AC spenningsmåler. AC spenningsmåling. Hvordan måle spenningen i en stikkontakt

I praksis må spenningsmålinger utføres ganske ofte. Spenning måles i radioteknikk, elektriske enheter og kretser, etc. Typen vekselstrøm kan være pulserende eller sinusformet. Spenningskilder er enten strømgeneratorer.

Pulsstrømspenning har amplitude og gjennomsnittlig spenningsparametere. Kilder til slik spenning kan være pulsgeneratorer. Spenningen måles i volt og er betegnet "V" eller "V". Hvis spenningen er vekslende, vises symbolet " ~ ", for konstant spenning er symbolet "-" indikert. Vekselspenningen i hjemmenettverket er merket med ~220 V.

Dette er instrumenter designet for å måle og kontrollere egenskapene til elektriske signaler. Oscilloskoper fungerer etter prinsippet om å avlede en elektronstråle, som produserer et bilde av verdiene til variable mengder på skjermen.

AC spenningsmåling

I følge forskriftsdokumenter må spenningen i et husholdningsnettverk være lik 220 volt med en avviksnøyaktighet på 10%, det vil si at spenningen kan variere i området 198-242 volt. Hvis belysningen i hjemmet ditt har blitt svakere, lamper har begynt å svikte ofte, eller husholdningsapparater har blitt ustabile, så for å identifisere og eliminere disse problemene, må du først måle spenningen i nettverket.

Før du måler, bør du klargjøre din eksisterende måleenhet for bruk:

Kontroller integriteten til isolasjonen til kontrollledninger med prober og tips.
Sett bryteren til AC-spenning, med en øvre grense på 250 volt eller høyere.
Sett for eksempel testledningene inn i stikkontaktene på måleapparatet. For å unngå feil er det bedre å se på betegnelsene på stikkontaktene på saken.
Slå på enheten.

Figuren viser at målegrensen på 300 volt er valgt på testeren, og 700 volt på multimeteret. Noen enheter krever at flere forskjellige brytere settes til ønsket posisjon for å måle spenning: strømtype, type måling, og også sette ledningspissene inn i visse stikkontakter. Enden av den svarte tuppen i multimeteret settes inn i COM-kontakten (vanlig kontakt), den røde tuppen settes inn i kontakten merket "V". Denne kontakten er vanlig for måling av alle typer spenning. Stikkontakten merket "ma" brukes til å måle små strømmer. Stikkontakten merket "10 A" brukes til å måle en betydelig mengde strøm, som kan nå 10 ampere.

Hvis du måler spenningen med ledningen satt inn i "10 A"-kontakten, vil enheten svikte eller sikringen går. Derfor bør du være forsiktig når du utfører målearbeid. Oftest oppstår feil i tilfeller der motstanden først ble målt, og deretter, når de glemmer å bytte til en annen modus, begynner de å måle spenningen. I dette tilfellet brenner en motstand som er ansvarlig for å måle motstand inne i enheten.

Etter å ha klargjort enheten, kan du begynne målinger. Hvis ingenting vises på indikatoren når du slår på multimeteret, betyr dette at batteriet som sitter inne i enheten er utløpt og må skiftes ut. Oftest inneholder multimetre "Krona", som produserer en spenning på 9 volt. Levetiden er omtrent et år, avhengig av produsenten. Hvis multimeteret ikke har vært brukt på lenge, kan kronen fortsatt være defekt. Hvis batteriet er bra, skal multimeteret vise en.

Ledningsprobene må settes inn i stikkontakten eller berøres med bare ledninger.

Multimeterdisplayet vil umiddelbart vise nettverksspenningen i digital form. På en måleur vil nålen avvike med en viss vinkel. Pektesteren har flere graderte skalaer. Hvis du ser nøye på dem, blir alt klart. Hver skala er designet for en spesifikk måling: strøm, spenning eller motstand.

Målegrensen på enheten ble satt til 300 volt, så du må regne på den andre skalaen, som har en grense på 3, og avlesningene til enheten må multipliseres med 100. Skalaen har en divisjonsverdi lik 0,1 volt, så vi får resultatet vist på figuren, ca 235 volt. Dette resultatet er innenfor akseptable grenser. Hvis målerstandene stadig endres under måling, kan det være dårlig kontakt i de elektriske ledningsforbindelsene, noe som kan føre til lysbue og nettverksfeil.

