Работа с электрическими сетями может оказаться необходимой в различных жизненных ситуациях: ремонт автомобиля, прокладка проводки в доме или на производстве. Одной из величин, которые часто требуется измерить при проведении работ подобного характера, является напряжение. Его можно определить при помощи специального прибора под названием вольтметр. О принципе его работы, устройстве, а также способах подключения и пойдет речь ниже.
Если говорить о принципе действия, то все устройства такого типа, что позволяют осуществлять различные замеры в электрических сетях, бывают 2 видов:
- электромеханического типа;
- электронные.
Первая категория представляет собой стрелочные устройства. В них стрелка крепится к специальной раме, куда намотан кабель. Такая катушка будет располагаться рядом с магнитом в тех устройствах, что обычно применяются для сетей с постоянным током. Или рядом с другой катушкой – если прибор предназначается для тока переменного типа.
Тут следует уточнить, что модель, рассчитанная для сетей с переменным характером тока, в сети постоянного работать не будет.
Но если для подключения использовать диодный мост, то осуществить необходимые измерения в сети переменного тока он сможет, но с небольшой потерей точности.
Когда электрический ток проходит через обмотку, то в ней появляется электромагнитное поле, которое осуществляет взаимодействие с магнитом либо иной обмоткой, и происходит поворот рамки. Вращаться катушке, где расположена стрелка, не дает пружина. По этой причине угол поворота рамки будет соответствовать току, который через нее идет, и потенциалу на клеммах.
Для снижения стрелочных колебаний в устройстве присутствует электромагнитный демпфер.
Он может быть поршневым, выполненным из цилиндра и поршня, или сделанным из алюминиевой пластины. Чтобы увеличить точность показаний, стрелка имеет специальные противовесы, что сводят к нулю влияние силы тяжести. Да и сама система делается из такого типа стали, как легированная, чтобы уменьшает ее износ.
Чувствительный элемент в электронных аналогах – электронная плата, что осуществляет трансформацию входящего сигнала в приборные показания. Работать это устройство может либо от напряжения, которое измеряется, либо от батареек или внешнего питания. Сами по себе электронные вольтметры делятся на 2 категории:
В устройствах, относящихся к первой категории, присутствует преобразователь входящего сигнала в угол стрелочного поворота, который показывает величину исследуемого напряжения, что отображается на шкале. Минусом таких устройств будет необходимость пересчета показаний шкалы в случае смены измерительного предела.
Цифровой вольтметр оснащен соответствующим дисплеем, а также преобразователем, благодаря которым сигнал приобретает цифровой вид.
Если устройство подключается в сеть, где присутствует постоянный ток, на табло можно увидеть полярность подключения. Отличительными чертами такого прибора будет компактность, а также точность.
Правда, последний момент будет зависеть от модели встроенного контроллера.
Теперь приведем небольшие рекомендации, как правильно подключить вольтметр, чтобы он показал максимально точные данные.
Первый момент состоит в том, что подключение прибора в электроцепь нельзя осуществлять последовательно, иначе он поломается из-за снижения тока.
Подключение должно осуществляться лишь параллельно, ведь это не влияет на течение тока. И сопротивление должно быть большим.
Многие очень часто путают вольтметр с амперметром, в котором все будет наоборот.
Схема подключения прибора будет выглядеть так, что для замера напряжения, которое присутствует в цепи между 2 точками, он подсоединяется так, чтобы включение было расположено напротив источника питания. Устройство влияния на ток не оказывает по причине того, что пропускает его через себя. Поэтому его сопротивление так велико.
Для расширения диапазона замеров можно подсоединить к обмотке устройства дополнительный резистор.
Тогда на измеритель пойдет лишь часть тока, что будет пропорциональна сопротивлению прибора. Если нам известно сопротивление резистора у вольтметра, то можно будет определить показатель напряжения.
Сам резистор устанавливается внутрь вольтметра и одновременно используется с целью снижения влияния различных факторов на результаты измерений. Поэтому он делается из материала, который имеет максимально низкий температурный коэффициент. Его сопротивление будет меньше, чем в катушке, из-за чего общее сопротивление не будет зависеть от температурного режима.
Если говорить о напряжении постоянного типа, то для замера показателей электрической цепи следует иметь так называемый постоянный тококомпенсатор. Хотя более простым решением будет использование обычного цифрового устройства. Чтобы измерить значения, начинающиеся от десятков милливольт и заканчивающиеся сотнями вольт, применяют такие устройства:
- электродинамические;
- электромагнитные;
- магнитоэлектрические.
