Электрическая схема вольтметра: Схемы вольтметров в каталоге схем и документации на QRZ.RU

Важно! Вольтметр переменного тока показывает действующее значение напряжения. При синусоидальной форме его величина в √3 (1,7) меньше амплитудного.

Расширение пределов измерения производится включением через разделительный или автотрансформатор, а также использованием добавочного сопротивления. Его величина рассчитывается аналогично измерениям в сети постоянного тока.

При использовании разделительного трансформатора показания прибора умножаются на коэффициент трансформации n=U1/U2.

Схема включения вольтметра и амперметра через трансформаторы

Подключение вольтметра необходимо производить по определённым схемам. Это делается для того, чтобы показания прибора соответствовали параметрам сети.

Видео

2.1. Принципиальная схема цифрового вольтметра (АЦП)

АЦП формирует на выходе напряжение от 0 до 5 В, а рабочие уровни напряжений на выводах последовательного порта составляют около 12 В. Для решения этой проблемы применены три стабилитрона D4, D5, D6 на напряжение 4,7 В и два резистора R4, R5 по 8,2 кОм каждый. Интегральный стабилизатор 78L05 формирует напряжение 5 В из сигнала линии TD. Перед ним в схему включен импульсный диод D7.

Рис. 2.1.1. Принципиальная схема цифрового вольтметра

АЦП на базе микросхемы TLC1549 (рис. 2.1.1), который используется в предлагаемом устройстве сопряжения датчиков с компьютером, является 10-разрядным (имеет разрядность 10 бит). Микросхема имеет один аналоговый вход ANALOG IN. Подключение такого АЦП к компьютеру осуществляется с помощью кабеля DB9M-DB9F.

АЦП предназначен для работы с входными напряжениями в диапазоне от 0 В до так называемого опорного напряжения. Если вывод REF- микросхемы TLC1549 подключен к выводу GND, а значит и к общему проводу, то напряжение на входе IN микросхемы, равное напряжению на входе REF-, преобразуется на выходе в код, соответствующий нулю (0000000000), а напряжение, равное напряжению на входе REF+, определяется как равное напряжению полной шкалы и преобразуется на выходе в число 1023 (1111111111).

Довольно часто в стабилизаторах напряжения используют стабилитроны, но им присущи недостатки, не позволяющие использовать их в качестве точного источника опорного напряжения. Для этих целей лучше подходят интегральные источники опорного напряжения (ИОН). В качестве такого ИОН в схеме используется микросхема LM385, рассчитанная на напряжение 2,5 В (точность 1-2%). Поэтому для того, чтобы на вход АЦП можно было подавать напряжение от 0 до 5 В (такими будут напряжения на выходах датчиков), применен входной каскад, который представляет собой делитель напряжения из двух резисторов R1 и R2 (сопротивление каждого равно 100±1 кОм).

Данилов О. Е. Аналого-цифровой преобразователь как базовый элемент учебного компьютерного измерительного комплекса с аналоговыми датчиками физических величин [Текст] / О. Е. Данилов // Молодой ученый. — 2013. — № 4. — С. 114-119.

Данилов О. Е. Программное обеспечение цифрового вольтметра на базе микросхемы TLC1549 [Текст] / О. Е. Данилов // Молодой ученый.

Электрическая Схема Амперметра – tokzamer.ru

Если есть амперметр а шунта к нему нет то его можно сделать самостоятельно. Устройство начинает функционировать, когда по цепи проходит ток.


Во многих применениях удобны проходные измерительные трансформаторы тока, у которых магнитопровод и вторичная обмотка изолированы и расположены внутри проходного корпуса, через окно которого проходит медная шина с измеряемым током. Установка на ноль и калибровка, как и в первой схеме, осуществляется резисторами R4 и R5.

Электродинамические В этом варианте устанавливают рядом две катушки.
Подключение амперметра и вольтметра к ЗУ. Connecting the ammeter and voltmeter to the charger.

Нужен отрезок примерно 30 см, его нужно зачистить полностью от изоляции. Ферродинамические устройства необходимы для стрессовой среды с повышенным магнитным полем.

Принципиальная схема вольтметра

Однако в некоторых ситуациях ее вполне достаточно. Чтобы точнее уяснить, понадобится схема подключения амперметра. Также их могут использовать в строительстве, в автомобильном и другом транспорте, в научных целях.

Существенный недостаток — их высокая стоимость. Начнем с вольтметра.

Узнать же значения тока необходимо, это касается работы с высоковольтными и обычными сетями.

Сначала, не подключая нагрузку, регулировкой резистора R5 устанавливаем его показания на ноль. Определение постоянного тока Подобный вид электричества проходит через различные электронные схемы.

Если речь идет об индивидуальном шунте для конкретного прибора, то все, конечно, проще. Далее смотрим на наш амперметр и на самодельном шунте передвигаем контакты амперметра, приближаем или удаляем их друг от друга так чтобы показания на обоих амперметрах были одинаковые.

Читайте дополнительно: Как подключить электричество на участке без построек

Микросхема СА3162Е

А для опроса, то есть, последовательного переключения, используются общие анодные выводы. Кроме того шунт можно сделать не только из медного провода.

Они помогут человеку, не сильно увлекающемуся радиоэлектроникой, самостоятельно определить, к примеру, время, на которое хватит зарядки аккумулятора от фотоаппарата. И редко опускается ниже 6V, разве только падает до нуля при полном отключении. Здесь используется светодиодная индикация на табло из трех семисегментных индикаторов с общими анодами.

Лыжин Р. Эту величину, как правило, указывают в процентах.

Отличаются разметка и сопротивление индукционной катушки. Но в автомобиле напряжение редко бывает более 18V больше 14,5V уже неисправность.

На первой картинке показано, как подключается амперметр последовательно. И редко опускается ниже 6V, разве только падает до нуля при полном отключении. Применение измерительных трансформаторов позволяет расширить пределы измерения приборов, то есть появляется возможность измерять большие напряжения и токи при помощи низковольтных и слаботочных приборов. В контактном исполнении обеспечивается повышенная чувствительность.

Общие сведения о приборе

В этой публикации рассказано о том, как подключить амперметр правильно, выполнить необходимые операции в безопасном режиме. Естественно лишь те, которые, так или иначе, занимаются созданием генерацией и дальнейшим потреблением электрической или тепловой энергии. Отличия вольтметра от амперметра Для начала давайте просто разберем этимологию слов.

Налаживание цифрового вольтметра и амперметра В общем-то оно совсем несложное. Важным моментом является то, что измеряемый ток сильно зависит от общего сопротивления цепи. Я это делал с помощью мультиметра. На этом основные виды амперметров можно считать исчерпанными.

На первой картинке показано, как подключается амперметр последовательно. Регулируя напряжение на выходе источника, резистором R5 настраиваем калибровку прибора так, чтобы его показания совпадали с показаниями мультиметра. В домашних условиях он приносит не меньше пользы. С переменными показателями уместнее работать при помощи индукционных, детекторных устройств.
Шунтирование амперметра. Самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Микросхема СА3162Е для цифровых вольтметра и амперметра

Далее с измерителя снимаются показатели.

Такой прибор подходит для измерения постоянного тока. Теперь потребуется постоянный резистор сопротивлением 20 От и мощностью не ниже 5W. Главная Как подключить аналоговый амперметр?

Устройство начинает функционировать, когда по цепи проходит ток.

Для успешного решения этих и других задач нужен подходящий измерительный прибор. Практически амперметр сработает в роли милливольтметра. Бесконтактный способ измерения тока Без особой необходимости вряд ли нужно нарушать целостность качественных кабелей. Сначала, не подключая нагрузку, регулировкой резистора R5 устанавливаем его показания на ноль.

Читайте дополнительно: Энергопаспорт учреждения что это такое

Цифровые приборы, не боятся незначительных механических ударов, которые возможны от работающего рядом оборудования. В этом случае позиция якоря находится вдоль силовых линий, проходящих вдоль магнита. Бесконтактный способ измерения тока Без особой необходимости вряд ли нужно нарушать целостность качественных кабелей.

Приборы со стрелочной головкой[ править править код ] Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол крена, пропорциональный величине измеряемого тока. В таких ситуациях на практике измерители тока попросту выходят из строя. Правильно, первый измеряет силу, а второй напряжение. При малом сопротивлении амперметра мала и мощность потерь в нем. В таком случае через прибор пройдет ток, аналогичный электричеству в измеряемой сети.

Схемы подключения амперметра

Иные приспособления обычно являются универсальными в применении. При покупке рекомендуется изучить официальные инструкции производителя. Устройство и принцип действия магнитоэлектрического прибора На двух схемах цифрой 1 обозначен источник поля, которое поворачивает катушку 3 , жестко закрепленную на центральной оси.

А для опроса, то есть, последовательного переключения, используются общие анодные выводы. Их преимуществом является то, что для работы не требуется подключение питания, так как они пользуются электричеством от измеряемой цепи. Вторая — фиксируется неподвижно.
КАК ВРЕЗАТЬ В ЭЛЕКТРО ЦЕПЬ АМПЕРМЕТР

Электрическая схема включения вольтметра в электрическую цепь

Напряжение – с этим термином мы довольно часто сталкиваемся в повседневной жизни. Иногда нам нужно измерить напряжение в сети, чтобы понять, почему какое-либо устройство работает неудовлетворительно или лампа накаливания горит довольно тускло. Для данного рода измерений используют вольтметры. Вольтметр подключается к измеряемому устройству только параллельно, почему это так?

Как известно электрическое напряжение – это отношение работы, совершенной электрическим полем по перемещению заряда А, к величине заряда q, U=A/q. Также оно характеризует электрическое поле, которое возникает при прохождении электрического тока.

В системе международных обозначений СИ обозначается как U и измеряют в вольтах (1 В = 1 Дж/Кл). Для того чтобы измерять напряжение на устройстве необходимо параллельно к нему подключить вольтметр.

