Вольтметр что это: Электрическое напряжение. Вольтметр — урок. Физика, 8 класс.

Содержание

Что такое вольтметр и амперметр, их особенности и как подключить

Вольтметр и амперметр — это два основных измерительных устройства, которые активно применяются при работе с бытовыми, а также промышленными электросетями. Они нужны для контроля напряжения и силы тока, которыми обладает сеть, что позволяет своевременно узнавать о проблемах в ней — коротком замыкании, перенапряжении и т.д. Правильное подключение вольтметра и амперметра дает представление и о необходимости проведения ремонта или поиска поломки в сети, которая пока работает без критических сбоев.

Вольтметры — назначение, виды, подключение

Вольтметр — это измерительное устройство, предназначенное для измерения напряжения в электросети. Точность измерений зависит от внутреннего сопротивления конкретной модели, а также ее вида. Если вы хотите получить предельно точные значения, лучше выбирайте модели электронного типа с максимальным сопротивлением.

Виды вольтметров

С тем, что измеряет вольтметр, разобрались. Теперь следует разобраться с тем, какие виды оборудования бывают, их особенностями и возможностями измерения. Разделить устройства по принципу действия можно на две основные категории — электромеханические и электронные.

Электромеханические вольтметры имеют прямую зависимость механического движения от напряжения в электросети. Стрелка располагается на рамке с прикрепленной обмоткой, которая зафиксирована на вращающейся оси внутри магнита постоянного типа.

При появлении в рамке напряжения формируется электромагнитное поле вокруг нее. Под его воздействием начинается проворачивание рамки со стрелкой на угол, который определен величиной напряжения. Чувствительность устройства называется коэффициентом пропорциональности между углом поворота рамки и напряжением. Лишние колебания в рамке убирают с помощью магнитно-индукционных демпферов.

Электронные устройства дополнительно разделяются на аналоговые и цифровые. Узнать значение на первых можно по шкале со стрелкой, на вторых она передается в виде подсвеченных цифр на LED-панели.

Принцип работы аналоговых электронных вольтметров основан на преобразовании переменного тока в постоянный. После этого напряжение поступает на специальный детектор. Его активация отклоняет стрелку на определенный уровень в зависимости от напряжения.

Цифровое электронное оборудование имеет повышенную точность измерения. Принцип его работы заключен в изменении входного аналогового сигнала на цифровой. Закодированный цифровой сигнал передается на устройство, способное преобразовать его в цифры, которые и будут показаны на экране. Точность проводимых измерений зависит от дискретности аналого-цифрового блока, который отвечает за преобразование сигнала.

Что касается бытового применения, то в большинстве случаев достаточно обычного универсального измерительного устройства — мультиметра или тестера. Характеристик такого оборудования хватит для решения простых задач, где не требуется предельная точность измерения.

Как выбрать и подключить вольтметр?

При выборе вольтметра учтите три основных фактора:

Входное сопротивление. Диапазон значений зависит от напряжения участка, где планируется измерение.
Цена одного деления шкалы на устройстве и допустимая погрешность измерений.
При покупке универсального вольтметра важно знать диапазон величин, с которыми он может работать.

Также обратите внимание на маркировку, что позволит определить конкретный тип устройства:

Д — электродинамические.
М — магнитоэлектрические.
Т — термоэлектрические.
С — электростатические.
Ц — блоки с выпрямителями.
Э — электромагнитные.
Ф или Щ — электронные.

Вольтметр подключается к электросети параллельно. Подключайте устройство в тех точках, между которыми планируете узнать напряжение. Часть тока при этом будет проходить через сам вольтметр и не будет учтена, однако это относится к систематическим ошибкам измерения, допустимым по стандарту. Просто знайте о том, что показанное прибором напряжение будет немного ниже фактического.

Амперметры — назначение, виды и подключение

Амперметр — это специальное измерительное устройство, предназначенное для определения силы тока в нужной части электросети. Можно использовать в сетях с постоянным или переменным током.