DC spenningsmåling

Kilder til konstant spenning er batterier, lavspenning eller batterier hvis spenning ikke overstiger 24 volt. Derfor er det ikke farlig å berøre batteripolene, og det er ikke behov for spesielle sikkerhetstiltak.

For å vurdere ytelsen til et batteri eller en annen kilde, er det nødvendig å måle spenningen ved polene. For AA-batterier er strømpolene plassert i endene av dekselet. Den positive polen er merket "+".

Likestrøm måles på samme måte som vekselstrøm. Den eneste forskjellen er å sette enheten til riktig modus og observere polariteten til terminalene.

Batterispenningen er vanligvis merket på dekselet. Men måleresultatet indikerer ennå ikke helsen til batteriet, siden den elektromotoriske kraften til batteriet måles. Driftsvarigheten til enheten som batteriet skal installeres i, avhenger av kapasiteten.

For nøyaktig å vurdere ytelsen til batteriet, er det nødvendig å måle spenningen med en tilkoblet belastning. For et AA-batteri er en vanlig 1,5 volt lommelyktpære egnet som last. Hvis spenningen synker litt når lyset er på, det vil si med ikke mer enn 15%, er derfor batteriet egnet for drift. Hvis spenningen synker betydelig mer, kan et slikt batteri bare tjene i en veggklokke, som bruker svært lite energi.

Voltmeter er et måleapparat som er designet for å måle Spenning like- eller vekselstrøm i elektriske kretser.

Voltmeteret er koblet parallelt til terminalene til spenningskilden ved hjelp av eksterne prober. I henhold til metoden for å vise måleresultater er voltmetre delt inn i skive og digitale.

Spenningsverdien måles i Voltach, angitt på instrumenter med bokstaven I(på russisk) eller latinsk bokstav V(internasjonal betegnelse).

På elektriske diagrammer er et voltmeter betegnet med den latinske bokstaven V omgitt av en sirkel, som vist på fotografiet.

Spenningen kan være konstant eller vekslende. Hvis spenningen til strømkilden er vekslende, plasseres tegnet " foran verdien ~ "hvis konstant, så tegnet" – ".

For eksempel er vekselspenningen til et husholdningsnettverk på 220 volt kort utpekt som følger: ~220 V eller ~220 V. Ved merking av batterier og akkumulatorer er skiltet " – " er ofte utelatt, et tall skrives ganske enkelt ut. Spenningen til kjøretøyets eller batteriets strømforsyning er angitt som følger: 12 V eller 12 V, og batterier for en lommelykt eller kamera: 1,5 V eller 1,5 V. Huset må være merket nær den positive terminalen i form av en " + ".

Polariteten til vekselspenningen endres over tid. For eksempel endrer spenningen i husholdningens elektriske ledninger polaritet 50 ganger per sekund (hyppigheten av endringen måles i Hertz, en Hertz er lik en spenningspolaritetsendring per sekund).

Polariteten til likespenningen endres ikke over tid. Derfor kreves det forskjellige måleinstrumenter for å måle AC- og DC-spenning.

Det finnes universelle voltmetre som kan brukes til å måle både veksel- og likespenning uten å bytte driftsmodus, for eksempel voltmeter av typen E533.

Hvordan måle spenning i husholdnings elektriske ledninger

Merk følgende! Ved måling av spenninger over 36 V er det uakseptabelt for en person å berøre de eksponerte ledningene, da de kan få elektrisk støt.

I henhold til kravene i GOST 13109-97, må den effektive spenningsverdien i det elektriske nettverket være 220 V ±10 %, det vil si at det kan variere fra 198 V til 242 V. Hvis lyspærer i leiligheten begynner å brenne svakt eller ofte brenner ut, eller husholdningsapparater begynner å fungere ustabilt, må du først måle spenningsverdien i de elektriske ledningene for å iverksette tiltak.

Når du starter målinger, er det nødvendig å forberede enheten: – sjekk påliteligheten til isolasjonen til ledere med tips og sonder; – still bryteren for målegrenser til posisjonen for måling av vekselspenning på minst 250 V;

– sett inn kontaktene til lederne i kontaktene på enheten, styrt av inskripsjonene ved siden av dem;

– slå på måleapparatet (om nødvendig).