Для того, чтоб при параллельном включении снизить ток, потребляемый вольтметром и соответственно потери электрической энергии внутри устройства, внутреннее измерительное сопротивление выбирается как можно больше . Если включить вольтметр в цепь последовательно, то в связи с большим внутренним сопротивлением получим фактически разрыв цепи. То есть потери при измерении напряжения будет слишком большими, что неприемлемо, а также измерения будут некорректными. Поэтому вольтметр подключают только параллельно:

Если измеряется постоянное напряжение от 1 до 1000 мкВ могут использовать компенсаторами постоянного тока, но чаше пользуются цифровыми вольтметрами . Значения от десятков милливольт до сотен вольт измеряют приборами таких систем как: электромагнитной, электродинамической, магнитоэлектрической. Также не брезгуют и электронными аналоговыми и цифровыми вольтметрами. Также при измерении могут использовать добавочные сопротивления:

Где Rv – это внутреннее сопротивление вольтметра, Rдоб1…3 – добавочные сопротивления, UmV – максимальное которое может измерять сам вольтметр, а U1…3 – которые он может измерять с добавочными сопротивлениями.

Сопротивления добавочных резисторов определяется по формуле:

Где m – масштабный коэффициент.

Если проводят измерения постоянных напряжений в несколько киловольт, то в большинстве случаев используют вольтметры электростатические, реже используют измерительные устройства других систем подключаемых через делитель:

Где резисторы R₁, R₂ — резисторы выполняющие роль делителя, R_изм. – измерительное сопротивление, с которого снимается напряжение.

Если измеряют переменные напряжения до единиц вольт, то используют аналоговыми, выпрямительными и цифровыми устройствами. От единиц до сотен вольт и частотном диапазоне до нескольких десятков килогерц применяют выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы. Если частота достигает нескольких десятков мегагерц, то в таком случае напряжение измеряют термоэлектрическими и электростатическими приборами.

В действующих значениях, как правило градуируют шкалы приборов для измерения величин переменного тока. Поэтому при измерении необходимо это учитывать (если необходимо измерять амплитудные и средние значения, то их как правило пересчитывают по соответствующим формулам).

При проведении измерении в сетях переменного тока напряжением выше 1000 В могут использоваться как делители, так и трансформаторы напряжения или измерительные трансформаторы. Чаще используют трансформаторы, так как трансформатор не только понижает значение напряжения, но потенциально разделяет измерительную цепь от силовой. Измерения могут проводится теми же приборами, что и в выше описанных случаях. Схема включения приведена ниже:

Где FU1, FU2 – предохранители, защищающие измерительную цепь от короткого замыкания.

Внешний вид трансформатора однофазного:

Как видим, при проведении измерение различного рода напряжений могут использоваться как различного рода приборы (цифровые, аналоговые и т.д.), так и устройства (делители, трансформаторы). При проведении измерений важно учитывать каждый способ проведения измерений, для получения как можно более точного результата, а также корректного проведения измерительных работ.

Вольтметр – это прибор, назначение которого измерять электродвижущую силу (ЕДС) на определенном участке электрической цепи, или проще – прибор для измерениянапряжения (разность электрических потенциалов). Этот прибор всегда подключается параллельно элементу питания или нагрузке. Измеренное значение вольтметр показывает в Вольтах.

Если говорить об идеальном вольтметре, то он должен обладать бесконечным внутренним сопротивлением, чтобы точно измерять напряжение и не оказывать побочного воздействия на цепь. Именно поэтому в приборах высокого класса стараются сделать максимально возможным внутреннее сопротивление, от которого зависит точность измерения и помехи, создаваемые вольтметром в электрической цепи.

Рисунок — Формулы измерения напряжения

Если говорить о способе монтажа, то вольтметры подразделяют на три основные группы:

Как становится ясно из названия, стационарные приборы используются там, где необходим постоянный контроль, щитовые – в распределительных щитках и на приборных панелях, а переносные – в компактных приборах, которые можно использовать в любом месте.

Рисунок — Схема подключения вольтметра

Посмотрите видео о подключении вольтметра:

По назначению все вольтметры делятся

Вольтметры переменного тока, как и постоянного используются для измерений в сетях с соответствующим типом тока, а вот селективные – могут отделять гармоническую составляющую сложного сигнала, и определять среднеквадратическое значение напряжения.

Импульсный вольтметр обычно используют для измерений амплитуды постоянных импульсных сигналов, а также они способны точно определить амплитуду одиночного импульса.

Фазочувствительные приборы могут измерять изменения составляющих комплексных напряжений, благодаря чему становится возможным точное исследование амплитудно-фазовой характеристики усилителей, и прочих подобных схем.

По принципу действия различают электронные (цифровые или аналоговые), и электромеханические вольтметры (электромагнитные, термоэлектрические, а также магнитоэлектрические, электродинамические и электростатические).

Все электромеханические приборы, за исключением термоэлектрических, по сути, являются обычным измерительным механизмом с показывающим устройством. Во всех них для расширения пределов измерений применяются дополнительные сопротивления.

Приборы данной категории, не смотря на довольно высокое внутреннее сопротивление, имеют относительно большую погрешность, что делает невозможным их использование в ходе экспериментов и исследований, где требуется повышенная точность данных.

Термоэлектрический вольтметр использует для замеров электродвижущую силу одной или нескольких термопар, которые греются из-за тока входящего сигнала. Они более точны и компактны, в сравнении с электромеханическими измерителями напряжения.

Электронные вольтметры в свою очередь подразделяются на цифровые и аналоговые.

Цифровой вольтметр преобразует постоянное значение напряжения в цифровой сигнал, который и выводится на табло прибора. Делается это при помощи аналого-цифрового преобразователя.

В аналоговых вольтметрах помимо магнитоэлектрического измерителя и дополнительных резисторов в обязательном порядке присутствует измерительный усилитель, позволяющий в несколько раз повысить внутреннее сопротивление прибора, и соответственно – улучшить точность показаний.

Рассмотрим несколько вольтметров разных производителей

1. В3-57 — микровольтметр

Измерительное устройство модели В3-57 — вольтметр-преобразователь среднеквадратич. показаний. Разработан для замеров среднеквадратич. значения напряжений произвольной формы и их линейного преобразован. в напряжение постоян. тока. Шкала прибора промаркирована в среднеквадратич. значениях напряжения и децибелах (от 0 дБ и до 0,775 В). Используется при контроле и наладке разнообразных радиотелетехнических устройств и средств связи, вычислении частотных характеристик широкополосных аппаратов, обследованиях шумовых устойчивых сигналов и т. д.

— Пределы замеров напряжений 10 мкВ — 300 В с граничными зонами: 0,03-0,1-0,3-1-3-10-30-100-300мВ 1-3-10-30-100-300В

— Границы частот 5 Гц — 5 МГц

— Допустимая погрешность, %: ±1 (30-300 мВ), ±1,5 (1-10 мВ), ±2,5 (0,1-0,3 мВ и 1-300 В), ±4 (0,03 мВ)

— Входное сопротивл.5 МОм ±20%

— Входная емкость: 27пФ (0,03-300 мВ) и 12 пФ (1-300 В)

— Напряжение на выходе линейного преобразоват. 1 В

— Сопротивление на выходе линейного преобразоват. 1 кОм ±10%

— Предельный коэфф. амплитуды сигнала 6*(Uk/Ux)

2.Вольтметры переменного напряжения АКИП-2401

— Измерение ср.квадратического значения переменного напряжения

— Диапазон частот: 5 Гц…5 МГц

— Диапазон измерения напряжения: 50 мкВ…300 В (6 пределов)

— Два измерительных ВЧ входа: Кан1 / Кан2

— Максимальное разрешение: 0,0001 мВ

— Отображение уровня входного сигнала в дБн, дБм, Uпик

— Автоматический или ручной выбор пределов измерений, удержание результата (Hold)

3. Вольтметр В7-40/1

Высококачественный цифровой универсальный прибор, предназначенный для измерения постоянного и переменного напряжений, силы токов и сопротивления постоянному току. вольтметр В7-40/1 применяется при производстве радиоаппаратуры и электрорадиоэлементов, при научных и экспериментальных исследованиях, в лабораторных и цеховых условиях. Встроенный в вольтметр В7-40/1 интерфейс IEEE 488 позволяет успешно использовать его в составе автоматизированных информационно — измерительных систем.

Вольтметр В7-40/1 соответствует жестким условия эксплуатации.

— Точность измерения по постоянному току вольтметра В7-40/1 — 0,05 %

— Максимальная разрешающая способность В7-40/1 — 1 мкВ; 10 мкА; 1 мОм

— Диапазоны 0,2; 20; 200; 1000 (2000) В

— Разрешение 1, 10, 100 мкВ; 1; 10 мВ

— Основная погрешность измерения ±(0,04 %+ 5 ед. мл. р)

— на диапазоне 0,2 В не менее 1 ГОм

— на диапазоне 2 В не менее 2 ГОм

— на диапазонах 200….1000 В, не менее 10 МОм

Ещё одно видео о способе подключения вольтметра:

Постоянный ток не меняет направления во времени. Примером может служить батарейка в фонарике или радиоприемнике, аккумулятор в автомобиле. Мы всегда знаем, где положительная клейма источника питания, а где отрицательная.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения. Такой ток протекает в нашей розетке, когда мы к ней подключаем нагрузку. Тут нет положительного и отрицательного полюса, а есть только фаза и ноль. Напряжение на нуле близко по потенциалу с потенциалом земли. Потенциал же на фазовом выводе меняется с положительного до отрицательного с частотой 50 Гц, го есть ток под нагрузкой будет менять свое направление 50 раз в секунду.

В течение одного периода колебания величина тока повышается от нуля до максимума, затем уменьшается и проходит через ноль, а потом совершается обратный процесс, но уже с другим знаком.

Получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного: меньше потерь энергии, С помощью трансформаторов мы можем легко менять напряжение переменного тока.

При передаче большого напряжения требуется меньший ток для той же мощности. Это позволяет использовать более тонкие довода. В сварочных трансформаторах используется обратный процесс — понижают напряжение для повышения сварочного тока.

Измерение постоянного тока

Чтобы в электрической цепи измерить ток, необходимо последовательно с приемником электроэнергии включить амперметр или миллиамперметр. При этом, чтобы исключить влияние измерительного прибора на работу потребителя, амперметр должен обладать очень малым внутренним сопротивлением, чтобы практически его можно было бы принять равным нулю, чтобы падением напряжения на приборе можно было бы просто пренебречь.

