Napon se mjeri u voltima. Osnovne veličine i mjere električne struje. Mjerenje električnog napona

Šta je napon i struja

Napon i struja su kvantitativni koncepti koje uvijek treba imati na umu kada se radi o elektroničkom kolu. Obično variraju tokom vremena, inače rad kola nije od interesa.

voltaža(simbol: U, ponekad E). Napon između dvije tačke je energija (ili rad) utrošen na pomicanje jediničnog pozitivnog naboja od tačke niskog potencijala do tačke visokog potencijala (tj., prva tačka ima negativniji potencijal u odnosu na drugu). Drugim riječima, to je energija koja se oslobađa kada jedinični naboj „klizi“ sa visokog potencijala na niski. Napon se također naziva razlika potencijala ili elektromotorna sila(e.d.s). Jedinica mjere za napon je volt. Obično se napon mjeri u voltima (V), kilovoltima (1 kV = 10 -3 V), milivoltima (1 mV = 10 -3 V) ili mikrovoltima (1 µV = 10 -6 V). Da bi se naboj od 1 kulona pomjerio između tačaka s potencijalnom razlikom od 1 volta, potrebno je obaviti rad od 1 džula. (Kulon je jedinica električnog naboja i jednak je naboju od približno 6 * 10 18 elektrona.) Napon izmjeren u nanovoltima (1 nV = 10 -9 V) ili megavoltima (1 MV = 10 6 V) je rijedak.

Current(simbol: I). Struja je brzina kojom se električni naboj kreće u tački. Jedinica mjerenja struje je amper. Struja se obično mjeri u amperima (A), miliamperima (1 mA = 10 -3 A), mikroamperima (1 µA = 10 -6 A), nanoamperima (1 nA = 10 -9 A) i ponekad pikoamperima (1 pA = 10 -12 A). Struja od 1 ampera nastaje pomicanjem naboja od 1 kulona u vremenu od 1 s. Dogovoreno je da struja u kolu teče od tačke sa pozitivnijim potencijalom do tačke sa negativnijim potencijalom, iako se elektron kreće u suprotnom smeru.

Zapamtite: napon se uvijek mjeri između dvije tačke kola, struja uvijek teče kroz tačku u krugu ili kroz bilo koji element kola.

Ne možete reći "napon u otporniku" - to je neznanje. Međutim, često govorimo o naponu u nekom trenutku u krugu. U ovom slučaju oni uvijek označavaju napon između ove tačke i "zemlje", odnosno tačke u kolu čiji je potencijal svima poznat. Uskoro ćete se naviknuti na ovaj način mjerenja napona.

Napon nastaje uticajem na električna naelektrisanja u uređajima kao što su baterije (elektrohemijske reakcije), generatori (interakcija magnetnih sila), solarne ćelije (fotonaponski efekat energije fotona) itd. Struju dobijamo primenom napona između tačaka kola.

Ovdje se možda može postaviti pitanje: šta su tačno napon i struja, kako izgledaju? Da biste odgovorili na ovo pitanje, najbolje je koristiti elektronski uređaj kao što je osciloskop. Može se koristiti za promatranje napona (a ponekad i struje) kao funkcije koja se mijenja tokom vremena.

U stvarnim kolima elemente povezujemo jedni s drugima pomoću žica, metalnih vodiča, od kojih svaki u svakoj tački ima isti napon (u odnosu na, recimo, masu). U području visokih frekvencija ili niske impedancije, ova izjava nije sasvim tačna. Uzmimo sada ovu pretpostavku na osnovu vjere. Ovo spominjemo kako bismo vam pomogli da shvatite da stvarni krug ne mora izgledati kao shematski dijagram, budući da se žice mogu povezati na različite načine.

Zapamtite nekoliko jednostavnih pravila u vezi sa strujom i naponom:

Zbir struja koje teku u tačku jednak je zbiru struja koje izlaze iz nje (očuvanje naboja). Ovo pravilo se ponekad naziva Kirchhoff-ov zakon za struje. Inženjeri vole da ovu tačku u kolu nazivaju čvorom. Iz ovog pravila slijedi zaključak: u serijskom kolu (koji je grupa elemenata koji imaju dva kraja i tim krajevima su međusobno povezani), struja u svim tačkama je ista.

