- Виды вольтметров
- Процесс измерения
- Технические характеристики вольтметра
- Устройство амперметра и вольтметра
- Рекомендации по выбору
- Используемые приборы
- Принцип действия прибора
- Меры безопасности
- Электрическое напряжение. Определение, виды, единицы измерения
- От чего зависит напряжение?
- Самодельные устройства
- Как правильно эксплуатировать
- Аналоговое устройство
- Конструктивные особенности
- Правила безопасности
- Вольтметр переменного тока
- Какие бывают типы вольтметров
- Принцип работы
- ЭДС и напряжение: разница
- Сферы применения
- Чем отличается от амперметра?
- Измерение напряжения в сети
- Постоянного тока
- Как возникает напряжение?
- Формула закона Ома
- Маркировка
- Правила подключения вольтметра в электрическую цепь
Виды вольтметров
Вольтметры бывают двух типов:
- Переносные или переносные вольтметры, предназначенные для проверки (испытания) напряжения в сети. Как правило, такое устройство входит в конструкцию тестера, цифровые или стрелочные приборы отличаются тем, что помимо измерения напряжения выполняют функцию измерения токов нагрузки, сопротивления цепи, температуры и т д приборм, способным реагировать на малейшие отклонения параметров, не определяемые цифровым прибором.
- Стационарные устройства устанавливаются на приборных панелях в электрических распределительных щитах для управления работой оборудования, эти устройства относятся к электромагнитному типу.
Процесс измерения
На практике амперметр применяют гораздо реже, но иногда все же необходимо измерить силу тока. Обычно такая процедура применяется для определения мощности электроприбора, если нет соответствующих обозначений. Очень важно, что при измерении тока величина напряжения, приложенного к электрической цепи, не имеет значения. Измерение прибором можно проводить, разорвав цепь в любом месте.
Источником может быть простая батарея на 1,5 В, аккумулятор на 12 В или однофазная сеть на 220 В. Перед началом мезерний установка проготаливают оборудование, переводят стативные в очествое начальное прошение. Если текущее значение неизвестно, переключатели устанавливаются на максимальное значение.
Когда все готово, к одной из розеток подключают электроприбор, а к другой – провод амперметра. Если это бытовая сеть, то измерительный прибор должен отображать переменный ток и его максимальное значение. При измерении указками часто допускают ошибки, так как сам процесс ими осуществлять не очень удобно.
В этом случае гораздо удобнее пользоваться цифровыми измерительными приборами. Очень популярны мультиметры М890Г, в которых есть два диапазона измерения как переменного тока, так и постоянного. Опытные электрики обычно примерно знают параметры электрической сети, поэтому сразу устанавливают выключатели в нужное положение.
Если им неизвестны значения измеряемого тока, то на мультиметре устанавливают предельное значение, равное 10 А. Далее устройство настраивается на меньшее значение, соответствующее текущей сети.
Следует помнить, что переключение осуществляется при отключении тока от проверяемой электрической цепи. С помощью универсального прибора, выполняющего настройку вольтметра и амперметра, косвенно измеряют сопротивление подключенного прибора. Для этого дополнительно проводятся расчеты, связанные с законом Ома.
Технические характеристики вольтметра
Нормальная работа вольтметра возможна при температуре воздуха не выше 25 – 30оС при относительной влажности воздуха до 80% при атмосферном давлении 630 – 800 мм рт. Искусство. Частота питающей сети 50 Гц и смесей 220В (частотой до 400 Гц). Большое влияние на измерение оказывает форма кривой переменного напряжения электросети — синусоида с коэффициентом гармоник не более 5%.
Возможности устройства оцениваются с помощью следующих показателей:
- Сопротивление приборов.
- Диапазон месяцев просмотра
- Класс точности измерений.
- Пороги частоты напряжения переменной цепи.
Как выбрать
При выборе электроизмерительных приборов необходимо помнить, что для государственных испытаний, контроля качества, гарантийного обслуживания и проверки приборов безопасности могут использоваться только модели, включенные в Государственный реестр средств измерений.
