Napätie sa meria vo voltoch. Základné veličiny a miery elektrického prúdu. Meranie elektrického napätia

Čo je napätie a prúd

Napätie a prúd sú kvantitatívne pojmy, ktoré treba mať vždy na pamäti pri práci s elektronickým obvodom. Obyčajne sa menia v priebehu času, inak nie je prevádzka okruhu zaujímavá.

Napätie(symbol: U, niekedy E). Napätie medzi dvoma bodmi je energia (alebo práca) vynaložená na presun jednotkového kladného náboja z bodu s nízkym potenciálom do bodu s vysokým potenciálom (t. j. prvý bod má zápornejší potenciál v porovnaní s druhým). Inými slovami, je to energia, ktorá sa uvoľní, keď jednotkový náboj „skĺzne“ z vysokého potenciálu na nízky. Napätie je tiež tzv rozdiel potenciálov alebo elektromotorická sila(e.d.s). Jednotkou merania napätia je volt. Typicky sa napätie meria vo voltoch (V), kilovoltoch (1 kV = 10 -3 V), milivoltoch (1 mV = 10 -3 V) alebo mikrovoltoch (1 uV = 10 -6 V). Na premiestnenie náboja 1 coulomb medzi bodmi s rozdielom potenciálov 1 volt je potrebné vykonať prácu 1 joule. (Coulomb je jednotka elektrického náboja a rovná sa náboju približne 6 * 10 18 elektrónov.) Napätie merané v nanovoltoch (1 nV = 10 -9 V) alebo megavoltoch (1 MV = 10 6 V) je zriedkavé.

Aktuálne(symbol: ja). Prúd je rýchlosť, ktorou sa elektrický náboj pohybuje v bode. Jednotkou merania prúdu sú ampéry. Prúd sa zvyčajne meria v ampéroch (A), miliampéroch (1 mA = 10 -3 A), mikroampéroch (1 µA = 10 -6 A), nanoampéroch (1 nA = 10 -9 A) a niekedy pikoampéroch (1 pA = 10 -12 A). Prúd 1 ampér vznikne pohybom náboja 1 coulomb za čas 1 s. Je dohodnuté, že prúd v obvode tečie z bodu s kladnejším potenciálom do bodu s zápornejším potenciálom, hoci sa elektrón pohybuje opačným smerom.

Pamätajte: napätie sa vždy meria medzi dva body obvodu, prúd vždy tečie cez bod v obvode alebo cez ktorýkoľvek prvok obvodu.

Nemôžete povedať „napätie v rezistore“ - je to ignorantské. Často však hovoríme o napätí v určitom bode obvodu. V tomto prípade vždy znamenajú napätie medzi týmto bodom a „zemou“, teda bodom v obvode, ktorého potenciál je každému známy. Na tento spôsob merania napätia si čoskoro zvyknete.

Napätie vzniká ovplyvňovaním elektrických nábojov v zariadeniach ako sú batérie (elektrochemické reakcie), generátory (interakcia magnetických síl), solárne panely(fotovoltaický efekt energie fotónu) atď. Prúd získame privedením napätia medzi body obvodu.

Možno tu môže vzniknúť otázka: čo presne je napätie a prúd, ako vyzerajú? Na zodpovedanie tejto otázky je najlepšie použiť toto elektronické zariadenie ako osciloskop. Môže sa použiť na pozorovanie napätia (a niekedy prúdu) ako funkcie, ktorá sa mení v priebehu času.

V reálnych obvodoch spájame prvky navzájom pomocou drôtov, kovových vodičov, z ktorých každý má v každom bode rovnaké napätie (vzhľadom na, povedzme, zem). V oblasti vysokých frekvencií alebo nízkych impedancií toto tvrdenie nie je úplne pravdivé. Teraz zoberme tento predpoklad o viere. Spomíname to, aby ste pochopili, že skutočný obvod nemusí vyzerať ako schematický diagram, pretože vodiče môžu byť pripojené rôznymi spôsobmi.

Zapamätajte si niekoľko jednoduché pravidláčo sa týka prúdu a napätia:

Súčet prúdov tečúcich do bodu sa rovná súčtu prúdov, ktoré z neho tečú (zachovanie náboja). Toto pravidlo sa niekedy nazýva Kirchhoffov zákon pre prúdy. Inžinieri radi nazývajú tento bod v okruhu uzol. Z tohto pravidla vyplýva dôsledok: v sériovom obvode (čo je skupina prvkov, ktoré majú dva konce a sú navzájom spojené týmito koncami), je prúd vo všetkých bodoch rovnaký.

