Osoba, która znajduje się daleko od obwodów elektrycznych, napięć, prądów i rezystancji, nie będzie w stanie od razu odpowiedzieć na to pytanie: co mierzy woltomierz? Ponieważ odpowiedź jest oczywista, jeśli tylko przeczytasz drugą połowę tytułu artykułu, zdradzimy ten temat nieco bardziej szczegółowo. W szczególności rozważymy pomiar napięcia w życiu codziennym, charakterystykę urządzeń, zasadę działania.
Definicja
Woltomierz to urządzenie pomiarowe, które pozwala uzyskać wartość napięcia lub siły elektromotorycznej w obwodzie prądu stałego lub przemiennego. Zasięg przyrządu może sięgać do 1000 V lub więcej. Wszystko zależy od jego przeznaczenia. Aby lepiej zrozumieć, co to jest, rozważ definicję siły elektromotorycznej. Ponieważ bardzo często jest mylone z napięciem sieciowym, należy je od siebie odseparować.
EMF i napięcie: różnica
Więc EMF jest wielkością fizyczną, która charakteryzuje pracę wykonaną przez dowolne siły o charakterze nieelektrycznym w celu przemieszczeniajednostkowy ładunek dodatni wzdłuż rozważanego konturu. W najczęstszym przypadku pokazuje zdolność źródła energii do tworzenia takiej lub innej różnicy potencjałów w dwóch oddalonych od siebie punktach obwodu. Jest mierzony, podobnie jak napięcie, w woltach. Różni się od niego tym, że charakteryzuje zasilanie na biegu jałowym, czyli bez podłączenia do sieci.
Kiedy w obwodzie jest prąd, to znaczy jest zamknięty, pojawia się inna bardziej znana koncepcja - napięcie. Co więcej, można go zabrać zarówno za samo źródło zasilania na jego zaciskach, jak i w dowolnej części obwodu. Pomiar napięcia to identyfikacja różnicy potencjałów między dwoma oddalonymi od siebie punktami. W przypadku źródła zasilania jest to zwykle nieco mniej niż siła elektromotoryczna, gdy jest włączone do obwodu poboru. W rzeczywistości zarówno pole elektromagnetyczne, jak i napięcie są takie same, a jedyną różnicą jest to, jaki proces fizyczny generuje różnicę potencjałów między dwoma punktami, w których dokonywany jest pomiar.
Rodzaje woltomierzy
Tu należy wyróżnić dwa główne typy: przenośny i stacjonarny. Przenośny przyrząd do pomiaru napięcia można nie tylko przeciągać ręcznie. Zwykle obejmuje funkcję sprawdzania prądów i rezystancji w obwodzie, a także temperatury przewodów itp. Urządzenia stacjonarne są często integrowane konstrukcyjnie z samą siecią, w której przeprowadzany jest pomiar np. w rozdzielnicach elektrycznych, panelach itp.
Dotyczy klasyfikacji zgodnie z zasadądziałania, to możemy wyróżnić kilka rodzajów woltomierzy elektromechanicznych i dwa rodzaje woltomierzy elektronicznych. Te ostatnie są analogowe i cyfrowe. Woltomierze elektromechaniczne wykorzystują system przetworników magnetycznych do uzyskiwania odczytów napięcia. Urządzenia elektroniczne digitalizują odebrany sygnał za pomocą ADC. Odczyty woltomierza, w zależności od zasady prezentacji danych, są pokazywane za pomocą wskaźnika w kształcie strzałki lub na specjalnym wyświetlaczu cyfrowym.
Jeszcze jedna klasyfikacja - zgodnie z przeznaczeniem. Pozwala podzielić urządzenia na liczniki DC i AC, a także fazowe, impulsowe i uniwersalne. W przypadku tych ostatnich dostępny jest prawie cały zakres sygnałów, których napięcie musi być znane.
Główne specyfikacje
Zależy od przeznaczenia urządzenia. Na przykład woltomierz prądu stałego ma zwykle kilka zakresów pomiarowych, więc ich liczba będzie jedną z najważniejszych cech technicznych. Ponadto prawie wszystkie urządzenia mają pewną impedancję wejściową, która, nawiasem mówiąc, zależy od zakresu napięcia badanego odcinka obwodu.
Wciąż ważnymi cechami są oczywiście błędy, a także rozdzielczość skali lub minimalny krok odczytów, jeśli mówimy o woltomierzu cyfrowym. Jeśli użytkownik otrzymał uniwersalne urządzenie do pomiaru napięcia, granice wielkości, z którymi może pracować, na przykład prądy, rezystancje, temperatury, a takżezakresy, błędy i częstotliwości dla sygnałów zmiennych.