При таком типе измерений можно использовать и добавочные сопротивления.
Если осуществляется измерение такого типа напряжения в несколько киловольт, то обычно используются вольтметры электростатического типа. Реже – другие типы устройств, что подключаются через делитель.
Чтобы правильно замерить характеристики переменного тока рассматриваемым устройством, нужно иметь так называемый измерительный трансформатор.
Он используется для осуществления подобных замеров и повышения безопасности людей за счет того, что позволяет получить гальваническую развязку от цепи высокого напряжения.
Кстати, этот способ будет единственно правильным вообще, ведь по технике безопасности запрещено проводить измерения без таких трансформаторов.
Использование подобных трансформаторов даст возможность увеличить пределы измерения устройств, то есть можно замерять большие напряжения и токи посредством низковольтных и слаботочных приборов. Если измеряется переменный ток до значений в единицы вольт, то применяют:
- цифровые вольтметры;
- выпрямительные;
- аналоговые.
Если до сотен вольт – электродинамические, выпрямительные и электромагнитные. Если же до нескольких десятков мегагерц, то измерения нужно проводить электростатическими и термоэлектрическими вольтметрами.
Установка вольтметра на усилитель в машине осуществляется сравнительно легко. Для ее осуществления потребуются следующие элементы:
- изолента;
- вольтметр;
- провод ПВС 3х75.
Сначала в корпусе, где располагается кармашек над магнитолой, необходимо просверлить отверстие с диаметром где-то 1,6 миллиметра, куда следует установить соответствующий разъем с подключенным к нему проводом.
Теперь необходимо пропустить провод до самого багажника, попутно прикрепляя его при помощи изоленты к кабелю питания самого усилителя, и закрепить на усилительных клеммах.
REM-кабель, что осуществляет управление магнитолой, а также усилитель подключаются к вольтметру, чтобы он включался одновременно с ними.
Именно благодаря этому можно будет видеть точное напряжение на усилительных клеммах, когда в этом есть необходимость.
Данная система очень проста в эксплуатации, а затраты, которые необходимы для ее создания, очень малы.
Для успешного контроля состояния заряда аккумулятора автомобиля необходимо знать, как можно подключить вольтметр и осуществить правильную расшифровку его измерений.
Со времени появления автомобилей, где за контроль над системами отвечает бортовой компьютер, необходимость в отдельном устройстве отпала. Но такие машины может позволить себе не каждый.
Да и не везде в таких машинах реализована функция наблюдения за состоянием заряда аккумулятора. А в зимнее время — это будет крайне важно.
Максимально соответствующие реальности показания будут давать устройства, которые подключены непосредственно в приборную панель. И хоть установить их бывает сложновато, это окупит себя с лихвой, когда вы будете знать все о зарядке аккумулятора вашего автомобиля.
Большинство устройств, которые сегодня можно найти на рынке, для подключения в автомобиль имеют 2 или 3 провода для подключения к сети. В последнее время появились и 4-контактные модели. Но, как правило, большинство имеет три провода, так что остановимся на рассмотрении маркировки именно 3-проводных моделей:
- провод красного цвета будет означать плюс;
- черный – минус;
- белый будет отвечать за отключение и включение прибора, а также за управление яркостью подсветки.
Иногда случается так, что прибор светит очень тускло или вообще не работает. Причиной этого является чуть другая маркировка кабелей.
В таком случае белый провод будет минусом, а черный – управлять прибором.
Датчик напряжения ставится на место, где обычно располагаются часы, но в ряде случаев бывает так, что свободного места нет на приборной панели, поэтому приходится делать специальное отверстие.
Говоря непосредственно о подключении, скажем, что схем существует большое количество.
Но мы рассмотрим, как это осуществить на примере вольтметра, что оснащен импульсным стабилизатором. Корпус устройства может иметь поверхность рельефного типа. То есть речь о том, что рамка вокруг дисплея будет выступать над поверхностью автомобильной панели. Из-за этого вольтметр не будет проваливаться внутрь и станет скрывать неровности краев самодельного отверстия.
Обычно подключение вольтметра производится посредством трех контактов, что располагаются на корпусе датчика. Тогда для этого еще понадобится четырехжильный кабель от обычного компьютерного дисковода.