Включение амперметра в цепь — всегда последовательно с нагрузкой. Если подключить амперметр параллельно нагрузке, параллельно источнику питания, то амперметр просто сгорит или сгорит источник, поскольку весь ток потечет через мизерное сопротивление измерительного прибора.

Шунт

Пределы измерения амперметров, предназначенных для проведения измерений в цепях постоянного тока, расширяемы, путем подключения амперметра не напрямую измерительной катушкой последовательно нагрузке, а путем подключения измерительной катушки амперметра параллельно шунту.

Так через катушку прибора пройдет всегда лишь малая часть измеряемого тока, основная часть которого потечет через шунт, включенный в цепь последовательно. То есть прибор фактически измерит падение напряжения на шунте известного сопротивления, и ток будет прямо пропорционален этому напряжению.

Практически амперметр сработает в роли милливольтметра. Тем не менее, поскольку шкала прибора градуирована в амперах, пользователь получит информацию о величине измеряемого тока. Коэффициент шунтирования выбирают обычно кратным 10.

Шунты, рассчитанные на токи до 50 ампер монтируют непосредственно в корпуса приборов, а шунты для измерения больших токов делают выносными, и тогда прибор соединяют с шунтом щупами. У приборов, предназначенных для постоянной работы с шунтом, шкалы сразу градуированы в конкретных значениях тока с учетом коэффициента шунтирования, и пользователю уже не нужно ничего вычислять.

Если шунт наружный, то в случае с калиброванным шунтом — на нем указывается номинальный ток и номинальное напряжение: 45 мВ, 75 мВ, 100 мВ, 150 мВ. Для текущих измерений выбирают такой шунт, чтобы стрелка отклонялась бы максимум – на всю шкалу, то есть номинальные напряжения шунта и измерительного прибора должны быть одинаковыми.

Если речь идет об индивидуальном шунте для конкретного прибора, то все, конечно, проще. По классам точности шунты делятся на: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5 — это допустимая погрешность в долях процента.

Шунты изготавливают из металлов с малым температурным коэффициентом сопротивления, и обладающих значительным удельным сопротивлением: константан, никелин, манганин, – чтобы когда протекающий через шунт ток нагревает его, это не отражалось бы на показаниях прибора. Еще для снижения температурного фактора при измерениях, последовательно с катушкой амперметра включают добавочный резистор из материла такого же рода.

Измерение постоянного напряжения

Чтобы измерить постоянное напряжение между двумя точками цепи, параллельно цепи, между этими двумя точками, подключают вольтметр. Вольтметр включается всегда параллельно приемнику или источнику. А чтобы подключенный вольтметр не оказывал влияния на работу цепи, не вызывал бы снижения напряжения, не вызывал потерь, – он должен обладать достаточно высоким внутренним сопротивлением, чтобы током через вольтметр можно было бы пренебречь.

Добавочный резистор

И чтобы расширить пределы измерения вольтметра, последовательно с его рабочей обмоткой включается добавочный резистор, чтобы только часть измеряемого напряжения приходилась бы непосредственно на измерительную обмотку прибора, пропорционально ее сопротивлению. А при известном значении сопротивления добавочного резистора, по зафиксированному на нем напряжению легко определяется полное измеряемое напряжение, действующее в данной цепи. Так работают все классические вольтметры.

Коэффициент, появляющийся в результате добавления добавочного резистора, покажет, во сколько раз измеряемое напряжение больше напряжения, приходящегося на измерительную катушку прибора. То есть пределы измерения прибора зависят от величины добавочного резистора.

Добавочный резистор встраивается в прибор. Для снижения влияния температуры окружающей среды на измерения, добавочный резистор изготавливают из материала обладающего малым температурным коэффициентом сопротивления. Поскольку сопротивление добавочного резистора во много раз больше сопротивления прибора, то и сопротивление измерительного механизма прибора в итоге не зависит от температуры. Классы точности добавочных резисторов выражаются аналогично классам точности шунтов — в долях процентов обозначают величину погрешности.

Чтобы еще больше расширить пределы измерения вольтметров, применяют делители напряжения. Это делается для того, чтобы при измерении на прибор приходилось напряжение, соответствующее номиналу прибора, то есть не превышало бы предел на его шкале. Коэффициентом деления делителя напряжения называется отношение входного напряжения делителя к выходному, измеряемому напряжению. Коэффициент деления берут равным 10, 100, 500 и более, в зависимости от возможностей применяемого вольтметра. Делитель не вносит большой погрешности, если сопротивление вольтметра также высоко, а внутреннее сопротивление источника мало.

Измерение переменного тока

Чтобы точно измерить прибором параметры переменного тока, необходим измерительный трансформатор. Измерительный трансформатор, применяемый в целях измерений, к тому же дает персоналу безопасность, поскольку благодаря трансформатору достигается гальваническая развязка от цепи высокого напряжения. Вообще, техника безопасности запрещает подключать электроизмерительные приборы без таких трансформаторов.

Применение измерительных трансформаторов позволяет расширить пределы измерения приборов, то есть появляется возможность измерять большие напряжения и токи при помощи низковольтных и слаботочных приборов. Так, измерительные трансформаторы бывают двух типов: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Измерительный трансформатор напряжения

Чтобы измерить переменное напряжение применяют трансформатор напряжения. Это понижающий трансформатор с двумя обмотками, первичная обмотка которого присоединяется к двум точкам цепи, между которыми нужно измерить напряжение, а вторичная — непосредственно к вольтметру. Измерительные трансформаторы на схемах изображают как обычные трансформаторы.

Трансформатор без нагруженной вторичной обмотки работает в режиме холостого хода, и при подключенном вольтметре, сопротивление которого велико, трансформатор остается практически в этом режиме, и поэтому можно считать измеренное напряжение пропорциональным напряжению, приложенному к первичной обмотке, с учетом коэффициента трансформации, равного соотношению количеств витков во вторичной и первичной его обмотках.

Таким образом можно измерять высокое напряжение, при этом на прибор будет подаваться небольшое безопасное напряжение. Останется умножить измеренное напряжение на коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения.

Те вольтметры, которые изначально предназначены для работы с трансформаторами напряжения, имеют градуировку шкалы с учетом коэффициента трансформации, тогда по шкале без дополнительных вычислений сразу видно значение измененного напряжения.

В целях повышения безопасности при работе с прибором, на случай повреждения изоляции измерительного трансформатора, один из выводов вторичной обмотки трансформатора и его каркас сначала заземляются.

Измерительные трансформаторы тока

Для подключения амперметров к цепям переменного тока служат измерительные трансформаторы тока. Это двухобмоточные повышающие трансформаторы. Первичная обмотка включается последовательно в измеряемую цепь, а вторичная — к амперметру. Сопротивление в цепи амперметра мало, и получается, что трансформатор тока работает практически в режиме короткого замыкания, при этом можно считать, что токи в первичной и вторичной обмотках относятся друг к другу как количества витков во вторичной и первичной обмотках.

Подобрав подходящее соотношение витков, можно измерять значительные токи, при этом через прибор всегда будут протекать токи достаточно малые. Останется умножить измеренный во вторичной обмотке ток на коэффициент трансформации. Те амперметры, которые предназначены для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, имеют градуировку шкал с учетом коэффициента трансформации, и по шкале прибора без вычислений можно легко считать значение измеряемого тока. С целью повышения безопасности персонала, один из выводов вторичной обмотки измерительного трансформатора тока и его каркас сначала заземляются.

Во многих применениях удобны проходные измерительные трансформаторы тока, у которых магнитопровод и вторичная обмотка изолированы и расположены внутри проходного корпуса, через окно которого проходит медная шина с измеряемым током.

Вторичная обмотка такого трансформатора никогда не оставляется разомкнутой, ибо сильное увеличение магнитного потока в магнитопроводе может не только привести к его разрушению, но и навести на вторичной обмотке опасную для персонала ЭДС. Чтобы провести безопасное измерение, вторичную обмотку шунтируют резистором известного номинала, напряжение на котором будет пропорционально измеряемому току.

Для измерительных трансформаторов характерны погрешности двух видов: угловая и коэффициента трансформации. Первая связана с отклонением угла сдвига фаз первичной и вторичной обмоток от 180°, что приводит к неточным показаниям ваттметров. Что касается погрешности связанной с коэффициентом трансформации, то это отклонение показывает класс точности: 0,2, 0,5, 1 и т. д. – в процентах от номинального значения.

“>

Вольтметры переменного тока – CoderLessons.com

Прибор, который используется для измерения напряжения переменного тока в любых двух точках электрической цепи, называется вольтметром переменного тока . Если вольтметр переменного тока состоит из выпрямителя, то он называется вольтметром переменного тока на основе выпрямителя.

Вольтметр постоянного тока измеряет только напряжение постоянного тока. Если мы хотим использовать его для измерения напряжения переменного тока, мы должны выполнить следующие два шага.

• Шаг 1 — Преобразование сигнала напряжения переменного тока в сигнал напряжения постоянного тока с помощью выпрямителя.

• Шаг 2 — Измерьте постоянное или среднее значение выходного сигнала выпрямителя.

Шаг 1 — Преобразование сигнала напряжения переменного тока в сигнал напряжения постоянного тока с помощью выпрямителя.

Шаг 2 — Измерьте постоянное или среднее значение выходного сигнала выпрямителя.

Мы получаем вольтметр переменного тока на основе выпрямителя, просто включив схему выпрямителя в основной вольтметр постоянного тока. Эта глава посвящена выпрямительным вольтметрам переменного тока.

Типы вольтметров переменного тока на основе выпрямителя

Ниже приведены два типа вольтметров переменного тока на основе выпрямителя.

• Вольтметр переменного тока с использованием полуволнового выпрямителя
• Вольтметр переменного тока с использованием двухполупериодного выпрямителя

Теперь давайте поговорим об этих двух вольтметрах переменного тока один за другим.

Вольтметр переменного тока с использованием полуволнового выпрямителя

Если полуволновой выпрямитель подключен впереди вольтметра постоянного тока, то вся эта комбинация вместе называется вольтметром переменного тока с использованием полуволнового выпрямителя. Блок-схема вольтметра переменного тока с использованием полуволнового выпрямителя показана на рисунке ниже.