Pri paralelnom povezivanju elemenata (slika 1), napon na svakom elementu je isti. Drugim riječima, zbir padova napona između tačaka A i B, mjerenih duž bilo koje grane kola koja povezuje ove tačke, jednak je i jednak naponu između tačaka A i B. Ponekad se ovo pravilo formulira na sljedeći način: zbir pada napona u bilo kojoj zatvorenoj petlji kola je nula. Ovo je Kirchhoffov zakon za stres.

Snaga (rad u jedinici vremena) koju troši kolo određuje se na sljedeći način:

P=UI

Prisjetimo se kako smo odredili napon i struju, i otkrili smo da je snaga jednaka: (rad/punjenje)*(naboj/jedinica vremena). Ako se napon U mjeri u voltima, a struja I u amperima, tada će snaga P biti izražena u vatima. Snaga 1 vata je 1 džul rada obavljenog u 1 s (1 W = 1 J/s).

Snaga se rasipa kao toplota (obično) ili se ponekad troši u mehaničkom radu (motori), pretvara se u energiju zračenja (lampe, nepredajnici) ili se skladišti (baterije, kondenzatori). Prilikom razvoja složenog sistema, jedno od glavnih pitanja je određivanje njegovog toplotnog opterećenja (uzmimo, na primer, računar u kome je nusproizvod nekoliko stranica rezultata rešavanja problema mnogo kilovata električne energije raspršene u prostor u oblik toplote).

U budućnosti ćemo, proučavajući periodično promjenjive struje i napone, generalizirati jednostavan izraz P = UI. U ovom obliku vrijedi za određivanje trenutne vrijednosti snage. Usput, zapamtite da ne morate zvati trenutni intenzitet struje - to je nepismeno.

Ostvaruje se kada se probni električni naboj prenese iz tačke A upravo B, na vrijednost probnog punjenja.

U ovom slučaju, smatra se da je prijenos testnog punjenja se ne mijenja raspodjela naelektrisanja na izvorima polja (prema definiciji probnog naboja). U potencijalnom električnom polju ovaj rad ne zavisi od putanje po kojoj se naelektrisanje kreće. U ovom slučaju, električni napon između dvije točke poklapa se s razlikom potencijala između njih.

Alternativna definicija -

Integral projekcije efektivnog polja (uključujući polja treće strane) na rastojanje između tačaka A I B duž date putanje počevši od tačke A upravo B. U elektrostatičkom polju vrijednost ovog integrala ne ovisi o putu integracije i poklapa se s razlikom potencijala.

SI jedinica za napon je volt.

DC napon

Prosječni napon

Prosječna vrijednost napona (komponenta konstantnog napona) određena je tokom cijelog perioda oscilovanja kao:

Za čisti sinusni val, prosječna vrijednost napona je nula.

RMS napon

Srednja kvadratna vrijednost (zastarjelo ime: struja, efektivna) je najpogodnija za praktične proračune, jer na linearnom aktivnom opterećenju radi isti posao (na primjer, žarulja sa žarnom niti ima istu svjetlinu, grijaći element emituje istu količinu toplote) kao jednak jedan konstantni pritisak:

U tehnici i svakodnevnom životu, kada se koristi naizmjenična struja, pojam "napon" označava upravo ovu vrijednost, a svi voltmetri se kalibriraju na osnovu njene definicije. Međutim, po dizajnu, većina uređaja zapravo ne mjeri srednju vrijednost kvadrata, već prosječnu vrijednost ispravljenog (vidi dolje) napona, tako da se za nesinusni signal njihova očitanja mogu razlikovati od prave vrijednosti.

Prosječna vrijednost ispravljenog napona

Prosječna ispravljena vrijednost je prosječna vrijednost modula napona:

Za sinusni napon vrijedi jednakost:

Rijetko korišteni u praksi, većina AC voltmetara (oni kod kojih se struja ispravlja prije mjerenja) zapravo mjeri ovu vrijednost, iako je njihova skala graduirana u efektivnim vrijednostima.

Napon u strujnim krugovima trofazne struje

U krugovima trofazne struje razlikuju se fazni i linearni naponi. Fazni napon se podrazumijeva kao srednja kvadratna vrijednost napona na svakoj od faza opterećenja, a linearni napon je napon između žica faze napajanja. Kada je opterećenje spojeno u trokut, fazni napon je jednak linearnom naponu, a kada je spojen u zvijezdu (sa simetričnim opterećenjem ili sa čvrsto uzemljenom neutralnom), linearni napon je nekoliko puta veći od faznog napona.