Широкий разъем IDE-формата отрезается, а остальные провода прикрепляются при помощи пайки к контактам проводки автомобиля.
Четырехпиновый контакт обеспечивает отличное соединение и, если в этом есть необходимость, позволяет быстро и без каких-либо серьезных усилий и временных затрат осуществить замену вольтметра, если он вышел из строя.
Вне зависимости от того, какое вольтметр имеет строение, перед его установкой в автомобиль, следует детально изучить схему проводки, а также внимательно прочитать инструкцию, что идет в комплекте с устройством.
Подробнее смотрите далее.
Как правильно подключить вольтметр
При проведении работ с электричеством иногда возникает необходимость провести измерение напряжения. Это можно сделать с помощью вольтметра. Чтобы получить точные данные, необходимо знать, как подключить вольтметр правильно.
Типы вольтметров
Существуют электромеханические и электронные устройства. Каждое из них имеет свои особенности. Общим является то, что при измерении напряжения не используется последовательное подключение таких приборов в цепь. На схеме вольтметр обозначается кружком с буквой «V» внутри него.
Электромеханические устройства
Существуют приборы для определения напряжения для постоянного тока и переменного. Их работа основана на применении магнитоэлектрического принципа. Прибор состоит из постоянного магнита и стального сердечника. Стрелка крепится к рамке, на которую намотан тонкий провод. Когда через него проходит ток, возникает электромагнитное поле, отклоняющее стрелку.
Угол поворота рамки соответствует разнице потенциалов на клеммах. Чтобы уменьшить колебания стрелки в приборе применяется компенсатор. Это может быть индукционный или воздушный демпфер, система противовесов и др. Подобные элементы способствуют повышению точности результата измерения и компенсируют влияние силы тяжести на стрелку.
Электронные приборы
Такие устройства бывают двух видов — аналоговые и цифровые. В первом случае в схеме присутствует преобразователь измеряемой величины в угол поворота стрелки. Когда аналоговый вольтметр включается в электрическую цепь, то происходит преобразование переменного напряжения в постоянное. Сигнал поступает на детектор. Он воздействует на стрелку и та отклоняется на определенный угол.
Цифровые приборы по сравнению с аналоговыми являются более точными, поэтому последние в настоящее время практически не используются.
У цифрового вольтметра есть дисплей и преобразователь, с помощью которых измеряемый параметр приобретает цифровой вид. На табло устройства, включенного в сеть с постоянным током, отображается полярность подключения.
Точность показаний при измерении напряжения цифровым вольтметром во многом зависит от качества работы преобразователя.
Особенности применения вольтметров в различных случаях
Чтобы получить точное значение напряжения, нужно правильно включить измерительный прибор. Соединение должно быть только параллельным. При этом важно соблюдать полярность.
Её можно определить по схеме, где указано, как правильно подключить измерительные приборы. Теоретически идеальный вольтметр будет максимально точным при очень большом внутреннем сопротивлении.
В таком случае через него будет проходить минимальный ток.
В реальной ситуации это условие не соблюдается, поэтому измерение производится с учётом предполагаемой величины напряжения. В данном случае требуется установить переключатель вольтметра в соответствии с нужным диапазоном.
Выбор вольтметра для измерения постоянного напряжения зависит от величины последнего:
- Если напряжение не превышает 1 милливольта, то используют аппараты со встроенным усилителем.
- До 1000 вольт можно применять обычные измерительные приборы разных видов.
- Если нужно проверить этот параметр на высоковольтном участке, то необходимо использовать специальные электростатические приборы, предназначенные для работы в электросетях с напряжением свыше 1000 В.
Чтобы увеличить предел измерения, можно применять последовательное соединение добавочного сопротивления с прибором. В этом случае наблюдается прямо пропорциональная зависимость, то есть, чтобы увеличить предел измерения в N раз, следует сопротивление также увеличить в N раз.
Тип вольтметра для сети с переменным током выбирается в зависимости от значения напряжения и частоты тока:
- Для измерения разности потенциалов менее 1 В подключается вольтметр с усилителем.
- Напряжение до 1 кВ и до 10 кГц в электрической цепи измеряется с помощью обычных приборов.
- При измерении высокочастотного переменного напряжения используются электростатические и термоэлектрические аппараты.