Som du kan se på bildet, er grensen for å endre vekselspenningen 300 V i testeren, og 700 V i multimeteret I mange testermodeller må du sette flere brytere til ønsket posisjon på en gang. Type strøm (~ eller -), type måling (V, A eller Ohm) og sett også endene av probene inn i de nødvendige stikkontaktene.

I et multimeter settes den svarte enden av sonden inn i COM-kontakten (vanlig for alle målinger), og den røde enden i V, vanlig for å endre like- og vekselstrømspenning, strøm, motstand og frekvens. Stikkontakten merket ma brukes til å måle små strømmer, 10 A ved måling av strøm som når 10 A.

Merk følgende! Måling av spenning mens støpselet er satt inn i 10 A-kontakten vil skade enheten. I beste fall vil sikringen som er satt inn i enheten gå ut; i verste fall må du kjøpe et nytt multimeter. De gjør spesielt ofte feil når de bruker instrumenter for å måle motstand, og, glemmer å bytte modus, måler spenningen. Jeg har møtt dusinvis av slike defekte enheter med brente motstander inni.

Etter at alt det forberedende arbeidet er fullført, kan du begynne å måle. Hvis du slår på multimeteret og ingen tall vises på indikatoren, betyr det at enten batteriet ikke er installert i enheten eller at det allerede har brukt opp ressursen. Vanligvis bruker multimetre et 9 V Krona-batteri med en holdbarhet på ett år. Derfor, selv om enheten ikke har vært brukt på lenge, kan det hende at batteriet ikke fungerer. Når du bruker multimeteret under stasjonære forhold, anbefales det å bruke en ~220 V/–9 V-adapter i stedet for kronen.

Sett endene av probene inn i kontakten eller berør de elektriske ledningene.

Multimeteret vil umiddelbart vise spenningen i nettverket, men du må fortsatt kunne lese avlesningene i en skivetester. Ved første øyekast virker det vanskelig, siden det er mange skalaer. Men hvis du ser nøye etter, blir det klart på hvilken skala du skal lese enheten. Den aktuelle enheten av typen TL-4 (som har tjent meg feilfritt i mer enn 40 år!) har 5 vekter.

Den øvre skalaen brukes til å ta avlesninger når bryteren er i posisjoner som er multipler av 1 (0,1, 1, 10, 100, 1000). Skalaen som ligger rett under er multipler av 3 (0,3, 3, 30, 300). Ved måling av vekselspenninger på 1 V og 3 V, er 2 ekstra skalaer merket. Det er en egen skala for måling av motstand. Alle testere har en lignende kalibrering, men mangfoldet kan være hvilken som helst.

Siden målegrensen ble satt til ~300 V, betyr det at avlesningen må gjøres på den andre skalaen med en grense på 3, multiplisere avlesningene med 100. Verdien av en liten divisjon er 0,1, derfor viser det seg 2,3 + pilen er midt mellom linjene, som betyr å ta avlesningsverdien 2,35×100=235 V.

Det viste seg at den målte spenningsverdien er 235 V, som er innenfor akseptable grenser. Hvis det under måleprosessen er en konstant endring i verdien av de minst signifikante sifrene, og testerens nål konstant svinger, betyr det at det er dårlige kontakter i de elektriske ledningsforbindelsene, og det er nødvendig å inspisere det.

Hvordan måle batterispenning
batteri eller strømforsyning

Siden spenningen til DC-kilder vanligvis ikke overstiger 24 V, er det ikke farlig for mennesker å berøre terminalene og bare ledninger, og det kreves ingen spesielle sikkerhetstiltak.

For å vurdere egnetheten til et batteri, en akkumulator eller helsen til strømforsyningen, er det nødvendig å måle spenningen på terminalene. Terminalene til runde batterier er plassert i endene av den sylindriske kroppen, den positive terminalen er indikert med et "+"-tegn.

Måling av likespenning er praktisk talt ikke mye forskjellig fra å måle AC-spenning. Du trenger bare å bytte enheten til riktig målemodus og observere polariteten til tilkoblingen.

Mengden spenning som et batteri lager er vanligvis merket på kroppen. Men selv om måleresultatet viste tilstrekkelig spenning, betyr ikke dette at batteriet er bra, siden EMF (elektromotorisk kraft) ble målt, og ikke kapasiteten til batteriet, som levetiden til produktet som det vil i installeres avhenger.