U praksi se napon trofazne mreže označava razlomkom, čiji je nazivnik linearni napon, a brojnik je fazni napon kada je spojen u zvijezdu (ili, što je isto, potencijal svaka linija u odnosu na tlo). Tako su u Rusiji najčešće mreže napona 220/380 V; Ponekad se koriste i mreže od 127/220 V i 380/660 V.

Standardi

U praksi se mjerenja napona moraju provoditi prilično često. Napon se mjeri u radiotehnici, električnim uređajima i strujnim krugovima itd. Vrsta naizmjenične struje može biti pulsna ili sinusna. Izvori napona su ili strujni generatori.

Impulsni strujni napon ima parametre amplitude i srednjeg napona. Izvori takvog napona mogu biti generatori impulsa. Napon se mjeri u voltima i označava se "V" ili "V". Ako je napon naizmjeničan, tada se simbol “ ~ ", za konstantni napon označen je simbol "-". Naizmjenični napon u kućnoj kućnoj mreži je označen sa ~220 V.

To su instrumenti dizajnirani za mjerenje i kontrolu karakteristika električnih signala. Osciloskopi rade na principu skretanja elektronskog snopa, koji proizvodi sliku vrijednosti promjenjivih veličina na displeju.

Merenje naizmeničnog napona

Prema regulatornim dokumentima, napon u kućnoj mreži mora biti jednak 220 volti sa tačnošću odstupanja od 10%, odnosno napon može varirati u rasponu od 198-242 volti. Ako je rasvjeta u vašem domu postala slabija, svjetiljke su počele često otkazivati ​​ili su kućni uređaji postali nestabilni, tada da biste identificirali i otklonili ove probleme, prvo morate izmjeriti napon u mreži.

Prije mjerenja potrebno je pripremiti svoj postojeći mjerni uređaj za upotrebu:

• Provjerite integritet izolacije kontrolnih žica sondama i vrhovima.
• Postavite prekidač na AC napon, s gornjom granicom od 250 volti ili više.
• Ubacite ispitne vodove u utičnice mjernog uređaja, na primjer. Da biste izbjegli greške, bolje je pogledati oznake utičnica na kućištu.
• Uključite uređaj.

Slika pokazuje da je granica mjerenja od 300 volti odabrana na testeru, a 700 volti na multimetru. Neki uređaji zahtijevaju da se nekoliko različitih prekidača postavi na željeni položaj kako bi se izmjerio napon: vrsta struje, vrsta mjerenja, kao i umetanje vrhova žice u određene utičnice. Kraj crnog vrha u multimetru je umetnut u COM utičnicu (uobičajena utičnica), crveni vrh se ubacuje u utičnicu označenu "V". Ova utičnica je uobičajena za mjerenje bilo koje vrste napona. Utičnica sa oznakom "ma" se koristi za merenje malih struja. Utičnica s oznakom "10 A" koristi se za mjerenje značajne količine struje, koja može doseći 10 ampera.

Ako mjerite napon sa žicom umetnutom u utičnicu „10 A“, uređaj će pokvariti ili će pregorjeti osigurač. Stoga treba biti oprezan pri obavljanju mjernih radova. Najčešće se greške javljaju u slučajevima kada je otpor prvo izmjeren, a zatim, zaboravljajući prijeći na drugi način rada, počinju mjeriti napon. U tom slučaju, otpornik odgovoran za mjerenje otpora izgara unutar uređaja.

Nakon pripreme uređaja, možete započeti mjerenja. Ako se ništa ne pojavi na indikatoru kada uključite multimetar, to znači da je baterija koja se nalazi unutar uređaja istekla i da je potrebna zamjena. Najčešće, multimetri sadrže "Kronu", koja proizvodi napon od 9 volti. Njegov vijek trajanja je oko godinu dana, ovisno o proizvođaču. Ako multimetar nije korišten duže vrijeme, krunica je možda još uvijek neispravna. Ako je baterija dobra, multimetar bi trebao pokazati jednu.

Žičane sonde moraju biti umetnute u utičnicu ili dodirnuti golim žicama.