Обычно не возникает проблем с тем, как подключить амперметр в цепь, поскольку происходит это последовательно с зоной, где планируется проведение измерений. Поскольку электроток, который предстоит измерять, напрямую зависит от сопротивления всех компонентов цепи, важно выбрать измерительное устройство с минимальным сопротивлением. Так вы сможете снизить влияние оборудования на измеряемую электроцепь и улучшить точность полученных данных.

Перед тем, как пользоваться амперметром, внимательно осмотрите шкалу — там есть информация о единицах измерения. Градация может быть в мкА, мА, А и кА. Убедитесь в том, что выбранное устройство по возможностям соответствует параметрам сети, где будут проводиться работы. Проверьте возможность соблюдения нужной точности замеров с применением устройства и имеющейся шкалы.

Если по каким-то причинам возникает необходимость в увеличении измеряемой силы тока, можно добавить в сеть шунты или трансформаторы, в некоторых случаях — магнитные усилители. Так можно повысить предельные величины измеряемой силы тока. Подключение амперметра в таких случаях происходит через электротрансформатор или шунт.

Виды амперметров и их особенности

В большинстве случаев выбирать прибор нужно для решения определенных задач. Это исключает проблемы с тем, как подключить амперметр, настроить его и корректно провести замеры. Рынок электроники наполнен такими видами этих приборов:

Электромагнитные. Рассчитаны на работу в цепях с постоянным и переменным током. Преимущественно применяются в стандартных электроустановках с переменным током с рабочей частотой 50 Гц.
Магнитоэлектрические. Используются для измерения силы тока при ее незначительных значениях в электросетях с постоянным током. В соответствии с назначением единицы измерения на шкале могут быть разными — от мкА до кА.
Термоэлектрические. Подходят для контроля силы тока в цепях, где наблюдается высокая частота электротока. В дополнение к встроенному магнитоэлектрическому механизму, сделанному в виде проводника, в таком блоке припаяна термопара.
Ток, который протекает по проводнику, приводит к его нагреву, который сразу фиксирует термопара. Она формирует излучение, воздействующее на рамку, которая смещается на угол, зависящий от силы тока.
Ферродинамические. Комплектуются такие измерительные блоки замкнутым магнитопроводом, изготовленным из специального ферромагнитного материала, неподвижной катушкой и сердечником. Среди особенностей — высокая точность проводимых измерений, конструктивная надежность, а также минимальная чувствительность к влиянию сторонних электромагнитных полей.
Электродинамические. Это специализированные устройства, рассчитанные на проведение замеров силы тока в электроцепях переменного и постоянного токов с высокой частотой вплоть до 200 Гц. Отличаются крайней чувствительностью к перегрузкам, а также влиянию внешних электромагнитных полей. Однако имеют высокую точность измерения, что дает возможность применять их в качестве контрольного оборудования для проверки других амперметров.

Цифровые. Современное универсальное решение, в котором комбинируются все преимущества отдельных видов аналогового оборудования. Это небольшие размеры в сочетании с высокой точностью результата, простотой в применении и удобством при измерении.

Несмотря на наличие электриков, предпочитающих работу с аналоговым оборудованием, цифровое постепенно вытесняет его из-за своих преимуществ. Не стоит забывать и о мультиметрах, где кроме прочего функционала предусмотрена возможность измерять силу тока.

Выводы

С тем, как подключить амперметр и вольтметр, после выбора нужного варианта оборудования особых проблем возникнуть не должно. Выбирая такие устройства для личного пользования достаточно учесть несколько факторов:

Диапазон допустимых измерений.
Тип тока в сети, где будут проводиться работы.
Градацию шкалы при использовании аналоговых вариантов.

В месте проведения замеров лучше максимально исключить влияние внешних факторов, особенно электромагнитных полей от работающей техники или прочих источников.

Принцип работы щитового вольтметра – Статьи

11 февраля 2014

<< Назад

Являясь измерительным прибором непосредственного отсчета, вольтметр щитовой используется в электрических цепях для определения ЭДС или напряжения. Подключается вольтметр щитовой параллельно источнику электрической энергии или нагрузке. Наиболее надежными в эксплуатации, простыми в изготовлении и, соответственно, самыми дешевыми считаются щитовые вольтметры электромагнитные. Применяются устройства чаще в качестве стационарных приборов на распределительных щитах различных промышленных предприятий и электростанций, реже – в качестве приборов для лабораторных исследований. Основными недостатками электромагнитных щитовых вольтметров считаются относительно высокое (по сравнению с другими видами вольтметров) потребление энергии (от 3 до 7Вт) и высокая индуктивность обмотки, которая приводит к ощутимой зависимости показаний прибора от частоты.