For mer nøyaktig å estimere batterikapasiteten, må du måle spenningen ved å koble en last til polene. En glødelampe som er klassifisert for en spenning på 1,5 V er godt egnet som belastning for et 1,5 V-batteri For enkel betjening må du lodde ledere til basen.

Hvis spenningen under belastning synker med mindre enn 15%, er batteriet eller akkumulatoren ganske egnet for bruk. Hvis det ikke er noen måleenhet, kan du bedømme egnetheten til batteriet for videre bruk etter lysstyrken til lyspæren. Men en slik test kan ikke garantere enhetens batterilevetid. Det indikerer bare at batteriet fortsatt er brukbart.

Vekselspenning forstås som en periodisk skiftende spenning, dens hovedparametre er periode (eller frekvens som den gjensidige av perioden), amplitude Um og øyeblikkelig signalverdi U(t).

I tillegg til amplituden og øyeblikksverdiene til et periodisk signal, brukes ofte følgende:

1. Gjennomsnitt (7,1)

2. Gjennomsnittlig utbedret verdi (7.2)

3. Effektiv verdi (7.3)

Når du kjenner til formen på signalet, er det mulig å beregne forholdet mellom amplitude, effektive og gjennomsnittlige utrettede verdier:

– formfaktor;

– amplitudefaktor.

Tabell 7.1

Kombinerte voltmetre viser den effektive verdien av den målte mengden. Overgangen fra en øyeblikkelig verdi til en faktisk verdi kan realiseres på tre måter: bestemme den gjennomsnittlige korrigerte verdien og multiplisere den med formfaktoren; å bestemme amplitudeverdien og dele den med amplitudefaktoren; beregning av den effektive verdien ved hjelp av formel (7.2). Følgelig er det tre typer inngangsdetektorer for vekselstrømmåleinstrumenter: likerettede verdidetektorer, amplitudeverdidetektorer og rms verdidetektorer.

Sinusformede signaler brukes oftest i praksis, derfor utføres det i enheter med detektorer av gjennomsnittlig likerettet verdi og amplitudeverdien henholdsvis multiplikasjon og divisjon med formen og amplitudekoeffisienten for det sinusformede signalet. Når man måler signaler med en annen form enn sinusformet, vil det således oppstå en metodisk feil.

2. Driftsprinsipp for voltmetre med detektor
gjennomsnittlig rettet verdi

Vekselspenning kan måles med elektromagnetiske, elektro- og ferrodynamiske eller elektrostatiske voltmetre. Men de mest brukte i målepraksis er voltmetre som har en målemekanisme til et magnetoelektrisk system og en omformer av den målte parameteren for vekselspenning til likestrøm. Målemekanismene til det magnetoelektriske systemet reagerer på gjennomsnittsverdien av strømmen som flyter gjennom rammen. Derfor, hvis en strøm med en gjennomsnittsverdi på null (for eksempel en sinusformet, meander, etc.) føres gjennom rammen, vil det bevegelige systemet ikke avvike. For å måle vekselstrøm og spenning må signalet først konverteres til likestrøm eller spenning. Hovedtypene av slike omformere er gitt i.

Ris. 7.1. Likeretter voltmetere

Likerettervoltmetre bruker vanligvis enkelt- eller fullbølge likeretterkretser (se fig. 7.1).

Ulempen med den enkleste kretsen (fig. 7.1a) er lav følsomhet, høy reversspenning påført dioden, og i tillegg asymmetri av belastningen for signalkilden i forskjellige halvbølger av signalet. I diagrammet i fig. 7.1b to dioder brukes, som lar deg utjevne ( R=R p) halvbølgestrømmer og beskytte diode D1 mot sammenbrudd. Fullbølge likeretterkretser brukes ofte (fig. 7.1c).

I alle disse ordningene reagerer målemekanismen på en gjennomsnittlig likerettet strøm, dvs. avbøyningen av pilen er proporsjonal med den gjennomsnittlige likerettede spenningen U SV av det målte signalet

I de fleste tekniske applikasjoner er det nødvendig å kjenne den effektive (rms) verdien U. Selvfølgelig, hvis målt U St, da U kan bli funnet ved hjelp av formfaktoren. For eksempel for et sinusformet signal U= 1,11× U St. For enkel bruk av enheten utføres denne multiplikasjonen med en faktor på 1,11 under kalibrering:

;

Som et resultat er et slikt voltmeter praktisk å bruke ved måling av sinusformede signaler. Hvis formfaktoren til det målte signalet avviker fra 1,11, oppstår en såkalt kurveformfeil.