Zaslon multimetra će odmah prikazati mrežni napon u digitalnom obliku. Na mjeraču brojčanika, igla će odstupiti za određeni ugao. Tester pokazivača ima nekoliko stupnjevanih skala. Ako ih pažljivo pogledate, sve postaje jasno. Svaka skala je dizajnirana za određeno mjerenje: struju, napon ili otpor.

Granica mjerenja na uređaju je postavljena na 300 volti, tako da treba računati na drugu skalu, koja ima granicu od 3, a očitavanja uređaja moraju se pomnožiti sa 100. Skala ima vrijednost podjele jednaku 0,1 volti, tako da dobijemo rezultat prikazan na slici, oko 235 volti. Ovaj rezultat je u prihvatljivim granicama. Ako se očitanja brojila stalno mijenjaju tokom mjerenja, može doći do lošeg kontakta u priključcima električnih instalacija, što može dovesti do stvaranja luka i kvarova na mreži.

Merenje jednosmernog napona

Izvori konstantnog napona su baterije, niskonaponske ili baterije čiji napon ne prelazi 24 volta. Dakle, dodirivanje polova baterije nije opasno, a nema potrebe za posebnim sigurnosnim mjerama.

Za procjenu performansi baterije ili drugog izvora, potrebno je izmjeriti napon na njegovim polovima. Za AA baterije, polovi za napajanje nalaze se na krajevima kućišta. Pozitivni pol je označen sa “+”.

Jednosmjerna struja mjeri se na isti način kao i naizmjenična struja. Jedina razlika je u postavljanju uređaja na odgovarajući način rada i promatranju polariteta terminala.

Napon baterije obično je označen na kućištu. Ali rezultat mjerenja još ne ukazuje na zdravlje baterije, jer se mjeri elektromotorna sila baterije. Trajanje rada uređaja u koji će se ugraditi baterija ovisi o njegovom kapacitetu.

Za preciznu procjenu performansi baterije potrebno je izmjeriti napon s priključenim opterećenjem. Za AA bateriju, obična 1,5 voltna sijalica za baterijsku lampu je prikladna kao opterećenje. Ako se napon neznatno smanji kada je svjetlo uključeno, odnosno ne više od 15%, dakle, baterija je prikladna za rad. Ako napon padne znatno više, onda takva baterija može služiti samo u zidnom satu, koji troši vrlo malo energije.

Ova vještina nije korisna svaki dan, ali bolje je unaprijed saznati kako provjeriti napon u utičnici pomoću multimetra i što bi trebao pokazati. Osim napona, elektronski tester je sposoban mjeriti jačinu struje i otpor žica, za što je potrebno zamijeniti priključak utikača na uređaju. Njihovo ispravno povezivanje mora se pažljivo pratiti - ako se mjerenja poduzmu pogrešno, doći će do kratkog spoja.

Malo teorije - kako su mjerni instrumenti povezani

Elektronski multimetar kombinira nekoliko različitih uređaja koji su na različite načine spojeni na dio kruga. Da biste ga pravilno koristili, morate znati kako se mjeri napon i kako se mjeri struja i pravilno spojiti uređaj.

Kada su žice jednostavno spojene na radni izvor napajanja, na njima se pojavljuje električni napon koji se može mjeriti između plusa i minusa (faza i nula). To znači da se napon može mjeriti i sa opterećenjem (radnim uređajem) priključenim na mrežu i bez njega.

Električna struja se pojavljuje u žicama samo kada je krug zatvoren - tek tada počinje teći s jednog pola na drugi. U ovom slučaju, mjerenja struje se provode kada je mjerni uređaj povezan u seriju. To znači da struja mora proći kroz uređaj i samo u tom slučaju će moći izmjeriti svoju vrijednost.

Naravno, kako mjerni uređaj ne bi utjecao na struju koju mjeri, otpor multimetra treba biti što manji. U skladu s tim, ako je uređaj konfiguriran za mjerenje struje, a greškom pokušate s njim izmjeriti napon, doći će do kratkog spoja. Istina, ni ovdje nije sve jasno - mjerenja struje i napona modernim elektronskim multimetrima provode se uz isti priključak terminala na uređaj.

Ako se prisjetite barem površnog školskog znanja o električnim krugovima, onda možete formulirati pravila za mjerenje napona i struje na sljedeći način: napon je isti na paralelno povezanim dijelovima kola, a struja je ista kada su provodnici spojeni u seriju.

