), а высокий уровень напряжения — как логическая единица (1).

По сути дела, все современные устройства вычислительной техники являются в той или иной степени компараторами (измерителями) напряжения, преобразовывая свои входные состояния по определённым алгоритмам в выходные сигналы.

Помимо всего прочего, точные измерения напряжения лежат в основе многих современных стандартов, выполнение которых гарантирует их абсолютное соблюдение и, тем самым, безопасность применения.

Плата памяти, используемая в персональных компьютера, содержит десятки тысяч логических вентилей

Средства измерения напряжения

В ходе изучения и познания окружающего мира, способы и средства измерения напряжения значительно эволюционировали от примитивных органолептических методов — русский учёный Петров срезал часть эпителия на пальцах, чтобы повысить чувствительность к действию электрического тока — до простейших индикаторов напряжения и современных приборов разнообразных конструкций на основе электродинамических и электрических свойств различных веществ.

Вкус электричества. Когда-то, очень давно, если не было вольтметра, мы определяли напряжение языком!

К слову сказать, начинающие радиолюбители легко отличали «рабочую» плоскую батарейку на 4,5 В от «подсевшей» без каких-либо приборов по причине их полного отсутствия, просто лизнув её электроды. Протекавшие при этом электрохимические процессы давали ощущение определённого вкуса и лёгкого жжения. Отдельные выдающиеся личности брались определять таким способом пригодность батареек даже на 9 В, что требовало немалой выдержки и мужества!

Примером простейшего индикатора — пробника сетевого напряжения — может служить обыкновенная лампа накаливания с рабочим напряжением не ниже напряжения сети. В продаже имеются простые пробники напряжения на неоновых лампах и светодиодах, потребляющие малые токи. Осторожно, использование самодельных конструкций может быть опасным для Вашей жизни!

Необходимо отметить, что приборы для измерения напряжения (вольтметры) весьма отличаются друг от друга в первую очередь по типу измеряемого напряжения — это могут быть приборы постоянного или переменного тока. Вообще, в измерительной практике важно поведение измеряемого напряжения — оно может быть функцией времени и иметь различную форму — быть постоянным, гармоническим, негармоническим, импульсным и так далее, и его величиной принято характеризовать режимы работ электротехнических цепей и устройств (слаботочные и силовые).

Различают следующие значения напряжения:

• мгновенное,
• амплитудное,
• среднее,
• среднеквадратичное (действующее).

Мгновенное значение напряжения U_i (см. рисунок) — это значение напряжения в определенный момент времени. Его можно наблюдать на экране осциллографа и определять для каждого момента времени по осциллограмме.

Амплитудное (пиковое) значение напряжения U_a — это наибольшее мгновенное значение напряжения за период. Размах напряжения U_p-p — величина, равная разности между наибольшим и наименьшим значениями напряжения за период.

Среднее квадратичное (действующее) значение напряжения U_rms определяется как корень квадратный из среднего за период квадрата мгновенных значений напряжения.

Все стрелочные и цифровые вольтметры обычно градуируются в среднеквадратических значениях напряжения.

Среднее значение (постоянная составляющая) напряжения — это среднее арифметическое всех его мгновенных значений за время измерения.

Средневыпрямленное напряжение определяется как среднее арифметическое абсолютных мгновенных значений за период.

Разность между максимальным и минимальным значениями напряжения сигнала называют размахом сигнала.

Сейчас, в основном, для измерения напряжения используются как многофункциональные цифровые приборы, так и осциллографы — на их экранах отображается не только форма напряжения, но и существенные характеристики сигнала. К таким характеристикам относится и частота изменения периодических сигналов, поэтому в технике измерений важен частотный предел измерений прибора.

Измерение напряжения осциллографом

Иллюстрацией к вышесказанному будет серия опытов по измерению напряжений с использованием генератора сигналов, источника постоянного напряжения, осциллографа и многофункционального цифрового прибора (мультиметра).

Эксперимент №1

Общая схема эксперимента №1 представлена ниже:

Генератор сигналов нагружен на сопротивление нагрузки R1 в 1 кОм, параллельно сопротивлению подключены измерительные концы осциллографа и мультиметра. При проведении опытов учтём то обстоятельство, что рабочая частота осциллографа значительно выше рабочей частоты мультиметра.

Опыт 1: Подадим на сопротивление нагрузки сигнал синусоидальной формы с генератора частотой 60 герц и амплитудой 4 вольт. На экране осциллографа будем наблюдать изображение, показанное ниже. Отметим, что цена деления масштабной сетки экрана осциллографа по вертикальной оси 2 В. Мультиметр и осциллограф при этом покажут среднеквадратичное значение напряжение 1,36 В.

Опыт 2: Увеличим сигнал от генератора вдвое, размах изображения на осциллографе возрастёт ровно вдвое и мультиметр покажет удвоенное значение напряжения:

Опыт 3: Увеличим частоту генератора в 100 раз (6 кГц), при этом частота сигнала на осциллографе изменится, но размах и среднеквадратичное значение останутся прежними, а показания мультиметра станут неправильными — сказывается допустимый рабочий частотный диапазон мультиметра 0—400 Гц:

Опыт 4: Вернёмся к исходной частоте 60 Гц и напряжению генератора сигналов 4 В, но изменим форму его сигнала с синусоидальной на треугольную. Размах изображения на осциллографе остался прежним, а показания мультиметра уменьшились по сравнению со значением напряжения, которое он показывал в опыте №1, так как изменилось действующее напряжение сигнала:

Эксперимент №2

Схема эксперимента №2, аналогична схеме эксперимента 1.

Ручкой изменения напряжения смещения на генераторе сигналов добавим смещение 1 В. На генераторе сигналов установим синусоидальное напряжение с размахом 4 В с частотой 60 Гц — как и в эксперименте №1. Сигнал на осциллографе поднимется на половину большого деления, а мультиметр покажет среднеквадратичное значение 1,33 В. Осциллограф покажет изображение, подобное изображению из опыта 1 эксперимента №1, но поднятое половину большого деления. Мультиметр покажет почти такое же напряжение, как было в опыте 1 эксперимента №1, так как у него закрытый вход, а осциллограф с открытым входом покажет увеличенное действующее значение суммы постоянного и переменного напряжений, которое больше действующего значения напряжения без постоянной составляющей:

Техника безопасности при измерении напряжения

Поскольку в зависимости от класса безопасности помещения и его состояния даже относительно невысокие напряжения уровня 12–36 В могут представлять опасность для жизни, необходимо выполнять следующие правила:

1. Не проводить измерения напряжения, требующих определённых профессиональных навыков (свыше 1000 В).
2. Не производить измерения напряжений в труднодоступных местах или на высоте.
3. При измерении напряжений в бытовой сети применять специальные средства защиты от поражения электрическим током (резиновые перчатки, коврики, сапоги или боты).
4. Пользоваться исправным измерительным инструментом.
5. В случае использования многофункциональных приборов (мультиметров), следить за правильной установкой измеряемого параметра и его величины перед измерением.
6. Пользоваться измерительным прибором с исправными щупами.
7. Строго следовать рекомендациям производителя по использованию измерительного прибора.

Литература

Автор статьи: Сергей Акишкин

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Вольтметр.

Приборы для измерения напряжения

Первый учёный, который сконструировал и создал достаточно мощную электрическую батарею постоянного тока, был известный итальянский физик Александро Вольта. Эта батарея получила название «вольтов столб» и состояла из нескольких тысяч кружочков из цинка и меди, которые разделялись пропитанными в соляной кислоте матерчатыми прокладками. Он использовал батареи с большим или меньшим количеством элементов. Маленькие батареи давали слабую искру, большие батареи сильную и яркую.

Учёный вплотную подошёл к количественному понятию напряжения, поэтому единицу разности потенциалов назвали его именем: «Вольт». В международной системе единиц СИ вольт обозначается буквой «V», отсюда напряжение переменного тока обозначается: VAC, а напряжение постоянного тока: VDC. У нас единица величины напряжения обозначается буквой «В» — вольт. Например, 220 В, 380 В и наиболее часто используемые производные: 10³-киловольт (kV), 10⁶-мегавольт, 10^-3-милливольт (mV), 10^-6-микровольт (μV). Другие большие или меньшие производные используются только в лабораторных условиях. Подробнее о производных величинах читайте на странице про сокращённую запись численных величин.

Для измерения напряжения или разности потенциалов используется прибор, который называется вольтметр. На снимке изображён щитовой стрелочный вольтметр, который может монтироваться на щите управления, какого либо устройства. Он используется только для измерения конкретной величины напряжения на одном из узлов данного устройства. Тот вольтметр, что изображён на фото, применяется для измерения постоянного напряжения до 15 вольт. Взгляните на его шкалу. Она ограничена 15 вольтами.