(7.4)

For eksempel, for en meander ( TIL f = 1,00):

de. den metodiske feilen på grunn av avviket i kurveformen fra en sinusoid kan betydelig (flere ganger) overskride den instrumentelle feilen, bestemt av enhetens nøyaktighetsklasse. Hvis formfaktoren til det målte signalet er kjent, kan den målte effektive verdien beregnes U x i henhold til formelen

(7.5)

Hvor U n - voltmeteravlesning av likerettersystemet.

Når du måler vekselspenning med et likerettervoltmeter, bør det derfor tas hensyn til to metodiske feil (på grunn av inngangsmotstanden og på grunn av kurvens form) og instrumentfeilen til selve voltmeteret.

3. Driftsprinsipp for voltmetre med detektor
amplitudeverdi

Strøm-spenningsegenskapene til ekte dioder har en nullsone (ingen strøm i foroverretningen) på opptil 0,3-0,7 V. Derfor kan likerettervoltmetre ikke brukes ved måling av lavspenning. Det er nødvendig å forhåndsforsterke inngangssignalet, som gjøres i elektroniske voltmetre. I fig. Figur 7.2 viser kretser av elektroniske voltmetre med lineære detektorer på operasjonsforsterkere.

a b

Ris. 7.2. Kretser av elektroniske voltmetre.

Ved måling av høyfrekvente spenninger brukes ofte elektroniske voltmetre med amplitudedetektorer. I fig. 7.3 viser et diagram av et voltmeter som består av:

Målemekanisme for det magnetoelektriske systemet (MI);

Likestrømsforsterker (DCA);

Delere i inngangskretser;

En sonde, som er en amplitudedetektor med en lukket inngang.

Utgangssignalet bestemmes av amplituden til den variable komponenten til inngangssignalet.

I kombinerte voltmetre blir skalaen kalibrert for umiddelbart å bestemme rot-middelkvadratverdien (rms).

; ; ,

Hvor Til UPT– koeffisient avhengig av egenskapene til DC-forsterkeren.

Ris. 7.3. Funksjonsdiagram av V7-15 voltmeter

Kalibreringen av kombinerte elektroniske voltmetre utføres for et sinusformet inngangssignal

Hvis toppfaktoren avviker fra K A=1.41, så oppstår en metodisk feil:

For eksempel, hvis inngangssignalet har en firkantbølgeform ( K A=1,00), deretter den relative metodiske feilen:

Minustegnet indikerer at voltmeteravlesningen er mindre enn den effektive verdien til inngangssignalet. Hvis amplitudekoeffisienten til inngangssignalet er kjent, er den effektive verdien lik:

Hvor U n - elektronisk voltmeteravlesning.

Bare hvis skalakalibreringen faller sammen med typen detektor, viser instrumentene signalparameteren som skalakalibreringen ble utført for.

Tatt i betraktning den store aktive inngangsmotstanden til elektroniske voltmetre ved industrielle frekvenser (opptil 1 kHz), kan den metodiske feilen på grunn av energiforbruket fra inngangssignalet ofte neglisjeres, og den totale spenningsmålefeilen har to komponenter: den metodiske feilen til kurveform og den instrumentelle feilen til selve det elektroniske voltmeteret.

Et særtrekk ved vakuumdioder, ofte brukt i amplitudedetektorer til elektroniske voltmetre (se fig. 7.3), er fraværet av en nullsone, og til og med tilstedeværelsen av en liten strøm gjennom dioden ved et null inngangssignal. Ustabiliteten til denne nulldiodestrømmen krever en ekstra operasjon, "nullstilling av vekselspenningen", før den måles med et elektronisk voltmeter, hvor verdien til et spesielt kompensasjonssignal justeres. Når du måler AC-spenning med et elektronisk voltmeter, er det derfor nødvendig å gjøre to justeringer: balansere UPT og kompensere nullstrømmen til vakuumdioden.