Самыми точными и чувствительными среди щитовых вольтметров считаются вольтметры магнитоэлектрические, однако они пригодны только для использования в цепях постоянного тока. В цепях тока переменного такие вольтметры могут быть применимы для измерения напряжения исключительно в комплекте с преобразователями переменного тока: термоэлектрическими, электронно-ламповыми или полупроводниковыми.

Выбирать необходимый вид щитового вольтметра нужно, руководствуясь следующими параметрами:

Габариты лицевой панели или типоразмер вольтметра (существует несколько вариантов, например, 80х80 мм, 120х120 мм и так далее).
Тип напряжения (переменное или постоянное).
Предел измерения (диапазон возможного измерения напряжения вольтметром).
Класс точности.
Тип реализации: аналоговый или цифровой.
Условия эксплуатации прибора, в том числе и климатические.

Щитовые вольтметры оборудуются специальными показывающими устройствами. Предел измерения можно увеличить посредством монтажа добавочного сопротивления. Использовать щитовой вольтметр можно на всех ГЭС и ТЭЦ. Кроме того, щитовым вольтметром нередко комплектуются автомобили для измерения мощности аккумулятора. Эксплуатироваться вольтметр такого образца может на протяжении 10-12 лет.

Цифровой щитовой вольтметр – более прогрессивный прибор, главным достоинством которого является возможность хранения в памяти минимальных и максимальных показателей величин. Цифровые вольтметры переменного тока серии «Р» оснащены измерительным входом напряжения, особенностью которого является возможность программирования на коэффициент трансформации напряжения. Наличие измерительного входа напряжения позволяет использовать цифровые вольтметры щитовые переменного тока данной серии как в сетях среднего напряжения, так и в сетях напряжения высокого. Оптимальное использование имеющегося в щите полезного пространства является залогом экономичности цифровых щитовых вольтметров – и это еще один плюс этих приборов.

Купить щитовой вольтметр на максимально выгодных условиях вы всегда сможете в компании «Ракурс».

Наши главные преимущества – высочайшее качество представленной продукции и широчайший ассортимент, вполне демократичные цены и максимально удобная доставка.

<< Назад

Наши партнёры и проектыРакурс Вашего ДомаИнтернет магазин оборудования для дома и дачи.ПК “Технология”Промышленное отопительное оборудование. Металлическая мебель для лабораторий, пищеблоков, переработки с/х продукции, пр.

Страницы в соцсетяхПриборы и оборудование для домаКалендарь домовладельцаУютные товары для дома и дачи

Новости

11/05/2017

Сайты партнеров

06/12/2016

АКЦИЯ!!!

Все новости

Статьи

Комнатные термостаты как простой способ управление теплом к помещении

Счетчики времени наработки для рециркуляторов

Все статьи

Как пользоваться вольтметром

Вольтметр измеряет величину напряжения, проходящего между двумя точками. Он делает это путем измерения разницы между положительным входным напряжением и отрицательным входным напряжением.

Вольтметр обычно используется для проверки мощности в электрических цепях.

Вольтметр состоит из трех частей, о которых вам необходимо знать, прежде чем вы сможете им пользоваться:

Положительная входная клемма (обычно красная)
Отрицательная входная клемма (обычно черная)
Дисплей, на котором вы увидите результаты измерения. Если ваш измеритель аналоговый, вам придется считывать результаты с весов. Если он цифровой, результаты будут отображаться в виде показаний на ЖК-экране или светодиодном экране [источник: Mastascusa].

Прежде чем использовать вольтметр, вы должны определить, является ли измеряемый ток постоянным (текущим в одном направлении) или переменным током (текущим туда и обратно). Убедитесь, что вы используете вольтметр, совместимый с типом измеряемого тока, или что ваш вольтметр настроен на соответствующую настройку. Поверните циферблат, чтобы выбрать диапазон измеряемого напряжения [источник: Doctronics].