Pri paralelnom zapojení prvkov (obr. 1) je napätie na každom prvku rovnaké. Inými slovami, súčet poklesov napätia medzi bodmi A a B, meraných pozdĺž ktorejkoľvek vetvy obvodu spájajúceho tieto body, je rovnaký a rovný napätiu medzi bodmi A a B. Niekedy je toto pravidlo formulované takto: súčet poklesov napätia v akejkoľvek uzavretej slučke obvodu je nulový. Toto je Kirchhoffov zákon pre stresy.

Výkon (práca vykonaná za jednotku času) spotrebovaný obvodom sa určuje takto:

P=UI

Spomeňme si, ako sme určovali napätie a prúd, a zistíme, že výkon sa rovná: (práca/nabitie)*(nabitie/jednotka času). Ak sa napätie U meria vo voltoch a prúd I sa meria v ampéroch, potom bude výkon P vyjadrený vo wattoch. Výkon 1 watt je 1 joul práce vykonanej za 1 s (1 W = 1 J/s).

Energia sa rozptýli ako teplo (zvyčajne) alebo sa niekedy spotrebuje pri mechanickej práci (motory), premení sa na energiu žiarenia (lampy, nevysielače) alebo sa uloží (batérie, kondenzátory). Pri vývoji komplexného systému je jednou z hlavných otázok určenie jeho tepelného zaťaženia (vezmite si napr. počítač, v ktorej sa vedľajším produktom niekoľkých strán výsledkov z riešenia problému stáva mnoho kilowattov elektrická energia rozptýlené do priestoru vo forme tepla).

V budúcnosti, pri štúdiu periodicky sa meniacich prúdov a napätí, zovšeobecníme jednoduchý výraz P = UI. V tomto tvare platí pre určenie okamžitej hodnoty výkonu. Mimochodom, nezabudnite, že nemusíte volať aktuálnu intenzitu prúdu - je to negramotné.

Dosiahne sa, keď sa skúšobný elektrický náboj prenesie z bodu A presne tak B, na hodnotu skúšobného náboja.

V tomto prípade sa má za to, že prevod skúšobného náboja sa nemení distribúcia nábojov na poľných zdrojoch (podľa definície skúšobného náboja). V potenciálnom elektrickom poli táto práca nezávisí od dráhy, po ktorej sa náboj pohybuje. V tomto prípade sa elektrické napätie medzi dvoma bodmi zhoduje s potenciálnym rozdielom medzi nimi.

Alternatívna definícia -

Integrál projekcie efektívneho poľa (vrátane polí tretích strán) na vzdialenosť medzi bodmi A A B pozdĺž danej trajektórie vychádzajúcej z bodu A presne tak B. V elektrostatickom poli hodnota tohto integrálu nezávisí od cesty integrácie a zhoduje sa s rozdielom potenciálov.

Jednotkou napätia SI je volt.

DC napätie

Priemerné napätie

Priemerná hodnota napätia (zložka konštantného napätia) sa určí počas celej periódy oscilácie ako:

Pre čistú sínusovú vlnu je priemerná hodnota napätia nula.

RMS napätie

Stredná odmocnina (zastaraný názov: aktuálny, efektívny) je najvhodnejšia pre praktické výpočty, pretože pri lineárnom aktívnom zaťažení vykonáva rovnakú prácu (napríklad žiarovka má rovnaký jas, vykurovacie teleso vyžaruje rovnaké množstvo tepla) ako rovný konštantný tlak:

V technike a každodennom živote pri používaní striedavý prúd Pojem „napätie“ sa vzťahuje presne na túto hodnotu a všetky voltmetre sú kalibrované na základe jej definície. Podľa návrhu však väčšina zariadení v skutočnosti nemeria strednú odmocninu, ale priemernú rektifikovanú (pozri nižšie) hodnotu napätia, takže pre nesínusový signál sa ich hodnoty môžu líšiť od skutočnej hodnoty.

Priemerná hodnota usmerneného napätia

Priemerná rektifikovaná hodnota je priemerná hodnota napäťového modulu:

Pre sínusové napätie platí rovnosť:

V praxi sa zriedka používa väčšina striedavých voltmetrov (tých, v ktorých sa prúd pred meraním usmerňuje) túto hodnotu skutočne meria, hoci ich stupnica je odstupňovaná v efektívnych hodnotách.