При измерении переменного напряжения прибор отображает значение, указанное на схеме. Оно примерно в 1.7 раз меньше амплитудного. Если используется правильная схема подключения, вольтметр будет показывать максимально точное значение. При проведении измерений в электросетях с переменным током в качестве добавочного сопротивления можно применять как резисторы, так и трансформаторы напряжения.
Правила подключения вольтметра
Перед тем как приступать к определению напряжения в электросети, следует сделать правильный выбор типа вольтметра с учетом особенностей использования различных моделей. Необходимо также учитывать ряд параметров:
- Внутреннее сопротивление измерительного прибора. Чем оно выше, тем точнее результат измерений. Определить эту характеристику поможет схема применяемого вольтметра. На практике важно, чтобы его рабочий диапазон был больше, чем значение измеряемого параметра. На приборе должно быть соответствующее обозначение.
- Диапазон напряжений, который подлежит измерению. Обычно подключение вольтметра происходит после выбора необходимого варианта. Измерение очень малых или больших напряжений осуществляется с помощью специальных устройств — усилителей или трансформаторов.
- Если нужно узнать величину переменного напряжения, необходимо учитывать не только разность потенциалов, но и рабочую частоту. Каждый вольтметр включается при условии соблюдения определённых допустимых пределов, при которых он должен применяться.
- Важной характеристикой является погрешность измерения. Идеальной точности измерений, подсоединив прибор, добиться практически невозможно. Поэтому мастер должен точно знать максимально допустимую погрешность. Обычно она указывается на приборе.
Важно! Для определения напряжения включайте вольтметр в цепь параллельно, иначе вы сможете определить только ЭДС источника, если он есть.
Применение мультиметра
В большинстве случаев для проведения измерений удобно пользоваться специализированными приборами. Существует большое количество разновидностей, при использовании которых возможно последовательное и параллельное соединение в цепь. Схема включения вольтметра подразумевает только параллельное его соединение.
В некоторых случаях можно воспользоваться мультиметром. Этот измерительный прибор работает по универсальному принципу. С его помощью можно измерять различные электрические величины, в том числе постоянное и переменное напряжение. Чтобы это сделать, необходимо предпринять следующие шаги:
- Установить переключатель в соответствующий режим для измерения постоянного или переменного напряжения.
- Выбрать диапазон измерений. Для этого надо указать на ближайшее значение, превосходящее ожидаемое.
- Подключить чёрный и красный щупы. Первый вставляется в гнездо COM, второй — в соседнее с обозначением V.
- Щупы подключаются параллельно измеряемой детали с соблюдением правильной полярности.
- На дисплее отображается результат измерения.
После окончания работы, ручку переключения режимов следует перевести в положение «Выключено». Преимуществом использования мультиметра является его универсальность и простота применения.
Видео по теме
Вольтметр. Измерение напряжения | 8 класс | Физика
Содержание
Для характеристики электрического тока в цепи у нас есть уже две физические величины: сила тока ($I$) и напряжение ($U$).
Для измерения силы тока мы используем амперметр. Значит, существует прибор и для измерения электрического напряжения.
Как называют прибор для измерения напряжения? Он называется вольтметром.На данном уроке мы рассмотрим его применение, правила подключения в электрическую цепь и другие его характеристики.
Вольтметр
Вольтметр — это прибор для измерения напряжения на полюсах источника тока или на каком-либо другом участке цепи.
Вольтметры по внешнему виду очень похожи на амперметры. Как их различать тогда? Если на шкале амперметра стоит буква $A$, то на шкале вольтметра будет обязательно стоять буква $V$.
Вольтметры бывают разных видов. Это зависит от их назначения. Вы чаще всего будете встречать или демонстрационный вольтметр (рисунок 1, а) или лабораторный (рисунок 1, б).
Как можно догадаться из названий приборов, демонстрационный вольтметр используется для демонстрации опытов, а лабораторный вы будете использовать при выполнении лабораторных работ.
Рисунок 1. Виды вольтметров
На шкале каждого вольтметра есть высшее (максимальное) значение напряжения, которое он способен измерить. Превышение этого предела может привести к выходу прибора из строя.
{«questions»:[{«content»:»Для изменения напряжения на каком-либо участке электрической цепи используют прибор, называемый[[choice-1]]»,»widgets»:{«choice-1»:{«type»:»choice»,»options»:[«вольтметром»,»амперметром»,»гальванометром»],»explanations»:[«»,»Амперметр служит для измерения силы тока.»,»Гальванометр служит для определения наличия или отсутствия электрического тока в сети.»],»answer»:[0]}}}]}
Вольтметр в электрической цепи
Вольтметр подключают в электрическую цепь на определенный ее участок, на котором необходимо измерить напряжение.