Приведенная блок-схема состоит из двух блоков: полуволнового выпрямителя и вольтметра постоянного тока. Мы получим соответствующую принципиальную схему, просто заменив каждый блок соответствующими компонентами на приведенной выше блок-схеме. Итак, принципиальная схема вольтметра переменного тока с использованием полуволнового выпрямителя будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже.

Среднеквадратичное значение синусоидального (переменного) сигнала входного напряжения

Vэфф= гидроразрываVт SQRT2

 RightarrowVm= sqrt2Vrms

 RightarrowVm=1.414Vrms

Куда,

Vm — максимальное значение синусоидального (переменного) сигнала входного напряжения.

DC или среднее значение выходного сигнала полуволнового выпрямителя

Vпостоянноготока= гидроразрываVт р

Подставим значение Vm в приведенном выше уравнении.

Vdc= frac1.414Vrms pi

Vdc=0,45Vrms

Следовательно, вольтметр переменного тока выдает выходное напряжение, которое в 0,45 раза превышает среднеквадратичное значение синусоидального (переменного тока) сигнала входного напряжения.

Вольтметр переменного тока с использованием двухполупериодного выпрямителя

Если двухполупериодный выпрямитель подключен впереди вольтметра постоянного тока, то вся эта комбинация вместе называется вольтметром переменного тока, использующим двухполупериодный выпрямитель. Блок-схема вольтметра переменного тока с использованием двухполупериодного выпрямителя показана на рисунке ниже.

Приведенная блок-схема состоит из двух блоков: двухполупериодного выпрямителя и вольтметра постоянного тока. Мы получим соответствующую принципиальную схему, просто заменив каждый блок соответствующими компонентами на приведенной выше блок-схеме.

Итак, принципиальная схема вольтметра переменного тока с использованием двухполупериодного выпрямителя будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже.

Среднеквадратичное значение синусоидального (переменного) сигнала входного напряжения

Vэфф= гидроразрываVт SQRT2

 RightarrowVm= sqrt2Vrms

 RightarrowVm=1.414Vrms

Куда,

Vm — максимальное значение синусоидального (переменного) сигнала входного напряжения.

Постоянное или среднее значение выходного сигнала двухполупериодного выпрямителя

Vпостоянноготока= гидроразрыва2Vт р

Подставим значение Vm в приведенном выше уравнении

Vdc= frac2 times1.414Vrms pi

Vdc=0,9Vrms

Следовательно, вольтметр переменного тока выдает выходное напряжение, которое в 0,9 раза превышает среднеквадратичное значение синусоидального (переменного тока) сигнала входного напряжения.

Физика 8 класс. Измерение силы тока и напряжения. Измерение работы и мощности тока :: Класс!ная физика

Физика 8 класс. ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА В УЧАСТКЕ ЦЕПИ

Для измерения силы тока существует измерительный прибор – амперметр.

Условное обозначение амперметра на электрической схеме:

При включении амперметра в электрическую цепь необходимо знать :

1. Амперметр включается в электрическую цепь последовательно с тем элементом цепи,
силу тока в котором необходимо измерить.

2. При подключении надо соблюдать полярность: “+” амперметра подключается к “+” источника тока,
а “минус” амперметра – к “минусу” источника тока.

ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ
НА УЧАСТКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Для измерения напряжения существуют специальный измерительный прибор — вольтметр.

Условное обозначение вольтметра на электрической схеме:

При включении вольтметра в электрическую цепь необходимо соблюдать два правила:

1. Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором будет измеряться напряжение;

2.Соблюдаем полярность: “+” вольтметра подключается к “+” источника тока,
а “минус” вольтметра – к “минусу” источника тока.

___

Для измерения напряжения источника питания вольтметр присоединяют непосредственно к его зажимам.

ИЗМЕРЕНИЕ РАБОТЫ И МОЩНОСТИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

Для определения работы или мощности тока можно использовать специальный измерительный прибор – ваттметр.
При отсутствии ваттметра пользуются одновременным подключением двух измерительных приборов к нужному участку цепи: амперметра и вольтметра.

Далее проводится расчет работы и мощности тока по формулам.

P = UI ……… и ……. A = UIt

ОПРЕДЕЛИ !

1. Что изменилось на участке цепи, если включенный параллельно вольтметр
показывает уменьшение напряжения?

___

2. Какими способами можно определить напряжение в городской сети,
имея в своем распоряжении любые приборы, кроме вольтметра?

Устали? – Отдыхаем!

Вольтметр универсальный цифровой В7-38.

Предназначен для измерения напряжений постоянного и переменного токов, а также силы тока и споротивления.

Принцип работы прибора основан на преобразовании любой измеряемой величины в нормированное постоянное напряжение и последующем преобразовании этого напряжения в пропорциональный ему временной интервал, величина которого оценивается и индуцируется цифровым способом.

Коммутатор 1 служит для подключения входных клемм ко входам того или иного тракта или иного элемента. Он является механическим и выведен на лицевую панель прибора.

Входные делители постоянного и переменного напряжения осуществляют пропорциональное уменьшение измеряемой величины. Преобразователь переменное напряжение-постоянное напряжение осущесвтляет простое выпрямление и последующую фильтрацию переменного напряжения. Преобразователь сопротивление-постоянное напряжение позволяет перевести величину измеряемого сопротивления в эквивалентную ему величину постоянного напряжения. Коммутатор 2: в зависимости от выбранного режима измерения подключает выход одного из трактов ко входу АЦП. АЦП осущесвтляет перевод величины постоянного напряжения в соответствующий ей цифровой код.

Входом вольтметра при измерениях напряжения и сопротивления являются две клеммы, выведенные на лицевую панель. При измерениях силы тока (постоянного или переменного) используется выносной многопредельный щуп, представляющий собой калиброванный резисторный делитель. Он осуществляет преобразование силы тока, протекающего в цепи, в эквивалентное падение напряжения, которое подводится к указанным выше входным клеммам прибора и далее оценивается как напряжение (постоянное или переменное).

Входные делители постоянного и переменного напряжений осуществляют пропорциональное уменьшение измеряемой величины с тем, чтобы привести её значение к заданному диапазону, в котором работают последующие цепи. Эти делители представляют собой наборы калиброванных резисторов, коммутируемые электронным способом при изменении пределов измерения.

Преобразователь переменное напряжение-постоянное напряжение на выходе средневыпрямленное нзначение измеряемой величины, которое для удобства последующего отсчёта пересчитывается в эффективное значение.

Принцип работы преобразователя сопротивление-постоянное напряжение основан на пропускании стабильного тока известной величины через измеряемое сопротивление.

АЦП работает по принципу двойного интегрирования, его работа синхронизирована с напряжением питающей сети. Это обеспечивает хорошую точность преобразования и позволяет устранить влияние сетевых наводок на результаты измерений.

Устройство индикации включает в себя дешифраторы и шесть семисегментных ламп, осуществляющих отображение питя десятичных цифр, запятой и знака измеряемой величины. Дешифраторы выполняют преобразование цифрового кода, получаемого на выходах АЦП в момент окончания процесса счёта, в позицию записываемого сегмента.

Источник питания цифрового вольтметра реализован на обычной схеме с понижающим силовым трансформатором, двухполупериодными диодными выпрямителями и стабилизаторами напряжений. Он формирует постоянные напряжения ±12В, -6В и _2В для питания блоков прибора, а также переменное напряжение 0,85В для цепей накала индикаторных ламп и схемы синхронизации АЦП.

Вольтметры и амперметры | Безграничная физика

Вольтметры и амперметры

Вольтметры и амперметры используются для измерения напряжения и тока соответственно.

Цели обучения

Сравнить схемы подключения амперметра и вольтметра

Основные выводы

Ключевые моменты

• Вольтметр – это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.
• Амперметр – это измерительное устройство, используемое для измерения электрического тока в цепи.
• Вольтметр подключен параллельно к устройству для измерения его напряжения, а амперметр подключен последовательно к устройству для измерения его тока.
• В основе большинства аналоговых счетчиков лежит гальванометр, прибор, который измеряет ток, используя движение или отклонение иглы. Отклонение иглы вызывается магнитной силой, действующей на провод с током.

Ключевые термины

• шунтирующее сопротивление : небольшое сопротивление R, помещенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше R должно быть; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра
• гальванометр : аналоговое измерительное устройство, обозначенное буквой G, которое измеряет ток, используя отклонение стрелки, вызванное силой магнитного поля, действующей на провод с током.

Вольтметры и амперметры измеряют напряжение и ток цепи соответственно. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами.

Вольтметры и амперметры : Краткое введение в вольтметры и амперметры для начинающих студентов-физиков.

Вольтметры

Вольтметр – это прибор, который измеряет разность электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.Аналоговый вольтметр перемещает указатель по шкале пропорционально напряжению в цепи; цифровой вольтметр обеспечивает числовой дисплей. Любое измерение, которое можно преобразовать в напряжение, можно отобразить на правильно откалиброванном измерителе; такие измерения включают давление, температуру и расход.

Вольтметр : Демонстрационный вольтметр из класса физики

Чтобы вольтметр мог измерять напряжение устройства, он должен быть подключен параллельно этому устройству.Это необходимо, потому что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов.

Вольтметр, подключенный параллельно : (a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (В) подключается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр напрямую к ЭДС без учета его внутреннего сопротивления r. (b) Используемый цифровой вольтметр

Амперметры

Амперметр измеряет электрический ток в цепи.Название происходит от названия единицы измерения электрического тока в системе СИ, ампер (А).

Чтобы амперметр мог измерять ток устройства, он должен быть последовательно подключен к этому устройству. Это необходимо, потому что последовательно соединенные объекты испытывают одинаковый ток. Их нельзя подключать к источнику напряжения – амперметры предназначены для работы с минимальной нагрузкой (которая относится к падению напряжения на амперметре, обычно составляющему небольшую долю вольта).

Амперметр серии : Амперметр (A) подключается последовательно для измерения тока.Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такие же показания, если он расположен между точками d и e или между точками f и a, как и в показанном положении. (Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС, а r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Гальванометры (аналоговые измерители)

иглы, которые поворачиваются, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков, у которых есть числовые показания.Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, обозначаемое как G . Ток через гальванометр I _G вызывает пропорциональное движение или отклонение стрелки.

