Электричество в доме Все об электроэнергии для Вашего дома
Напряжение — один из ключевых параметров электрической цепи. Измерение напряжения на различных участках электрической цепи даёт представление о происходящих процессах и режимах работы схемы. Кроме того, зная величину напряжения, можно вычислить другие характеристики, такие как ток, сопротивление, мощность.
Приборы
Измерения производят с помощью вольтметра или комбинированного прибора — мультиметра в соответствующем режиме. В настоящее время электромеханические стрелочные приборы повсеместно вытеснены электронными и практически вышли из употребления. Ещё один вариант — электронный измерительный блок, подключаемый к компьютеру. Далее, для наглядности будем использовать пример простейших, широко распространённых моделей электронных мультиметров.
Измерение напряжения
- Вставляем щупы в гнёзда, обозначенные символами: «СОМ» сommon (общий провод) — черный щуп; «VΩ» — красный щуп.
- Поворотным переключателем устанавливаем режим работы и предел измерения: «V-» или «V DC» — режим работы с постоянным U; «V~» или «V AC» — режим работы с переменным U.
Предел устанавливается уровнем выше, чем предполагаемое измеряемое напряжение. Например, если вы предполагаете, что напряжение выше 20, но ниже 200В, то следует установить переключатель напротив 200В. В ситуации, когда параметры цепи неизвестны, лучше начать с максимального предела. Неправильный выбор предела, при слишком большой разнице установленного и фактического U, может привести к выходу вольтметра из строя. Модели с автоматическим пределом, как у прибора, изображённого справа, выбор предела осуществляется самим прибором автоматически.
Установка щупов по цветам не имеет физического смысла, щупы одинаковые. Так делается потому, что традиционно черный цвет считается проводом отрицательной полярности (минус), красный — положительной (плюс). При соблюдении этой условности проще ориентироваться в показаниях. Если дисплей прибора перед показанием не содержит знак «-», значит полярность соответствует цветам проводов, как указано выше.
Вольтметр обладает высоким входным сопротивлением, поэтому подключается параллельно источнику питания или измеряемому участку схемы
Дисплей прибора покажет:
- рисунок 1 — напряжение источника питания;
- рисунок 2 — падение напряжения на участке цепи.
Напряжение в разных участках цепи
Если схема достаточно сложная, то в разных её участках напряжения и токи будут иметь различные значения. Измерить напряжение на разных участках электрической цепи можно подключая вольтметр параллельно измеряемому участку или относительно общего провода. Это может быть одна или несколько нагрузок, соединённых последовательно или параллельно в различных сочетаниях.
Напряжение будет измерено между теми двумя точками, куда подключены щупы прибора.
C помощью вольтметра, можно косвенно измерить и вычислить другие электрические величины, ток, сопротивление, мощность.
Состояние контакта
Бывает так, что нужно понять, замкнут или разомкнут контакт реле или выключателя, при том что сам контакт увидеть нельзя и нет возможности отключить питание. Сделать это поможет вольтметр. По схеме на рисунке слева вольтметр подключен параллельно контакту, состояние которого нам нужно понять.
- Если контакт разомкнут, его сопротивление очень большое, оно значительно превышает сопротивление нагрузки. Падение напряжения на этом участке велико, вольтметр покажет наличие напряжения.
- Если контакт замкнут, сопротивление этого участка равно нулю, оно гораздо ниже сопротивления нагрузки. Падение напряжения отсутствует, показания прибора нулевые.
Второй вариант на рисунке справа: вольтметр подключен параллельно нагрузке и показывает:
- нулевые значения, когда контакт разомкнут;
- ненулевые значения когда замкнут.
Данный метод одинаково применим для схем с источником питания постоянного, или переменного напряжения.
Все приведённые схемы содержат гальванический элемент постоянного тока в качестве источника питания. Это сделано для упрощения. Вместо гальванического элемента может быть использован источник переменного тока, отличие будет только в положении переключателя режимов мультиметра для измерения переменного напряжения «V ~» или «V AC».
Зная как измерить напряжение на разных участках цепи, можно получить представление о работе схемы, найти неисправности, увидеть недостатки, правильно подобрать компоненты. Так же как краски на картине, напряжение, ток и сопротивление отражают суть и смысл электрической схемы, формируют картину процессов, происходящих в этой схеме или в отдельном её участке.
Читайте также:
