Тусклый свет от приборов освещения или отказ стиральной машины выполнять свои функциональные обязанности свидетельствует о возможном падении питающего напряжения ниже нормы. В таких случаях необходимо произвести измерение напряжения, что позволит определить его соответствие заданному номиналу электрической сети.
Такая же процедура производится при ремонте электронных приборов, где измеряется падение напряжения на радиодеталях и отдельных участках цепи. Данная процедура выполняется довольно легко, но без понимания физики процесса и особенностей проведения замеров, человек рискует не только повредить дорогостоящее оборудование, но и получить электротравму, поэтому далее мы рассмотрим основные принципы измерения.
Используемые приборы
В каждом доме прибор учета электроэнергии находится в состоянии постоянного измерения переменного напряжения, но крайне редко эти данные где-либо отображаются. Некоторые из них подключаются напрямую, другие через измерительные трансформаторы.
В практических целях для измерения уровня напряжения могут применяться:
- Вольтметры;
- Мультиметры
- Осциллографы.
Вольтметр представляют собой устройство для проверки разности потенциалов. На практике могут встречаться как цифровые, так и аналоговые вольтметры, на которых измеряемое напряжение отображается на дисплее или посредством отклонения стрелки на циферблате соответственно.
Важными параметрами при выборе как электронного, так и стрелочного вольтметра являются единицы измерений (мВ, В, кВ), рабочий диапазон и класс точности. Однако сфера их применения ограничена и применяется, чаще всего, для лабораторных исследований, поскольку в бытовых и производственных нуждах содержать один прибор для измерения одной электрической величины нецелесообразно.
Мультиметр или цифровой тестер является более универсальным прибором, который может работать с несколькими параметрами: электрическим током, сопротивлением, частотой, температурой, напряжением и т.д. Для измерения напряжения мультиметр переключается в режим вольтметра, щупы подключаются к соответствующим разъемам. Конструктивно встречаются и цифровые и аналоговые модели, в некоторых из них можно переключать диапазон измерений, выбирать род тока, в других мультиметрах все эти величины могут подбираться автоматически.
Осциллограф – это довольно сложный прибор для измерения разности потенциалов, так как в нем на цифровом или аналоговом дисплее выводится кривая измеряемой величины. При этом можно растянуть или сократить диапазон частот, чтобы рассмотреть форму импульсных напряжений, длительность импульсов, нарастание и провалы в кривой функции. Поэтому осциллограф для измерения напряжения применяется в электрических цепях и приборах высокой точности, при изготовлении и проверке радиодеталей и т.д. Мало кто держит дома осциллограф из-за высокой стоимости и сложности выполнения операций.
Измерение напряжения в сети
Чтобы правильно выполнить измерение напряжения необходимо четко представлять принцип и объект исследования. Поэтому следует отметить, что напряжение представляет собой такую электрическую величину, которая показывает разность заряда между двумя электрическими точками. К примеру, если в одной точке заряд составит +35 В, а в другой +310 В, то разница между этими точками составит 310 – 35 = 275 В, это и будет напряжение. Соответственно измерение напряжения может производиться только относительно чего-то, поэтому используются сразу две точки.
Рис. 1. Схема измерения напряженияЕсли говорить о падении напряжения на каком-либо объекте или участке цепи, то измерение напряжения проводиться относительно концов прибора или цепи, точек подключения и т.д. При этом важно учитывать, что цифровой вольтметр или мультиметр в режиме измерения считается бесконечным сопротивлением или разрывом в цепи.
Падение напряжения возможно только при условии протекания тока, поэтому подключение вольтметров последовательно с измеряемым объектом недопустимо, так как через него перестанет протекать ток. Аналоговый или электронный вольтметр должен подключаться только параллельно по отношению к измеряемому сигналу.
С практической точки зрения следует заметить, что аналоговые модели измерительных приборов имеют входное сопротивление равное 10 – 20 кОм, а современные мультиметры могут похвастаться 1МОм. Так как через сопротивление на входе в измерительное устройство может протекать ток утечки, этот делитель напряжения будет обуславливать снижение точности измерений. Поэтому чем ближе сопротивление на входе к бесконечности, тем более точный прибор вы используете.
Важно отметить, что замеры производятся под напряжением, из-за чего присутствует угроза поражения электротоком. Поэтому важно соблюдать элементарные меры предосторожности. Далее рассмотрим порядок выполнения измерения для постоянного и переменного напряжения.
Постоянного тока
Рис. 2. Измерение напряжения постоянного токаДля цепи постоянного тока расмотрим порядок измерения напряжения при помощи цифрового мультиметра. Для этого:
- Переведите переключатель мультиметра в положение для постоянного напряжения. На панели обозначается латинской буквой V со значком « = », знаками «+ и – », также может обозначаться аббревиатурой DC.
- Выберете нужный предел измерения, который будет максимально приближен к предполагаемому номиналу, но выше измеряемого.
- Установите щупы в соответствующие разъемы – черный к выводу COM, красный к выводу V.
- Приложите щупы мультиметра сразу к двум точкам – красный к плюсу, черный к минусу. Если вы заранее не знаете положение потенциалов, и показание прибора имеет отрицательное значение, нужно просто поменять полярность подключения.
На дисплее вы увидите показания вольтметра, если значение слишком малое, переключите ручку на меньший предел измерений. Прикладывая щупы, создавайте хорошее усилие, чтобы избежать большого переходного сопротивления, иначе они внесут ощутимую погрешность измерений.
Переменного тока
Рис. 3. Измерение переменного напряженияВ цепи переменного тока бытовой цепи важно учитывать ее опасность из-за номинала в 220/380 В. Поэтому при невозможности подключения мультиметра непосредственно в процессе эксплуатации, его присоединение должно выполняться при отключенном напряжении при помощи «крокодилов».
- Переключите ручку мультиметра в положение для измерения переменного напряжения. На панели оно обозначается как V со значком «~» или аббревиатурой AC.
- Установите ручкой деление на нужный предел по принципу ближайшего большего потенциала относительно измеряемого номинала.
- Выполните подключение щупов к соответствующим выводам: черный к выводу COM, красный к выводу V.
- Подключите измерительный прибор к нужному устройству, заметьте, что полярность щупов здесь значения не имеет.
На дисплее у вас отобразится действующее значение разности потенциалов, именно оно и является основным для всех расчетов. Но, помимо этого существует и амплитудное значение, которое больше действующего на √2 раз или 1,41 раза.
Реальные примеры измерения напряжения
Наиболее простым примером измерения напряжения в бытовых условиях является пальчиковая батарейка. В ней вам необходимо приложить черный щуп к выводу «– », а красный к выводу « + », позицию переключателя установить на 2 В постоянного напряжения.
Рис. 4. Пример измерения напряжения на батарейкеЕсли показания для батарейки 1,5 В будут в пределах от 1,6 до 1,2 В, то такой источник питания считается пригодным для всего оборудования, в случае снижения значений до 1 – 0,7 В, от батарейки будут запускаться импульсные устройства, к примеру, часы. Если вольтметр покажет 0,6 В и менее, разряд достиг критического значения.