Двумя важнейшими характеристиками любого гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току. Чувствительность по току – это ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, другими словами, максимальный ток, который может измерить прибор.Например, гальванометр с токовой чувствительностью 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при протекании через него 50 мкА, находится на полпути шкалы, когда через него протекает 25 мкА, и так далее.

Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то только напряжение В = IR = (50 мкА) (25 Ом) = 1,25 мВ дает показания полной шкалы. Подключив резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр для измерения широкого диапазона напряжений или токов.

Гальванометры как вольтметры

Гальванометр может работать как вольтметр, если он подключен последовательно с большим сопротивлением R . Значение R определяется максимальным измеряемым напряжением. Предположим, вам нужно 10 В для полного отклонения вольтметра, содержащего гальванометр с сопротивлением 25 Ом и чувствительностью 50 мкА. Тогда приложенное к измерителю напряжение 10 В должно давать ток 50 мкА. Общее сопротивление должно быть:

[латекс] \ text {R} _ {\ text {tot}} = \ text {R} + \ text {r} = \ frac {\ text {V}} {\ text {I}} = \ frac { 10 \ text {V}} {50 \ mu \ text {A}} = 200 \ text {k} \ Omega, [/ latex]

или:

[латекс] \ text {R} = \ text {R} _ {\ text {tot}} – \ text {r} = 200 \ text {k} \ Omega – 25 \ Omega \ приблизительно 200 \ text {k} \Омега. [/ латекс]

(R настолько велик, что сопротивление гальванометра, r, почти ничтожно.) Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение в половину шкалы, пропуская через измеритель ток 25 мкА, поэтому показания вольтметра пропорциональны к напряжению по желанию. Этот вольтметр не будет полезен для напряжений менее примерно половины вольта, потому что отклонение измерителя будет слишком маленьким для точного считывания. Для других диапазонов напряжения другие сопротивления устанавливаются последовательно с гальванометром.Многие измерители позволяют выбирать шкалы, которые включают последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Гальванометры как амперметры

Тот же гальванометр может также работать как амперметр, если он установлен параллельно небольшому сопротивлению R , часто называемому шунтирующим сопротивлением. Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного превышающие те, которые вызывают полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что нам нужен амперметр, который дает полную шкалу отклонения для 1,0 А и который содержит тот же гальванометр на 25 Ом с чувствительностью 50 мкА. Поскольку R и R включены параллельно, напряжение на них одинаковое.

Эти ИК-капли: IR = I _G r

так, чтобы: [latex] \ text {IR} = \ frac {\ text {I} _ \ text {G}} {\ text {I}} = \ frac {\ text {R}} {\ text {r }}. [/ latex]

Решая для R и отмечая, что IG составляет 50 мкА, а I равно 0.{-3} \ Omega. [/ Latex]

Нулевые измерения

Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому через измерительные устройства не протекает ток, который мог бы помешать измерению.

Цели обучения

Объясните, почему используются нулевые измерения

Основные выводы

Ключевые моменты

• Измерения напряжения и тока стандартными вольтметрами и амперметрами изменяют измеряемую цепь, внося погрешности.Вольтметры потребляют дополнительный ток, тогда как амперметры уменьшают ток.
• Нулевые измерения используются для уменьшения погрешности измеренных значений напряжения и тока.
• Потенциометр и мост Уитстона – это два метода измерения нуля.
• Потенциометр – это прибор, который измеряет неизвестное напряжение путем противодействия известному напряжению, не потребляя ток от измеряемого источника напряжения.
• Мост Уитстона – это электрическая цепь, используемая для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ветвей мостовой схемы, одна из которых включает неизвестный компонент.

Ключевые термины

• нулевые измерения : методы более точного измерения тока и напряжения путем балансировки цепи таким образом, чтобы ток не протекал через измерительное устройство
• потенциометр : прибор, который измеряет напряжение путем противодействия ему точной долей известного напряжения и без потребления тока из неизвестного источника.
• Мост Уитстона : прибор, используемый для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ножек мостовой схемы, одна ножка которой включает неизвестный компонент.

Нулевые измерения

Стандартные измерения цепей изменения напряжения и тока, вносящие числовые погрешности. Вольтметры потребляют дополнительный ток, тогда как амперметры уменьшают ток. Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому ток через измерительный прибор не протекает, а цепь остается неизменной. Нулевые измерения обычно более точны, но более сложны, чем стандартные вольтметры и амперметры. Их точность все еще ограничена.

Потенциометр

При измерении ЭДС аккумулятора и подключении аккумулятора напрямую к стандартному вольтметру, как показано на, фактическая измеренная величина – это напряжение на клеммах В. Напряжение связано с ЭДС батареи соотношением В = ЭДС – Ir , где I – протекающий ток, а r – внутреннее сопротивление батареи.

Вольтметр, подключенный к батарее : аналоговый вольтметр, подключенный к батарее, потребляет небольшой, но ненулевой ток и измеряет напряжение на клеммах, которое отличается от ЭДС батареи. (Обратите внимание, что заглавная буква E символизирует электродвижущую силу или ЭДС.) Поскольку внутреннее сопротивление батареи точно неизвестно, невозможно точно рассчитать ЭДС.

ЭДС можно было бы точно рассчитать, если бы были известны r , что бывает редко. Если бы ток I можно было сделать нулевым, тогда В = ЭДС , и ЭДС можно было бы непосредственно измерить. Однако стандартным вольтметрам для работы необходим ток.

Потенциометр – это прибор для измерения нуля для измерения потенциалов (напряжений).Источник напряжения подключен к резистору R, , пропускающему через него постоянный ток. Вдоль провода наблюдается постоянное падение потенциала (падение ИК-излучения), поэтому переменный потенциал получается через контакт вдоль провода.

Неизвестная ЭДС _x (обозначенная надписью E _x ), подключенная последовательно с гальванометром, показана на. Обратите внимание, что ЭДС _x противостоит другому источнику напряжения. Расположение точки контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль.Когда гальванометр показывает ноль, ЭДС _x = IR _x , где R _x – это сопротивление участка провода до точки контакта. Поскольку через гальванометр не протекает ток, он не проходит через неизвестную ЭДС, и определяется ЭДС _x .

Потенциометр : Потенциометр является устройством измерения нуля. (a.) Источник напряжения, подключенный к резистору с длинным проводом, пропускает через него постоянный ток I.(b) Неизвестная ЭДС (обозначенная буквой Ex) подключается, как показано, и точка контакта по R регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль. Отрезок провода имеет сопротивление Rx и сценарий Ex = IRx, где I не зависит от соединения, поскольку через гальванометр не течет ток. Таким образом, неизвестная ЭДС пропорциональна сопротивлению сегмента провода.

Стандартная ЭДС заменяется на ЭДС _x , и точка контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль, так что ЭДС _с = IR _с .В обоих случаях через гальванометр не проходит ток. Ток I через длинный провод идентичен. Принимая соотношение ЭДС _x / ЭДС _с , I отменяет, и решение для ЭДС _x дает то, что видно в.

Поскольку для R используется длинный однородный провод, соотношение сопротивлений R _x / R _с такое же, как отношение длин провода, который обнуляет гальванометр для каждой ЭДС.Три величины в правой части уравнения теперь известны или измерены, и можно вычислить ЭДС _x . В этом расчете часто меньше неопределенности, чем при прямом использовании вольтметра, но он не равен нулю. Всегда есть некоторая неопределенность в соотношении сопротивлений R _x / R _s и стандартных ЭДС. Кроме того, невозможно определить, когда гальванометр показывает ровно ноль, что вносит ошибку как в R _x , так и в R _s , а также может повлиять на текущий I .

Измерения сопротивления

Многие так называемые омметры измеряют сопротивление. Наиболее распространенные омметры прикладывают напряжение к сопротивлению, измеряют ток и вычисляют сопротивление по закону Ома. Их показания и есть это рассчитанное сопротивление. Простые конфигурации с использованием стандартных вольтметров и амперметров имеют ограниченную точность, поскольку измерители изменяют как напряжение, подаваемое на резистор, так и ток, протекающий через него. Мост Уитстона – это устройство измерения нуля для расчета сопротивления путем уравновешивания падения потенциала в цепи.Устройство называется мостом, потому что гальванометр образует мост между двумя ветвями. Для выполнения нулевых измерений в схемах используются различные мостовые устройства. Резисторы R ₁ и R ₂ точно известны, а стрелка через R ₃ указывает, что это переменное сопротивление. Можно точно прочитать значение R ₃ . При неизвестном сопротивлении Rx в цепи R ₃ регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль.

Мост Уитстона : мост Уитстона используется для расчета неизвестных сопротивлений. Переменное сопротивление R3 регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль при замкнутом переключателе. Это упрощает схему, позволяя рассчитывать Rx на основе падения ИК-излучения.

Тогда разность потенциалов между точками b и d равна нулю, что означает, что b и d имеют одинаковый потенциал. При отсутствии тока, протекающего через гальванометр, он не влияет на остальную цепь.Таким образом, ветви abc и adc параллельны, и каждая ветвь имеет полное напряжение источника. Поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение IR вдоль и должно равняться падению IR вдоль ab . Опять же, поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение ИК-излучения вдоль dc должно равняться падению ИК-излучения вдоль bc . Это уравнение используется для вычисления неизвестного сопротивления, когда ток через гальванометр равен нулю.Этот метод может быть очень точным, но он ограничен двумя факторами. Во-первых, ток через гальванометр не может быть точно равен нулю. Во-вторых, всегда есть неопределенности в R ₁ , R ₂ и R ₃ , которые вносят вклад в неопределенность в R _x .

электросчетчиков

Вольтметры

Вольтметры – это инструменты, используемые для измерения разности потенциалов между двумя точками в цепи.Вольтметр подключается параллельно измеряемому элементу, что означает создание пути переменного тока вокруг измеряемого элемента и через вольтметр. Вы правильно подключили вольтметр, если вы можете удалить вольтметр из цепи, не разрывая цепь. На схеме справа вольтметр подключен для правильного измерения разности потенциалов на лампе. Вольтметры имеют очень высокое сопротивление, чтобы минимизировать ток, протекающий через вольтметр, и влияние вольтметра на цепь.