Da biste izbjegli greške, prije mjerenja provjerite oznake koje se nalaze u blizini kontakata multimetra i njegovog prekidača za način rada.

Oznake multimetarske skale

Različiti modeli uređaja imaju svoje karakteristike, ali su im osnovne mogućnosti približno iste, posebno za jeftine modele.

Najjednostavniji instrumenti mogu mjeriti:

• ACV – naizmjenični napon. Postavljanje prekidača na ovu podjelu pretvara multimetar u tester napona, obično do 750 i 200 volti;
• DCA – jačina jednosmerne struje. Ovdje morate biti oprezni - na skali mnogih budžetskih uređaja postoje granice mjerenja od 2000µ (mikroampera) i 200m (miliampera) i utikač se mora ostaviti na istom terminalu kao i kod mjerenja napona, a ako se mjeri jačina struje do 10 Ampera, tada se utikač mora preurediti na drugi terminal s odgovarajućom oznakom.
• 10A – DC struja od 200 miliampera do 10 ampera. Obično je na uređaju napisano da kada uključite ovaj način rada, morate preurediti utikač.
• hFe – provjera tranzistora.
• >l – provjera integriteta dioda, ali najčešće se ova funkcija koristi kao tester žice.
• Ω – mjerenje otpora žica i otpornika. Osetljivost od 200 oma do 2000 kilooma.
• DCV – konstantni napon. Osjetljivost se može podesiti od 200 milivolti do 1000 volti.

Na konektore multimetra obično su spojene dvije žice - crna i crvena. Utikači na njima su isti, ali su boje različite isključivo zbog pogodnosti korisnika.

Merenje otpora žice

Ovo je najjednostavniji način rada - u suštini morate uzeti žicu, za koju morate izmjeriti otpor i dodirnuti krajeve multimetra sondama.

Mjerenje otpora se događa zahvaljujući izvoru napajanja koji se nalazi unutar multimetra - uređaj mjeri svoj napon i struju u kolu, a zatim izračunava otpor koristeći Ohmov zakon.

Postoje dvije nijanse prilikom mjerenja otpora:

1. Multimetar pokazuje zbir otpora žice koja se mjeri zajedno sa sondama koje ga dodiruju. Ako su potrebne točne vrijednosti, tada se žice sonde prvo moraju izmjeriti, a zatim dobiveni rezultat treba oduzeti od ukupne vrijednosti.
2. Teško je unaprijed procijeniti približni otpor žice, pa je preporučljivo izvršiti mjerenja smanjenjem osjetljivosti uređaja.

Merenje napona

Obično je u ovom slučaju zadatak izmjeriti napon u utičnici ili jednostavno provjeriti njegovo prisustvo. Prvi korak je da pripremite sam tester - crna žica je umetnuta u terminal označen COM - ovo je negativno ili "uzemljenje". U terminal se ubacuje crveni, koji u svojoj oznaci ima slovo “V”: često se piše pored drugih simbola i izgleda otprilike ovako ֪– VΩmA. U blizini kotačića za odabir načina rada multimetra prikazane su granične vrijednosti - 750 i 200 volti (u odjeljku označenom ACV). Prilikom mjerenja napona u utičnici, napon bi trebao biti oko 220 Volti, tako da je prekidač postavljen na 750 podjelu.

Ako u ovom slučaju postavite granicu mjerenja na 200 volti, postoji mogućnost oštećenja uređaja.

Nule će se pojaviti na ekranu uređaja - uređaj je spreman za upotrebu. Sada trebate umetnuti sonde u utičnicu i saznati koji je napon sada u njoj i ima li uopće napona. Pošto je potrebno izmjeriti napon u mreži naizmjenične struje, nije bitno koja sonda dodiruje fazu, a koja nulu - rezultat na ekranu će ostati nepromijenjen - 220 (+/-) Volti ako postoji napon u utičnici ili nula ako je nema. U drugom slučaju, morate biti oprezni - ako u utičnici nema nule, uređaj će jednostavno pokazati da utičnica ne radi, tako da ne biste dobili strujni udar, ne bi škodilo da dodatno provjerite kontakte sa sondom napona.