Moderne elektroniske og digitale voltmetre er vanligvis bygget i henhold til ordningen bredbåndsforsterker - gjennomsnittlig rettet verdi omformer - målemekanisme. I tillegg er det som et separat konstruksjonselement en amplitudedetektor med lukket inngang (sonde). Ved måling av høyfrekvente signaler er sonden koblet til inngangen til et voltmeter, som i dette tilfellet fungerer i modusen for å måle likespenningen som kommer fra utgangen til sonden. For å opprettholde skalakalibreringen er sonden utstyrt med en skillevegg ( TIL=1), slik at utgangssignalet til sonden er lik den effektive verdien ved en sinusformet målt spenning.

Digitale voltmetre gir også to alternativer for måling av AC-spenning: en lineær detektor brukes til å koble signalet til terminalene (se figur 7.2), og en sonde (amplitudedetektor) er festet til enhetene for måling av høyfrekvente signaler. Noen voltmetre bruker kvadratiske detektorer, hvis utgangssignal er proporsjonalt med den effektive verdien av den målte spenningen, og det er ingen feil i formen på kurven.

For å måle vekselspenning brukes analoge elektromekaniske enheter (elektromagnetiske, elektrodynamiske, sjelden induktive), analoge elektroniske enheter (inkludert likerettersystemer) og digitale måleinstrumenter. Kompensatorer, oscilloskop, opptakere og virtuelle instrumenter kan også brukes til målinger.

Ved måling av vekselspenning bør man skille mellom øyeblikkelige, amplitude-, gjennomsnittlige og effektive verdier for ønsket spenning.

Sinusformet vekselspenning kan representeres i form av følgende forhold:

Hvor u(t)- øyeblikkelig spenningsverdi, V; U m - amplitudespenningsverdi, V; (U - gjennomsnittlig spenningsverdi, V T - periode

(T = 1//) ønsket sinusformet spenning, s; U- effektiv spenningsverdi, V.

Den øyeblikkelige verdien av vekselstrømmen kan vises på et elektronisk oscilloskop eller ved hjelp av en analog opptaker (kartopptaker).

Gjennomsnitt, amplitude og effektive verdier av vekselspenninger måles med peker eller digitale enheter for direkte vurdering eller vekselspenningskompensatorer. Instrumenter for måling av gjennomsnitts- og amplitudeverdier brukes relativt sjelden. De fleste enheter er kalibrert i effektive spenningsverdier. Av disse grunner er de kvantitative verdiene for spenninger gitt i læreboken som regel gitt i effektive verdier (se uttrykk (23.25)).

Ved måling av variable mengder er formen på de ønskede spenningene av stor betydning, som kan være sinusformet, rektangulær, trekantet osv. Passene for enheter angir alltid hvilke spenninger enheten er designet for å måle (for eksempel for å måle sinusformet eller rektangulær). spenninger). I dette tilfellet er det alltid indikert hvilken AC-spenningsparameter som måles (amplitudeverdi, gjennomsnittsverdi eller effektiv verdi av målt spenning). Som allerede nevnt, brukes for det meste kalibrering av enheter i de effektive verdiene til de ønskede vekselspenningene. På grunn av dette er alle videre betraktede variable spenninger gitt i effektive verdier.

For å utvide målegrensene for vekselspenningsvoltmetre, brukes ekstra motstander, instrumenttransformatorer og ekstra kapasitanser (med elektrostatiske systemenheter).

Bruken av tilleggsmotstander for å utvide målegrensene er allerede diskutert i underkapittel 23.2 i forhold til DC-voltmetre og er derfor ikke vurdert i dette underavsnittet. Spennings- og strømmåletransformatorer er heller ikke vurdert. Informasjon om transformatorer er gitt i litteraturen.

Med en mer detaljert vurdering av bruken av ekstra kapasitans, kan en ekstra kapasitans brukes til å utvide målegrensene for elektrostatistikken til voltmetre (fig. 23.3, EN) eller to ekstra beholdere kan brukes (fig. 23.3, b).