Также имеет смысл выбирать «интеллектуальные» электроизмерительные приборы, преимущество которых в том, что с их помощью можно не только собирать, но и анализировать измерения. Такие устройства обладают высочайшей производительностью и функциональностью.
Устройство амперметра и вольтметра
Первоначально вольтметры и амперметры были только механическими, и только спустя много лет, с развитием микроэлектроники, стали выпускаться цифровые вольтметры и амперметры. Даже сейчас механические измерительные приборы по-прежнему популярны. Они, по сравнению с цифровыми, устойчивы к помехам и дают лучшее визуальное представление динамики измеряемой величины. Их внутренние механизмы остаются практически такими же, как и канонические магнитоэлектрические механизмы первых вольтметров и амперметров.
Рекомендации по выбору
Чтобы выбрать хороший вольтметр, следует разобраться в некоторых моментах:
- измерения будут проводиться в точном диапазоне.
- где и как работает вольтметр;
- нет ли надобности в иных типах измерения.
Если вы работаете с большими напряжениями, лучше всего приобрести электромеханический киловольтметр. Это устройство имеет достаточный класс точности для больших значений и отличается высокой надежностью. Электронные модели для этого случая не подходят, так как перегрузка обычно приводит к их поломке. Если работа проводится в мастерской или лаборатории, лучше приобрести стационарное оборудование. Они бывают цифровыми и электромеханическими.
Тем, кто живет в частном доме, можно посоветовать купить щит. Обычно монтируется на DIN-рейку (как устанавливается УЗО или счетчики). Стоимость изделий не очень высока, и обычно их можно найти в цифровом виде. Но если есть такое явление, как постоянные скачки напряжения, лучше приобрести электромеханический прибор, который будет и надежнее, и дешевле.
Если по каким-то причинам требуется определить показания электрической цепи в полевых условиях, лучше будет купить даже не вольтметр, а мультиметр. Если еще десятилетие назад точность таких инструментов была не слишком хорошей, то сейчас с ней проблем нет. Да и стоимость их не так высока. В то же время тестер станет отличным решением по следующим причинам.
- Возможность выбора диапазона измерения.
- Наличие удобных щупов, а также так называемых крокодилов.
- Компактные размеры. Некоторые модели обычно легко помещаются в карман.
- Возможность измерения нескольких характеристик. Мультиметры могут измерять силу тока, напряжение, сопротивление. А самые новые модели способны даже измерять температуру и прозванивать цепь при обрыве кабеля, а также проверять транзисторы.
На рынке есть как цифровые, так и аналоговые устройства. Надежность последнего будет выше, а точность ниже, поэтому иногда необходимо установить стрелку на ноль.
Используемые приборы
В каждом доме счетчик электроэнергии находится в состоянии постоянного измерения переменного напряжения, но крайне редко эти данные где-либо отображаются. Некоторые из них подключаются напрямую, другие подключаются через измерительные трансформаторы.
В практических целях для измерения уровня напряжения можно использовать:
Вольтметр — прибор для проверки разности потенциалов. На практике можно встретить как цифровые, так и аналоговые вольтметры, у которых измеренное напряжение отображается на дисплее или посредством отклонения стрелки на циферблате соответственно.
Важными параметрами при выборе как электронного, так и стрелочного вольтметра являются единицы измерения (мВ, В, кВ), рабочий диапазон и класс точности. Однако область их применения ограничена и используется, чаще всего, для лабораторных исследований, так как нет необходимости содержать один прибор для измерения одной электрической величины в бытовых и производственных нуждах.
Мультиметр или цифровой тестер – это более универсальное устройство, которое может работать с несколькими параметрами: электрический ток, сопротивление, частота, температура, напряжение и т.д. Конструктивно встречаются как цифровые, так и аналоговые модели, в некоторых из них есть возможность переключения диапазона измерений, выбора рода тока, в других мультиметрах все эти значения могут выбираться автоматически.
Осциллограф является достаточно сложным прибором для измерения разности потенциалов, так как отображает кривую измеряемой величины на цифровом или аналоговом дисплее. При этом можно расширить или уменьшить диапазон частот, чтобы учесть форму импульсных напряжений, длительность импульсов, подъем и спад кривой функции. Поэтому осциллограф для измерения напряжения применяют в высокоточных электрических цепях и устройствах, при изготовлении и испытании радиодеталей и т д.