DC napon se mjeri na potpuno isti način - jedina razlika je u tome što sonda sa crnom žicom mora dodirivati ​​minus, a crvena žica mora dodirnuti plus (ako su pravilno spojeni na terminale uređaja). Točak za odabir načina rada, naravno, mora biti pomjeren u DCV područje.

Ovdje postoji ista zgodna karakteristika kao i kod mjerenja naizmjeničnog napona: zapravo, prilikom određivanja napona, možete dodirnuti i minus i plus crnom sondom - samo ako obrnete polaritet, ispravan rezultat će biti prikazan na ekranu uređaja , ali sa znakom minus.

Ovo su sve karakteristike koje trebate znati prije mjerenja napona multimetrom - u bilo kojem uređaju ili utičnici.

Mjerenje struje

Dobro je ako na farmi imate relativno dobar multimetar, koji ima oznaku A~, što ukazuje na sposobnost uređaja da mjeri naizmjeničnu struju. Ako koristite proračunske mjerne instrumente, tada će, najvjerovatnije, na njegovoj skali biti samo oznaka DCA (jednosmjerna struja), a da biste je koristili, morat ćete izvršiti dodatne manipulacije, za koje ćete morati zapamtiti osnove konstruisanja električnih kola.

Ako uređaj "može" mjeriti naizmjeničnu struju "iz kutije", onda se općenito sve radi na isti način kao i za mjerenje napona, ali multimetar je povezan serijski s opterećenjem, na primjer, žarulja sa žarnom niti. One. od prvog konektora utičnice žica ide do prve sonde multimetra - od druge sonde žica ide do prvog kontakta na postolju lampe - od drugog kontakta postolja žica ide do drugog konektora lampe socket. Kada je krug zatvoren, ekran multimetra će prikazati struju koja teče kroz lampu.

Više informacija o mjerenju struje opisano je u ovom videu:

Uvijek treba barem približno zamisliti koju jačinu struje ćete morati izmjeriti, kako ne biste oštetili sam mjerni uređaj.

Mjerenje naizmjenične struje voltmetrom

Ako trebate izmjeriti snagu naizmjenične struje, ali pri ruci imate samo proračunski multimetar, koji nema takvu funkcionalnost, tada se možete izvući iz situacije korištenjem metode mjerenja pomoću šanta. Njegovo značenje se ogleda u formuli I = U / R, gdje je I jačina struje koju treba pronaći, U je napon u lokalnom dijelu vodiča, a R je otpor ovog dijela. Iz formule je jasno da ako je R jednak jedan, tada će jačina struje u dijelu kruga biti jednaka naponu.

Za mjerenje morate pronaći vodič s otporom od 1 ohma - to može biti prilično duga žica iz transformatora ili komad spirale iz električne peći. Otpor žice, tj. njegovu dužinu podešava tester u odgovarajućem režimu testiranja.

Rezultat je sljedeći krug (sijalica sa žarnom niti kao opterećenje):

1. Od prvog konektora utičnice žica ide do početka šanta, a ovdje je spojena jedna od sondi multimetra.
2. Druga sonda multimetra spojena je na kraj šanta i od ove točke žica ide do prvog kontakta baze lampe.
3. Od drugog kontakta baze lampe žica ide do drugog konektora utičnice.

Multimetar je postavljen na REŽIM MJERENJA IZMJENIČNOG NAPONA. Povezuje se paralelno sa šantom, tako da se poštuju sva pravila. Kada se napajanje uključi, pokazat će napon jednak struji koja prolazi kroz šant, a koji je zauzvrat isti kao i opterećenje.

Ova metoda mjerenja je jasno prikazana u videu:

Kao rezultat

Čak i proračunski univerzalni mjerni uređaj - multimetar - omogućava vam mjerenje u prilično širokom rasponu, dovoljnom za kućnu upotrebu. Ali kada kupujete uređaj, morate barem imati opću ideju o tome u koje će se svrhe koristiti - možda je bolje malo preplatiti, ali kao rezultat toga, imate pri ruci tester koji može obaviti bilo koji zadatak dodijeljen joj. Također, prije upotrebe ne bi škodilo da barem generalno osvježite svoje pamćenje o osnovama konstruiranja električnih kola i korištenja električnih mjernih instrumenata u njima.

Lekcija je posvećena pojmu električnog napona, njegovoj oznaci i mjernim jedinicama. Drugi dio lekcije prvenstveno je posvećen demonstraciji uređaja za mjerenje napona na dijelu strujnog kola i njihovih karakteristika.