При измерении разности потенциалов в бытовой сети, вам следует коснуться щупами контактов розетки. Так как изолированная часть щупа имеет ограничительное кольцо, за которым расположен длинный стержень, вы можете безопасно проникнуть в розетку, не рискуя прикоснуться к токоведущим элементам. Допустимыми считаются отклонения от номинала на 10%, то есть от 198 до 142 В.
Также можно замерить разность потенциалов на выходе автомобильного аккумулятора или на другом элементе цепи электрической проводки. Для этого черный щуп мультиметра устанавливается на «– » клемму аккумулятора, а красный на « + » клемму.
Если аккумулятор заряжен, то показания вольтметра должны находиться в пределах от 12 до 14 В, но встречаются модели и с большим разбросом. Такое измерение позволяет диагностировать различные причины неполадок.
Видео по теме
Как измерять величину напряжение вольтметром
Вольтметр – это измерительный прибор, который предназначен для измерения напряжения постоянного или переменного тока в электрических цепях.
Вольтметр подключается параллельно к выводам источника напряжения с помощью выносных щупов. По способу отображения результатов измерений вольтметры бывают стрелочные и цифровые.
Величина напряжения измеряется в Вольтах, обозначается на приборах буквой В (в русском языке) или латинской буквой V (международное обозначение).
На электрических схемах вольтметр обозначается латинской буквой V, обведенной окружностью, как показано на фотографии.
Напряжение тока бывает постоянное и переменное. Если напряжение источника тока переменное, то перед значением ставится знак «~«, если постоянного, то знак «–«.
Например, переменное напряжение бытовой сети 220 Вольт кратко обозначается так: ~220 В или ~220 V. На батарейках и аккумуляторах при их маркировке знак «–» часто опускается, просто нанесено число. Напряжение бортовой сети автомобиля или аккумулятора обозначается так: 12 В или
Полярность переменного напряжения изменяется во времени. Например, напряжение в бытовой электропроводке изменяет полярность 50 раз в секунду (частота изменения измеряется в Герцах, один Герц равен одному изменению полярности напряжения в одну секунду).
Полярность постоянного напряжения во времени не меняется. Поэтому для измерения напряжения переменного и постоянного тока требуются разные измерительные приборы.
Существуют универсальные вольтметры, с помощью которых можно измерять как переменное, так и постоянное напряжение без переключения режимов работы, например, вольтметр типа Э533.
Как измерять напряжение в электропроводке бытовой сети
Внимание! При измерении напряжения величиной выше 36 В недопустимо прикосновение к оголенным провода,так как это может привести к поражению электрическим током!
Согласно требованиям ГОСТ 13109-97 действующее значение напряжения в электрической сети должно быть 220 В ±10%, то есть может изменяться в пределах от 198 В до 242 В. Если в квартире стали тускло гореть лампочки или часто перегорать, стала нестабильно работать бытовая техника, то для принятия мер, требуется сначала измерять значение напряжения в электропроводке.
- Приступая к измерениям, необходимо подготовить прибор:
- – проверить надежность изоляции проводников с наконечниками и щупов;
- – установить переключатель пределов измерений в положение измерения переменного напряжения не менее 250 В;
– вставить разъемы проводников в гнезда прибора ориентируясь по надписям возле них;
– включить измерительный прибор (если необходимо).
Как видно на картинке, в тестере выбран предел измерения переменного напряжения 300 В, а в мультиметре 700 В. Во многих моделях тестеров, нужно установить в требуемое положение сразу несколько переключателей. Род тока (~ или –), вид измерений (В, А или Омы) и еще вставить концы щупов в нужные гнезда.
В мультиметре конец щупа черного цвета вставлен в гнездо COM (общее для всех измерений), а красного в V, общий для изменения постоянного и переменного напряжения, тока, сопротивления и частоты. Гнездо, обозначенное ma , используются для измерения малых токов, 10 А при измерении тока достигающего 10 А.
Внимание! Измерение напряжения, когда штекер вставлен в гнездо 10 А выведет прибор из строя. В лучшем случае перегорит вставленный внутри прибора предохранитель, в худшем придется покупать новый мультиметр. Особенно часто допускают ошибки при использовании приборов для измерения сопротивления, и, забыв переключить режим, измеряют напряжение. Встречал не один десяток таких неисправных приборов, с горелыми резисторами внутри.
После проведения всех подготовительных работ можно приступать к измерению. Если Вы включили мультиметр, а на индикаторе не появились цифры, значит, либо в прибор не установлена батарейка или она уже выработала свой ресурс. Обычно в мультиметрах применяется батарейка типа «Крона», напряжением 9 В, срок годности которой один год. Поэтому, даже если прибор не использовался долгое время, батарейка может быть неработоспособна. При эксплуатации мультиметра в стационарных условиях целесообразно вместо кроны использовать адаптер ~220 В/–9 В.
Вставляете концы щупов в розетку или прикасаетесь ними к проводам электропроводки.
Мультиметр сразу покажет напряжение в сети, а вот в стрелочном тестере показания надо еще уметь прочитать. На первый взгляд, кажется, что сложно, так как много шкал. Но если присмотреться, то становится ясно, по какой шкале считывать показания прибора. На рассматриваемом приборе типа ТЛ-4 (который безотказно мне служит более 40 лет!) есть 5 шкал.
Верхняя шкала используется для снятия показаний, когда переключатель стоит в положениях кратных 1 (0,1, 1, 10, 100, 1000). Шкала, расположенная чуть ниже, кратных 3 (0,3, 3, 30, 300). При измерениях напряжения переменного тока величиной 1 В и 3 В, нанесены еще 2 дополнительные шкалы. Для измерения сопротивления имеется отдельная шкала. Аналогичную градуировку имеют все тестеры, но кратность может быть любая.
Так как предел измерений был выставлен ~300 В, значит, отсчет нужно производ
как оценить качество / Статьи и обзоры / Элек.ру
Для того, чтобы понять, насколько качественное напряжение поступает к нам в розетку, необходимы две вещи — знать стандарты качества и знать, как измерить эти стандарты. В статье я подробно расскажу, что такое качество напряжения и как измерить его характеристики. Это будет не теоретическая википедийная статья, а материал, максимально приближенный к реальной жизни.
Посмотрим, что мы можем измерить и посмотреть реально в питающей сети. Я приведу официальные стандарты качества и покажу, что в сети может происходить на самом деле.
Как и зачем оценивать качество напряжения в сети?
Действительно, зачем? Ведь достаточно нажать кнопку на пульте телевизора или воткнуть зарядное устройство айфона в розетку и пользоваться благами электрификации всей страны!
Но бывают моменты, когда что-то идет не так: крокодил не ловится, айфон не заряжается, кондиционер вместо прохлады выдает натужное гудение, а телевизор после щелчка не подает признаков жизни.
Тут собрались люди знающие, которые понимают, что значения основных параметров электрической сети — напряжения и частоты — можно узнать в первую очередь посредством мультиметра. Но что делать, если нужно посмотреть, что делается в розетке в течение суток? А что если нужно отследить скачок напряжения, который по времени гораздо короче интервала измерения мультиметра? Причем может быть так, что время появления этого артефакта неизвестно.
Обычно при любых проблемах с напряжением ставят стабилизаторы, но они помогают далеко не всегда. Ведь стабилизатор устраняет следствие, но не причину проблемы. А если происходит скачкообразное кратковременное изменение напряжения, то стабилизатор не только не поможет, но и усугубит положение.
И чтобы понять, что делать в том или ином случае — проверить качество контактов на вводе или поставить стабилизатор, — нужен анализатор качества электроэнергии (Power Quality Analyzer).
Анализатор качества электроэнергии дает полную картину того, что происходит в розетке.
Я использую в своей работе анализатор качества электрической энергии HIOKI 3197, фото которого будут приведены в статье.
Без анализатора качества часто вообще непонятно, что происходит в сети: какие помехи, импульсные перенапряжения и провалы, коэффициент мощности cos и так далее. Приходится действовать наугад, используя свой опыт и эксперименты. А с японцем HIOKI из Нагано все ясно-понятно. Для того, чтобы составить полную картину того, что творится в сети, прибор имеет клещи для измерения тока и зажимы для измерения напряжения, а также зажим для подключения к нейтрали. Итого — 7 точек подключения.
Анализатор качества электроэнергииРеальный случай, когда без анализатора качества не обойтись. Контроллер в технологической линии периодически зависал и выдавал ошибки. Когда все перелопатили, а причину не нашли, на помощь пришел анализатор качества электроэнергии. После непродолжительного наблюдения напряжения 220 В, поступающего на питание контроллера, выяснилось, что причина в плохом контакте внутри сетевого фильтра.
Напряжение в электросети
Это самый важный параметр, определяющий в основном качество и характеристики всей энергосистемы.
Старый ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» гласит, что действующее (или среднеквадратическое, что для синуса одинаково) фазное напряжение в питающей сети должно составлять 220±10 %=198…242 В.
Однако новый ГОСТ 29322-2014 «Напряжения стандартные» «повысил» напряжение до 230 В±10 % =207…253 В. При этом разрешено действие напряжения 220 В. Линейные напряжения (между фазами) будут соответственно 380 и 400 В.
Получается, что если напряжение в розетке «плавает» от 198 до 253 В, то это укладывается в норму.
Рассмотрим трехфазную систему питания. Пример того, что может происходить на вводе в электрошкаф, виден на экране анализатора качества электроэнергии HIOKI 3197.
Фазные напряжения в трехфазной сетиНа графиках видно, что уровень фазного напряжения колеблется около среднего уровня 238–240 В за время измерения 2 минуты. Судя по одинаковым провалам на всех фазах, за это время несколько раз включалась относительно мощная трехфазная нагрузка.
График напряжения, приведенный выше, может записываться в память прибора несколько дней. Таким образом, можно проанализировать, как меняется напряжение в течение суток, и подобрать стабилизатор. Либо вообще его не ставить, а отремонтировать электропроводку или предъявить претензии энергоснабжающей организации.
Кроме того (что очень важно!), можно зафиксировать и посмотреть все артефакты на напряжении. Например, скачки и провалы напряжения (последствия плохих контактов или помех), моменты пуска мощных приводов и т. д. Пороги событий устанавливаются в настройках. Пример экрана, на котором отображены события:
События и деталировка на экране анализатора качества электроэнергииТок в электросети
Когда-то в детстве отец мне купил мой первый тестер ТЛ-4М. Я мерил все подряд, пока мою голову не посетила «гениальная» идея — измерить ток в розетке. В итоге — выбило пробки, в тестере сгорел шунт, а я понял — ток измеряется всегда только через нагрузку. С тех пор средства измерения тока сильно шагнули вперед, и для этого используются только токовые клещи (трансформаторный метод), шунты практически не применяются.
Ток, точнее, его значение, форма и составляющие, значительно зависит от нагрузки. Например, вот как выглядит форма напряжения и тока при работе диммера:
Напряжение в сети и ток ЧЕРЕЗ диммерЕстественно, присутствуют гармоники тока и напряжения. Гармоники говорят о том, как отличаются формы напряжения и тока от синусоидальной.
Гармоники напряжения и токаГармоники напряжения и тока можно увидеть в графическом виде, как на скрине выше, так и в виде таблицы — с 1-й до 50-й гармоники. И для однофазной, и для трехфазной сети.
Частота
Все знают, что частота питающего напряжения у нас в розетке равна 50 Гц. Это означает, что 50 раз в секунду все повторяется. Иначе говоря, длительность периода напряжения равна 20 мс. Если точнее, то согласно ГОСТ 29322-2014 частота напряжения должна быть 50±0,2 Гц. То есть от 49,8 до 50,2 Гц.
Пожалуй, частота — единственный параметр, на который ничего не влияет. И ее стабильность зависит только от работы электростанции. Вот как график частоты выглядит на экране анализатора качества электроэнергии:
Частота питающей сетиИз графика видно, что частота отклоняется не более чем на 0,03 Гц от номинала, что с большим запасом укладывается в ГОСТ.
Заключение
HIOKI умеет гораздо больше, чем изложено в этой короткой статье. Например, служить в качестве эталонного электросчетчика и строить график потребляемой мощности, измерять коэффициент мощности cos и коэффициент реактивной мощности tg. Применение прибора обосновано при проведении энергоаудита и при выявлении сложных неисправностей оборудования.
Источник: Александр Ярошенко, автор блога SamElectric.ru. Опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» №3 2020
Как проверить напряжение в сети
Для чего надо знать величину напряжения
Известно, что в сети централизованного электроснабжения должно быть напряжение в пределах от 198 до 242 Вольт при среднем значении 220 Вольт. Это напряжение обеспечивается отдельной обмоткой трёхфазного трансформатора, к которой подключено несколько потребителей. Так организовано электроснабжение и в многоквартирных домах, и в частном секторе. Квартиры и дома распределены на группы. Каждая группа подключается к одной фазе – обмотке трансформатора.
Но мощность этого трансформатора ограничена. Поэтому возможны такие случаи, когда подключенная суммарная нагрузка, слишком велика и напряжение в сети опускается ниже 198 Вольт. Такая ситуация обычна для частного сектора и дач. Например, в засушливую погоду на многих участках включаются насосы для полива, в холодную погоду включаются электрообогреватели, а у кого-то электрическая печь-каменка киловатт на десять круглый год периодически понижает напряжение в сети.
С правильными значениями напряжения связана эффективная работа многих бытовых электрических приборов, особенно мощных. Таковыми являются:
- электрические скважинные насосы со стабилизаторами водяного давления;
- большие холодильники;
- стиральные машины;
- нагревательные приборы;
- пылесосы.
Индикация и измерение
Хорошим визуальным индикатором напряжения является лампочка накаливания. Изменение яркости её света хорошо заметно, особенно при повторяющихся провалах напряжения сети. Современные цокольные люминесцентные и светодиодные лампы содержат инвертор, который стабилизирует напряжение на лампе. Поэтому свет этих ламп не может служить индикатором напряжения. И если свет лампочки накаливания заметно потускнел, а надо использовать какой-либо из перечисленных бытовых электроприборов самое время измерить напряжение в розетке.
Для этого используются либо стрелочные, либо цифровые приборы – мультиметры. Морально устаревшие стрелочные мультиметры называют также «тестерами». При измерении важно правильно настроить мультиметр, выбрав в нём соответствующий 220 Вольтам диапазон переменного напряжения. Обычно такой диапазон более 220 Вольт – 300 В или 600 В.
Кроме этого измерительные щупы с проводами должны иметь неповреждённую изоляцию. При касании клемм розетки необходимо исключить натяжение измерительных проводов и возможность выскакивания соединительного провода из клеммы измерительного прибора. Поэтому если длина измерительных проводов позволяет лучше всего прямо около розетки поставить табурет или стул и расположить на нём измерительный прибор.
- Если прибор покажет заниженное напряжение в сети стирку, глажку и уборку пылесосом лучше отложить. Дополнительное подключение мощной нагрузки понизит его ещё больше.
При частых понижениях напряжения лучше всего установить стабилизатор напряжения. Больше всего в нём нуждаются электрические скважинные насосы со стабилизаторами водяного давления и холодильники. Установив стабилизатор напряжения, в котором есть встроенный вольтметр, больше не потребуется измерять напряжение в сети.
Если при выполнении монтажных работ потребуется контроль напряжения можно воспользоваться индикаторной отверткой, которая светится от прикосновения к фазной клемме розетки или к такому же проводу. Однако существуют и более совершенные модели отвёрток со встроенным цифровым вольтметром. Это удобно, существенно дороже обычного индикатора, но не отменяет мультиметр, поскольку во многих случаях нужна пара измерительных щупов с проводами и различными диапазонами при показаниях на большом табло.
Наличие индикатора и измерителя напряжения в домашнем хозяйстве весьма желательно. Они позволяют контролировать напряжение сети и вместе с этим помогают выявить необходимость таких изменений в электрооборудовании, без которых возможны существенные финансовые потери из-за его порчи.
Как измерять напряжение с помощью мультиметра
- Программирование
- Электроника
- Компоненты
- Как измерять напряжение с помощью мультиметра
By Cathleen Shamieh
Вы можете использовать свой мультиметр для измерения напряжения на аккумуляторе, резисторе и светодиоде в цепи. Обратите внимание, что точки соединения между компонентами одинаковы, независимо от того, построили ли вы схему с помощью макета или зажимов типа «крокодил».
Красный провод вашего мультиметра должен быть под более высоким напряжением, чем черный провод, поэтому соблюдайте осторожность, чтобы ориентировать датчики, как описано. Настройте мультиметр на измерение напряжения постоянного тока и приготовьтесь к некоторым измерениям!
Сначала измерьте напряжение, подаваемое на цепь от аккумуляторной батареи. Подсоедините положительный (красный) вывод мультиметра к точке, где положительная (красный вывод) аккумуляторной батареи соединяется с резистором, а отрицательный (черный) вывод мультиметра — к точке, где отрицательная (черный вывод) сторона батареи Пак подключается к светодиоду.Смотрите следующий рисунок. Получаете ли вы показания напряжения, близкие к номинальному напряжению питания 6 В? (Свежие батареи могут подавать более 6 В; старые батареи обычно дают менее 6 В.)
Измерьте напряжение, подаваемое аккумуляторной батареей.
Затем измерьте напряжение на резисторе. Подсоедините положительный (красный) вывод мультиметра к точке, где резистор соединяется с положительной стороной батарейного блока, а отрицательный (черный) вывод мультиметра с другой стороны резистора.Смотрите следующий рисунок. Ваши показания напряжения должны быть близки к показаниям мультиметра на рисунке.
Измерьте напряжение на резисторе.
Наконец, измерьте напряжение на светодиоде. Поместите красный провод мультиметра в точку, где светодиод соединяется с резистором, а черный провод мультиметра в точку, где светодиод соединяется с отрицательной стороной батарейного блока. Смотрите следующий рисунок. Ваше напряжение было близко к показанному на рисунке?
Измерьте напряжение на светодиоде.
Измерения показывают, что в этой цепи аккумуляторная батарея подает 6,4 вольт, а 4,7 вольт падает на резисторе, а 1,7 вольт падает на светодиоде. Не случайно сумма напряжения падает на резисторе, а светодиод равен напряжению, подаваемому батарейным блоком:
4,7 В + 1,7 В = 6,4 В
В этой схеме происходит взаимозаменяемость: напряжение — это импульс, который батарея дает, чтобы заставить ток двигаться, и энергия от этого импульса поглощается, когда ток проходит через резистор и светодиод.Когда ток протекает через резистор и светодиод, напряжение падает на каждый из этих компонентов. Резистор и светодиод расходуют энергию, поступающую от силы (напряжения), которая проталкивает ток через них.
Вы можете изменить предыдущее уравнение напряжения, чтобы показать, что резистор и светодиод сбрасывают напряжение, поскольку они расходуют энергию, поставляемую батареей:
64 В — 4,7 В — 1,7 В = 0
При падении напряжения на резистор, светодиод или другой компонент напряжение становится более положительным в точке, где ток входит в компонент, чем в точке, где ток выходит из компонента.Напряжение является относительным измерением, потому что это сила, которая возникает в результате разницы в заряде от одной точки к другой.
Напряжение, подаваемое аккумулятором, представляет собой разницу в заряде от положительной клеммы к отрицательной клемме, и эта разница в заряде имеет потенциал для перемещения тока через цепь; схема, в свою очередь, поглощает энергию, генерируемую этой силой, при прохождении тока, который понижает напряжение. Неудивительно, что напряжение иногда называют падением напряжения , разностью потенциалов, падением потенциала или .
Важно отметить, что когда вы путешествуете по цепи постоянного тока, вы получаете напряжение, идущее от отрицательной клеммы батареи к положительной клемме (это называется повышением напряжения на ), и вы теряете или падаете, напряжение, как вы продолжаете в том же направлении между компонентами цепи. (См. Следующий рисунок.) К тому времени, когда вы вернетесь к отрицательному полюсу батареи, все напряжение батареи будет сброшено, и вы вернетесь к 0 вольтам.
Напряжение, подаваемое аккумулятором, падает на резистор и светодиод.
Со всеми цепями (будь то переменный или постоянный ток), если вы начнете с в любой точке в цепи и добавите повышение и понижение напряжения в цепи, вы получите ноль вольт. Другими словами, чистая сумма напряжения возрастает и падает напряжение вокруг цепи равно нулю. (Это правило известно как Кирхгоф, ‘, с. Закон о напряжении. Кирхгоф произносится как« кир-кашель ».)