На принципиальных схемах условное изображение вольтметра может выглядеть вот так.

Из рисунка видно, что условное изображение вольтметра на схеме может быть разным. Если в кружке обозначена буква «V», то это означает, что данный вольтметр рассчитан на измерения величин напряжения, составляющих единицы – сотни вольт. Изображения с обозначением «mV» и «μV» указываются в тех случаях, если вольтметр рассчитан на измерение долей вольта — милливольт (1mV = 0,001V) и микровольт (1μV = 0,000001 V). Иногда рядом с изображением вольтметра также указывается максимальная величина напряжения, которую способен измерить вольтметр. Например, вот так – 100 mV. Обычно эта величина указывается для встраиваемых стрелочных вольтметров. Превышать это напряжение не стоит, так как можно испортить прибор.

Кроме этого, рядом с выводами вольтметра могут быть проставлены знаки полярности подключения его в схему «+» и «—». Это касается тех вольтметров, которые применяются для измерения постоянного напряжения.

Следует отметить, что щитовые вольтметры это частный случай использования этих приборов. В лабораториях, на радиозаводах, в конструкторских бюро и радиолюбительской практике, вольтметры используются чаще всего в составе мультиметров, которые раньше назывались авометры, то есть ампер-вольт-омметр.

В настоящее время с развитием цифровой электроники стрелочные приборы отходят в прошлое и им на смену приходят цифровые мультиметры с удобной цифровой шкалой, автоматическим переключением предела измерения, малой погрешностью и высоким классом точности.

В радиолюбительской практике на смену «цешкам» и «авошкам» пришли компактные и удобные цифровые приборы. Работать с ними не сложно, но определённые меры безопасности применять необходимо.

Как измерить напряжение мультиметром?

Следует твёрдо помнить, что вольтметр, в отличие от амперметра подключается параллельно нагрузке.

Например, вам надо замерить напряжение на резисторе, который является частью электронной схемы. В таком случае переключаем мультиметр в режим измерения напряжения (постоянного или переменного – смотря какой ток течёт в цепи), устанавливаем наивысший предел измерения. По мере накопления опыта предел измерения вы научитесь выставлять более осознанно, порой пренебрегая данным правилом. Далее подключаем щупы мультиметра параллельно резистору. Вот как это можно изобразить в виде схемы.

Вот так плавно мы переходим к определению так называемого шунта. Как видим из схемы, вольтметр, который измеряет напряжение на резисторе R1, создаёт параллельный путь току, который протекает по электрической цепи. При этом часть тока (Iшунт) ответвляется и течёт через измерительный прибор – вольтметр PV1. Далее опять возвращается в цепь.

В данном случае вольтметр PV1 шунтирует резистор R1 – создаёт обходной путь для тока. Для электрической цепи вольтметр – это шунт – обходной путь для тока. По закону ома, напряжение на участке цепи зависит от протекающего по этой цепи тока. Но мы ведь ответвили часть тока в цепи и провели эту часть через вольтметр. Поскольку сопротивление резистора неизменно, а ток через резистор уменьшился (I_R1), то и напряжение на нём изменилось. Получается, что вольтметром мы измеряем напряжение на резисторе, которое образовалось после того, как мы подключили к схеме измерительный прибор. Из-за этого образуется погрешность измерения.

Как же уменьшить воздействие измерительного прибора на электрическую цепь при проведении измерений? Необходимо увеличить, так называемое «входное сопротивление» измерительного прибора – вольтметра. Чем оно выше, тем меньшая часть тока шунтируется измерительным прибором и более точные данные мы получаем при измерениях.

Современные цифровые мультиметры обладают достаточно большим входным сопротивлением и практически не влияют на работу схемы при проведении измерений. При этом точность измерений, естественно, достаточно высока.

Ранее все приборы были стрелочные, а для того, чтобы высоким напряжением не вывести прибор из строя применялись резистивные шунты, которые уменьшали величину измеряемого напряжения до безопасной величины. Но эти шунты вносили так называемое «паразитное сопротивление» и это сказывалось на точности измерений.

Поэтому в лабораторных условиях использовались специальные ламповые вольтметры, которые обладали большим входным сопротивлением и некоторые из них имели класс точности в доли процента.

Перейдём к практике…

Прежде всего, не забывайте, что есть переменное (англ. сокращение — VAC) и постоянное напряжение (VDC). Профессиональные приборы сами определяют, с каким напряжением вы работаете, и сами переключаются в нужный режим и на требуемый поддиапазон измерений. При работе с малогабаритными приборами все переключения нужно делать вручную.

На снимке показана часть панели управления популярного и недорогого тестера DT-830B.

Хорошо видно, что пределы измерения переменного напряжения ограничены величинами: 750 вольт (750 V~) и 200 вольт (200 V~). Понятно, что к силовым промышленным сетям с этим прибором не стоит и близко подходить. Шкала постоянного и импульсного напряжения несколько больше: от 200 милливольт (200 mV) до тысячи вольт (1000).

Как уже говорилось, чтобы замерить напряжение на участке схемы, нужно выбрать переключателем пределов измерения самый большой предел измерения и подключить щупы мультиметра параллельно тому участку цепи, на котором производится замер.

Если предел измерения подходит – то на дисплее появятся показания. Если этого не происходит, то отключаем вольтметр от схемы, уменьшаем предел измерения на один шаг. Повторяем измерение. И так далее до получения показаний.

Имейте в виду, что провода измерительных щупов со временем изнашиваются. При этом нарушается электрический контакт. Перед проведением любых измерений проверяйте целостность щупов!

Также часто бывает необходимо замерить напряжение на выходе блока питания или химического источника тока (батарейки или аккумулятора).

Выбираем ту секцию на панели прибора, которая отвечает за измерение постоянного напряжения. Выставляем предел чуть больше того напряжения, что мы хотим измерить. Далее подключаем щупы прибора в соответствии с полярностью и изменяем предел измерения в сторону уменьшения до тех пор, пока на табло не появятся данные.

На фото показан замер напряжения составной батареи из трёх батареек 1,5V с помощью мультиметра Victor VC9805A+. Для измерения выбран предел 20V.

Аналогично замеряется напряжение на герметичном свинцовом аккумуляторе.

Стоит понимать, что таким образом мы замеряем так называемую ЭДС. ЭДС или электродвижущая сила — это напряжение на клеммах аккумулятора без подключенной нагрузки. Если к аккумулятору подключить какой-либо прибор, то напряжение будет чуть меньше.

Никогда не касайтесь руками оголённых щупов! Небольшим напряжением от 1,5-вольтовой батарейки вас, конечно, не убьёт, но вот при измерении напряжений более 24 вольт могут быть серьёзные последствия от удара током.

Чтобы руки оставались свободными используйте зажимы типа «крокодил», но подключать их нужно при отключенном от сети приборе. Часто возникает необходимость измерять напряжение на рабочей плате, в разных её точках.

Если вы работаете с низковольтным устройством, бойтесь только закоротить щупами отдельные проводники. Для замеров напряжения в устройстве, как правило, применяется следующая методика.

• Соедините «земляной» щуп прибора и «землю» платы как можно надёжнее. Работать одним щупом всегда удобнее. Для тех, кто не в курсе, «земляным» или «общим» щупом у прибора называется тот щуп, который подключается к разъёму COM. Обычно он чёрного цвета. Сокращение COM получено от английского слова common – «общий».

• Наденьте на рабочий щуп прибора кусочек трубки ПВХ, оставив только крохотный острый кончик. Это делать не обязательно, но желательно. При случайном касании щупом соседних проводников трубка ПВХ изолирует контакты и убережёт от короткого замыкания.

• По принципиальной схеме, в контрольных точках проведите нужные вам замеры по отношению к «земле» — корпусному или по-другому общему проводу. Высокое входное сопротивление тестера работу вашей схемы не нарушит.

Измерение переменного напряжения производится аналогичным образом. Можно для пробы измерить переменное напряжение электросети в собственной квартире.

На снимке видно, что установлен максимальный предел 750 вольт (напряжение переменное – V~). При установке этого предела на индикаторе высвечиваются две буквы: HV – высокое напряжение (сокращение от англ. – High Voltage). Поскольку напряжение переменное, то полярность не имеет значения. В данном случае величина напряжения сети — 217 вольт.

Как уже говорилось, при работе с высоким напряжением следует соблюдать правила электробезопасности.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

что он измеряет, как вольтметр включают в цепь и как пользоваться?