Ako damo standardni primjer o značenju dobro poznatog natpisa na bilo kojem kućnom aparatu "220 V", onda to znači da se na dijelu kruga obavi 220 J rada za pomicanje naboja od 1 C.

Formula za izračunavanje napona:

Rad električnog polja na prijenosu naboja, J;

Charge, Cl.

Stoga se jedinica napona može predstaviti na sljedeći način:

Postoji odnos između formula za izračunavanje napona i struje na koji treba obratiti pažnju: i. Obje formule sadrže vrijednost električnog naboja, što može biti korisno u rješavanju nekih problema.

Za mjerenje napona, uređaj tzv voltmetar(Sl. 2).

Rice. 2. Voltmetar ()

Postoje različiti voltmetri prema karakteristikama njihove primjene, ali princip njihovog rada zasniva se na elektromagnetnom dejstvu struje. Svi voltmetri su označeni latiničnim slovom, koje se nanosi na brojčanik instrumenta i koristi se u šematskom prikazu uređaja.

U školskim postavkama, na primjer, koriste se voltmetri, prikazani na slici 3. Koriste se za mjerenje napona u električnim krugovima tokom laboratorijskog rada.

()	()	()

Rice. 3. Voltmetri

Glavni elementi demonstracionog voltmetra su tijelo, skala, pokazivač i terminali. Terminali su obično označeni plus ili minus i istaknuti su različitim bojama radi jasnoće: crveno - plus, crno (plavo) - minus. To je učinjeno kako bi se osiguralo da su terminali uređaja očito ispravno spojeni na odgovarajuće žice spojene na izvor. Za razliku od ampermetra, koji je serijski spojen na otvoreni krug, voltmetar je spojen na kolo paralelno.

Naravno, svaki električni mjerni uređaj trebao bi imati minimalan utjecaj na strujni krug koji se proučava, stoga voltmetar ima takve karakteristike da kroz njega teče minimalna struja. Ovaj efekat je osiguran odabirom posebnih materijala koji doprinose minimalnom protoku punjenja kroz uređaj.

Šematski prikaz voltmetra (slika 4):

Rice. 4.

Nacrtajmo, na primjer, električni krug (slika 5) u koji je priključen voltmetar.

Rice. 5.

Krug sadrži gotovo minimalan skup elemenata: izvor struje, žarulju sa žarnom niti, prekidač, ampermetar spojen u seriju i voltmetar povezan paralelno sa sijalicom.

Komentar. Bolje je započeti sastavljanje električnog kruga sa svim elementima osim voltmetra i spojiti ga na kraju.

Postoji mnogo različitih tipova voltmetara sa različitim skalama. Stoga je pitanje izračunavanja cijene uređaja u ovom slučaju vrlo relevantno. Vrlo su česti mikrovoltmetri, milivoltmetri, jednostavno voltmetri itd. Njihovi nazivi jasno govore kojom frekvencijom se mjerenja vrše.

Osim toga, voltmetri se dijele na uređaje istosmjerne i naizmjenične struje. Iako u gradskoj mreži postoji naizmjenična struja, u ovoj fazi studija fizike imamo posla sa jednosmjernom strujom koju napajaju svi galvanski elementi, pa će nas zanimati odgovarajući voltmetri. Činjenica da je uređaj namijenjen za kola naizmjenične struje obično je prikazana na brojčaniku kao valovita linija (sl. 6).

Rice. 6. AC voltmetar ()

Komentar. Ako govorimo o vrijednostima napona, onda je, na primjer, napon od 1 V mala vrijednost. Industrija koristi mnogo veće napone, mjerene u stotinama volti, kilovolti, pa čak i megavolti. U svakodnevnom životu koristi se napon od 220 V ili manje.

U sljedećoj lekciji naučit ćemo koliki je električni otpor provodnika.

Bibliografija

1. Gendenshtein L. E., Kaidalov A. B., Kozhevnikov V. B. Fizika 8 / Ed. Orlova V. A., Roizena I. I. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Bustard, 2010.
3. Fadeeva A. A., Zasov A. V., Kiselev D. F. Fizika 8. - M.: Obrazovanje.

Dodatna strpreporučene veze ka Internet resursima

1. Cool fizika ().
2. YouTube().
3. YouTube().

Zadaća