Имейте в виду, что эти падения напряжения имеют физический смысл. Электрическая энергия, поступающая от батареи, поглощается резистором и светодиодом.Батарея будет продолжать снабжать электроэнергией, а резистор и светодиод будут продолжать поглощать эту энергию до тех пор, пока батарея не разрядится (разрядится). Это происходит, когда все химические вещества внутри батареи были израсходованы на химические реакции, которые вызвали положительный и отрицательный заряд. Фактически, вся химическая энергия, поставляемая батареей, была преобразована в электрическую энергию и поглощена цепью.
Один из фундаментальных законов физики заключается в том, что энергия не может быть создана или уничтожена; это может только изменить форму.Вы наблюдаете этот закон в действии с помощью простой светодиодной схемы с батарейным питанием: химическая энергия преобразуется в электрическую энергию, которая преобразуется в тепловую и световую энергию, что — ну, вы поняли.
Об авторе книги
Кэтлин Шами 9009 — инженер-электрик и технический писатель с обширным инженерным и консалтинговым опытом в области медицинской электроники, обработки речи и телекоммуникаций.
,Messen von Spannungen — Национальные инструменты
1. Überblick zu Spannungsmessungen
Spannung ist die Diffrenz des elektrischen Potentials zwischen zwei Punkten einer elektrischen oder elektronischen Schaltung, умереть в Вайн-Вольте. Mit Spannung Wird Die Potentile Energie eines elektrischen Felds gemessen, mit der ein elektrischer Strom in einem elektrischen Leiter verursacht wird. Die meisten Messgeräte können Spannungswerte messen.Zwei gängige Messungen sind die Messung von Gleichspannung (DC) и Wechselspannung (AC). |  |
Nach oben
2. Durchführung einer Gleichspannungsmessung
Obwohl viele Sensoren Gleichspannungen ausgeben, die mit einem Multimeter oder einem Datenerfassungsgerät gemessen werden können, liegt der Hauptaugenmerk dieses Artikels auf allgemeinen Gleichspannüngensen de megenis de megenen de megenis de megünchengentüngüstegünchengüstegünchengüstegüntengüntegüntegünten — также — Германия
Grundlagen der Spannungsmessung
Um das Vorgehen beim Messen von Spannungen zu verstehen, muss bekannt sein, wie die Messung durchgeführt wird. Все права защищены. Дифференциал im Электронный потенциал Потенциал zwischen zwei Punkten in einer elektrischen Schaltung. Es besteht jedoch Verwirrung darüber, wie ein solcher Bezugspunkt für die Messung festgelegt wird. Der Bezugspunkt der Messung ist der Spannungspegel, auf den für die Messung Bezug genommen wird.
Methoden zum Ermitteln des Bezugspunks
Es gibt zwei Methoden zum Messen von Spannungen: massebezogen und diffell.
Массебезоген Spannungsmessungen
Eine Methode от darin, умри Spannung в Безуге на земле. Erdungspunkt zu messen. Скорее всего, «Erdungen» стабилен и не имеет значения 0 V. Der Begriff «Erdung» является штучным фоном, он является специалистом в области науки и техники, в том числе 0 правопреемников, окружающих, не может быть подан в прямом смысле этого слова.
Die massebezogenen Eingangsanschlüsse können für jeden Kanal genutzt werden, der folgende Bedingungen erfüllt:
- Das Eingangssignal ist größer als 1 V.
- Die Leitungen, die das Signal mit dem Gerät verbinden, sind länger als 3 m.
- Das Eingangssignal darf einen gemeinsamen Bezugspunkt mit andderen Signalen haben.
Die Bezugsmasse wird entweder vom Gerät bereitgestellt, das die Messung durchführt, oder von dem externen Signal, das gemessen wird.Wird der Bezug durch das Gerät bereitgestellt, heißt diese Конфигурация «Ссылочный односторонний режим» (RSE, massebezogenes Messen), и без сигнала Сигнал bereitgestellt wird, spricht man vom «Не ссылочный односторонний режим» MESSEN).
Die meisten Messgeräte bieten ähnliche Pin-Konfigurationen für das Messen von Аналог Eingangssignalen. In der folgenden Abbildung wird diese Art der Messung mit einem CompactDAQ-Chassis und einem Analogeingangsmodul des Typs NI 9205 даргетестельт (vgl.Abbildung 1).
Abbildung 1. CompactDAQ-шасси с техническими характеристиками NI 9205
В Abbildung 2 wird der Anschlussplan für RSE-Spannungsmessungen unter Einsatz eines Шасси Типов NI CDAQ-9178 и Модули NI 9205 Sowie Die Pinbelegung des Moduls gezeigt. Контакт 1 entspricht dabei dem Kanal «Аналоговый вход 0» и контакт 17 dem gemeinsamen Bezugspunkt.
Abbildung 2.Наземный ссылочный односторонний режим (massebezogenes Messen)
In Abbildung 3 sehen Sie den Anschlussplan für NRSE-Spannungsmessungen mit Hilfe eines cDAQ-9178-Шасси с модулем Тип NI 9205. Вход Abbildung entspricht Контакт 1 дем Канальный «Аналоговый вход 0» и Контакт 35 аналоговый аналоговый аналоговый вход 35 аналоговый индекс Смысл». Dieser Kanal stellt insbesondere für NRSE-Messungen den Bezug zur Masse der Signalquelle her.
Abbildung 3.Односторонний режим без ссылок (nicht massebezogenes Messen)
Messung дифференциал Spannungen
Eine weitere Möglichkeit der Spannungsmessung besteht darin, die «diffellele» Spannung zwischen zwei unterschiedlichen Punkten in einer elektrischen Schaltung zu bestimmen. Zum Messen der Spannung a einem Wiverstand z. B. wird die Spannung и beiden Enden des Widerstands gemessen. Разница между ценами в Спеннунге — и гг.В деле Regel sind Messungen diffellerler Spannungen hilfreich beim Bestimmen der Spannung, die über einzelnen Elementen einer Schaltung „abfallen“, oder Falls, die Signalquellen verrauscht sind.
Дифференцированный Eingangsanschlüsse sind besonders geeignet für einen Kanal, der eine der folgenden Bedingungen erfüllt:
- Das Eingangssignal ist kleiner als 1 V.
- Die Leitungen zwischen Gerät и Signalquelle sind länger als 3 m.
- Für das Eingangssignal ist ein сепаратор Massebezugspunkt oder ein отделяет Rücksignal erforderlich.
- Die Signalleitungen verlaufen durch verrauschte Umgebungen.
В Abbildung 4 sehen Sie den Anschlussplan для дифференцированных Spannungsmessung mit Hilfe eines cDAQ-9178-Шасси с модулем Тип NI 9205. In Abbildung entspricht Pin 1 dem Kanal «Аналоговый вход 0» и Pin 19 аналоговый аналоговый индекс 19 entsalich 8“ .