Самый востребованный прибор для измерения электрических параметров – это вольтметр. Снятие показаний проводится методом непосредственного отсчета, то есть модуль прибора подключается к тому участку цепи, с которого снимаются показания. Единица измерения – вольты.

Что измеряет вольтметр? Ответ не так однозначен, как кажется. Как минимум две величины, измеряемые этим прибором, на одних и тех же контактах будут отличаться. Это напряжение под нагрузкой и электродвижущая сила (ЭДС).

Последний параметр является разностью потенциалов между выходными контактами источника питания, и его величина существенно выше, чем действительное значение напряжения.

Для пользователей, не имеющих электротехнического образования, необходимо знать, как вольтметр включают в цепь. В отличие от амперметра – прибор подключается к измеряемому участку цепи параллельно.

При этом измерение производится именно на том участке цепи, который находится между измерительными контактами. Если одна электрическая схема состоит из множества последовательных нагрузочных элементов с разными параметрами – напряжение на каждом участке цепи будет различным.

Если прибор подключить непосредственно к контактам элемента питания (например батарейки), вы увидите величину ЭДС, а вовсе не действительное значение напряжения.

Классификация вольтметров

По принципу действия измерительного модуля:

Оснащенные электромеханическим исполнительным механизмом.
Процесс измерения построен на непосредственной линейной зависимости механического движения от измеряемой величины. Стрелка размещается на рамке-обмотке, которая на свободной оси размещена внутри постоянного магнитного поля.

Когда к рамке прикладывается напряжение – вокруг нее возникает электромагнитное поле. Головка проворачивается в магнитном поле постоянного магнита.

Оснащенные электронным измерительным инструментом.
Специальный блок преобразует приложенное напряжение в импульсный или аналоговый код, который передается на блок отображения. Он в свою очередь может быть цифровым или аналоговым.

По назначению:

• Измерение напряжения (ЭДС) постоянного тока;
• Измерение напряжения (ЭДС) переменного тока;
• Приборы, способные измерять импульсное напряжение;
• Фазочувствительные. Измеряют квадратурную составляющую напряжения первой гармоники. Основное применение – звуковая аппаратура;
• Селективные. Измеряют напряжение в виде синусоиды, в узком диапазоне частот. Настройка измерительной головки на частоту способствует более точному измерению величины;
• Универсальные. Из названия следует, что ими можно измерять напряжение (ЭДС) в любых условиях. Как правило, оснащены наборами гасящих резисторов (шунтов).

По способу исполнения:

Переносные.
Поскольку питание для работы прибора не требуется (за исключением электронных систем), эти вольтметры занимают мало места и имеют удобный корпус. Разновидностью прибора является мультиметр. Несмотря на компактные размеры, точность измерения достаточно высока.

Стационарные.
Размещены в мощном корпусе, как правило, имеют крупную шкалу. Имеют возможность механической установки прибора как по горизонтали, так и предела измерения. Имеют более высокую стоимость, но хорошая точность позволяет применять такие приборы даже в лабораториях.

Щитовые.
Выглядят, как переносные, устанавливаются в ниши контрольных шкафов.

Важно! Технология рабочей головки позволяет вольтметрам работать постоянно, в режиме 365/24. Для непрерывного мониторинга параметров электроустановок это очень удобно.

Прибор имеет очень малое внутреннее сопротивление. Причем независимо от конструкции: механический или электронный. Во время измерения неважно, как работает вольтметр, и на каком участке измеряется напряжение. На цепь не будет оказано никакого влияния.

Как пользоваться вольтметром?

Казалось бы, чего проще – подключай и меряй. На самом деле есть несколько правил, которые мы рекомендуем выполнять.

1. Надо знать диапазон измерений. Вольтметр – достаточно чувствительный прибор, при перегрузке обмотка рамки или электронная схема моментально выйдет из строя. Если у вас милливольтметр – не следует совать проверочные провода в розетку бытовой сети 220 вольт;
2. Механические приборы должны быть размещены в соответствие с инструкцией. На корпусе есть обозначение вертикального или горизонтального положения корпуса;
3. Включается в цепь вольтметр независимо от наличия нагрузки или рабочего напряжения;
4. Внимание! Если вы измеряете напряжение более 60 вольт – пользуйтесь проводами с увеличенным изолирующим покрытием. По возможности используйте диэлектрические перчатки, особенно при измерении величин от 400 вольт и выше.

Прибор в целом достаточно примитивный. При наличии старой базы деталей, доставшейся от СССР, можно изготовить неплохой вольтметр своими руками.

Как сделать вольтметр из подручных материалов?

Прежде всего, необходима головка прибора и набор резисторов и радиодеталей.

Для установления различного диапазона измерений необходим магазин резисторов. Их подключают последовательно с прибором. На каждом будет гаситься напряжение до приемлемой величины.

Диоды нужны для измерения переменного и постоянного напряжения с помощью одного и того же прибора. Вы создаете как бы переключатель диапазонов измерения.

Подготовьте нагрузку с изменяемой величиной. Убедитесь в том, что при повороте реостата, стрелка равномерно движется от начала шкалы до ее границы.

Подключите параллельно новый прибор, и юстировочный. Меняя нагрузку, добейтесь максимально точных значений контрольного прибора. В нужном диапазоне фиксируйте нагрузку, и наносите разметку на шкалу новодела. После калибровки прибор готов к работе.

Обратите внимание

Если вы хотите получать точные измерения постоянно – проверяйте прибор не реже чем один раз в полгода.

Посмотрите видео о вольтметре. Подробно о простом. Как пользоваться вольтметром, что им измеряют и как подключить к прибору.

About sposport

View all posts by sposport

Загрузка…

Маленький, простой ампервольтметр 60 Вольт 10 Ампер. Технический обзор прибора для измерения силы тока и напряжения 60 Вольт

Заинтересовала меня на таобао мелкая платка для ампервольтметра, решил вот заказать, попробовать и оказалось что не прогадал, впрочем подробнее в обзоре.

Вообще данная плата имеется в продаже и на Алиэкспресс, но цена в 13 долларов меня как-то не очень радовала, даже с учетом услуг посредника и доставки по Китаю мне две платы вышли примерно как одна.
По ссылке на таобао предлагается три лота:
1. Плата без индикатора — $3.92
2. Индикатор — $0.87
3. Плата с индикатором — $4.79
Доставка по Китаю 1.88 но в разумных пределах не зависит от количества, потому конечно выгоднее заказывать хотя бы пару. Кроме того так как дисплеи 1602 обычно есть у многих в хозяйстве или недорого стоят на том же Али, то тянуть их с таобао просто нецелесообразно.

Технические характеристики в виде таблички со страницы товара и в моем вольном переводе:
Напряжение питания — 4.8-5.3 Вольта
Ток потребления с дисплеем (измеренный) — 30-35мА
Диапазон измеряемого напряжения — 0-60 Вольт
Погрешность измерения напряжения — +-0.2%+0.2%FS
Диапазон измеряемого тока — 0-10 Ампер
Погрешность измерения тока — +-0.4%+0.3%FS
Количество отсчетов АЦП — 65535 (16 бит)
Частота обновления — 5 Гц, реально скорее ближе к 3 Гц, но специально не измерял
Размеры без учета дисплея — 36х50мм

Что-то мне немного непривычно видеть указание аддитивной погрешности (FS) чаще используют просто указание возможного биения младшего знака, здесь же я так понимаю принимают то же самое, но в процентах от общей величины. Но в любом случае лично мне больше скажут тесты.

Продавец высылает комплекты в компактных пакетиках, большой пакет это уже от посредника. В данном случае это плюс, так как общий вес и габариты посылки меньше, очень удобно «добивать» большие заказы. Общий вес заказа из двух плат вышел всего 39 грамм.

В моем случае каждый комплект состоит из платы ампервольтметра и комплекта крепежа, почему-то в одном пакете было не 4, а 5 винтиков, видимо случайно. Кроме винтиков дают две стойки через которые к плате крепится дисплей.

Размеры есть выше, но более просто — размеры полностью соответствуют размерам стандартного спичечного коробка, причем по всем трем сторонам.

Плата на вид кажется совсем примитивной, я тоже так думал, когда заказывал, но в реальности все оказалось лучше чем есть на самом деле.
Дело в том, что в отличие от большинства мелких ампервольтметров, построенных на базе одного только микроконтроллера здесь производитель применил отдельный двухканальный 16 бит АЦП.

Также на плате виднеется ИОН CJ431 (скорее всего аналог TL431) который на мой взгляд может несколько снижать точность измерения и подстроечный резистор для регулировки контрастности дисплея.