Амперметры

Амперметры – это инструменты, используемые для измерения тока в цепи. Амперметр включен последовательно со схемой, так что измеряемый ток протекает непосредственно через амперметр. Чтобы правильно вставить амперметр, цепь должна быть разомкнута. Амперметры имеют очень низкое сопротивление, чтобы минимизировать падение потенциала через амперметр и воздействие амперметра на цепь, поэтому включение амперметра в цепь параллельно может привести к очень высоким токам и может вывести из строя амперметр.На схеме справа амперметр подключен правильно для измерения тока, протекающего по цепи.

Вопрос: На электрической схеме справа, возможно расположение амперметра и вольтметра обозначены кружками 1, 2, 3 и 4. Где должен быть расположен амперметр, чтобы правильно измерить полный ток и где должен ли вольтметр быть правильно расположен измерить общее напряжение?

Ответ: Для измерения полного тока амперметр должен быть помещен в положение 1, так как весь ток в цепи должен проходить через этот провод, а амперметры всегда подключаются последовательно.

Для измерения общего напряжения в цепи вольтметр может быть размещен либо в позиции 3, либо в позиции 4. Вольтметры всегда размещаются параллельно с анализируемым элементом цепи, а позиции 3 и 4 эквивалентны, потому что они соединены проводами ( и потенциал всегда одинаков в любом месте идеального провода).

Вопрос: На какой схеме ниже правильно показано соединение амперметра A и вольтметра V для измерения сквозного тока и разности потенциалов на резисторе R?

Ответ: (4) показывает амперметр, включенный последовательно, и вольтметр, включенный параллельно резистору.

Вопрос: По сравнению с сопротивлением измеряемой цепи внутреннее сопротивление вольтметра спроектировано так, чтобы оно было очень высоким, поэтому счетчик не будет потреблять ток из цепи

2. мало тока из цепи
3. большая часть тока от цепи
4. весь ток из схемы

Ответ: (2) вольтметр должен потреблять как можно меньше тока из схемы, чтобы минимизировать его влияние на схему, но для работы требуется небольшое количество тока.

Вольтметры и амперметры постоянного тока – College Physics

Цели обучения

• Объясните, почему вольтметр нужно подключать параллельно цепи.
• Нарисуйте схему, показывающую правильно подключенный амперметр в цепь.
• Опишите, как гальванометр можно использовать как вольтметр или амперметр.
• Найдите сопротивление, которое необходимо подключить последовательно с гальванометром, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с заданными показаниями.
• Объясните, почему измерение напряжения или тока в цепи никогда не может быть точным.

Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами. (См. (См. Рисунок).) Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, позволяют лучше понять применение последовательного и параллельного подключения.

Датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый, соответственно) в этом Volkswagen 1996 года представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств, которое, как мы надеемся, пропорционально количеству бензина в баке и температуре двигателя. (Источник: Кристиан Гирсинг)

Вольтметры подключаются параллельно к любому измеряемому напряжению устройства. Параллельное соединение используется потому, что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов.(См. (Рисунок), где вольтметр обозначен символом V.)

Амперметры подключаются последовательно к любому измеряемому току устройства. Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них. (См. (Рисунок), где амперметр обозначен символом A.)

Измерители аналоговые: гальванометры

есть стрелка, которая поворачивается, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков, которые имеют числовые показания, аналогичные ручному калькулятору. Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, обозначаемое буквой G. Ток, протекающий через гальванометр, вызывает пропорциональное отклонение стрелки. (Это отклонение происходит из-за силы магнитного поля на провод с током.)

Двумя важнейшими характеристиками данного гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току.Чувствительность по току – это ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, максимальный ток, который может измерить прибор. Например, гальванометр с чувствительностью по току имеет максимальное отклонение стрелки при прохождении через него, считывает половину шкалы при протекании через него и т. Д.

Если у такого гальванометра есть сопротивление, то при напряжении, равном только полномасштабное показание. Подключив резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр, который может измерять широкий диапазон напряжений или токов.

Гальванометр как амперметр

Тот же гальванометр можно превратить в амперметр, разместив его параллельно небольшому сопротивлению, часто называемому шунтирующим сопротивлением, как показано на (Рисунок). Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного превышающие токи, вызывающие полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что необходим амперметр, который дает полное отклонение на 1.0 А, и содержит такой же гальванометр со своей чувствительностью. Поскольку и параллельны, напряжение на них одинаковое.

Эти капли такие, что. Решив и отметив, что это 0,999950 А, мы имеем

Проведение измерений изменяет схему

Когда вы используете вольтметр или амперметр, вы подключаете другой резистор к существующей цепи и, таким образом, изменяете схему. В идеале вольтметры и амперметры не оказывают заметного влияния на схему, но полезно изучить обстоятельства, при которых они влияют или не влияют.

Сначала рассмотрим вольтметр, который всегда размещается параллельно с измеряемым устройством. Через вольтметр протекает очень небольшой ток, если его сопротивление на несколько порядков больше, чем сопротивление устройства, и поэтому на цепь это не оказывает заметного влияния. (См. (Рисунок) (a).) (Большое сопротивление, параллельное малому сопротивлению, имеет суммарное сопротивление, по существу равное малому.) Если, однако, сопротивление вольтметра сопоставимо с сопротивлением измеряемого устройства, тогда два соединенных параллельно имеют меньшее сопротивление, что существенно влияет на схему.(См. (Рисунок) (b).) Напряжение на устройстве не такое, как при отключении вольтметра от цепи.

Амперметр подключается последовательно к ветви измеряемой цепи, так что его сопротивление добавляется к этой ветви. Обычно сопротивление амперметра очень мало по сравнению с сопротивлениями устройств в цепи, поэтому дополнительное сопротивление незначительно. (См. (Рисунок) (a).) Однако, если задействованы очень малые сопротивления нагрузки или если сопротивление амперметра не такое низкое, как должно быть, то общее последовательное сопротивление значительно больше, и ток в ветви измеряется уменьшается.(См. (Рисунок) (b).)

Практическая проблема может возникнуть, если амперметр подключен неправильно. Если его подключить параллельно с резистором для измерения тока в нем, вы можете повредить счетчик; низкое сопротивление амперметра позволит большей части тока в цепи проходить через гальванометр, и этот ток будет больше, поскольку эффективное сопротивление меньше.

(a) Амперметр обычно имеет такое маленькое сопротивление, что общее последовательное сопротивление в измеряемой ветви существенно не увеличивается.Схема практически не изменилась по сравнению с отсутствием амперметра. (b) Здесь сопротивление амперметра такое же, как и сопротивление ветви, так что общее сопротивление удваивается, а сила тока вдвое меньше, чем без амперметра. Этого существенного изменения схемы следует избегать.

Одним из решений проблемы вольтметров и амперметров, мешающих измеряемым цепям, является использование гальванометров с большей чувствительностью. Это позволяет создавать вольтметры с большим сопротивлением и амперметры с меньшим сопротивлением, чем при использовании менее чувствительных гальванометров.

Существуют практические пределы чувствительности гальванометра, но можно получить аналоговые измерители, которые делают измерения с точностью до нескольких процентов. Обратите внимание, что неточность возникает из-за изменения схемы, а не из-за неисправности измерителя.

Связи: границы знаний

Выполнение измерения изменяет измеряемую систему таким образом, что приводит к погрешности измерения. Для макроскопических систем, таких как схемы, обсуждаемые в этом модуле, изменение обычно можно сделать пренебрежимо малым, но полностью исключить его нельзя.Для субмикроскопических систем, таких как атомы, ядра и более мелкие частицы, измерение изменяет систему таким образом, что невозможно сделать сколь угодно малым. Это фактически ограничивает знания о системе – даже ограничивает то, что природа может знать о самой себе. Мы увидим глубокие последствия этого, когда принцип неопределенности Гейзенберга будет обсуждаться в модулях по квантовой механике.

Существует еще один метод измерения, основанный на полном отсутствии тока и, следовательно, без изменения схемы.Они называются нулевыми измерениями и являются темой нулевых измерений. Цифровые измерители, которые используют твердотельную электронику и нулевые измерения, могут достигать точности в одну часть.

Проверьте свое понимание

Цифровые счетчики способны обнаруживать меньшие токи, чем аналоговые счетчики, использующие гальванометры. Как это объясняет их способность измерять напряжение и ток более точно, чем аналоговые измерители?

Поскольку цифровые счетчики требуют меньшего тока, чем аналоговые счетчики, они изменяют схему меньше, чем аналоговые счетчики.Их сопротивление в качестве вольтметра может быть намного больше, чем у аналогового измерителя, а их сопротивление в качестве амперметра может быть намного меньше, чем у аналогового измерителя. Обратитесь к (Рисунок) и (Рисунок) и их обсуждение в тексте.

Исследования PhET: комплект для конструирования цепей (только для постоянного тока), виртуальная лаборатория

Стимулируйте нейрон и следите за тем, что происходит. Сделайте паузу, перемотайте назад и двигайтесь вперед во времени, чтобы наблюдать за перемещением ионов через мембрану нейрона.

Сводка раздела

• Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток.
• Вольтметр помещается параллельно источнику напряжения для получения полного напряжения и должен иметь большое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
• Амперметр подключается последовательно, чтобы получить полный ток, протекающий через ответвление, и должен иметь небольшое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
• Оба могут быть основаны на комбинации резистора и гальванометра, устройства, которое дает аналоговые показания тока.
• Стандартные вольтметры и амперметры изменяют измеряемую цепь и, таким образом, имеют ограниченную точность.

Концептуальные вопросы

Почему не следует подключать амперметр непосредственно к источнику напряжения, как показано на (Рисунок)? (Обратите внимание, что скрипт E на рисунке означает ЭДС.)

Предположим, вы используете мультиметр (предназначенный для измерения диапазона напряжений, токов и сопротивлений) для измерения тока в цепи и случайно оставляете его в режиме вольтметра. Как измеритель повлияет на схему? Что бы произошло, если бы вы измеряли напряжение, но случайно перевели измеритель в режим амперметра?