Отличительный признак Spannungen ist das отрицательный Сигнал с аналогом Pin verbunden, аналог прямой связи Kanal gegenüber liegt, der mit dem Positiven Сигнал verbunden ist.Beispielsweise würde «Аналоговый вход 0» с положительным сигналом и аналоговым входом 8 «Недостаток аналогового входа» «Аналоговый вход 1» с положительным сигналом и аналоговым входом 9 с отрицательным сигналом usw. Verbunden Werden. Der Nachteil der diffellenlen Spannungsmessung besteht darin, dass die Anzahl der Kanäle für die Messung, аналог Eingangssignale praktisch um die Hälfte reduziert wird.
Abbildung 4.Messung дифференциал Spannungen
Arten von Signalquellen
В настоящее время он не имеет ничего общего с общепринятыми понятиями.
Erdfreie Signalquellen
Eine erdfreie Signalquelle ist nicht mit dem dem Erdungssystem des Gebäudes verbunden, sondern besitzt einen isolierten Massebezugspunkt. Zu den erdfreien Signalquellen gehören z. B. Ausgangsspulen von Transformatoren, Thermoelemente, batteriebetriebene Geräte, Ausgänge von optischen Isolatoren und Isolationsverstärker.Ein Messgerät oder eine Vorrichtung mit isoliertem Ausgang ist eine erdfreie Signalquelle. Die Bezugsmasse eines erdfreien Signals muss mit der Erdung des Geräts verbunden sein, um einen lokalen Bezugspunkt für das Signal auf dem Gerät herzustellen. В конце концов, в конце концов, Eingangssignal, да sich die Quelle außerhalb des Gleichtakteingangsbereichs bewegt.
Geerdete Signalquellen
Eine geerdete Signalquelle ist der der Erdungsanlage eines Gebäudes verbunden, somit isie sie bereits mit einem gemeinsamen Erdungspunkt в Безуге-на-Дасе, Германия, Фореусгезетцт, Дасс-дас-Зассромсельгес-Зорге, Германия.В Diese Kategorie упал з. B. nicht isolierte Ausgänge von (Mess-) Geräten, die mit dem Stromnetz des Gebäudes verbunden sind. Die Erdpotentialdifferenz zwischen zwei Messgeräten, die and dasselbe Stromnetz eines Gebäudes angeschlossen sind, размещенный в дер Регель, 1 и 100 мВ. Wenn Kabel in der Gebäudeinstallation nicht ordnungsgemäß angeschlossen sind, kann der Unterschied größer sein. Венне Гердеет Сигналквель фальш ангесшлоссен вирд, канн сич диезе Дифференц алл Мессфелер бемеркбар махенFolgen Sie den Anleitungen zum Anschließen geerdeter Signalquellen, um die Diffrenz des Massepotentials zum gemessenen Signal aufzuheben.
В Abbildung 5 sehen Sie Verschiedene Arten von Signalquellen sowie die optimalen Anschlusspläne basiere auf der индивидуальный мессетод. В Abhängigkeit der Art des Signals Каннская лучшая Метода по Спецназму Зеин Бессерен Ergebnis als eine andere Methode führen.
Abbildung 5. Gängige Signalquellen im Vergleich zu empfohlenen Eingangskonfigurationen
Mehr zu Полевая проводка и факторы шума для аналоговых сигналов.
Messungen Hoher Spannungen und Isolierung
Bei der Messung hoher Spannungen sind viele Sachverhalte zu berücksichtigen. Wenn ein Datenerfassungssystem eingerichtet wird, sollte die erste Überlegung der Sicherheit des Systems gelten. Das Durchführen von Hochspannungsmessungen kann für die Gerätschaften, den Prüfling and sogar for the Sie und Ihre Kollegen gefährlich werden. Вы можете узнать, как работает система, так как она изолирована для обмена сообщениями. Выделите ее как единое целое, так и в то же время.
Die Isolierung sorgt für die elektrische und physikalische Trennung von zwei Teilen eines Messgeräts und kann in elektrische Isolierung und Sicherheitsisolierung unterteilt werden. Bei der elektrischen Isolierung werden Masseleitungen zwischen zwei elektrischen Systemen getrennt. Bei der elektrischen Isolierung werden Masschleifen unterbrochen, der Gleichtaktbereich des Datenerfassungssystems vergrößert und die Masseleitung mit einem Erdungssystem verbunden.Der Begriff Sicherheitsisolierung bezieht sich auf bestimmte Anforderungen zum Schutz von Personen vor gefährlichen Spannungen. Gleichzeitig wird vermieden, dass hohe Spannungen und Transientenspannungen eines elektrischen Systems auf andere elektrische Systeme übertragen werden, mit denen Anwender в Berührung kommen könnten.
Das Einbeziehen von Isolierung in ein Datenerfassungssystem hat drei primäre Funktionen: Верхний фон от основного собрания, Unterdrückung von Gleichtaktspannungen und Gewährleistung der Sicherheit.
Mehr zu Типы изоляции и соображения при проведении измерений.
Masschleifen
Masschleifen sind die häufigste Ursache for Rauschen bei Datenerfassungsanwendungen. Sie treten auf, wenn zwei verbundene Anschlüsse in einer Schaltung unterschiedliche Massepotentiale haben, был dazu führt, dass Strom zwischen den beiden Punkten fließt. Die lokale Erdung eines Systems Канц Мехрэд Вольтер-де-Унтер-дер-Энд-дер-Энд-дер-Нехстен Гебаудес леген и Блицзиншл в дер Нехе Кеннен ден Унтершайф мерере хундер эт терзэнд вольт анстейген лассен.Diese zusätzliche Spannung selbst cann zu erheblichen Fehlern bei der Messung führen, doch der Strom, der sie verursacht, kann zudem Spannungen in nahegelegene Leitungen einkoppeln. Diese Fehler können als Transienten oder periodische Signale in Erscheinung treten. Wenn beispielsweise eine Masseschleife mit Wechselstromleitungen mit 60 Hz gebildet wird, erscheint das unerwünschte Wechselstromsignal als ein periodischer Spannungsfehler in der Messung.
Beim Vorhandensein von Masseschleifen gleicht die gemessene Spannung, U m , Der Summe der Signalspannung, U s , 93090, g, , высшая профессиональная федерация промышленности Германии VGL.Abbildung 6). Потери Dieses ist im Allgemeinen keine Gleichspannung. Aus diesem Grund erhält man ein verrauschtes Messsystem, in dessen Messungen häufig Netzfrequenzkomponenten (60 Hz) auftauchen.
Abbildung 6. Eine geerdete Signalquelle, gemessen mit einem
massebezogenen System, führt zu Masseschleifen
Um Masseschleifen zu vermeiden, sollte sichergestellt werden, dass nur eine Bezugsmasse im Messsystem vorhanden ist. Альтернативные решения для мессенджера verwendet werden.Der Einsatz isolierter Аппаратные средства, необходимые для массовой информации и обмена сообщениями, без всяких сомнений.