Конечно это тоже не предел мечтаний, но уж точно лучше чем 10 бит АЦП, который входит в состав дешевых микроконтроллеров.
Ссылка на даташит.

Около клеммников расположен проволочный шунт. Клеммы помечены, в общем все как у обычных ампервольтметров.

Сопротивление шунта очень низкое, около 4мОм, измерялось с обратной стороны платы. При этом на плате нет операционного усилителя для шунта, всем занимается только АЦП, это как бы не очень хорошо и могут быть проблемы при измерении малых токов, особенно при таком низком сопротивлении. Зато есть плюс, такой шунт оказывает совсем малое влияние на параметры цепи, даже при максимальном токе в 10 Ампер падение всего чуть больше 40мВ.

Снизу компонентов нет, зато есть краткое указание параметров прибора и что странно, напряжение на шунте, стандартные 75мВ. получается что сам по себе шунт скорее всего на 20 Ампер, но изначально планировался шунт именно на 10 Ампер с падением 75мВ при заявленном токе.

Часто у радиолюбителей дома валяется один-два дисплея 1602, просто купленные для чего-то, но так и не пригодившиеся, от каких-то устройств и т.п. Так получилось и у меня, но оказалось что дисплей был с распаянной «мамой», а нужен со штырьками, потом вспомнил что есть такой вариант в генераторе частот, взял оттуда на время.
Следует учитывать, что есть дисплеи с гасящим резистором прямо на его плате, обычно это новые с боковой подсветкой в виде одного яркого светодиода, а есть старые, где гасящего резистора на плате нет и у них несколько светодиодов (чаще встречается у Winstar), плата рассчитана на первый тип дисплеев. На Алиэкспресс чаще всего встречается первый тип, но лучше проверить это.

После сборки получается довольно жесткая конструкция, к передней панели ее можно крепить через подобные стойки, очень удобно.

На фотографиях магазина, что на таобао, что на алиэкспресс, показана старая версия платы (V 2.63), красного цвета, у меня уже новая (V 3.1), с синим текстолитом. В чем отличия, не в курсе, на вид очень похожи.

При подаче питания на короткое время высвечивается приветствие, а затем прибор переходит в рабочий режим. Если включить с зажатой кнопкой, то прибор переходит в режим настроек.

К сожалению инструкция только на китайском, можно попробовать перевести при помощи яндекс переводчика, потому и приведен данный скриншот, но коротко смысл такой:
Есть четыре режима, два режима отображения и два режима калибровки.
Максимальная отображаемая емкость — 999.99Ач
Максимальное отображаемое время — 99 часов 59 минут 59 секунд.

Для входа в меню настроек удерживаем кнопку при включении, после отпускания будет предложено четыре пункта, переключаются коротким нажатием. Длительное удержание — выбор режима и запоминание в первых двух случаях.
1. Режим отображения — Напряжение, Ток, Мощность, эквивалентное сопротивление нагрузки. Удержание кнопки в этом режиме удерживает показания на время пока кнопка нажата.
2. Напряжение, Емкость Ач, Ток, Время. Короткое нажатие запускает отсчет времени и соответственно емкости Ач, длительное — сброс времени и показаний.
Режимы запоминаются и при следующем включении будет тот что был до выключения.

3. Режим тонкой подстройки вольтметра. Это не калибровка как таковая, а просто небольшая коррекция показаний вольтметра. Я не испытывал, в описании написано насчет 1/10000.
4. Калибровка. Здесь надо поочередно проверять при нулевом токе, потом при напряжении 5 Вольта, потом при токе 3 Ампера. Напряжение и тока должны задаваться очень точно так как являются калибровочными.

Даже на китайском можно примерно понять процесс калибровки просто исходя из того что написано на английском.

Схема включения не отличается от других ампервольтметров, здесь же было дополнительное указание таких характеристик как:
Максимальная отображаемая мощность — 4 кВт, хотя сам прибор может измерить 60х10=600 Ватт.
Эквивалентное сопротивление — 0-10кОм.

Любопытно что на схеме измеряемое напряжение указано как 40 Вольт, видимо осталось от каких-то старых версий.

Точность измерения напряжения проверялась в диапазоне от 47.7мВ до 62.34В, чтобы не просматривать все картинки скажу, к верхнему значению разница между реальным и измеренным напряжением составила 70мВ или соответственно около 0.1%, что при заявленных 0.2 просто великолепно, тем более что можно попробовать немного подкорректировать даже такую погрешность без влияния на калибровку.
На последнем фото видно, что измеряет прибор и выше чем 60 Вольт, думаю что максимально может 65.535, соответственно разрядности АЦП.

Ток измерялся начиная от почти нулевых значений. При токе 4-5мА показания неустойчивы и «болтаются» в диапазоне примерно 0-6мА.

При токе 10мА и выше показания относительно стабильны, колебания составляют +-1 знак младшего разряда.
Результат измерения тока также немного завышен относительно реального как и напряжение, но все равно вписывается в 0.2% погрешности, заявленная составляет 0.4% так что и здесь все очень даже неплохо.

Судя по результатам очень похоже, что есть небольшой уход ИОНа, потому как ток и напряжение завышены причем примерно одинаково.

Результаты тестов в виде таблички. Здесь погрешность приведена относительно измеренного и реального значения без учета полного диапазона измерения, кроме того не учитывалась дополнительная погрешность (те самые 0.2-0.3%FS), т.е. формально я поставил прибор в более сложные условия и реальный результат значительно лучше.
По таблице видно, что околонулевое значение находится в диапазоне 10-15 Вольт для напряжения и 0.5-1 Ампер для тока, хотя по логике должно быть около 5 Вольт и 3 Ампер соответственно.

Здесь скорее не проверка точности, а проверка стабильности результатов подсчета. Вход вольтметра был подключен к точке соединения щупа тестера и провода к шунту. Т.е. измерялось падение на шунте + падение на проводе, на основании этого вычислялось эквивалентное сопротивление цепи. проверка производилась при четырех значениях тока, разбег рассчитанного сопротивления составил всего 2мОм.

Последним тестом шла проверка корректности подсчета емкости, хотя в данном случае я проверял скорее не именно сам подсчет, сколько точность отсчета времени так как здесь это одна из определяющих величин. Ач = ток (Ампер) умноженный на время (Час).

За 40 минут часы ампервольтметра отсчитали 39мин 50сек, или 15 секунд от часа, соответственно погрешность измерения тока ставит 0.4%, более упрощенно, заряд аккумулятора емкостью 1Ач покажет 1.004Ач (без учета погрешности измерения тока).
На мой взгляд терпимо, но конечно точность часов хотелось бы и повыше, все таки 15 секунд за час это многовато.

Вообще данный ампервольтметр я видел на таобао еще с год назад, хотел даже купить, но все забывал. При этом на странице товара есть фотография примеров применения, что говорит о довольно высокой популярности, но у нас они как-то мало известны.

В качестве итога могу сказать что платки очень понравились, на мой взгляд они реально лучше известных ампервольтметров как в плане точности, так и в плане функционала. Кроме того если в хозяйстве имеется лишний 1602 дисплей, то это может помочь немного сэкономить. Также бонусом идет то, что можно применить дисплей 1602 увеличенного размера, ну и возможность тонкой подстройки и калибровки.
понравился и удобный диапазон измерения напряжения/тока, как раз неплохо подойдет к линейному БП который я как-то показывал, там правда было до 20 Ампер, но на мой взгляд мало кто будет делать его на такой ток, а вот на 10 вполне реально.
Даже как-то не знаю к чему и придраться, был бы куплен на Али, то ругался бы на завышенную цену, а так и цена отличная.

На этом все, надеюсь что было полезно, как всегда буду рад вопросам и просто комментариям.

Вольт-Амперметр — Радиолюбитель

Схема предназначена для измерения выходного напряжения и силы тока в блоках питания с отображением результатов измерения на двух четырёх разрядных светодиодных индикаторов с общим анодом. На одном индикаторе отображается напряжение в вольтах, на другом сила тока в амперах.

