Это не те прозрачные «розетки 220 В», к которым мы привыкли. А когда речь идет о «фазном», «линейном», «активном» и «пиковом» напряжениях, то здесь полный бардак. Сколько вольт в розетке?
Задача обучения
- Сравните подключение амперметра и вольтметра.
- Вольтметр — это прибор для расчета разности потенциалов между двумя точками в цепи.
- Амперметр — это прибор, используемый для расчета силы тока в цепи.
- Вольтметр взаимодействует с прибором параллельно, а амперметр — последовательно.
- Большинство аналоговых измерительных приборов основаны на гальванометре — он измеряет ток по движению или отклонению иглы. На отклонение влияет магнитная сила, действующая на проводник.
Термины
- Шунтирующий резистор — небольшой резистор (R), подключенный параллельно гальванометру (G) для формирования амперметра.
- Гальванометр — это аналоговый измерительный прибор (G), который использует отклонение иглы для расчета тока.
- Вольтметры и амперметры рассчитывают напряжение и ток в цепи.
Вольтметр — это прибор, используемый для расчета разности электрических потенциалов между двумя точками в цепи. Аналоговый вольтметр перемещает стрелку по шкале в зависимости от напряжения в цепи, а цифровой вольтметр имеет цифровой дисплей. Любое показание напряжения, которое может быть преобразовано в напряжение, отображается на счетчике. Здесь регистрируются давление, температура и расход.
Демонстрационный инструмент для уроков физики
Чтобы вольтметр мог рассчитать напряжение, он должен быть подключен параллельно. Это важно, поскольку параллельные объекты ощущают одну разность потенциалов. Ниже приведена схема вольтметра и его показаний.
(a) — Чтобы рассчитать разность потенциалов в этом токе, вольтметр (V) подключается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на зажимах рассчитывается между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр через ЭДС без добавления внутреннего сопротивления. ( b) — Применение цифрового вольтметра
Амперметры
Амперметр измеряет электрический ток, и его название происходит от единицы измерения — ампера. Для того чтобы измерительный прибор мог измерять ток, он должен быть подключен последовательно. Это важно, поскольку объекты, соединенные последовательно, измеряют один ток. Их не следует подключать к источнику напряжения — амперметры работают при минимальной нагрузке. Вы можете посмотреть на схему амперметра.
Для измерения тока последовательно подключается амперметр. Весь ток в цепи проходит через счетчик. Если амперметр поместить между d и e или f и a, он примет одно и то же значение
Обратите внимание, что электронные модели могут быть и аналоговыми. Внешне они напоминают стрелочные изделия, где стрелка также указывает на величину напряжения в цепи. Но здесь есть специальный электронный детектор, который делает необходимое отклонение стрелки по шкале.
Что такое напряжение
Чтобы понять, как именно работает вольтметр и что он показывает, необходимо знать, что является объектом его измерения. Важно понимать, что такое напряжение и от чего зависит его величина.
Как известно из уроков физики в школе, величина рассчитывается по формуле U=IR, где:
- U — напряжение,
- I — сила тока,
- R — сопротивление в цепи.
Чтобы найти напряжение сети, умножьте напряжение на сопротивление. Прежде чем это сделать, необходимо знать, что представляют собой два последних значения. Например, если напряжение составляет 5 ампер, а сопротивление — 2 Ом, то напряжение равно 10 вольтам.
Хотя приведенная выше формула максимально проста, она не говорит о том, что такое напряжение и зачем его вообще измерять. В конце концов, это просто цифры, не более того. К сожалению, сам ток не виден, как и заряженные мелкие частицы.
Для простоты мы можем сравнить электрический ток в проводнике с объектами, которые мы часто наблюдаем в повседневной жизни. Здесь особенно полезно сравнение с движением воды в реках и водопадах, т.е. перетеканием с высокого уровня на низкий. Здесь тренд соответствует высоте: разнице в высоте над уровнем моря. Другими словами, напряжение в сети соответствует давлению воды в реке. Если нет напряжения в сети, то нет и тока. Даже в водоеме, где уровень воды везде одинаков, например, в озере или пруду, нет течения.
На шкале прибора обычно обозначается буквой «V». Это позволяет лучше отличить его от других электроизмерительных приборов, таких как амперметр, который показывает силу тока. Дело в том, что эти инструменты очень похожи.