Обратите внимание на то, что если амперметр, последовательно подключенный в электрическую цепь, будет показывать одинаковое значение силы тока на всех участках цепи, то с вольтметром у нас совершенно другая история. Он предназначен для измерения напряжения на определенном участке цепи.
Для обозначения на схемах электрических цепей у вольтметра имеется свой условный знак (рисунок 2). Выглядит он, как кружок с буквой $V$ посередине.
Рисунок 2. Условный знак для обозначения вольтметра на схеме электрической цепи{«questions»:[{«content»:»На схеме электрической цепи вольтметр обозначают[[choice-6]]»,»widgets»:{«choice-6»:{«type»:»choice»,»options»:[«кружком с буквой $V$»,»кружком с буквой $A$»,»кружком со стрелкой»,»кружком с буквой $В$»],»explanations»:[«»,»Этот условный знак обозначает амперметр.»,»Этот условный знак обозначает гальванометр.»,»Такого условного знака нет.»],»answer»:[0]}}}]}
- Зажимы вольтметра нужно подсоединять к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение. Такое подключение называется параллельным (рисунок 3).
Рисунок 3. Параллельное подключение вольтметра в цепь
Подробнее об особенностях параллельного подключения приборов вы узнаете в следующих уроках.
- У одного из зажимов вольтметра стоит знак “+”. Провод, подключенный к этому зажиму, необходимо соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока (рисунок 4). Если подключить прибор неправильно, то стрелка вольтметра просто начнет отклоняться в другую сторону.
Рисунок 4. Соблюдение полярности при подключении вольтметра в цепь{«questions»:[{«content»:»Вольтметр подключается в электрическую цепь[[choice-13]]»,»widgets»:{«choice-13»:{«type»:»choice»,»options»:[«параллельно»,»последовательно»,»любым способом»],»answer»:[0]}}}]}
Используя вышеприведенные правила, давайте попробуем на практическом опыте измерить напряжение.
Допустим, его необходимо измерить на электрической лампе. Соберем электрическую цепь, состоящую из ключа, электрической лампы, источника тока. Подключим последовательно в эту цепь амперметр. Вольтметр подсоединяем параллельно к зажимам лампы (рисунок 5).
Рисунок 5. Измерение напряжения электрической лампы
- Схема такой электрической цепи будет выглядеть следующим образом (рисунок 6).
Рисунок 6. Схема электрической цепи при измерении напряжения электрической лампы
Обратите внимание, что амперметром здесь мы измеряем силу тока в электрической лампе. Вольтметром мы измеряем ее напряжение.
Амперметр подключается последовательно, а вольтметр — параллельно.
А какой должна быть сила тока, проходящего через вольтметр, по сравнению с силой тока в цепи? Отличается ли она от силы тока во всей цепи?
Да, отличается. Вольтметр устроен таким образом, что сила тока, проходящего через него, крайне мала по сравнению с силой тока в самой электрической цепи. Это позволяет исключить изменение напряжения между теми точками, к которым подсоединен вольтметр. Это же и способствует получению более точных значений напряжения.
{«questions»:[{«content»:»Если необходимо измерить напряжение определенного электроприбора, включенного в цепь, то вольтметр следует подключить[[choice-16]]»,»widgets»:{«choice-16»:{«type»:»choice»,»options»:[«последовательно перед электроприбором»,»последовательно после электроприбора»,»параллельно к зажимам электроприбора»,»параллельно на любом участке цепи»],»answer»:[2]}}}]}
Измерение напряжения вольтметром на полюсах источника тока
Как с помощью вольтметра измерить напряжение на полюсах источника тока?
Чтобы узнать напряжение на полюсах источника тока, мы можем подключить вольтметр непосредственно к нему (рисунок 7). Не забывайте соблюдать полярность при подключении! Амперметр же включать в подобную цепь нельзя.