Теперь вы готовы использовать вольтметр:

Подсоедините положительную входную клемму к положительному концу цепи (или тому, напряжение которого вы хотите измерить).
Подсоедините провод отрицательной входной клеммы к отрицательному концу цепи (или тому, напряжение которого вы хотите измерить).

Вольтметр включится и измерит разницу между напряжением в первой точке и напряжением во второй точке, сообщив вам, какое напряжение проходит между двумя точками [источник: Mastascusa].

Часто задаваемые вопросы по вольтметру

Как работает вольтметр?

Как проверить напряжение вольтметром?

Чтобы использовать вольтметр, сначала подсоедините положительный провод входа к положительному концу цепи. Затем подключите отрицательный входной контакт к отрицательному концу цепи. Вольтметр включится и произведет измерение автоматически.

Как считывать показания вольтметра?

Цифровой вольтметр покажет точное значение напряжения в точных цифрах. Аналоговый вольтметр будет использовать стрелку, чтобы указать напряжение на шкале.

Для чего используется вольтметр?

Вольтметр измеряет величину напряжения, проходящего между двумя точками.

В чем разница между вольтметром и мультиметром?

В то время как вольтметр может измерять напряжение, которое проходит между двумя точками, мультиметр может измерять это и многое другое. Мультиметры могут измерять омы, амперы, сопротивление и силу тока.

Процитируйте это!

Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:

HowStuffWorks.com Contributors «Как пользоваться вольтметром» 19 мая 2011 г.
HowStuffWorks.com. 12 июля 2023 г.

Citation

Вольтметр: определение, функция и схема

Электрикам нужны различные инструменты и оборудование для выполнения своей работы, ремонта электропроводки в домах и установки электроприборов. Одним из наиболее важных инструментов является вольтметр или мультиметр, который позволяет снимать показания важных величин, таких как напряжение или ток. Например, высокое напряжение может повредить приборы, поэтому проверка показаний напряжения помогает найти опасные неисправности. В этой статье мы поближе познакомимся с вольтметром, основным инструментом анализа цепей, посмотрим, как они работают и как распознать их на принципиальных схемах.

Определение вольтметра

При анализе принципиальных схем или электрических компонентов мы склонны сосредотачиваться на трех основных величинах: токе, сопротивлении и разности потенциалов. В этой статье мы рассмотрим вольтметры, измеряющие разность потенциалов, поэтому давайте повторим, что мы подразумеваем под разностью потенциалов.

Разность потенциалов, или напряжение , является мерой изменения потенциальной энергии заряда при его перемещении между двумя точками цепи. Потенциальная энергия заряда в точке определяет работу, совершаемую электрическим полем при перемещении заряда в эту точку.

Именно эта разность потенциалов между различными точками цепи перемещает заряд по цепи, создавая ток. Эта начальная разность потенциалов вызвана электродвижущей силой (ЭДС), обычно создаваемой элементом или батареей. Каждый компонент в цепи изменяет потенциал тока и, следовательно, имеет соответствующую разность потенциалов.

При рассмотрении обычного тока разность потенциалов элемента или батареи положительна, в то время как разность потенциалов компонентов отрицательна, поскольку потенциал тока «исчерпается» из-за сопротивления компонентов при его протекании .

При анализе цепей нам часто требуется измерить разность потенциалов различных компонентов в цепи, например, чтобы узнать, насколько мощна батарея. Это можно сделать с помощью вольтметра .

Вольтметр — это прибор, используемый для измерения разности потенциалов между компонентами в цепи.

Функция и символ вольтметра

Итак, как именно работают вольтметры и для чего мы можем их использовать? Все вольтметры должны быть размещены параллельно компоненту, напряжение которого они пытаются измерить. Это связано с тем, что компоненты, соединенные параллельно, имеют одинаковую разность потенциалов в соответствии с правилом контура Кирхгофа, и поэтому, размещая вольтметр параллельно, он измеряет напряжение на компоненте, измеряя собственное напряжение.