Принцип действия прибора
Метод аналого-цифрового преобразования с двухтактным интегрированием основан на работе вольтметра. Рассмотрим работу инструмента на примере B7-35. Преобразователи, установленные в конструкции, измеряя величину напряжения постоянного и переменного тока, силу тока, сопротивление, преобразуют его в нормированное напряжение и, при использовании переменного тока, преобразуют в цифровой код.
Функциональная схема цифрового вольтметра работает на использовании 4-х трансформаторов:
- Преобразователь масштаба.
- Низкочастотный прибор, преобразующий переменный ток в постоянный.
- Преобразователь постоянного и переменного тока в напряжение.
- Преобразователь сопротивления в деньги.
Инжир. №2.Схема цифрового вольтметра
Меры безопасности
Поскольку само устройство имеет большое сопротивление, а сеть подключена параллельно, вероятность того, что при работе с ним человек получит сильный удар током, минимальна. Однако, если вольтметры используются в промышленности, часто приходится иметь дело с большими значениями напряжения и другими величинами, характеризующими электрический ток.
Необходимо быть очень осторожным при измерении напряжения в сети с помощью этого электроизмерительного прибора. Ни в коем случае нельзя прикасаться к прибору голыми руками. Перчатки из непроводящего материала, например, резины, помогут избежать несчастного случая.
Нельзя прикасаться к оголённым проводам, даже если уже известно, что напряжение в них не очень велико, например, Вольт или даже меньше.
Электрическое напряжение. Определение, виды, единицы измерения
Под электрическим напряжением понимают работу, совершаемую электрическим полем по перемещению заряда с напряжением 1 Кл (кулон) из одной точки проводника в другую.
От чего зависит напряжение?
Напряжение цепи зависит от:
Самодельные устройства
Как сделать вольтметр своими руками, зачем он нужен, как устроен, как подключить вольтметр, как пользоваться вольтметром — вот неполный перечень вопросов, возникающих у начинающих радиолюбителей и простых пользователей. Принцип работы вольтметра или принцип работы вольтметра был рассмотрен ранее при рассмотрении разных типов и типов.
При очень низких затратах вы можете сделать это самостоятельно. Основной его частью является стрелковый измерительный прибор. На шкале имеется указание натяжения — латинская буква «V». Конечно, желательно эмитерный вольтметр с размеченным изменением. В левой части шкалы должно быть о, а в правой — цифра, показывающая предельное значение напряжения, измеряемого данным прибором.
Читайте также: Пайка на процессоре Arduino: изготовление своими руками
Как правильно эксплуатировать
- Соберите информацию о технической проблеме.
- Проверить отсутствие повреждений измеряемого объекта
- Подсоединение щупов в гнезде.
- Включите устройство и выберите нужный режим. Они уточняют, будет ли измеряться постоянное или переменное напряжение.
- Измерение производится параллельно сети.
- Прочитайте результат на весах или в таблице.
Аналоговое устройство
Отличительной чертой аналогового прибора является наличие стрелочного индикатора. Конструктивно он выполнен в виде алюминиевого контура, помещенного в магнитное поле. Стрелка и ось инструмента приклеены к каркасу, на который намотана проволока.
Через пружины или подрамники, удерживающие стрелу в исходном положении, на конструкцию подается ток. Магнитное поле воздействует на рамку с различной интенсивностью. В результате возникает момент, вытягивающий стрелку из нулевого состояния.
Для стабильного положения стрелок используются демпферы. Под стрелкой расположена шкала, градуированная по штатному оборудованию. Следовательно, каждое положение стрелки соответствует своему значению напряжения. По окончании измерений ток перестает поступать на измерительную головку и стрелка возвращается в исходное положение под действием стретчера.
Структурную схему аналогового устройства можно представить в виде последовательной цепочки, состоящей из устройства ввода, усилителя тока, детектора и измерительной головки.