Рисунок 7. Измерение вольтметром напряжения на полюсах источника тока{«questions»:[{«content»:»При измерении напряжения на полюсах источника тока важно[[choice-21]]»,»widgets»:{«choice-21»:{«type»:»choice»,»options»:[«соблюдать полярность подключения вольтметра к источнику тока»,»подключить в цепь потребитель электроэнергии»,»Подключить в цепь замыкающее устройство»],»answer»:[0]}}}]}
Рассмотрите шкалу вольтметра (рисунок 1, а). Определите цену деления. Перечертите в тетрадь его шкалу и нарисуйте положение стрелки при напряжении $4.5 space В$; $7.5 space В$; $10.5 space В$.
Определим цену деления такого вольтметра. Возьмем значения 0 и 3. От 0 до 3 у нас всего два деления. Получается, что $frac{3 space В — 0 space В}{2} = 1.5 space В$.Цена деления этого вольтметра равна $1.5 space В$.
На рисунке 8 изображены показания этого вольтметра при:$U_1 = 4.5 space В$ (рисунок 8, а);$U_2 = 7.5 space В$ (рисунок 8, б);
$U_3 = 10.5 space В$ (рисунок 8, в).
Рисунок 8. Различные показания вольтметра
Определите цену деления шкалы вольтметра, изображённого на рисунке 5. Какое напряжение он показывает?
Шкала вольтметра на рисунке 5 идентична шкале вольтметра на рисунке 1, а. Ее цену деления мы уже определили в предыдущем упражнении. Цена деления этого вольтметра равна $1.5 space В$.
На рисунке 5 вольтметр показывает значение напряжения, равное $1.5 space В$.
Начертите схему цепи, состоящей из аккумулятора, лампы, ключа, амперметра и вольтметра, для случая, когда вольтметром измеряют напряжение на полюсах источника тока.
Схема такой цепи изображена на рисунке 9. Обратите внимание, что амперметр подключен в цепь последовательно, а вольтметр — параллельно.
Рисунок 9. Схема электрической цепи для упражнения №3
О подключении вольтметра: схема подключения вольтметров к цепи
Как и любую физическую величину, напряжение можно измерить, для этого используется вольтметр. Но чтобы получить достоверные данные, его необходимо правильно подключить.
Принцип действия
Все устройства, которыми производятся измерения в электрических сетях, делятся на две группы: электромеханические и электронные.
Электромеханические аппараты
Это стрелочные приборы. Стрелка в них закреплена на рамке, на которую намотан провод. Эта катушка находится на одной оси с постоянным магнитом в приборах, используемых в сети постоянного тока, или с другой катушкой – в устройствах переменного напряжения.
Справка. Аппарат переменного тока в сети постоянного работать не будет, но устройство для измерения постоянного напряжения, если включить его через диодный мост, можно подключить в сеть переменного тока с потерей точности.
При прохождении тока по обмотке в ней наводится электромагнитное поле, взаимодействующее с магнитом или другой обмоткой, и рамка поворачивается. Вращению катушки со стрелкой препятствует пружина, поэтому угол поворота рамки соответствует току через неё и потенциалу на клеммах.
Для уменьшения колебаний стрелки устанавливается демпфер электромагнитный из алюминиевой пластины или пневматический, из поршня и цилиндра.
Для повышения точности стрелка снабжена противовесами, исключающими влияние силы тяжести, а сам механизм выполняется из легированной стали для уменьшения износа.
Электронные приборы
В электронных аппаратах чувствительным элементом является электронная плата, преобразующая входной сигнал в показания прибора. Питание такое устройство может получать от измеряемого напряжения или другого источника – внутренних батарей или внешнего питания.
Электронные вольтметры есть двух типов:
- Аналоговые. В них находится преобразователь входного сигнала в угол поворота стрелки, показывающий на шкале величину измеряемого напряжения. Недостаток аналоговых схем – в необходимости пересчитывать показания шкалы при изменении предела измерения;
- Цифровые. В таких приборах есть цифровой дисплей и преобразователь, отображающий входной сигнал в цифровом виде. При подключении устройства в сеть постоянного тока на табло показывается полярность подключения. Эти конструкции отличаются компактностью, а точность такого аппарата зависит от качества встроенного контроллера.
Подключение вольтметра
Напряжение на источнике питания или элементе цепи измеряется аппаратом, который подключается параллельно устройству.
Схема подключения вольтметра
Катушка прибора имеет низкое сопротивление, и при непосредственном включении в сеть ток будет большим. Для уменьшения потребляемого тока и влияния на электрическую сеть в цепь последовательно с аппаратом включаются добавочные сопротивления.