Для измерения токов на (рис.) Замените провод между двумя точками амперметром.Укажите точки, между которыми вы разместите амперметр, чтобы измерить следующее: (a) общий ток; (б) текущий ток; (c) через; (d) через. Обратите внимание, что на каждую часть может быть несколько ответов.

▷ Как пользоваться вольтметром?

Вы хотите знать, как пользоваться вольтметром? Тогда вам следует прочитать эту статью Насира, который написал новую часть своей серии руководств по приборам, используемым в электротехнике для измерения.

Если вы хотите прислать статью, напишите нам, и мы опубликуем ее в блоге!

Введение

Итак, как и было обещано, мы предлагаем вам еще один очень интересный и информативный, но простой и легкий учебник по измерительным приборам для инженеров-электриков.

Если вы инженер-электрик или хоть немного интересуетесь подобными электрическими вещами, я почти уверен, что все вы знакомы с этим измерительным прибором, известным как вольтметр, и с тем, как им пользоваться.

Это один из самых известных, или, можно сказать, широко используемых измерительных приборов, используемых в наши дни, наряду с амперметром. Но большинство людей не знают о внутренней конструкции и принципе работы, поэтому здесь я собираюсь пролить свет на это.

Что такое вольтметр?

Вольтметр – это устройство, которое используется для измерения электрического потенциала или напряжения.Поскольку мы уже узнали об амперметре в нашем самом первом руководстве, это действительно просто и легко понять работу вольтметра.

На самом деле ничего нового, потому что вольтметр – это просто продолжение амперметра и работает по тому же принципу, что и гальванометр Д’Арсонваля.

Принцип работы вольтметров

работает по принципу закона Ома, который гласит, что напряжение на сопротивлении прямо пропорционально току, проходящему через него.Чтобы реализовать это в реальном времени, мы создали конструкцию гальванометра, в которой катушка подвешена в магнитном поле.

Мы знаем, что ток, проходящий через цепь, также проходит через катушку, и игла, прикрепленная к катушке, которая отклоняется на шкале отсчета, перемещается, и движение иглы прямо пропорционально току, проходящему через нее.

Эта конструкция показана на рисунке ниже:

Чтобы преобразовать этот амперметр в гальванометр, мы присоединяем большое сопротивление последовательно с катушкой гальванометра.Этот резистор сводит к минимуму влияние катушки на цепь.

Так как согласно закону Ома напряжение прямо пропорционально сопротивлению, поэтому напряжение, потребляемое гальванометром, сводится к минимуму и измеряется очень точное падение напряжения в цепи.

Точность вольтметров

Что касается точности вольтметров, цифровые вольтметры более точны, чем аналоговые вольтметры. Аналоговые вольтметры отображают результаты в виде отклоненной стрелки на экране, отклонение которой пропорционально измеренному напряжению.

Их точность составляет несколько процентов, тогда как точность цифровых вольтметров, которые используют аналого-цифровой преобразователь для отображения результатов в числовом виде, очень высока.

Применение вольтметров

являются одними из наиболее широко используемых измерительных устройств, особенно в схемотехнике и оборудовании, где требуется очень точное измерение.

• Они измеряют напряжение для обеспечения безопасности цепи и используемых компонентов.
• Они используются при отладке цепей для подтверждения того, что оптимальное значение требуемого напряжения присутствует и доступно для каждого компонента.
• Они используются с электронно-лучевыми трубками для обеспечения наилучших и точных результатов.
• Они также используются в лабораториях для экспериментов и испытаний.

Это все о нашем сегодняшнем руководстве. Еще одно интересное руководство будет доступно скоро, так что следите за обновлениями и продолжайте посещать, чтобы быть в курсе.

Было ли это полезно и полезно для повышения уровня ваших знаний?

Насир

Измерение падения напряжения и сопротивления

Измерение падения напряжения и сопротивления

Поиск и устранение неисправностей базовой электрической диагностики

Каждый раз, когда вы приближаетесь к поиску и устранению неисправностей электрической диагностики, полезно вернуться к основам.Как вы знаете, назначение напряжения в цепи – обеспечить необходимую силу тока для работы нагрузки. Когда ток проходит через нагрузку, он преобразуется в свет, тепло или электромагнитное движение. При измерении напряжения в цепи вы обнаружите, что после нагрузки (сопротивления) оно ниже, чем было до нагрузки. «Падение напряжения» или величина, на которую напряжение падает при прохождении через нагрузку, является показателем или мерой того, сколько электроэнергии было использовано при преобразовании в другую форму энергии (свет, тепло или электромагнитное движение).

Что мы проверяем? Причины многих распространенных проблем в цепи – обрыв, утечка тока или короткое замыкание.

Открытые схемы

Для протекания электричества цепь должна быть под напряжением (требуется напряжение) и находиться в замкнутом контуре.

Обрыв цепи вызывает остановку работы компонентов или систем и возникает при перебоях в подаче электроэнергии. Обычно достаточно «разрыва», чтобы остановить поток электронов в цепи.Обрыв может быть обрывом провода, ослабленным соединителем или неисправным компонентом (обрыв «внутренней» цепи), в котором нет пути для прохождения тока между двумя точками в цепи.

Короткие замыкания

Нагрузкой можно назвать все, что вызывает сопротивление. Мы знаем, что в наших транспортных средствах это провода и устройства, такие как переключатели, диоды, лампы или двигатели и т. Д. Но сопротивление также может быть создано из-за частичного соединения, вызванного ослабленными клеммами, ослабленными соединениями или даже коррозией.Короткое замыкание – это ненормальное соединение между двумя точками цепи. Если это происходит, это может создать путь с низким сопротивлением, по которому может протекать чрезмерный ток, в результате чего системы или компоненты будут работать неправильно или даже перестать работать, потому что для работы нагрузки доступно меньшее напряжение. Если протертая проволока, трущаяся о металлический корпус, содержит только несколько жил, она все равно может пройти проверку на целостность. Но в то же время это может вызвать короткое замыкание, из-за которого предохранитель «перегорит» или периодически отключается.

Симптомами короткого замыкания могут быть: тусклый свет или даже нагревание проводов. Когда происходит короткое замыкание, ток электричества «сокращается» где-то в цепи. Как правило, это приводит к «сгоранию» предохранителя, поскольку он предназначен для защиты цепи. Сильный ток на землю вызывает перегорание предохранителей. Короткое замыкание может позволить току пройти в обход намеченной «нагрузки» (компонента, для работы которого предназначена схема). В худшем случае это может привести к повреждению электрической цепи.Это известно как «замыкание на землю».

Использование вольтметра

‘Series’ соединение VOM:

Вольтметр можно использовать для проверки питания нагрузки (фары и т. Д.), Подключив его последовательно с частью цепи питания и заземлением аккумуляторной батареи. Показание счетчика, равное напряжению батареи, указывает на целостность цепи. Это хороший первый шаг при устранении неполадок.

«Параллельное» соединение VOM:

Вольтметр может быть подключен параллельно или «поперек» различных частей подозрительного компонента или цепи.Падение напряжения – это способ определения или проверки величины напряжения (или потери) в этой части цепи.

Этот метод лучше, чем просто «проверка целостности (сопротивления)», потому что он проверяет цепь под нагрузкой во время ее работы.

Всегда проверяйте разъемы, которые являются частью схемы, с которой вы работаете, просто чтобы убедиться, что они чистые и правильно соединены. Если свет тусклый, начните с самой простой проверки: лампочки.Пока вы занимаетесь этим, не упускайте из виду возможные ошибки из-за прошлых ремонтов. Возможно, лампочка исправна, но ранее была установлена ​​не та лампочка. С помощью простой проверки электрического счетчика цепь под нагрузкой можно легко проверить на предмет любых нежелательных ограничений с помощью теста на падение напряжения. Падение напряжения – это способ определения или проверки величины напряжения, используемого в цепи. Помните, что один вольт – это величина электрического давления, необходимая для того, чтобы пропустить один ампер тока через один ом сопротивления.

Испытание на падение напряжения

Значение «падения напряжения» – это величина напряжения, потребляемого нагрузкой во время работы схемы. Сумма всех падений напряжения в цепи равна доступному напряжению. При испытании на падение напряжения необходимо проверить напряжение источника перед снятием показаний падения напряжения. Проверка падения напряжения выполняется при наличии тока в цепи. Другими словами, цепь должна быть активирована или включена при протекании тока.Вольтметр используется для измерения разности потенциалов между двумя точками. Падение напряжения – это разница в измеренном напряжении между любыми двумя разными точками полной цепи во время работы нагрузки. Измерение падения напряжения выполняется путем измерения напряжения перед входом в нагрузку и напряжения на выходе из нагрузки. Электропроводка и соединения цепи не должны иметь сопротивления или иметь небольшое сопротивление, а все напряжение должно проходить через нагрузку. «Нагрузка» – это любое устройство, использующее энергию, такое как освещение, стартер, стеклоподъемники, звуковые сигналы, топливные форсунки и т. Д.Измерьте после нагрузки, и доступное напряжение ниже, чем до нагрузки.

Испытание на падение напряжения обеспечивает метод определения величины напряжения, которое используется проводом или компонентом во время работы системы. Помните, что плохие соединения, ослабленные клеммы, обжим и / или коррозия соединений могут быть причиной того, что устройство не работает должным образом. Любое сопротивление в цепи снижает электрическое давление. Эти условия не могут быть обнаружены при измерении напряжения, если не приложена правильная нагрузка схемы i.е., фара включена и т. д.

Испытания на падение напряжения используются для поиска компонентов или цепей с чрезмерным сопротивлением. Положительный вывод VOM должен быть подключен к цепи в направлении источника питания, а отрицательный вывод – к земле.

Когда вы помещаете вольтметр «поперек» или подключаете параллельно к проверяемой цепи, вы предоставляете другой путь для прохождения напряжения. Положительный провод должен быть подключен к цепи в направлении источника питания, а отрицательный провод – к земле.Включите цепь или приведите в действие. Напряжение всегда будет следовать по пути наименьшего сопротивления. Таким образом, если в цепи, которую вы тестируете, наблюдается чрезмерное сопротивление, ваш измеритель становится «путем наименьшего сопротивления» и будет давать показания напряжения.