Основные технические характеристики:
Напряжение питания, ~ вольт: 12
Ток потребления, мА: 82
Максимальное измеряемое напряжение, вольт: 30,6
Максимальная измеряемая сила тока, ампер: 3,1

Принципиальная схема

Описание схемы:
Переменное входное питающая схему напряжение 12В выпрямляется диодным мостом VD1, стабилизируется интегральным стабилизатором DA1 и подаётся на микросхему ATMEGA8L. Дроссель L1 индуктивностью 10 мкГн (0,01mH) намотан на ферритовом каркасе диаметром 8мм и высотой 10мм, проводом диаметром 0,35мм. Этот дроссель совместно с конденсатором C6 служит дополнительным LC фильтром для внутренней схемы аналого-цифрового-преобразователя (АЦП) микросхемы ATMEGA8L. Индикаторы HL1 и HL2 подключены к выходным портам этой микросхемы.
Измеряемое напряжение с разъёма X2 через резисторный делитель напряжения R1 и R2 уменьшенное в 12 раз (не превышающее 2,56 В), поступает на вход АЦП микросхемы ATMEGA8L.
Измеряемая сила тока измеряется по падению напряжения на резисторах шунта R3, R4 и R5 по закону ома, усиливается в 8 раз интегральным стабилизатором (ИС) U2.1 (не выше 2,56 В), буферизируется повторителем U2.2, который не усиливает это напряжение, а только повторяет его и подаёт его на другой вход АЦП микросхемы ATMEGA8L.
Напряжение с разъёма X7 становятся выходными клеммами блока питания. Резисторы R3, R4 и R5 можно заменить одним резистором 0,1 ом 1Вт. Переменным многооборотным резистором R2 регулируется правильность показания измеряемого напряжения по образцовому вольтметру, а резистором R7 правильность показания измеряемой силы тока.
Сборочный чертёж платы

Сама плата в масштабе 1:1

Схема и печатные платы в форматах программы DipTrace находятся здесь: Скачать

Если измеряемое напряжение превышает 30,6 В то на индикаторе отображается надпись “U uP” что означает высокое напряжение. Если измеряемая сила тока превышает 3,1 А то на индикаторе отображается надпись “I uP” что означает большая сила тока.

Исходный код программы с HEX файлом расположен здесь: Скачать

Расчётная часть:
Прежде чем перейти к расчётной части, необходимо определиться что R1 = 27,5 Ком, R2 = 2,5 Ком, общее сопротивление резисторов R3, R4 и R5 равно 0,1 ом (назовём их Rш). Общее сопротивление резисторов R7 и R8 равно 7 Ком (назовём их Rоу). ADC – результат работы схемы АЦП (возвращает число от 0 до 1024).
В качестве источника опорного напряжения для схемы АЦП микросхемы ATMEGA8L выбрано напряжение 2,56 Вольт. Разрядность АЦП выбрана 10 бит, то есть максимальное число которое вернёт схема АЦП равна 1024. Это число будет эквивалентом напряжения на входах АЦП. Например, если adc вернул 512, то это значит, что на вход АЦП мы подали половину опорного напряжения.
Чтобы вычислить реальное измеряемое напряжение, нам нужно:
Составить пропорцию
Опорное напряжение (Вольт) – 1024
Искомое напряжение (Вольт) – adc
У нас опорное напряжение = 2,56 В
Искомое напряжение, В = (2,56 * adc) / 1024, или Искомое напряжение, В = 0,0025 * adc
Для простоты переведём вольты в милливольты, умножив на 1000
Искомое напряжение, мВ = 0,0025 * adc * 1000, или Искомое напряжение, мВ = 2,5 * adc
Далее нужно учесть коэффициент резисторного делителя напряжения R1 и R2 по формуле Кдел = (R1+R2) / R2. Подставив, получим Кдел = (27,5 + 2,5) / 2,5 = 12. Так как наш резисторный делитель уменьшает измеряемое напряжение в 12 раз, то для того чтобы это учесть нужно Искомое напряжение, мВ умножить на 12.
Реальное измеряемое напряжение, мВ = 2,5 * adc * 12, или Реальное напряжение, мВ = 30 * adc
Полученное число 30 и будет нашим коэффициентом который нужно занести в программу для перевода результата работы АЦП в реальное измеряемое напряжение в миллиВольтах. При расчётах желательно стараться чтобы этот коэффициент был целым числом, так как целые числа быстрее всего вычисляются микропроцессором и занимают меньше памяти, иначе придётся сохранять коэффициент в переменной с точкой и после вычисления отбрасывать дробную часть, оставляя только целую или округлять число.
Чтобы вычислить реальную измеряемую силу тока, нам нужно:
Составить пропорцию
Опорное напряжение (Вольт) – 1024
Искомое напряжение (Вольт) – adc
У нас опорное напряжение = 2,56 В
Искомое напряжение, В = (2,56 * adc) / 1024, или Искомое напряжение, В = 0,0025 * adc
Для простоты переведём вольты в милливольты, умножив на 1000
Искомое напряжение, мВ = 0,0025 * adc * 1000, или Искомое напряжение, мВ = 2,5 * adc
Далее нужно учесть коэффициент усиления ОУ по формуле для схемы включения не инвертирующего ОУ

Кусоу = 1 + (Rоу / R6). Подставив, получим Кусоу = 1 + (7 / 1) = 8. Так как наш ОУ увеличивает (усиливает) измеряемое напряжение в 8 раз, то для того чтобы это учесть нужно Искомое напряжение, мВ разделить на 8.
Реальное измеряемое напряжение, мВ = (2,5 * adc) / 8, или Реальное напряжение, мВ = 0,3125 * adc
Теперь вычисляем значение измеряемой силы тока по закону Ома I = U / R. Шунт 0,1 ом = 100 миллиОм
Реальная сила тока, А = (0,3125 * adc) / 100, или Реальная сила тока, А = 0,003125 * adc
Для простоты переведём амперы в миллиамперы, умножив на 1000
Реальная сила тока, мА = 0,003125 * adc * 1000, или Реальная сила тока, мА = 3,125 * adc
Полученное число 3,125 и будет нашим коэффициентом который нужно занести в программу для перевода результата работы АЦП в реальную измеряемую силу тока в миллиАмперах.

Различий, объясненных простыми словами

Клинт Демеритт 12 апреля 2021 г.

Ампер, вольт и ватт — это три основных понятия, с которыми вы будете постоянно сталкиваться при работе с любой электрической системой. Четвертый — сопротивление, которое измеряется в омах. Это может показаться сложным, но вам не нужна степень инженера, чтобы понимать, что такое электричество и как использовать его в своих интересах.

Подобно тому, как вода течет по шлангу, электричество — это поток электронов через проводник.В большинстве электрических систем проводник — это провод.

Электричество — это поток электронов через проводник.

Поскольку вы не можете легко увидеть электроны, мы воспользуемся аналогией с водой и шлангом ниже. Давайте перейдем к этому, объясняя каждую концепцию отдельно.

Что такое усилители?

Ампер, или для краткости, ампер — это единица измерения электрического тока. Ток — это скорость или скорость, с которой электроны проходят через проводник, и обозначается буквой «I» в электрических уравнениях.

В нашей аналогии с водой, электрический ток эквивалентен скорости потока или количеству воды, протекающей через шланг.

Что такое вольт?

Вольт — это единица измерения электрического напряжения, которая обозначается буквой «V» в электрических уравнениях. Напряжение — это разница в электрическом потенциале или количестве электронов между любыми двумя точками в электрической цепи.

В нашей аналогии с водой, напряжение эквивалентно давлению воды.Давление — это сила, которая перемещает воду по шлангу, точно так же, как напряжение проталкивает электроны через проводник.

Что такое ом?

Ом — это единица измерения электрического сопротивления проводника, которая в электрических уравнениях обозначается буквой «R». Сопротивление пытается замедлить поток электронов.

В нашей аналогии с водой сопротивление — это диаметр шланга. Широкий шланг имеет очень небольшое сопротивление и позволяет воде быстро проходить через него.Проводники с низким электрическим сопротивлением, такие как медная проволока, позволяют электронам легко проходить через них, как и широкий шланг.

Сопротивление воды и трубки размером

Что такое ватт?

Мощность — это скорость, с которой электрическая энергия передается в цепи, измеряется в ваттах. В электрических уравнениях буква «P» обозначает мощность.

Мощность немного сложнее объяснить с помощью аналогии с водой. С помощью шланга вы можете увеличить мощность, увеличив количество выходящей воды или увеличив давление воды на выходе.В электрической системе вы можете увеличить мощность, увеличивая ток или напряжение.

Собираем все вместе

Важно понимать эти базовые концепции сами по себе, но самое интересное происходит, когда мы связываем вместе усилители, вольты и ватты.

Напряжение, ток, сопротивление Закон

Ома связывает напряжение, ток и сопротивление. Он представлен простым уравнением.

В = I * R

В = напряжение (вольты)
I = ток (амперы)
R = сопротивление (Ом)

Если вы сохраните сопротивление и увеличите напряжение, ток должен увеличиться.Как и в нашей аналогии со шлангом, если вы увеличите давление, через него будет течь больше воды.