Технические особенности вольтметра во многом определяются чувствительностью головки. К достоинствам аналогового устройства можно отнести инерционность и помехозащищенность. Он идеально подходит для отображения динамики сигнала. Этот измеритель мгновенно показывает изменение напряжения. Например, при расчете напряжения с пульсациями тестер, интегрируя их, показывает среднее значение.
Конструктивные особенности
Существует несколько типов инструментов, которые конструктивно отличаются друг от друга. Они служат для измерения переменного и постоянного тока. По принципу действия амперметры бывают:
- электромагнитный;
- магнитоэлектрический;
- тепловыми;
- электродинамика;
- детекторы;
- индукция;
- фото- и термоэлектрические.
Из всех видов наиболее точными считаются электромагнитные и магнитоэлектрические приборы. Основой магнитоэлектрических устройств является постоянный магнит. При прохождении тока через обмотку каркаса между ним и магнитом создается вращающий момент.
К рамке присоединена стрелка, которая перемещается по шкале амперметра и показывает значение силы тока. В электродинамическом устройстве основными деталями считаются подвижная и неподвижная катушки. Они могут быть соединены между собой как последовательно, так и параллельно.
Проходящие через них токи взаимодействуют друг с другом, и подвижная катушка, соединенная со стрелкой, отклоняется. Если с помощью амперметра измеряется большая сила тока, то его подключают через трансформатор.
Правила безопасности
Стоит обратить внимание на:
- Обязательно предусмотреть заземление.
- К устройству и цепи нельзя прикасаться голыми руками.
- При возрождении непредвиденных ситуаций немедленно прекратить работу и убедиться, что измерение не имеет последствий. Например, пожара не было.
- Устройство подключается параллельно уже собранной схеме.
- Рабочее место должно быть изолировано от посторонних.
- Тестировщик должен иметь представление о технике безопасности, знать устройство устройства и принцип его действия.
- Цепь должна быть правильно собрана.
- По окончании работ устройство отсоединяют и разбирают, помещают на место хранения в соответствующий футляр. Рабочий снимает средства защиты и бережно обрабатывает руки.
Ответ на вопрос, как называется прибор для измерения электрического напряжения, очень прост, как и сама процедура. Главное, относиться к технике бережно и бережно. В этом случае оборудование прослужит всю жизнь.
Электроизмерительные приборы
— класс приборов, используемых для измерения различных электрических величин. Помимо собственно измерительных приборов, в группу электроизмерительных приборов входят и другие средства измерения — меры, преобразователи, комплексные установки.
Амперметр потребляемого тока
Вольтметр переменного тока
Вольтметр переменного тока
Широкополосные электронные вольтметры, применяемые в сетях переменного тока, имеют свои конструктивные особенности и только свою градуировку. Степень влияния на измеряемую цепь при исследовании зависит от комплекса входных параметров, это: входное активное сопротивление (Rв), при этом сопротивление должно быть наибольшим, входная емкость (Св), она должна быть минимальной Возможна и индуктивность (Lпр), она вместе создает последовательный колебательный контур, отличающийся от своей резонансной частотой.
Какие бывают типы вольтметров
Вольтметры, как и любые другие электроизмерительные приборы, классифицируются по назначению и конструкции. Подробнее на рисунке ниже:
Принцип работы
Несмотря на модификацию, преобразовательные устройства установлены во всех электроизмерительных приборах. Первый выполняет задачу преобразования измеряемых величин в сигнал, а второй — представляет их в доступном для восприятия виде. Последние устройства, как правило, имеют шкалу и стрелку или цифровую панель (дисплей).
ЭДС и напряжение: разница
Итак, ЭДС – это физическая величина, характеризующая работу, производимую любой неэлектрической силой при перемещении одиночного положительного заряда по рассматриваемой цепи. В самом обычном случае он показывает способность источника энергии создавать ту или иную разность потенциалов в двух отдельных точках цепи. Измеряется, как и напряжение, в вольтах. Отличается от него тем, что характеризует работу источника питания на холостом ходу, то есть без подключения к сети.
Когда в цепи есть ток, то она замыкается, появляется другое, более привычное слуху понятие — напряжение. Причем его можно принять как за сам источник питания на его выводах, так и на любом участке цепи. Измерение напряжения представляет собой обнаружение разности потенциалов между двумя отдельными точками. Для источника питания обычно немного меньше ЭДС, когда он включен в цепь потребления. По сути, ЭДП и напряжение — это одно и то же, с той лишь разницей, что физический процесс порождает появление разности потенциалов между двумя точками, в которых производится измерение.
Сферы применения
Электроизмерительные приборы нашли свое применение в различных областях – помимо научных исследований, они используются как в промышленности и энергетике, так и на транспорте, в связи и медицине. Также электроизмерительные приборы повсеместно используются в быту для учета электроэнергии.
Сегодня более популярны цифровые приборы, так как, помимо повышенной точности и чувствительности к измеряемой величине, они обладают компактностью и широким диапазоном измерений. Аналоговые устройства в основном используются в качестве учебных пособий.
Чем отличается от амперметра?
Теперь попробуем разобраться в отличиях вольтметра от амперметра, ведь эти приборы очень часто путают. Для начала необходимо понять, что амперметр используется для определения значений тока. Вольтметр – для напряжения.
Второе отличие этих устройств связано с внутренним сопротивлением, которое присутствует и там, и там. Сопротивление амперметра должно быть как можно меньше. Это становится возможным благодаря наличию резистора, называемого шунтом. Суть его работы в том, что он берет на себя всю электрическую нагрузку, а это дает возможность обеспечить максимально точные показания прибора. А внутреннее сопротивление вольтметра максимально велико, что позволяет получать точные измерения напряжения.
Третье входное измерение – метод приборов ко электроцепи. Работа амперметра руководителя при комплекте концессионного типа. И здесь категорически нельзя допускать прямого контакта с токовыводами или источником питания. В противном случае устройство сломается или произойдет короткое замыкание. А при работе с вольтметром такой контакт допускается. И способ подключения здесь будет не последовательным, а параллельным.
Измерение напряжения в сети
Для корректного выполнения измерения напряжения необходимо точно представлять принцип и объект исследования. Следовательно, следует отметить, что напряжение представляет собой такую электрическую величину, которая показывает разницу заряда между двумя электрическими точками. Например, если в одной точке заряд +35 В, а в другой +310 В, то разница между этими точками 310 – 35 = 275 В, это и есть напряжение. Соответственно, измерение напряжения можно производить только относительно чего-либо, поэтому используются две точки одновременно.
Если говорить о падении напряжения на каком-либо объекте или участке цепи, то измерение напряжения проводят относительно концов устройства или цепи, точек соединения и т д. При этом важно учитывать, что цифровой вольтметр или мультиметр в режиме измерения считается бесконечным сопротивлением или обрывом цепи.
Падение напряжения возможно только при протекании тока, поэтому последовательное включение вольтметра с измеряемым объектом недопустимо, так как через него перестанет протекать ток. Аналоговый или электронный вольтметр необходимо подключать только параллельно измеряемому сигналу.
С практической точки зрения следует отметить, что аналоговые модели измерительных приборов имеют входное сопротивление, равное 10 – 20 кОм, а современные мультиметры могут похвастаться 1МОм. Поскольку ток утечки может протекать через входное сопротивление измерительного устройства, этот делитель напряжения вызовет снижение точности измерения. Следовательно, чем ближе входное сопротивление к бесконечности, тем точнее используемый вами прибор.
Важно отметить, что измерения проводятся под напряжением, поэтому существует риск поражения электрическим током. Поэтому важно соблюдать элементарные меры предосторожности. Далее рассмотрим порядок выполнения измерений при постоянном и переменном напряжении.
Постоянного тока
Для цепи спасательного тока:
- Поверните переключатель мультиметра в положение постоянного напряжения. На панели латинская буква V обозначается символом «=», знаками «+ и –», а также может обозначаться аббревиатурой DC.
- Выберете нужный предел изменения, который будет максимально близок к принятому номинальному значению, но выше измеренного.
- Установить щупы в очень земных – черный ко видам COM, красный ко видам V.
- Прикрепите щупы мультиметра сразу к двум точкам – красный к плюсу, черный к минусу. Если вы заранее не знаете положение потенциалов, а на дисплее прибора отображается отрицательное значение, нужно просто поменять полярность подключения.