Различные вольтметры делают это по-разному. Ранние вольтметры измеряли протекающий через них ток, используя электромагнитную индуктивность для отклонения стрелки, которая в сочетании с резистором известного сопротивления позволяла рассчитывать напряжение по закону Ома. Современные цифровые вольтметры, как правило, измеряют время разряда конденсатора для расчета напряжения на них.

Рис. 1. Аналоговый вольтметр использует электромагнитную индукцию для измерения разности потенциалов.

Как видно на рисунке 2, символом вольтметра на принципиальной схеме является круг с буквой V в центре.

Рис. 2 — Символ вольтметра на принципиальных схемах.

Вольтметры могут измерять разность потенциалов в любых двух точках цепи и, следовательно, параллельно с несколькими компонентами, если измеряется общая разность потенциалов компонентов. Например, вольтметр \(V_1\) измеряет напряжение лампочки, а вольтметр \(V_2\) измеряет напряжение и лампочки, и резистора.

Рис. 3. Важно проверить, какие компоненты подключены параллельно вольтметру, так как несколько компонентов могут быть измерены одним и тем же вольтметром, как показано выше.

Вольтметры предназначены для измерения напряжения с минимальным влиянием на ток через компонент. Чтобы гарантировать это, вольтметры имеют очень высокое сопротивление, чтобы остановить ток, протекающий через них. При рассмотрении идеальных вольтметров на принципиальных схемах предполагается, что они имеют бесконечное сопротивление и поэтому могут измерять напряжение без протекания через них тока. Это невозможно для настоящих вольтметров, поэтому вольтметры всегда будут каким-то образом влиять на цепь.

Рассмотрим резистор с сопротивлением \(20\,\mathrm{\Omega}\), через который протекает ток \(100\,\mathrm{A}\).

Сам по себе резистор имеет напряжение \[V=20\,\mathrm{\Omega}\cdot 100\,\mathrm{A}=2000\,\mathrm{В}.\]

Однако, если бы это было измерено вольтметром с сопротивлением \(100\,\mathrm{\Omega}\), помещенным параллельно, комбинированное сопротивление двух компонентов было бы \[\begin{align}\frac{1}{R_ {\ text {всего}}} = & \ frac {1} {R _ {\ text {Резистор}}} + \ frac {1} {R _ {\ text {Вольтметр}}} \\\\\ подразумевает R _ {\ text{total}}=&16.7\,\mathrm{\Omega}. \end{align}\]

Итак, напряжение на резисторе теперь будет \[V=100\,\mathrm{A}\cdot16.7\,\mathrm{\Omega}=1670\,\mathrm{V}.\] Вольтметр конечного сопротивления уменьшает напряжение измеряемого им компонента.

Вольтметр

Напряжение определяется как энергия на единицу заряда и может быть рассчитано с помощью уравнения \[\text{Voltage}=\frac{\text{Work Done}}{\text{Charge}}.\]

Поскольку энергия измеряется в джоулях \(\mathrm{J}\), а заряд в кулонах \(\mathrm{C},\), отсюда следует, что единицей напряжения является джоуль на кулон \(\frac{\mathrm{J }}{\mathrm{C}}\). Это определяет стандартную единицу напряжения, вольт, названный в честь итальянского физика Алессандро Вольта.

вольт определяется таким образом, что один \(1\,\mathrm{C}\) заряда увеличивает свою потенциальную энергию на \(1\,\mathrm{J}\) при прохождении через разность потенциалов \ (1\,\mathrm{V}\).