Zasada działania
Ogólne działanie urządzenia w dużym stopniu zależy od implementacji. Jeśli jest to woltomierz elektromechaniczny, istnieje system magnetyczny, który jest wrażliwy na przepływający prąd. W zależności od jego wartości wzrasta również odchylenie strzałki wskazującej, która jest mechanicznie połączona z obwodem, ramą lub czymś innym, co służy do konwersji prądu w obwodzie. Dokładność takich urządzeń nie jest bardzo wysoka, ponieważ nie pozwala na uzyskanie wysokich wartości rezystancji wejściowej, co oznacza, że wprowadza do pomiarów poważne zniekształcenia, ponieważ do obwodu dodawane jest przewodnictwo pasożytnicze.
Woltomierze cyfrowe, które ostatnio stały się powszechne w życiu codziennym, mają pod pokrywą dużą liczbę elementów elektronicznych. Wynika to z konwersji sygnału analogowego odbieranego na wejściu urządzenia na postać cyfrową za pomocą ADC. Dla tych, którzy są naprawdę zainteresowani, istnieje duża ilość literatury na ten temat. Taki woltomierz, którego cena waha się w granicach kilkuset rubli, oczywiście nie twierdzi, że ma szeroki zakres możliwości i dużą dokładność, ale jest w stanie zmierzyć napięcie na zaciskach akumulatora samochodowego lub w sieć 220 V.
Połączenie w łańcuchu
Woltomierz w obwodzie jest zawsze podłączony równolegle do obciążenia lub źródła zasilania, jeśli chcesz zmierzyć jego siłę elektromotoryczną lub napięcie na zaciskach. Dlatego są tak rygorystyczne wymagania dotyczące impedancji wejściowej urządzenia, ponieważ takie połączenieimplikuje pojawienie się dodatkowej przewodności w obwodzie.
W żadnym wypadku nie należy podłączać woltomierza, którego cena jest przynajmniej trochę za wysoka, szeregowo w obwodzie. W przeciwnym razie użytkownik ryzykuje po prostu spalenie urządzenia, nie mając czasu, aby dowiedzieć się, o co w tym wszystkim chodzi. Nawet jeśli przeżyje takie barbarzyńskie traktowanie, jego odczytom nie należy ufać, ponieważ prąd w obwodzie ulega poważnym zmianom, gdy woltomierz jest podłączony w ten sposób, ponownie odpychając w nieznane możliwość poznania rzeczywistego napięcia odcinka, w którym pomiary są wykonywane.
Zasady bezpieczeństwa pracy
Ponieważ rezystancja samego woltomierza jest w większości przypadków dość duża, a obwód łączący jest odpowiednio używany równolegle, ryzyko poważnego porażenia prądem w obwodzie niskiego napięcia jest minimalne. Jeśli jednak mówimy o urządzeniach przemysłowych, zwłaszcza w wersji stacjonarnej, oznacza to ogromne wartości mierzonych wartości zarówno napięć, jak i najprawdopodobniej prądów. Dlatego tutaj środki bezpieczeństwa muszą być na najwyższym poziomie, a bez wystarczającej wiedzy gumowe rękawice, maty i inne odpowiednie środki są oczywiście przeciwwskazane. To, co mierzy woltomierz, jest najprawdopodobniej bardzo zagrażające życiu, dlatego zalecamy nie kusić losu. W każdym razie nie należy dotykać gołych przewodów, nawet jeśli obwód jest z definicji niskonapięciowy.
Wniosek
Odpowiadając na pytanie, co mierzy woltomierz, myrozważać ogólnie jego urządzenie, główne cechy techniczne, klasyfikacja. Oczywiście ta krótka recenzja nie jest wyczerpująca, zwłaszcza biorąc pod uwagę brak podstawowej wiedzy czytelnika z zakresu elektrotechniki.
Podsumowując, należy zauważyć, że woltomierz mierzy oczywiście napięcie w odcinku obwodu, do którego jest podłączony równolegle. W przeciwnym razie jego zeznania będą niewiarygodne, nie mówiąc już o niebezpieczeństwie utraty drogiego sprzętu. Czytelnik powinien zachować ostrożność podczas korzystania z urządzenia w domu, ponieważ kontakt z odcinkami obwodów wysokiego napięcia zagraża życiu.