Сопротивление работает против напряжения, замедляя поток электронов. Если сопротивление увеличивается, а напряжение остается неизменным, ток, протекающий по цепи, будет уменьшаться. Точно так же, если вы защемите шланг, чтобы уменьшить диаметр или увеличить сопротивление, из конца будет выходить меньше воды.

Мощность, ток и напряжение

Чтобы свести воедино ватты (мощность), амперы (ток) и вольт (напряжение), нам нужно еще одно простое уравнение.

P = V * I

P = мощность (ватты)
V = напряжение (вольты)
I = ток (амперы)

Оглядываясь назад на наш пример воды, протекающей по шлангу, теперь мы можем увидеть, как мощность напрямую связана с током и напряжением, используя это уравнение.

Например, представьте, что вы распыляете шланг, чтобы вращать водяное колесо. Чем быстрее вращается колесо, тем больше мощности вырабатывается.

Если размер шланга останется прежним, мы можем ускорить вращение колеса двумя способами.Первый — увеличить скорость потока, что означает, что на колесо попадает больше воды и веса, и оно быстрее вращается. Второй способ — увеличить давление воды, чтобы вода с большей силой ударяла по колесу и быстрее вращала его.

Мы можем увеличить мощность, увеличивая напряжение (вольт) или ток (амперы).

В нашей аналогии скорость потока воды эквивалентна току, а давление воды равно напряжению. Как видно из приведенного выше уравнения, если вы увеличите ток или напряжение, ваша мощность также увеличится.

Ампер, вольт и ватт: объяснение различий!

Взаимосвязь между мощностью, током, напряжением и сопротивлением поначалу кажется ошеломляющей, но если вы вникнете в нее, они станут довольно простыми. Электротехнические проекты на колесах с немного большей уверенностью.

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может быть сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь.Наши специалисты по продажам и обслуживанию клиентов из Рино, штат Невада, готовы ответить на ваши вопросы по телефону (855) 292-2831!

Также присоединяйтесь к нам в Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут способствовать вашему образу жизни, узнать, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти и остаться в стороне.

Присоединяйтесь к нашему списку контактов

Подпишитесь сейчас на новости и обновления в свой почтовый ящик.

Разница между ампер, вольт и ватт

Термин «ватты» часто описывает мощность или электричество. Возможно, вашему торшеру дома нужны лампочки на 60 или 90 ватт. Однако сделайте вы знаете, сколько ватт необходимо вашей кофеварке для эффективной работы?

Кроме того, подобные термины, такие как «амперы» и «вольт», можно быстро спутать с ваттами. Вы знаете, на сколько ампер рассчитана ваша посудомоечная машина? Или для таких устройств, как системы бесперебойного питания (ИБП), в которых почти не упоминается ватт, вы называете их «вольт-ампер»?

Что именно означают ампер, вольт и ватт? Что их отличия? Могут ли они использоваться как взаимозаменяемые? В следующем содержании мы распаковываем каждый электрический термин, как это определено Международной системой единиц (SI) и Международное бюро Poids et Mesures (BIPM).

Полезная аналогия с заболоченной водой

Изображение воды, протекающей в замкнутой системе, например трубка. Цепь, образованная водой, представляет собой электрический поток. Электричество, подобно воде, движется по проводнику непрерывно по кругу, являясь примером провод. Каждый отдельный электрический термин — амперы, вольты и ватты — играет роль важная роль в потоке электроэнергии.

Что такое сила тока?

Ампер — это термин, который обычно сокращается до «ампер» или классифицируется. как.”В аналогии с водой, описанной выше, амперы будут определять объем вода движется мимо любой конкретной точки в определенный момент.

В электрической цепи амперы измеряют электрический ток, или объем (не скорость) присутствующих электронов. Например, бытовая посудомоечная машина может иметь номинал около 10 ампер. Чтобы представить это в перспективе, сила одного удара молнии составляет примерно 20 000 ампер.

Что такое напряжение?

Напряжение можно сравнить с давлением воды.Вольт представляют собой скорость, с которой электроны проходят определенную точку в замкнутом схема. Напряжение, также обозначаемое как «В» или обозначаемое как «В», представляет собой разница в потенциале. Возможная разница существует между двумя точками проводник обычно делается из проволоки и последовательно проводит ток. В постоянный ток равен 1 амперам, а энергия, рассеиваемая между точками составляет 1 ватт.

В чем разница между вольтами и амперами?

Ампер и вольт дополняют друг друга со своими собственными отдельными функциями в электрической цепи.Ампер измеряет электричество. Вольт представляют собой разность потенциалов, управляющих током. протекать по замкнутому контуру. Следовательно, в то время как амперы представляют собой объем воды, вольт переносит воду по контуру.

Что такое вольт-амперы?

Вольт-ампер — это единицы измерения «кажущегося» электрического мощность, рассчитанная умножением напряжения на силу тока. VA часто используются для упростить номинальную мощность, помогая определить, какую мощность будет иметь ток рисовать при использовании.

Что такое ватты?

Полученный по формуле V x A = W, ватт — это скорость потока мощности, который возникает в результате протекания тока через электродвигатель вольт сила. Ватты измеряют мощность, которая фактически генерируется в электрическом система. Например, если описанная выше водная система использовалась для работы мельницы, ватты будут представлять энергию, создаваемую для питания мельницы.

Разница между вольт-амперами и ваттами

Если и вольт-амперы, и ватты получены умножением напряжения на силу тока, то как эти понятия различаются? Хотя верно, что и ватты, и вольт-амперы измеряют электрическую мощность, тип измеряемой мощности отличается.

Как уже упоминалось, VAs измеряют «кажущуюся мощность», а ватты — «реальную мощность». Настоящий мощность определяет, сколько энергии (тепла) потребляется или генерируется. Полная мощность вычисляет, сколько электроэнергии потребляет ток в активном состоянии.

Что такое Ом?

Ом определяет электрическое сопротивление. В пределах электрическая цепь, сопротивление получается из любого материала или объекта, который уменьшает электрический поток. Омы измеряют именно это сопротивление. В гидравлическая аналогия, омы представляют размер трубы.Например, меньше воды будет иметь возможность течь через узкую трубу, чем через широкую, при том же давлении. Широкая труба на менее устойчива на , чем узкая.

Полезный, заболоченный обзор

Снова представьте, как электричество течет по проводнику, как вода, протекающая по замкнутой системе трубопроводов.

• Амперы представляют собой объем воды настоящее время.
• Напряжение представляет собой давление воды
• Ватт представляет собой энергию, создаваемую замкнутым система, которая приводит в действие мельницу.
• Ом представляют собой величину сопротивления создается размером трубы.

При отключении замкнутой системы трубопроводов, вольт-амперы может использоваться для описания потенциальной энергии, которая будет создана после того, как цепь в движении.

Системы EatonUPS

В FGC Equipment разбираться в тонкостях электричества — это наша работа. При экспертной помощи технических консультантов мы помогаем в процессе выбора правильной системы бесперебойного питания (ИБП) для вашего приложения — наши консультанты рассмотрят для вас спецификации, правильные размеры, выбор напряжения и расчет времени работы.

Не стесняйтесь обращаться с любыми вопросами о системе ИБП Eaton. 844.501.1887 или через нашу онлайн-форму связи Cегодня.

Определение ампер, ватт, вольт и омов

Когда вы хотите что-то купить, первое, что вы ищете, — это описание продукта. В автономном режиме он обычно указывается производителем на упаковке продукта. В Интернете вы можете получить много информации от производителя, продавца, а также из других источников в блогах, форумах и статьях.Это также относится к случаям, когда вы хотите купить аккумулятор. И в этом случае вас засыпают множеством технических терминов, таких как вольт, мощность, ампер, ампер-час, эффективность и т. Д. Здесь мы попытаемся упростить некоторые общие термины, связанные с батареями и электрическими соединениями.

Ампер или Ампер — это единица измерения СИ (международная система измерений) силы тока . Проще говоря, поток электронов через цепь называется током. Если вы хотите быть более точным, скорость потока электронов в любой заданной точке цепи в любой заданный момент времени называется током.Обозначается заглавной I.

1 ампер = 1 кулон / сек, где кулон измеряет количество электронов

Ом — это единица измерения электрического сопротивления в системе СИ. Когда ток течет через любую электрическую цепь, некоторые электроны могут сталкиваться с атомами проводов и выделять тепло. Это тепло сопротивляется протеканию тока и измеряется в омах.