Napätie v trojfázových prúdových obvodoch

V obvodoch trojfázového prúdu sa rozlišujú fázové a lineárne napätia. Fázovým napätím sa rozumie stredná kvadratická hodnota napätia na každej z fáz záťaže a lineárne napätie je napätie medzi vodičmi napájacej fázy. Pri zapojení záťaže do trojuholníka sa fázové napätie rovná lineárnemu napätiu a pri zapojení do hviezdy (so symetrickou záťažou alebo s pevne uzemneným neutrálom) je lineárne napätie niekoľkonásobne väčšie ako fázové napätie.

V praxi napätie trojfázová sieť označujeme zlomkom, ktorého menovateľom je lineárne napätie a čitateľom je fázové napätie pri zapojení do hviezdy (alebo, čo je to isté, potenciál každého vedenia vzhľadom na zem). V Rusku sú teda najbežnejšie siete s napätím 220/380 V; Niekedy sa používajú aj siete 127/220 V a 380/660 V.

Normy

V praxi sa merania napätia musia vykonávať pomerne často. Napätie sa meria v rádiotechnike, elektrických zariadeniach a obvodoch atď. Typ striedavého prúdu môže byť pulzný alebo sínusový. Zdrojom napätia sú buď generátory prúdu.

Napätie impulzného prúdu má parametre amplitúdy a priemerného napätia. Zdrojom takéhoto napätia môžu byť generátory impulzov. Napätie sa meria vo voltoch a označuje sa „V“ alebo „V“. Ak je napätie striedavé, potom symbol „ ~ ", pre konštantné napätie je uvedený symbol "-". Striedavé napätie v domácej domácej sieti je označené ~220 V.

Sú to prístroje určené na meranie a riadenie charakteristík elektrických signálov. Osciloskopy pracujú na princípe vychyľovania elektrónového lúča, ktorý vytvára obraz hodnôt premenných veličín na displeji.

meranie striedavého napätia

Podľa regulačné dokumenty Napätie v domácej sieti by sa malo rovnať 220 voltom s presnosťou odchýlky 10%, to znamená, že napätie sa môže meniť v rozmedzí 198-242 voltov. Ak je osvetlenie vo vašej domácnosti slabšie, lampy začali často zlyhávať alebo domáce zariadenia sa stali nestabilnými, potom na identifikáciu a odstránenie týchto problémov musíte najprv zmerať napätie v sieti.

Pred meraním by ste mali pripraviť svoje existujúce meracie zariadenie na použitie:

• Skontrolujte integritu izolácie ovládacích vodičov pomocou sond a hrotov.
• Nastavte prepínač na striedavé napätie s horným limitom 250 voltov alebo vyšším.
• Meracie káble zasuňte napríklad do zásuviek meracieho prístroja. Aby ste sa vyhli chybám, je lepšie pozrieť sa na označenia zásuviek na puzdre.
• Zapnite zariadenie.

Obrázok ukazuje, že na testeri je zvolený limit merania 300 voltov a na multimetri 700 voltov. Niektoré zariadenia vyžadujú, aby bolo na meranie napätia nastavených niekoľko rôznych prepínačov do požadovanej polohy: typ prúdu, typ merania a tiež vloženie hrotov vodičov do určitých zásuviek. Koniec čierneho hrotu v multimetri sa zasunie do zásuvky COM (spoločná zásuvka), červený hrot sa zasunie do zásuvky označenej „V“. Táto zásuvka je spoločná na meranie akéhokoľvek druhu napätia. Zásuvka označená „ma“ sa používa na meranie malých prúdov. Zásuvka označená „10 A“ sa používa na meranie významného množstva prúdu, ktorý môže dosiahnuť 10 ampérov.

Ak zmeriate napätie s vodičom zasunutým do zásuvky „10 A“, zariadenie zlyhá alebo vyhorí poistka. Preto by ste mali byť opatrní pri vykonávaní meracích prác. Najčastejšie sa chyby vyskytujú v prípadoch, keď sa prvýkrát meral odpor, a potom, keď zabudli prepnúť do iného režimu, začnú merať napätie. V tomto prípade vo vnútri zariadenia vyhorí odpor zodpovedný za meranie odporu.

Po príprave zariadenia môžete začať merania. Ak sa po zapnutí multimetra na indikátore nič nezobrazí, znamená to, že batéria umiestnená vo vnútri zariadenia vypršala a vyžaduje výmenu. Multimetre najčastejšie obsahujú „Krona“, ktorá produkuje napätie 9 voltov. Jeho životnosť je približne rok v závislosti od výrobcu. Ak sa multimeter dlho nepoužíval, korunka môže byť stále chybná. Ak je batéria dobrá, multimeter by ju mal ukázať.