Bei der bereits genannten NI-CompactDAQ-Konfiguration bietet das Analogseingangsmodul NI 9229 Eine Kanal-zu-Kanal-Isolierung von 250 V.
Abbildung 7. Analogeingangsmodul NI 9229 mit Kanal-zu-Kanal-Isolierung
Gleichtaktspannung
Отличный идеальный вариант обмена сообщениями. Потенциальные различия между положительными (+) и отрицательными (-) Eingang eine Rolle.Die дифференциал Spannung ist das gewünschte Сигнал. Es kann jedoch ein unerwünschtes Сигнал vorhanden sein, das beiden Seiten eines diffellen Schaltkreispaares gemeinsam ist. Diese Spannung wird als Gleichtaktspannung bezeichnet. Ein ideles дифференцировки Messsystem unterdrückt Gleichtaktspannungen, anstatt sie zu messen. Bei realen Geräten gibt es verschiedene Einschränkungen, wie Gleichtaktspannungsbereich und -verhältnis, durch welche die Unterdrückbarkeit von Gleichtaktspannungen begrenzt ist.
Der Gleichtaktspannungsbereich является окончательным и максимальным zulässige eingangsseitige Spannungsschwankung gegenüber der Masse des Messsystems. Bei Überschreitung dieses Bereichs kommt es nicht nur zu Messfehlern, sondern das Gerät kann auch Schaden nehmen.
Mit der Gleichtaktunterdrückungsrate wird die Möglichkeit eines Messsystems bezeichnet, Gleichtaktspannungen zu unterdrücken. Verstärker mit höheren Gleichtaktunterdrückungsraten unterdrücken Gleichtaktspannungen effektiver.
В общей сложности Messsystem лучше всего подходит для Pfad in Schaltung zwischen dem Ein- und dem Ausgang. Так что, пожалуйста, Eigenschaften des Verstärkers den Pegel der Gleichtaktsignale begrenzen, die am Eingang eingespeist werden. Mit Hilfe von Trennverstärkern wird der leitende elektrische Pfad beseitigt and die Gleichtaktunterdrückungsrate stark erhöht.
Isolierungstopologien
Kenntnisse der Isolierungsarchitektur eines Geräts sind bei der Konfiguration eines Messsystems von entscheidender Bedeutung.Die Kosten und Geschwindigkeiten variieren je nach Architektur.
Канал-Зу-Канал
Отказаться от Isolalierungsarchitektur ist die Isolierung jedes einzelnen Kanals. В настоящее время Architektur sind alle Kanäle untereinander und von anderen nicht isolierten Systemkomponenten getrennt. Jeder Kanal verfügt zudem über eine eigene isolierte Stromversorgung.
Hinsichtlich der Geschwindigkeit stehen verschiedene Architekturen zur Auswahl. Die Schnellere Lösung приводят в движение Einsatz eines Trennverstärkers mit einem A / D-Wandler pro Kanal, а также все параллельные канале параллельные zugegriffen werden каннBei den Analogeingangsmodulen NI 9229 and NI 9239 is the jeder Kanal einzeln isoliert, um höchste Messgenauigkeit zu gewährleisten.
Für eine kostengünstigere Architektur, die jedoch auch langsamer ist, wird jeder isolierte Eingangskanal in einen einzigen A / D-Wandler gemultiplext.
Eine weitere Methode zur Bereitstellung einer kanalweisen Isolierung ist der Einsatz einer gemeinsamen isolierten Stromversorgung für alle Kanäle. В осеннем сезоне, в настоящее время он не может похвастаться версегментами, а также отличными характеристиками Stromversorgung beschränkt, а также интерфейсом Front-End-Spannungsteiler verwendet werden.
Каналбанк
Eine weitere Isolierungsarchitektur ist die Anordnung der Kanäle в Каналбанкен. Dabei werden mehrere Kanäle zu Gruppen mit einem gemeinsamen Trennverstärker zusammengefasst. В этой книге «Изоляция общества и науки» можно сказать, что у него есть много друзей. Jedoch werden zwischen den Kanalbänken und den nicht isolierten Komponenten des Messsystems starke Änderungen der Gleichtaktspannung толерантный.Einzelne Kanäle sind nicht isoliert, wohingegen Kanalbänke gegen andere Bänke und gegen Masse isoliert sind. Дейзер Анорднунг Хандельт Эс Сич Умэн Костенгюнстигере Варианте, да Хиербей Мерере Канал фон Эйнен Треннверстеркер профитериен и фон Стромверсоргун геспеистский варден.
умереть в течение всего срока действия модуля NI, wie beispielsweise die Module NI 9201 и NI 9221, sind bankweise isoliert und ermöglichen genaue Analogmessungen bei geringeren Kosten.
Дарстеллен фон Мессунген в NI LabVIEW
Ist der Sensor and das Messgerät angeschlossen, können Daten mit der grafischen Программное обеспечение Программное обеспечение LabVIEW wie gewünscht dargestellt und analysiert werden (vgl.Abbildung 8).
Abbildung 8. Spannungsmessung mit LabVIEW
Nach oben
3. Nächste Schritte
Веб-трансляция Sehen Sie sich den «Изучить сбор данных» an. Лернциеле:
- Die Hauptkategorien von Datenerfassungsgeräten und die Auswahl eines geeigneten Geräts für Ihre Anwendung
- Erfassen, Analysieren und Darstellen von Daten mit NI LabVIEW
Как использовать мультиметр
Избранные любимец 49Измерительное напряжение
Для начала давайте измерим напряжение на батарее АА: подключите черный зонд к COM , а красный зонд к мАм . Установите мультиметр на «2 В» в диапазоне постоянного тока (постоянного тока). Почти вся портативная электроника использует постоянный ток, а не переменный ток. Подключите черный зонд к заземлению аккумулятора или «-», а красный зонд для питания или «+».Сожмите щупы с небольшим давлением на положительные и отрицательные клеммы батареи АА. Если у вас новая батарея, вы должны увидеть около 1,5 В на дисплее (эта батарея совершенно новая, поэтому ее напряжение немного выше, чем 1,5 В).
Если вы измеряете постоянное напряжение (например, батарею или датчик, подключенный к Arduino), вы хотите установить ручку, где V имеет прямую линию. Напряжение переменного тока (например, то, что выходит из стены) может быть опасным, поэтому нам редко нужно использовать настройку напряжения переменного тока (V с волнистой линией рядом с ним).Если вы возитесь с переменным током, мы рекомендуем вам использовать бесконтактный тестер, а не использовать цифровой мультиметр.
Используйте V с прямой линией для измерения постоянного напряжения
Используйте V с волнистой линией для измерения переменного напряжения
Что произойдет, если вы переключите красный и черный зонды? Показания на мультиметре просто отрицательные. Ничего плохого не происходит! Мультиметр измеряет напряжение относительно общего датчика. Какое напряжение на «+» батареи по сравнению с общим или отрицательным выводом? 1.5V. Если мы переключаем датчики, мы определяем «+» как общую или нулевую точку. Какое напряжение на ‘- ′ батареи по сравнению с нашим новым нулем? -1.5V!