Напряжение батареи или источника питания определяет, сколько энергии они отдают току, и поэтому является индикатором их мощности. В США электрическая сеть, используемая для бытовых приборов, таких как микроволновые печи, работает при \(120\,\mathrm{В}\), в то время как в большей части остального мира сеть имеет \(240\,\ матрм{V}\). Тип напряжения батареи, который вы увидите при анализе схемы, например, во время лабораторных экспериментов, вероятно, будет около \(5 \, \mathrm{to} \, 10\,\mathrm{V}\). 9{-1}.\end{align}\]

Следовательно, напряжение определяется выражением \[\begin{align}\text{Voltage}&=\frac{\text{Power}}{\text{Current} }\\\\&=\frac{\text{Energy}}{\text{Charge}}.\end{align}\]

Подстановка чисел дает \[\begin{align}\text{Voltage} &=\frac{100\,\mathrm{W}}{4\,\mathrm{A}}\\\\&=25\,\mathrm{V}.\end{align}\]

Диаграмма вольтметра

Вольтметры фигурируют во многих вопросах анализа цепей, поэтому важно, чтобы мы могли распознавать вольтметры на диаграмме, а также знать, как строить диаграммы с вольтметрами. Ключевым фактом, который следует помнить, является то, что вольтметры должны располагаться параллельно любому компоненту или компонентам, которые они измеряют.

Давайте рассмотрим пример схемы с вольтметрами.

Рассмотрим схему на рисунке 4 ниже. Определите показания вольтметров \(V_1\) и \(V_2\).

Рис. 4 – Определить значения \(V_1\) и \(V_2\), измеренные вольтметрами в цепи.

Напомним, что для параллельных цепей напряжение на каждой ветви должно быть одинаковым. Поскольку напряжение батареи равно \(15\,\mathrm{В}\), мы знаем, что обе ветви будут иметь напряжение \(15\,\mathrm{В}\). Тогда сумма напряжений каждого компонента в ответвлении должна быть равна \(15\,\mathrm{V}\).

Глядя на первую ветвь, мы можем использовать закон Ома для расчета напряжения на лампочке.

\[\begin{align}V&=IR\\&=0,5\,\mathrm{A}\cdot10\,\mathrm{\Omega}\\&=5\,\mathrm{V}.\end{ align}\]

Это говорит нам, что

\[V_1=15\, \mathrm{V}-5\,\mathrm{V}=10\,\mathrm{V}.\]

Аналогично, применяя Закон Ома для резистора во второй ветви дает нам его напряжение. \[\begin{align}V&=5\,\mathrm{A}\cdot2\,\mathrm{\Omega}\\&=10\,\mathrm {V}. \end{выравнивание}\]

Что говорит нам о том, что \[V_2=15\,\mathrm{V}-10\,\mathrm{V}=5\,\mathrm{V}.\]

Вольтметр и мультиметр

Возможно, вы знакомы с прибором, показанным на рис. 5, из-за использования его в лабораторных работах. Это мультиметры, которые часто используются для измерения напряжения компонента, как и вольтметры. Фактически, мультиметры — это просто инструменты, которые можно использовать для измерения множества различных электрических величин, таких как ток, напряжение и сопротивление.

Рис. 5. Мультиметры жизненно важны для инженеров-электриков, позволяя измерять различные величины с помощью одного и того же прибора.

Мультиметры, по сути, просто расширение одноразовых вольтметров и амперметров, которые измеряют ток. Они содержат несколько настроек, чтобы можно было измерять разные величины. Однако размещение мультиметров параллельно компонентам по-прежнему необходимо, если мы хотим измерить их напряжение. Мультиметр, включенный последовательно, не будет давать показания при настройке напряжения, хотя он будет давать показания при установке тока, поскольку в этом случае он будет действовать как амперметр.

Для мультиметра нет специального символа на электрической схеме; вместо этого символ вольтметра будет просто означать, что мультиметр следует использовать в качестве вольтметра в этом положении.

Вольтметр – Основные выводы

Вольтметры используются для измерения разности потенциалов между двумя точками в электрической цепи.
Разность потенциалов — это мера изменения потенциальной энергии испытательного заряда при его перемещении по цепи.
Вольтметры должны быть размещены параллельно измеряемому компоненту. Они предназначены для отвода как можно меньшего тока, поэтому имеют очень высокое сопротивление. Идеальный вольтметр имеет бесконечное сопротивление.
Вольтметры измеряют разность потенциалов или напряжение в вольтах \(\mathrm{V}\), что эквивалентно \(\frac{\mathrm{J}}{\mathrm{C}}.\)
Мультиметры являются приборами которые могут измерять напряжение, ток и сопротивление в зависимости от того, какие настройки они включены.