При тестировании цепей вам часто нужно определять напряжения в различных точках. Падение напряжения может произойти в любой части цепи при ее работе. В зависимости от сопротивления каждая нагрузка будет иметь разное падение напряжения. Измеритель может указывать величину напряжения, используемого той частью цепи, которую вы тестируете.При проверке падения напряжения на нагрузке нагрузка использует большую часть доступного напряжения. Если в цепи возникает сопротивление, для работы нагрузки доступно меньшее напряжение. Если схема работает нормально, все напряжение будет поступать непосредственно на нагрузку, и ваш счетчик будет регистрировать приемлемые показания.

Падение напряжения – это величина потери или потребления электрического давления, когда напряжение проходит через нагрузку или сопротивление. Приемлемое показание для большинства цепей, кроме систем управления подачей топлива (форсунки, датчики и т. Д.) меньше 0,400 вольт, хотя предпочтительнее 0,100 вольт или меньше. Некоторые схемы стартера могут допускать напряжение до 0,500 вольт во время испытания на падение напряжения. Все, что выше этих значений, указывает на необходимость ремонта. При подозрении на неисправность следует проверить обе стороны цепи. Поскольку для цепи требуются источник, нагрузка и заземление, всегда проверяйте сторону заземления цепи. Возможный ремонт в этом случае обычно включает в себя очистку соединений от коррозии, ремонт неисправных клеммных обжимов, затяжку креплений и разъемов или обеспечение достаточного заземления для компонента.

падения напряжения – хорошо или плохо?

Испытания падения напряжения обычно выполняются, когда нагрузка не работает должным образом. Исходя из этого, можно предположить, что падение напряжения нехорошо. Но падение напряжения может быть хорошим или плохим; все зависит от того, где они происходят.

Очень важно хорошее падение напряжения. Без них нагрузки не пойдут. Доступное напряжение должно упасть на нагрузку, иначе она не сможет работать.

Высокие падения напряжения позволят «упасть» имеющемуся напряжению при высоком сопротивлении в другом месте цепи; это отнимает у нагрузки электрическую энергию.Высокое падение напряжения в цепи преобразует электрическую энергию в тепло.

У всего есть сопротивление

Поймите, что сопротивление и непрерывность – противоположности. Мультиметр измеряет сопротивление в омах; он не может измерить непрерывность. Когда сопротивление невелико, существует большая преемственность. Итак, когда есть большое сопротивление, мало преемственности. Одним из важных измерений, которое можно выполнить с помощью мультиметра, является измерение сопротивления.Провода, разъемы и контакты переключателя, составляющие цепь, имеют некоторое сопротивление. В нормально работающей цепи нормальное сопротивление достаточно мало, чтобы не мешать нагрузке работать должным образом. Если вы попытаетесь измерить сопротивление компонента в работающей цепи, вы получите ложные показания и можете повредить мультиметр. Отсоедините компонент, а затем измерьте сопротивление. Нежелательное или чрезмерное сопротивление в цепи снижает количество доступной электрической энергии, подаваемой на нагрузку.Функция омметра цифрового мультиметра работает от внутренней батареи. Он используется для подачи небольшого напряжения на схему или компонент и измерения силы тока, протекающего через него, а затем для отображения результатов в виде сопротивления.

На рисунке выше показание выше, чем указано в спецификации, указывает на неисправный компонент. Если цепь имеет чрезмерное сопротивление, это препятствует тому, чтобы провод или компонент пропускали достаточный ток в условиях высокой нагрузки. Сопротивление может быть вызвано коррозией, ослабленными контактами проводки, ямками на контактах реле и другими физическими повреждениями.Эти условия могут привести к измерению фиксированного или даже переменного сопротивления. Чрезмерное падение напряжения, вызванное высоким сопротивлением, можно определить по неработающим компонентам, более медленным, чем обычно, оборотам электродвигателя, или даже по тусклым или прерывистым мерцаниям ламп.

Для измерения сопротивления компонента не следует включать его в цепь. Если вы попытаетесь измерить сопротивление компонента в цепи, вы получите ложные показания (даже если источник питания отключен), и вы можете повредить мультиметр.Отсоедините компонент, а затем измерьте сопротивление.

При проверке сопротивления важно знать, каким должно быть значение сопротивления проверяемого компонента. В идеале падение напряжения на нагрузке должно быть таким же, как и напряжение на нагрузке. В этом случае падение напряжения хорошее. Падение напряжения на нагрузке часто бывает ниже доступного. Это не проблема, пока падает достаточно напряжения для работы нагрузки.Если падение напряжения на нагрузке намного ниже доступного напряжения, то нагрузка не будет работать должным образом. Это указывает на то, что где-то в цепи наблюдается чрезмерное падение напряжения, что лишает нагрузку необходимой мощности.

Всегда ли практично тестировать прямо под нагрузкой?

Нет, у вас не всегда может быть прямой доступ к нагрузке. Например, вы не можете подключить провода измерителя к клеммам топливного насоса в баке. Вы можете выполнить проверку падения напряжения только на тех частях цепи, которые доступны для проводов вашего измерителя.Тестирование переключателей или реле – еще одно распространенное применение тестирования сопротивления. Когда напряжение источника для компонента низкое из-за неисправного переключателя, вы должны проверить каждую из возможных неисправностей с помощью теста падения напряжения. При проверке переключателя используйте тест на падение напряжения. Падение напряжения на переключателе никогда не должно превышать 0,300 вольт (300 мВ).

Всегда проверяйте ESM

В некоторых цепях транспортного средства может быть намеренно установлен резистор для уменьшения напряжения и тока, доступных для нагрузки.Примеры включают реостат, который затемняет приборную панель, балластные резисторы в некоторых цепях топливных форсунок и резисторы двигателя, используемые для ограничения скорости нагнетательного вентилятора и электрического топливного насоса. Убедитесь, что вы знаете свою схему и определите любое «преднамеренное» падение напряжения, проверив конструкцию схемы на электрической схеме в ESM.

Осень 2011 г. Авторские права © 2011 Nissan North America, Inc.

Содержание

Измерение тока и напряжения – электрические цепи – WJEC – GCSE Physics (Single Science) Revision – WJEC

Вам нужно знать, как Измерьте ток, протекающий через компонент в цепи, и напряжение на нем.

Измерительный ток

Ток измеряется в амперах . Амперы часто сокращенно обозначают ампер или А . Ток, протекающий через компонент в цепи, измеряется с помощью амперметра. Амперметр можно разместить в любом месте цепи. Помните, что ток одинаков во всех частях последовательной цепи.

Амперметр должен быть подключен последовательно, с компонентом – помните, в последовательной цепи электрические устройства помещаются одно за другим в непрерывную линию в цепи между положительным и отрицательным полюсами батареи.

Напряжение

Напряжение (или разность потенциалов) на электрическом компоненте, таком как лампа, необходимо для протекания тока через него. Элементы или батареи часто обеспечивают необходимое напряжение.

Измерение напряжения

Напряжение измеряется в В , часто сокращенно В .

Напряжение на компоненте в цепи измеряется с помощью вольтметра.

Вольтметр должен быть подключен параллельно компоненту.

Использование счетчиков для измерения простых цепей – Базовое электричество

Электричество – это то, чего нельзя увидеть. Мы можем только увидеть последствия этого.

Когда цепь работает неправильно, очень трудно посмотреть на нее и обнаружить, что не так.

Счетчики используются для измерения воздействия электричества. Измерители – это точные инструменты, которые можно легко повредить, поэтому необходимо соблюдать определенные меры предосторожности:

• Избегать ударов и вибрации.
• Следует учитывать температуру, влажность и пыль.
• Магнитные поля: Магнитное поле лотка может привести к неточным показаниям.

Меры предосторожности при использовании счетчиков

Соблюдайте следующие меры предосторожности:

• Никогда не используйте омметр в цепи под напряжением, потому что омметр является собственным источником питания. В лучшем случае вы получите неточные показания, в худшем – повредите счетчик или вы сами.
• Подсоедините счетчик к источнику питания. Если вы работаете с постоянным током, используйте измеритель постоянного тока; при работе с переменным током используйте измеритель переменного тока.
• При работе с любым измерителем постоянного тока всегда соблюдайте правильную полярность при его подключении к цепи.
• Убедитесь, что счетчик сориентирован правильно для считывания. Некоторые предназначены для чтения сидя, а другие – в положении лежа.
• Считайте показания счетчика, глядя прямо на него, чтобы избежать ошибки параллакса.
• Когда закончите с глюкометром, выключите его.

Вольтметры

Вольтметры – это гигантские резисторы, которые потребляют минимальный ток от источника.Вольтметры предназначены для измерения разности потенциалов между двумя точками.

Счетчик должен быть подключен параллельно нагрузке.

Рекомендуется сначала проверить вольтметр на известной цепи.

Амперметры

Амперметры имеют низкое сопротивление, поэтому они не добавляют нежелательного сопротивления в цепь.

Подключите амперметр последовательно к цепи. При параллельном подключении это может вызвать короткое замыкание и перегореть предохранитель в счетчике.

Ваттметры

Ваттметр имеет четыре измерительных провода. Два для тока и два для напряжения.

Мощность – это произведение напряжения и тока, поэтому ваттметр измеряет влияние обоих факторов и умножает их, чтобы получить мощность.

Подключите катушку напряжения параллельно нагрузке.

Подключите токовую катушку последовательно с нагрузкой.

Не превышайте номинальную мощность счетчика.

Омметры

Омметры используются для измерения сопротивления. У них есть собственный источник ЭДС (аккумулятор), и их нельзя использовать в цепи под напряжением.

Шкала на большинстве омметров показывает обратную сторону от других измерителей. Справа находится ноль, а слева – бесконечность.

Многие омметры имеют настройку нуля. Всегда обнуляйте счетчик перед использованием.Сделайте это, закоротив два провода вместе.

Безопасность электрических счетчиков

Видео ниже объясняет, как не все электрические счетчики созданы равными. Убедитесь, что вы понимаете характеристики своего глюкометра и понимаете, в каких ситуациях его можно использовать.

Атрибуция

ВЕРНУТЬСЯ В начало .