Теперь давайте построим простую схему, чтобы продемонстрировать, как измерять напряжение в реальном сценарии. Схема просто 1 кОм; и синий суперяркий светодиод с питанием от блока питания SparkFun. Для начала давайте удостоверимся, что схема, над которой вы работаете, правильно включена. Если ваш проект должен быть на 5 В, но меньше, чем 4.5 В или более 5,5 В, это быстро даст вам понять, что что-то не так, и вам, возможно, придется проверить подключение питания или проводку вашей цепи.
Измерение напряжения, снимаемого с блока питания.
Установите ручку на «20 В» в диапазоне постоянного тока (диапазон напряжения постоянного тока имеет V с прямой линией рядом с ним). Мультиметры обычно не имеют автоматического выбора диапазона. Вы должны установить мультиметр на диапазон, который он может измерить. Например, 2В измеряет напряжения до 2 вольт , а 20В измеряет напряжения до 20 вольт .Поэтому, если вы измеряете батарею 12 В, используйте настройку 20 В. 5В система? Используйте настройку 20 В. Если вы установите его неправильно, вы, вероятно, увидите изменение экрана счетчика и затем прочитаете «1».
С некоторой силой (представьте, что тыкаешь вилку в кусок вареного мяса), наденьте щупы на два открытых кусочка металла. Один зонд должен контактировать с заземлением. Один зонд для подключения VCC или 5V.
Мы можем также проверить различные части схемы. Эта практика называется узловым анализом и является основным строительным блоком в схемотехническом анализе.Измеряя напряжение в цепи, мы видим, какое напряжение требуется каждому компоненту. Давайте сначала измерим всю схему. Измеряя, откуда напряжение подается на резистор, а затем на землю на светодиоде, мы должны увидеть полное напряжение цепи, которое должно составлять около 5 В.
Затем мы можем увидеть, какое напряжение использует светодиод. Это то, что называется падением напряжения на светодиоде . Если это не имеет смысла сейчас, не бойся. Это будет по мере того, как вы будете больше изучать мир электроники.Важно помнить, что различные части схемы могут быть измерены для анализа схемы в целом.
Этот светодиод использует 2,66 В от 5 В для питания. Это ниже, чем прямое напряжение, указанное в техническом паспорте, из-за того, что цепь имеет только небольшой ток, протекающий через него, но об этом чуть позже.Перегрузка
Что произойдет, если вы выберете слишком низкое значение напряжения, которое вы хотите измерить? Ничего плохого.Измеритель просто покажет 1. Это измеритель, пытающийся сказать вам, что он перегружен или находится вне допустимого диапазона. Все, что вы пытаетесь прочитать, слишком много для этого конкретного параметра. Попробуйте изменить мультиметровую ручку на следующую максимальную настройку.
Считывание 5 В по этой цепи слишком много для настройки 2 В на мультиметре.
Ручка выбора
Почему ручка индикатора показывает 20 В, а не 10 В? Если вы хотите измерить напряжение менее 20 В, перейдите к настройке 20 В.Это позволит вам читать с 2.00 до 19.99 .
Первая цифра на многих мультиметрах может отображать только «1», поэтому диапазоны ограничены 1 9,99 вместо 9 9,99. Следовательно, максимальный диапазон 20В вместо максимального диапазона 99В.
Предупреждение! В общем, придерживаться цепей постоянного тока (настройки на мультиметре с прямыми линиями, а не изогнутыми линиями). Большинство мультиметров могут измерять системы переменного (переменного тока), но цепи переменного тока могут быть опасными.Сетевая розетка с переменным или «основным напряжением» — это то, что может вас поразить. ОЧЕНЬ внимательно уважайте AC. Если вам необходимо проверить, включена ли розетка, используйте тестер переменного тока. Действительно, единственные моменты, когда нам нужно было измерить переменный ток, — это когда у нас есть забавная розетка (действительно ли она на 110 В?) Или если мы пытаемся управлять нагревателем (например, плитой). Идите медленно и перепроверьте все перед проверкой цепи переменного тока.← Предыдущая страница
Типы зондов ,
- Программирование
- Электроника
- Компоненты
- Измерения электроники: Как измерить переменный ток
By Doug Lowe
С помощью постоянного тока легко определить напряжение, которое присутствует между двумя точками в электронной цепи: вы просто измеряете напряжение с помощью вольтметра. Однако при переменном токе измерять напряжение не так просто.Это потому, что напряжение в цепи переменного тока постоянно меняется.
Существует три способа измерения напряжения в цепи переменного тока. Три способа:
Пиковое напряжение: Измерение наибольшего напряжения, присутствующего между 0 В и самой высокой точкой в цикле переменного тока. Это максимальное напряжение, которое достигает переменное напряжение.
Пиковое напряжение: Разница между самым высоким и самым низким пиками напряжения переменного тока.В большинстве напряжений переменного тока пиковое напряжение в два раза превышает пиковое напряжение.
Среднеквадратичное напряжение: Среднее напряжение цепи; также называется среднее напряжение . RMS означает среднеквадратичное значение , но это важно только в том случае, если вы готовитесь к экзамену или чему-то еще. Среднеквадратическое напряжение является наиболее распространенным способом определения напряжения цепи переменного тока.
Например, когда мы говорим, что напряжение в бытовой электрической розетке составляет 120 В переменного тока, мы имеем в виду, что среднеквадратичное напряжение составляет 120 В.
Если напряжение переменного тока следует за истинной синусоидальной волной, среднеквадратичное напряжение равно 0,707 раз пиковому напряжению. Или, чтобы перевернуть его, пиковое напряжение примерно в 1,4 раза больше среднеквадратичного напряжения. Таким образом, фактическое пиковое напряжение на бытовой электрической розетке составляет около 168 В.
Истинное среднеквадратичное напряжение немного сложно вычислить, поскольку оно включает в себя довольно сложную математику. Среднеквадратичное значение рассчитывается путем выборки фактического напряжения с очень малыми временными приращениями.Затем выборочные напряжения возводятся в квадрат, складываются квадраты напряжений и вычисляется среднее значение всех квадратов. Наконец, рассчитывается квадратный корень из среднего. Это фактическое значение RMS.
Для истинной синусоиды предыдущий расчет оказывается очень близким к умножению пикового напряжения на 0,707. Однако для напряжений переменного тока, которые не являются истинными синусоидальными волнами, фактическое среднеквадратичное значение может отличаться от значения, указанного в ярлыке «умножить на 0,707».
Почти все вольтметры переменного тока сообщают среднеквадратическое напряжение, но только более дорогие вольтметры переменного тока рассчитывают действительное среднеквадратичное значение путем выборки входного напряжения и выполнения суммирования квадратов.Недорогие вольтметры просто измеряют пиковое напряжение и умножают его на 0,707. К счастью, это достаточно близко для большинства целей.
,