Диапазон вольтметра может быть разным. Приборы, предназначенные для подключения к слабой электросети, показывают максимум 5 вольт. Также доступны приборы с более широким диапазоном, например, 10 или 25 вольт. Более мощные устройства могут показывать напряжение до тысячи вольт. Конечно, все зависит от цели использования вольтметра.
Разновидности вольтметров
Существуют различные типы вольтметров. Прежде всего, вольтметры делятся на две основные разновидности:
- Исправлено. Первый тип — фиксированный.
- Наиболее распространенные типы обычно стационарные, обычно постоянно установлены и не могут быть отключены. Их можно перевозить с места на место и использовать в различных электросетях.
Существуют также различные типы вольтметров, в зависимости от принципа действия. Среди них много электромеханических и несколько электронных. Последние, в свою очередь, могут быть цифровыми и аналоговыми. Значение напряжения может быть указано движущейся стрелкой или изменением электронных цифр на дисплее.
Вольтметры также классифицируются в зависимости от их назначения. Среди них есть приборы для измерения постоянного или переменного тока.
Кроме того, устройства могут быть импульсно-чувствительными, фазо-чувствительными и универсальными.
Технические характеристики
Характеристики вольтметра зависят от его назначения. Например, устройство, измеряющее напряжение постоянного тока, может иметь два, три или более диапазонов. Этот показатель является одной из самых важных характеристик.
При выборе вольтметра следует:
- Ищите такую характеристику, как входное сопротивление. Это зависит от того, в каком диапазоне находится напряжение измеряемого участка сети.
- Обратите внимание на градуировку шкалы измерительного прибора и погрешность измерения.
- Если вы купили измеритель напряжения общего назначения, обратите внимание на диапазоны, с которыми он может работать: Сопротивление, напряжение, температура.
Обратите внимание, что приложенное напряжение 5 В приведет к отклонению шкалы на половину, а ток через измерительный прибор будет протекать только 25 мА, поскольку дисплей вольтметра является аналоговым. Для других диапазонов напряжение устанавливается последовательно с гальванометром.
Вольтметры и их классификация.
Классификация вольтметров зависит от конструкции, применения и других параметров. Вольтметры классифицируются по следующим принципам:
1. по принципу действия вольтметры делятся на электромеханические (магнитоэлектрические и электромагнитные) и электронные, например, цифровые и аналоговые.
2. в соответствии с их непосредственным назначением — например, импульсные, постоянного, переменного тока и другие вольтметры.
3. по способу использования — первоначально встроенные (панельные) и переносные.
Вольтметры электромеханического типа.
Магнитоэлектрические вольтметры более чувствительны и поэтому более точны. Эти приборы чаще всего используются в лабораториях. Наиболее распространенными вольтметрами являются электромагнитные вольтметры.
Они недороги и просты в использовании. Однако они имеют тот недостаток, что обладают относительно высокой потребляемой мощностью (около 5-7 Вт) и большой индуктивностью обмоток. Поэтому частота переменного напряжения оказывает значительное влияние на показания вольтметра. Этот тип устройств устанавливается в распределительных щитах электростанций и промышленных предприятий.
Вольтметры электронного типа.
Электронные вольтметры делятся на аналоговые и цифровые. Аналоговые измерители имеют шкалу и стрелку, указывающую на ненулевое значение напряжения. Такие устройства работают следующим образом: Входное напряжение переменного тока преобразуется в напряжение постоянного тока, увеличивается и передается на детектор. Затем выходной сигнал вызывает отклонение стрелки. Чем больше отклоняется указатель, тем выше входное напряжение.
При измерении напряжения аналоговыми вольтметрами важно соблюдать полярность подключения. Если напряжение отрицательное, стрелка перемещается влево от нуля; если положительное, стрелка перемещается вправо. Если шкала вашего вольтметра не способна отклонить стрелку в обе стороны, прикоснитесь красным щупом к тому месту, которого вы ранее касались белым щупом, чтобы измерить отрицательное напряжение. Или наоборот (цвета штырьков могут быть разными).
В цифровых вольтметрах значения напряжения отображаются в электронном виде.
Благодаря конструкции вольтметров общего назначения можно считывать как постоянное, так и переменное напряжение, в зависимости от установленных рабочих переключателей и их положения.