Drôtové sondy musia byť zasunuté do zásuvky alebo sa dotknúť holými drôtmi.

Displej multimetra okamžite zobrazí sieťové napätie v digitálnej forme. Na číselníku sa ručička odchýli o určitý uhol. Ukazovateľ má niekoľko stupňovitých stupníc. Ak sa na ne pozriete pozorne, všetko bude jasné. Každá váha je určená na špecifické meranie: prúdu, napätia alebo odporu.

Hranica merania na prístroji bola nastavená na 300 voltov, preto treba počítať s druhou stupnicou, ktorá má limit 3 a hodnoty prístroja treba vynásobiť 100. Na stupnici je hodnota dielika rovná 0,1 voltov, takže dostaneme výsledok znázornený na obrázku, asi 235 voltov. Tento výsledok je v prijateľných medziach. Ak sa hodnoty merača počas merania neustále menia, môže dochádzať k slabému kontaktu v pripojení elektrického vedenia, čo môže viesť k iskreniu a poruchám siete.

Meranie jednosmerného napätia

Zdrojom konštantného napätia sú batérie, nízkonapäťové alebo batérie, ktorých napätie nepresahuje 24 voltov. Dotýkanie sa pólov batérie preto nie je nebezpečné a nie sú potrebné žiadne špeciálne bezpečnostné opatrenia.

Na posúdenie výkonu batérie alebo iného zdroja je potrebné zmerať napätie na jeho póloch. Pri AA batériách sú napájacie póly umiestnené na koncoch puzdra. Kladný pól je označený „+“.

Jednosmerný prúd sa meria rovnakým spôsobom ako striedavý prúd. Jediný rozdiel je v nastavení zariadenia do príslušného režimu a dodržaní polarity svoriek.

Napätie batérie je zvyčajne vyznačené na puzdre. Výsledok merania však ešte neukazuje stav batérie, pretože sa meria elektromotorická sila batérie. Trvanie prevádzky zariadenia, v ktorom bude batéria nainštalovaná, závisí od jeho kapacity.

Pre presné posúdenie výkonu batérie je potrebné zmerať napätie s pripojenou záťažou. Pre AA batériu je ako záťaž vhodná bežná 1,5 voltová žiarovka na baterku. Ak sa napätie pri rozsvietenom svetle mierne zníži, to znamená nie viac ako o 15%, je batéria vhodná na prevádzku. Ak napätie klesne výrazne viac, potom môže takáto batéria slúžiť iba v nástenných hodinách, ktoré spotrebujú veľmi málo energie.

Táto zručnosť nie je užitočná každý deň, ale je lepšie vopred zistiť, ako skontrolovať napätie v zásuvke pomocou multimetra a čo by malo ukázať. Okrem napätia je elektronický tester schopný merať prúdovú silu a odpor vodičov, za ktoré je potrebné vymeniť zapojenie zástrčiek na zariadení. Ich správne zapojenie treba starostlivo sledovať – pri nesprávnom meraní dôjde ku skratu.

Trochu teórie - ako sú pripojené meracie prístroje

Elektronický multimeter kombinuje niekoľko rôznych zariadení, ktoré sú pripojené k časti obvodu rôznymi spôsobmi. Aby ste ho správne používali, musíte vedieť, ako sa meria napätie a ako sa meria prúd, a správne pripojiť zariadenie.

Keď sú vodiče jednoducho pripojené k pracovnému zdroju energie, objaví sa na nich elektrické napätie, ktoré možno merať medzi plusom a mínusom (fáza a nula). To znamená, že napätie je možné merať so záťažou (obslužným zariadením) pripojenou k sieti aj bez nej.

Elektrický prúd sa vo vodičoch objavuje len vtedy, keď je obvod uzavretý – až potom začne prúdiť z jedného pólu na druhý. V tomto prípade sa pri pripájaní vykonajú merania prúdu meracie zariadenie postupne. To znamená, že prúd musí prechádzať zariadením a iba v tomto prípade bude môcť zmerať jeho hodnotu.

Samozrejme, aby merací prístroj neovplyvňoval prúd, ktorý meria, odpor multimetra by mal byť čo najnižší. Ak je teda zariadenie nakonfigurované na meranie prúdu a omylom sa ním pokúsite merať napätie, dôjde ku skratu. Je pravda, že ani tu nie je všetko jasné - merania prúdu a napätia pomocou moderných elektronických multimetrov sa vykonávajú s rovnakým pripojením svoriek k zariadeniu.