For en krets med én ekstra kapasitans (fig. 23.3, EN) målt spenning U fordelt mellom voltmeterets kapasitans C y og tilleggskapasitet C er omvendt proporsjonal med verdiene S y og S

Vurderer U c = U- Uy, kan skrives ned

Ris. 23.3. Opplegg for utvidelse av elektrostatiske målegrenser

voltmeter:

EN- krets med en ekstra kapasitet; b- krets med to ekstra beholdere; U- målt vekselspenning (rms-verdi); C, C, C 2 - ekstra beholdere; CV- kapasiteten til det elektrostatiske voltmeteret som brukes V; U c- spenningsfall over ekstra kapasitans C; U v - elektrostatisk voltmeteravlesning

Løse ligning (23.27) for U, vi får:

Av uttrykk (23.28) følger det at jo større er målt spenning U Sammenlignet med den maksimalt tillatte spenningen for en gitt elektrostatisk mekanisme, jo mindre skal kapasitansen være MED sammenlignet med kapasitet Med deg.

Det skal bemerkes at formel (23.28) bare er gyldig med ideell isolasjon av kondensatorene som danner kapasitansene MED Og CV . Hvis dielektrikumet som isolerer kondensatorplatene fra hverandre har tap, oppstår det ytterligere feil. I tillegg kommer voltmeterkapasiteten C y avhenger av den målte spenningen U, siden fra U Avlesningene til voltmeteret og følgelig de relative posisjonene til de bevegelige og faste platene som danner den elektrostatiske målemekanismen avhenger. Sistnevnte omstendighet fører til utseendet til en annen tilleggsfeil.

De beste resultatene oppnås hvis, i stedet for én ekstra kapasitans, brukes to ekstra kondensatorer C (og C 2) som danner en spenningsdeler (se fig. 23.3, b).

For en krets med to ekstra kondensatorer er følgende forhold gyldig:

Hvor du en - spenningsfall over kondensatoren C y

Vurderer kan skrives ned

Løse ligning (23.30) for U, vi får:

Fra uttrykk (23.31) kan vi konkludere med at dersom kapasitansen til kondensatoren C 2 som voltmeteret er koblet til vesentlig overstiger kapasitansen til selve voltmeteret, så er spenningsfordelingen praktisk talt uavhengig av voltmeteravlesningen. I tillegg, ved C 2 " C y endring i isolasjonsmotstanden til kondensatorene C, og C 2 og frekvens

Tabell 23.3

Begrensninger og feil ved måling av vekselspenninger

den målte spenningen har også liten effekt på instrumentavlesningene. Det vil si at ved bruk av to ekstra beholdere, reduseres ytterligere feil i måleresultatene betydelig.

Grensene for måling av vekselspenninger med enheter av forskjellige typer og de minste feilene for disse enhetene er gitt i tabell. 23.3.

Som eksempler viser vedlegg 5 (tabell A.5.1) de tekniske egenskapene til universalvoltmetre som tillater måling av blant annet vekselspenninger.

Avslutningsvis bør følgende bemerkes.

Feil i målestrøm (like og veksel) med enheter av samme type og under like forhold er alltid større enn feil i målespenninger (både like og veksel). Feilene ved måling av vekselstrøm og spenning med enheter av samme type og under like forhold er alltid større enn feilene ved måling av likestrøm og spenning.

Mer detaljert informasjon om problemene som er reist kan fås fra.

Nesten hver enkelt av oss, før eller siden, har (eller vil fortsatt måtte) stå overfor oppgaven med å måle elektrisk spenning.

Du kan trenge dette i en av uendelig mange hverdagssituasjoner, og det vil være greit å vite på forhånd hvordan og med hvilken hjelp dette kan gjøres.

For å måle spenning trenger du bare én enhet kalt "multimeter" og en strømkilde. Måling av spenningen til et liggende batteri, bærbar strømforsyning, synlige ledninger i en leilighet - dette er noen av de vanligste applikasjonene.

I denne artikkelen skal vi se på et eksempel hvordan måle elektrisk spenning energi ved hjelp av et husholdningsmultimeter.

Som et eksempel på hvorfor alle trenger å vite dette, kan vi nevne flere hverdagslige situasjoner: Ved å måle spenningen på et batteri kan du forstå hvor «sunt» det er, eller kanskje det allerede kan kastes; lampen i lysekronen lyser ikke, selv om lyspæren er ny - det er verdt å sjekke, det kan være et problem i ledningen; Når det er strømbrudd er det lurt å sjekke på panelet i entréen om du faktisk har slått av strømmen til hele leiligheten. Generelt er det mange applikasjoner.