Вольт — единица измерения электрического напряжения в системе СИ. Напряжение — это разность потенциалов между двумя точками, между которыми протекает ток.Ток течет от более высокой разности потенциалов к более низкой разности потенциалов.

В = I X R

Итак, 1 вольт — это разность потенциалов, необходимая для протекания тока в 1 ампер при сопротивлении 1 Ом.

Вт — это единица измерения мощности в системе СИ (P). 1 ватт измеряет количество электроэнергии, потребляемой, когда ток в 1 ампер проходит через разность потенциалов в 1 вольт. Наши счета за электроэнергию измеряются в киловатт-часах, то есть сколько киловатт (1000 Вт) электроэнергии мы потребляем за час.

P = V X I

Мощность батареи показывает скорость, с которой батарея может подавать электроэнергию при подключении к устройству.

Надеюсь, вам удобнее использовать такие термины, как ампер, вольт, ватт и ом. Если у вас все еще остались вопросы, оставьте комментарий, и я обязательно постараюсь прояснить ваши сомнения.

Статьи по теме

Напряжение в батарее: нам нужно, чтобы оно было постоянным

Закон Пойкерта: на сколько прослужит моя батарея?

Какой номинал батареи в ампер-часах (ампер-час или Ач)?

Как проверить батарею

Понимание основ закона силы Ампера

Энергоэффективность: гибридные автомобили

Понимание электрических показаний — ватт, ампер, вольт и ом

Вт, ампер, вольт и ом; Что все это значит? Чтобы понять эти термины, не нужно быть электриком.Электрические показания часто отражают простое сравнение с вашим садовым шлангом. Как так? Подобно садовому шлангу, через электрическую проводку что-то проходит, но вместо воды это электричество .

Понимание основных электрических показателей поможет вам понять, какую тепловую мощность на самом деле обеспечивает ваш электрический камин. Каждое из этих показаний напрямую связано с теплопроизводительностью.

Источник: E of Dreams

Примечание редактора: вы можете пропустить вниз, если хотите просеять технический жаргон для получения простого ответа.

Основные электрические формулы

Вот основные электрические формулы.

Вт

Вт означает мощность. Самый простой способ определить мощность — воткнуть палец в конец садового шланга. Вы не увеличили количество воды, протекающей через шланг, так почему же тогда вода будет течь с большей скоростью и иметь большую силу? Поскольку вы уменьшили размер отверстия (калибр электрического провода), вы увеличили давление (или напряжение).Это действие способствует более быстрому распространению вещества.

Увеличение мощности связано с увеличением мощности. Вы часто увидите это чтение на стереосистемах, вентиляторах, микроволновых печах и почти во всем, что использует электричество. Ватты — это единица измерения электрической мощности (P). Мощность эквивалентна напряжению, умноженному на ток. Для математиков: P = V x I

Ампер

Ток — это величина , которая измеряет объем электрического потока между двумя точками и составляет , измеренную с использованием силы тока .Ток измеряется в амперах или «ампер» для краткости . Ампер измеряют количество потребляемой электроэнергии. Возвращаясь к аналогии с садовым шлангом, сила тока будет сродни количеству галлонов воды, прокачиваемых через водослив.

Current сокращенно обозначается буквой «I». не следует путать с «L.» Ток рассчитывается по формуле, созданной по закону Ома: I = V / r . Это можно прочитать, “ток равен напряжению, деленному на сопротивление.”

Вольт

Используя нашу аналогию с садовым шлангом, электрическое напряжение сравнимо с давлением в садовом шланге . Представьте себе шланг диаметром 1 дюйм, по которому течет немного воды. Откройте кран, и у вас будет струя воды, которая создает давление внутри шланга. Точно так же напряжение электрического провода определяется такими факторами, как размер провода (калибр) и сопротивление (рассматривается в следующем разделе). Проще говоря, напряжение сообщает вам, какое усилие приложено к проводу .

Вольтметр или вольтметр — это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.

Напряжение важно, потому что перегрузка (передача слишком большой мощности по проводу недостаточного сечения) может привести к сгоранию предохранителей и срабатыванию панелей предохранителей. Это одно из проблемных мест, которое может привести к выходу из строя электрокаминов. Напряжение — это фактическое измерение. Напряжение равно току, умноженному на сопротивление. В = I x R

Ом?

Ватт, ампер и напряжение — все это составляет величину сопротивления — Ом.Закон Ома использует эти 3 математических уравнения, чтобы продемонстрировать взаимосвязь между электрическим напряжением, током и сопротивлением. Сопротивление измеряется в омах по формуле R = V / I . Это читается как сопротивление = напряжение, деленное на ток. Закон Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов между двумя точками.

Это важно, потому что разные типы металлов обладают разным сопротивлением из-за присущих им физических свойств.По этой причине некоторые металлы оказываются лучшими проводниками и легко передают электричество.

Здесь вы можете увидеть внутреннюю часть различных видов металла. Серебро имеет наименьшее сопротивление, но медь занимает второе место и является наиболее популярным выбором. Источник: ntd-ed.org

Вообще говоря, серебро является наименее резистивным металлом , однако имеет высокую плотность. По этой причине в большинстве проводов используется медь или золото, которые имеют более низкий уровень удельного сопротивления.Если вам действительно скучно, вы можете посмотреть в этой таблице полный список удельного сопротивления различных типов металлов.

Упрощенная версия для тех, кому лень читать или нужен краткий ответ

• Ампер измеряет количество потребляемой электроэнергии.
• Напряжение Измерьте давление (или силу) электричества.
• Мощность — это мера электрической мощности.
• Ом измеряет сопротивление между двумя точками.Чем толще сечение провода, тем больше электрического тока проходит от точки A к точке B.

Применение в реальной жизни

Так как же все это перевести в теплый воздух, исходящий от вашего электрического камина? Электричество используется для выработки тепла от электрического агрегата. Количество электричества, которое может протекать через ваш электрический камин, напрямую связано с мощностью в БТЕ. BTU — это аббревиатура от British Thermal Units и используется для измерения мощности нагрева и охлаждения для нагревателей и кондиционеров.Прочтите этот пост, чтобы узнать, как работает BTU. Точно так же вы можете использовать этот калькулятор БТЕ, чтобы определить, сколько БТЕ необходимо вашему дому.

Когда дело доходит до электрических каминов, справедливо это высказывание; Внешний вид — это еще не все. . Важно понимать, как электрические показания влияют на эффективность нагрева. Вы можете найти подробную информацию и технические характеристики всех последних моделей ведущих брендов, таких как Dimplex , Holly & Martin и Real Flame прямо здесь, на портативном камине .ком .

Ом, Ампер, Вольт и что вам нужно знать | Компоненты квеста

Ом, Ампер, Вольт и что вам нужно знать

При работе с электроникой чрезвычайно важно понимать основы электричества. Только тогда вы сможете правильно определить размер компонентов и убедиться, что ваши продукты безопасны. Вот что вам нужно знать о том, как измеряется электрический ток.

Измерение электроэнергии

Электричество состоит из четырех компонентов.Каждый состоит из разных единиц. Знание того, что представляет собой каждый компонент и как он измеряется, позволяет вам производить все необходимые вычисления для обеспечения безопасности и совместимости между электрическими частями.

• Напряжение (В) измеряется в вольтах (В).
• Ток (I) измеряется в амперах (A).
• Сопротивление (R) измеряется в Ом (O).
• Мощность (P) измеряется в ваттах (Вт)

Вот основные правила, которые определяют, как эти измерения работают вместе:

Мощность = Напряжение * Ток, или P = В * I

Следовательно, вы всегда можете рассчитать напряжение, ток или мощность, если знаете два из трех значений:

I = P / V и V = P / I

Закон

Ома объясняет взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением:

В = I * R

Другими словами, напряжение равно току, умноженному на сопротивление.Затем вы можете рассчитать напряжение, ток или сопротивление, если знаете значения двух из трех:

R = V / I или I = V / R

Определения

Имея в виду эти уравнения, давайте посмотрим, что на самом деле представляет собой каждый компонент.

Вольт: Если рассматривать электричество как эквивалент воды, протекающей по трубе, напряжение — это давление воды. Когда применяется «водяной насос» в виде батареи или источника питания, давление повышается, вызывая протекание «воды» или электрического тока.С увеличением напряжения увеличивается и сила тока.

Бытовые розетки в США имеют стандартное выходное напряжение 120 В. Одноэлементный аккумулятор имеет напряжение от 1,2 до 1,6 В, в то время как линии электропередач высокого напряжения выдают невероятные 110 000 вольт.

Ампер: Сокращенно от ампера, ампер измеряет электрический ток. В примере с водопроводной трубой ток — это скорость потока воды. Больший ток или больше ампер указывает на то, что протекает большее количество электричества.