На дисплее вы увидите показания вольтметра, если значение слишком мало, переключите рукоятку на меньший диапазон измерений. Применяя пробники, старайтесь избегать большого переходного сопротивления, иначе они приведут к заметным ошибкам измерения.
Как возникает напряжение?
Все вещества состоят из атомов, которые представляют собой положительно заряженное ядро, вокруг которого с большой скоростью вращаются более мелкие отрицательные электроны. В целом атомы нейтральны, так как число электронов совпадает с числом протонов в ядре.
Однако если от атомов отнять некоторое количество электронов, то они будут стремиться притянуть такое же количество, образуя вокруг себя положительное поле. Если добавить электроны, то будет их избыток и отрицательное поле. Формируются потенциалы – положительные и отрицательные.
Чем больше величина перепадов – разность потенциалов – тем сильнее будут перетягиваться электроны из материала с их избыточным содержанием в материал с их недостатком. Тем сильнее будет электрическое поле и его напряжение.
Если совместить потенциалы с разными зарядами проводников, то будет электрический ток — направленное движение носителей заряда, стремящихся устранить разность потенциалов. При перемещении зарядов по проводнику силы электрического поля совершают работу, характеризуемую понятием электрического напряжения.
Формула закона Ома
Его опыты были направлены на изучение такой физической величины, как сопротивление, в результате чего в 1826 году он стал автором закона, не утратившего своей актуальности и по сей день. Из своих опытов Ом вывел, что в верхнем цепях сила тока может возрастать с разной скоростью, и это происходит при большем увеличении напряжения.
Также Ом пришел к выводу, что каждый проводник обладает индивидуальными свойствами проводимости.
Сопротивление обозначается латинской R и измеряется в Омах. Сопротивление – физическая величина, характеризующая свойства проводника влиять на протекающий по нему ток. Оно прямо пропорционально напряжению в сети и обратно пропорционально силе тока. В виде этого закона можно записать R = U/I, где U — напряжение, а I — сила тока. 1 Ом равен 1 Вольту, деленному на 1 Ампер.
Запомните! Реостат – устройство, дающее возможность изменять сопротивление. В первую очередь это влияет на параметр R в цепи, а, следовательно, на 2 другие величины, описанные в законе Ома. Силу тока может помочь определить амперметр.
Раздвижной реостат
Из формулы закона Ома можно вывести практически любую зависимость, связанную с электричеством. Также существует понятие удельного сопротивления проводника — физической величины, которая показывает, каким сопротивлением будет обладать проводник из определенного вещества. Эта величина обозначается буквой ρ и через нее также можно найти сопротивление в цепи как произведение удельного сопротивления и длины проводника, деленное на площадь его поперечного сечения.
Важно! В виде форума нахождение сопротивления через удельное решение выглядит так: R = ρ*(l/S), где l — длина проводника, а S — площадь поперечного сечения.
Вам это будет интересно Сколько 1 ампер в киловаттах
Измеряйтесь в Омах, умноженных на метр: ρ = Ом*м.
Ом и формула
Маркировка
Выбор больших комплектов категории вечерних вольтметров, при выборе которых следует обратить внимание на его маркировку. Особенно важной будет первая буква:
- Д – значит, перед вами устройство электродинамического типа;
- М – магнитоэлектрического типа;
- С – электростатический;
- Ц – устройство-выпрамитель;
- Щ или Ф – электронный;
- Э – электромагнитный;
- Т – термоэлектрический.
Если речь идет о радиоизмерительном вольтметре, то маркировка там будет другая. Он начинается с буквы В, за которой следует цифра, обозначающая тип. И после этого появятся символы модели устройства.
Правила подключения вольтметра в электрическую цепь
- Зажимы вольтметра необходимо подключить к точкам цепи, между которыми необходимо измерить напряжение. Такое соединение называется параллельным.
- Один из выводов вольтметра имеет знак «+». Провод, подключенный к этому зажиму, необходимо соединить с проводом, идущим от положительного полюса источника тока (рисунок 4). При неправильном подключении прибора стрелка вольтметра просто начнет отклоняться в другую сторону.