Важно! При включении вольтметра последовательно с нагрузкой он покажет напряжение источника питания с погрешностью из-за сопротивления нагрузки. Последовательно подсоединяют амперметр.
Постоянное напряжение
Способы измерения постоянного напряжения зависят от его величины:
- до 1 милливольта – цифровыми и аналоговыми аппаратами со встроенным усилителем;
- до 1000 вольт используют обычные аппараты различных систем;
- свыше 1 кВ измерения производятся электростатическими приборами, предназначенными для работы в высоковольтных сетях или обычными, включёнными через делитель.
Схема включения вольтметра с добавочными сопротивлениями
Увеличение предела измерения производится включёнием последовательно с прибором добавочного сопротивления Rдоб. Для увеличения предела в n раз общее сопротивление также необходимо увеличить в n раз и, учитывая сопротивление прибора Rпр, Rдоб=Rпр*(n-1). Показания шкалы также умножаются на n.
Переменное напряжение
Методы и типы устройств для измерения в сетях переменного тока зависят от величины напряжения и частоты сети:
- до 1 вольта – цифровые и аналоговые устройства с усилителями;
- до 1кВ и частотой до десятков кГц – выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы;
- при частоте до десятков мегагерц – термоэлектрические и электростатические аппараты.
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
Что измеряет вольтметр и как им пользоваться
Как подключается вольтметр в электрическую цепь: пошаговая инструкция
Как подключается вольтметр в электрическую цепь: пошаговая инструкция добавить в закладки
Напряжение на участке электрической цепи или отдельном её элементе вычисляется по закону Ома или определяется при помощи измерительного прибора. Рассмотрим, как подключается вольтметр в электрическую цепь. Коснёмся вопроса эксплуатации цифрового мультиметра для работы с переменным и постоянным напряжением.
Как подключается вольтметр в цепь
Чтобы измерить постоянное напряжение между двумя точками цепи, вольтметр подключается параллельно исследуемому источнику. Современные приборы обладают высоким внутренним напряжением, которое исключает влияние самого измерительного устройства на функционирование цепи.
Правила включения вольтметра в цепь просты:
- Предварительно отключается питание электросети: как кнопкой или переключателем, так и путём изъятия вилки из розетки.
- Вольтметр подсоединяется параллельно интересующему участку.
- Обязательно соблюдается полярность: клемма с «плюсом» на приборе соединяется с «+» в схеме.
- Выбирается предполагаемый коэффициент умножения, соответствующий ожидаемой величине. Если последняя неизвестна, выставляется пиковое значение. При необходимости – уменьшается для получения требуемой точности.
- Цена деления шкалы аналогового прибора определяет его точность, если условия не предполагают иного.
Как работать с мультиметром
При работе с тестером необходимо следовать рекомендациям, указанным в инструкции по эксплуатации.
Постоянное напряжение
Цепь предварительно разрывается.
- Красный щуп подключается к разъёму «V Ω ma».
- Чёрный – подсоединяется к гнезду «COM».
- Поворотным переключателем выбирается оценочный предел постоянного напряжения «DCV».
- Если значение неизвестно, устанавливается максимальное, затем последовательно уменьшается на одну позицию.
- Свободные концы щупов подключаются к схеме.
- Отображённое на дисплее напряжение фиксируется.
При наличии кнопки «HOLD» ею можно «заморозить» текущее значение на дисплее.
Переменное напряжение
Алгоритм работы аналогичный. Только поворотный переключатель переводится в положение ACV.
Добавочный резистор
Современные измерительные приборы поставляются с добавочным резистором, подключённым последовательно с обмоткой тестера либо вольтметра. Он снижает нагрузку на катушку, часть напряжения приходится на сопротивление. Это значение предварительно известно, к тому же пропорционально сопротивлению резистора.
Если на старых лабораторных вольтметрах такого резистора нет, его подключают отдельно, после проводят вычисления. Цифровые измерительные устройства делают это автоматически – поворотом ручки устанавливается соответствующий множитель.
От сопротивления добавочного резистора зависит максимальное измеряемое значение напряжения.
Для большинства бытовых тестеров пиковым является напряжение:
- постоянное – 1000 В или 1 кВ;
- переменное – 200 В.
Для изготовления резистора применяют материал с низким температурным сопротивлением, что исключает зависимость показаний прибора от термических показателей.
Загрузка...