Ом: Ом для измерения сопротивления в электрической системе. В водопроводе труба добавляет сопротивление, контролируя количество и направление потока воды. В электрической цепи сопротивление эффективно сужает трубу, уменьшая ток.

Вт: Вт измеряют общую мощность системы или количество энергии, выделяемой в секунду. На него влияет как напряжение, так и сила тока.

Различные электронные компоненты играют разные роли в управлении напряжением, сопротивлением, током и общей мощностью системы.Чем больше вы знаете об этих отдельных частях уравнения, тем лучше вы сможете определить, что именно нужно вашему проекту.

Готовы начать работу?

Здесь, в Quest Components, мы стремимся предоставить вам информацию, необходимую для того, чтобы ваш бизнес продолжал работать бесперебойно. Компания Quest Components, имеющая сертификат ISO 9001: 2015 со штаб-квартирой в промышленности, Калифорния, специализируется на пассивных и активных компонентах уровня платы. Мы также предоставляем различные услуги OEM-производителям (производителям оригинального оборудования) и CEM (контрактным производителям электроники) по всему миру.Свяжитесь с Quest Components сегодня по телефону 626-333-5858, чтобы получить все необходимые электронные компоненты!

Большой приклад. Быстрый ответ. Умные люди.

Измерение ампер, ом и вольт с помощью мультиметра

Цифровой мультиметр — очень распространенная и очень удобная часть инструментария любого электрика. Это устройство, объединяющее три инструмента, может работать как амперметр, вольтметр и омметр. Как и любой специализированный инструмент, мультиметр полезен только тогда, когда вы знаете, как заставить его работать так, как вы хотите.К сожалению, без применения надлежащих навыков и методов это просто еще один инструмент, лежащий в ящике для инструментов. К счастью для большинства, научиться пользоваться этим полезным устройством очень просто, и оно может найти множество практических применений как для электриков, так и для неэлектриков.

Измерительный ток

Ампер измеряет, сколько электрического тока проходит через электрическую цепь.

Всякий раз, когда вы хотите использовать амперметр мультиметра, вам нужно будет начать с перемещения переключателя функций на отметку «A =» на шкале.Затем вы можете подключить красный провод к клемме «300 мА», а черный провод к клемме, помеченной «COM». После того, как эти выводы будут правильно подсоединены, вы можете прикрепить амперметр к устройству, которое хотите проверить. Для этого вам нужно будет разомкнуть цепь и поместить счетчик между открытыми точками. Это приведет к показанию ампер в миллиамперах, потому что вы измеряете через клемму 300 мА.

Измерение напряжения

Вольт — это метод измерения электрического потенциала устройства или конкретной цепи.Это тоже можно измерить с помощью мультиметра, используя функцию вольтметра.

Как и при измерении ампер, начните с поворота ручки функций мультиметра в положение «V =». Затем вам нужно будет подключить два провода (красный и черный) к мультиметру. Для измерения вольт вам необходимо подключить красный провод к клемме, помеченной как «V ..». Черный провод войдет в тот же порт, что и при измерении ампер, «COM». Этот вывод часто называют «общим выводом».После того, как вы подключили выводы к нужным клеммам, вы можете измерить напряжение в конкретной цепи. Для этого подключите красный провод к клемме с более высоким потенциалом, а черный провод — к клемме с более низким потенциалом.

Измерение сопротивления

Ом используются для измерения электрического сопротивления в цепи. Это единица измерения, аналогичная амперам и вольтам.

Ом можно измерить с помощью омметра, встроенного в мультиметр, который вы использовали для измерения ампер и вольт.Для начала отключите все питание и все провода от цепи, которую вы хотите проверить. Послесловие: переместите переключатель функций в положение «» «. Ваш черный провод снова должен быть подключен к общей клемме, а красный провод — к клемме «V». Когда вы начнете, ваш дисплей покажет, что произошла перегрузка, или «OL». Чтобы получить показания в омах, вам просто нужно подключить провода к цепи, которую вы хотите измерить.

Мультиметр, который по сути представляет собой вольтметр, омметр и амперметр, может помочь диагностировать и анализировать многие компоненты вашей электрической системы.Цифровой мультиметр не отслеживает работу трех отдельных устройств, а упрощает их, храня их вместе в одном корпусе.

Вольт — Единица измерения

Сила, приводящая в движение электричество в цепи, — это напряжение, и она измеряется в вольтах. Итак, единица измерения напряжения — Вольт.

Давайте рассмотрим аналогию:

Представьте, что напряжение — это давление в поливочной трубе, если форсунка трубы выключена, давление внутри нее все еще сохраняется.

Итак, если мы свяжем эту аналогию с электричеством, даже если мы выключим лампочку (как лампу, подключенную к цепи), напряжение сохраняется или остается в части цепи, находящейся под напряжением / ckt.

В этой статье мы подробно узнаем об единице измерения вольт.

Вольт и Ватт

Мы определяем измерение вольта как меру разности потенциалов на концах проводника или проводящей клемме провода.

Давайте посмотрим на уравнение (1):

P = V * I

1 Вт = 1 Вольт * 1 Ампер

Или,

\ [1 Вольт = \ frac {1Watt} {1Ampere} \] ….(2)

Из уравнения (2) мы понимаем, что ватт — это скорость, с которой выполняется электрическая работа, когда один ампер тока протекает через проводник / среду при приложении разности потенциалов в один вольт на его концах.

Разница между вольтом и ваттом

Предположим, что есть два спортсмена, а именно: A и B, каждому из которых поручено бегать в течение ограниченного времени, в течение которого они должны достичь конца. Способности человека будут определяться тем, сколько времени он потратит.Если спортсмен А достигает места за минимальное время, он получает первый приз, а если нет, он выбывает.

Итак, здесь человеку A требуется 3 минуты, а спортсмену B — 3 минуты 40 секунд, так что здесь человек A имеет больше силы или возможностей, чем B.

Поскольку у этого человека есть способности, но ему нужен толчок или потенциал, так что толчок или движущей силой (мотивацией) является разность потенциалов. Итак, Вольт — единица измерения напряжения.

[Изображение будет скоро загружено]

В приведенном выше тексте о разнице между вольт и ваттом мы понимаем, что напряжение можно сравнить с движущей силой, которая помогает нам добиться большего успеха в нашей жизни.Теперь давайте разберемся, как работает мощность. Также в электрической цепи измеряется напряжение.

Что такое ватт?

Электрическая мощность измеряется в ваттах. Давайте рассмотрим аналогию, чтобы понять, что такое Ватт.

Представьте, что вы наливаете розовую воду в чашку. Итак, мощность — это мера того, насколько быстро наполняется чашка.

Из уравнения соотношения Ватта и Вольта мы понимаем, что это простая концепция, согласно которой мощность — это произведение электрического потенциала, измеренного в вольтах, и тока, протекающего через проводник, в амперах.Таким образом, чем больше мощность, ярче свет или больше мощности для выполнения любой задачи за минимальное время, тем больше мощность.

Например:

Мы могли видеть, что атлет с тяжелой практикой побеждает в игре, т. Е. У него больше мощности. Точно так же в физике ламповый светильник мощностью 18 Вт имеет большую мощность, чем ламповый светильник мощностью 14 Вт.

Взаимосвязь между ваттом и напряжением

Из приведенного выше примера мы пришли к выводу, что мощность — это способность спортсмена А уложиться в срок за 3 минуты.С точки зрения физики, скорость выполнения работы — это мощность, которая измеряется в ваттах.

Мы также поняли, что спортсмен Б тоже может достичь цели; однако тренер дает ему движущую силу или мотивацию для удовлетворения его ожиданий, заставляя его больше тренироваться в поле. Теперь, когда «Б» получает напряжение или мотивацию, он попадает в поток и достигает конца за меньшее время, чем раньше, скажем, за 2 минуты 59 секунд.

С точки зрения физики толчок или движущая сила — это разность потенциалов между временем, которое ему потребовалось ранее, и временем, которое ему потребовалось сейчас, чтобы достичь конечного положения, и измеряется в вольтах.

Взаимосвязь между Ваттом и Вольтом

В этом процессе собеседования, когда тренер увидел калибр в B и мотивировал его на достижение цели, он мог наблюдать, когда «B» получил «положительность» (напряжение), он выполнил свое работать с ламинарным потоком или плавно. Итак, когда мотивация (напряжение) умножается на его потенциал или способности, B получает силу для эффективной работы за 2 часа 50 секунд, что было за 3 минуты 40 секунд до этого.