Vi har behandlet oppgavene, nå er det verdt å snakke om hva du trenger for målinger. I 99 % av hverdagssituasjoner trenger du bare en AC- eller DC-strømkilde og "multimeter" er en enhet som måler spenning, også kalt "tester" og andre elektriske indikatorer, og spesifikt en av dens funksjoner - voltmeter. For hjemmemålinger er den enkleste modellen egnet, som kan finnes i butikken til en pris på 200 rubler.

Og bare litt om strømmen. Elektrisk strømspenning måles i volt (V). Selve strømmen kan være konstant (DCV) eller variabel (ACV). I stikkontakter og hjemmeledninger er strømmen alltid vekslende, men i alt som har "+" og "-" (batterier, akkumulatorer, etc.) er den konstant. Først av alt, bestemme hvilken strøm du skal måle og velg passende bryterposisjon på multimeteret: DCV - likestrøm, ACV - vekselstrøm.

De digitale verdiene på multimeteret er de maksimale målte verdiene. Hvis du ikke engang vet omtrent hvilken spenning du må måle, start med å sette den til den høyeste verdien.

Det er verdt å vurdere at mange moderne multimetre er i stand til å bestemme selv hvilken strøm som tilføres dem - direkte eller vekslende. Hvis multimeteret ditt er en av disse, vil du i stedet for DCV- og ACV-bryterposisjonene ha én posisjon - V. I dette tilfellet er det bare å stille inn det.

Hvordan koble til multimeterledninger

Etter et kjøp har mange nybegynnere ofte et spørsmål: hvor de skal sette inn ledningene (for å være nøyaktig, kalles de sonder) multimeter og hvordan du gjør det riktig.

De fleste multimetre har tre ledningskontakter og to ledninger - svarte og røde. Svart ledningen settes inn i stikkontakten merket COM, rød inn i sporet der symbolene inkluderer betegnelsen V.

Den tredje kontakten brukes til å måle høye strømmer, og vi trenger den ikke for å måle spenning generelt, om nødvendig er den røde ledningen plugget inn i den, og den svarte forblir alltid i en stikkontakt.

Hvordan måle spenningen i en stikkontakt

En av de vanligste oppgavene er måle spenningen i stikkontakten eller i leilighetsledninger. Dette er veldig enkelt å gjøre med et multimeter. Som vi skrev ovenfor, flyter vekselstrøm i stikkontakter, så for å måle det må du sette bryteren på multimeteret til sonen ACV.

Vi vet at spenningen skal være omtrent 220 volt, så hvis du har et multimeter som i eksemplet fra bildet ovenfor, sett bryteren til merket høyere enn forventet verdi, i dette tilfellet på 750 i ACV-området.

Etter å ha satt opp enheten, er det på tide å stikke sondefingrene inn i kontakten. Det spiller ingen rolle hvilken ledning som settes inn i hvilket hull i stikkontakten. Generelt er det ingenting å være redd for her, det viktigste er å holde på den isolerte delen av probene og ikke berøre metalldelen deres (selv om dette er ganske vanskelig å gjøre selv med et sterkt ønske), og heller ikke for å la dem berøre hverandre mens de er satt inn i stikkontakten, ellers kan du forårsake kortslutning .

Hvis du gjorde alt riktig, vil skjermen på multimeteret vise strømspenningen i stikkontakten og innendørs ledninger.

I vårt tilfelle er dette 235,8 volt – innenfor normale grenser. Du vil aldri se nøyaktig 220V på skjermen, så en feil på +-20 er normalt.

Hvordan måle batteri eller batterispenning

Alle typer batterier og forskjellige akkumulatorer, generelt, alt der du ser "+" og "-" er alle kilder til elektrisk likestrøm. Å måle likespenning er ikke vanskeligere enn vekselspenning.

For å gjøre dette, ta for eksempel det mest vanlige AA-batteriet. Koble rød multimeter ledning med "+" - den tredje kontakten til batteriet, og svart Med "-" - du m. Hvis du kobler dem omvendt, vil det ikke skje noe galt, avlesningene vil ganske enkelt vises på multimeterskjermen med et minustegn, noe sånt som dette.

Vanligvis er spenningen på batteriene lav, så du trenger ikke å være redd for å trykke på probene med fingrene. Opp til 20 volt vil du mest sannsynlig ikke føle noe. Når det gjelder et AAA-batteri, er dens maksimale spenning 1,5 volt, noe som slett ikke er farlig for en person.