Ak si spomeniete aspoň na povrchné školské vedomosti o elektrických obvodoch, môžete pravidlá na meranie napätia a prúdu sformulovať takto: napätie je rovnaké na paralelne zapojených úsekoch obvodu a prúd je rovnaký, keď sú vodiče zapojené do série.

Aby ste predišli chybám, pred meraním skontrolujte značky umiestnené v blízkosti kontaktov multimetra a jeho prepínača režimu.

Značenie na stupnici multimetra

Rôzne modely zariadení majú svoje vlastné charakteristiky, ale ich základné možnosti sú približne rovnaké, najmä pre rozpočtové modely.

Najviac jednoduché zariadenia môže merať:

• ACV – striedavé napätie. Nastavenie prepínača na toto rozdelenie zmení multimeter na tester napätia, zvyčajne do 750 a 200 voltov;
• DCA – sila jednosmerného prúdu. Tu musíte byť opatrní - na stupnici mnohých lacných zariadení sú limity merania 2000 µ (mikroampéry) a 200 m (miliampéry) a zástrčka musí byť ponechaná v rovnakej svorke ako pri meraní napätia a ak sa meria sila prúdu do 10 ampérov, potom treba zástrčku preskupiť na inú svorku s príslušným označením.
• 10A – jednosmerný prúd od 200 miliampérov do 10 ampérov. Zvyčajne je na zariadení napísané, že keď zapnete tento režim, musíte zmeniť usporiadanie zástrčky.
• hFe – kontrola tranzistora.
• >l – kontrola neporušenosti diód, najčastejšie sa však táto funkcia využíva ako tester vodičov.
• Ω – meranie odporu vodičov a rezistorov. Citlivosť od 200 ohmov do 2000 kiloohmov.
• DCV – konštantné napätie. Citlivosť je možné nastaviť od 200 milivoltov do 1000 voltov.

Ku konektorom multimetra sú zvyčajne pripojené dva vodiče - čierny a červený. Zástrčky na nich sú rovnaké, ale farby sa líšia len pre pohodlie používateľa.

Meranie odporu drôtu

Toto je najjednoduchší režim prevádzky - v podstate musíte vziať drôt, pre ktorý musíte zmerať odpor a dotknúť sa koncov multimetra sondami.

Meranie odporu sa uskutočňuje vďaka zdroju energie, ktorý je vo vnútri multimetra - zariadenie meria jeho napätie a prúd v obvode a potom vypočíta odpor pomocou Ohmovho zákona.

Pri meraní odporu existujú dve nuansy:

1. Multimeter ukazuje súčet odporov meraného drôtu spolu so sondami, ktoré sa ho dotýkajú. Ak sú potrebné presné hodnoty, musia sa najprv zmerať vodiče sondy a potom by sa mal získaný výsledok odpočítať od súčtu.
2. Je ťažké vopred odhadnúť približný odpor drôtu, preto je vhodné vykonať merania znížením citlivosti zariadenia.

Meranie napätia

Zvyčajne je v tomto prípade úlohou zmerať napätie v zásuvke alebo jednoducho skontrolovať jeho prítomnosť. Prvým krokom je príprava samotného testera - čierny vodič sa vloží do svorky označenej COM - táto je záporná alebo „zem“. Červená sa vkladá do svorky, ktorá má vo svojom označení písmeno „V“: často sa píše vedľa iných symbolov a vyzerá asi takto ֪– VΩmA. V blízkosti kolieska na výber režimu multimetra sú zobrazené limitné hodnoty - 750 a 200 voltov (v časti označenej ACV). Pri meraní napätia v zásuvke by malo byť napätie asi 220 Voltov, takže prepínač je nastavený na 750 dielik.

Ak v tomto prípade nastavíte limit merania na 200 voltov, existuje možnosť poškodenia zariadenia.

Na obrazovke zariadenia sa objavia nuly - zariadenie je pripravené na použitie. Teraz musíte vložiť sondy do zásuvky a zistiť, aké napätie je v nej teraz a či tam vôbec nejaké napätie je. Keďže je potrebné merať napätie v striedavej sieti, nie je rozdiel, ktorá sonda sa dotkne fázy a ktorá nula - výsledok na obrazovke zostane nezmenený - 220 (+/-) Voltov, ak je na zásuvke napätie resp. nula, ak žiadna neexistuje. V druhom prípade musíte byť opatrní - ak v zásuvke nie je nula, zariadenie jednoducho ukáže, že zásuvka nefunguje, takže aby ste nedostali elektrický šok, nebolo by na škodu dodatočne skontrolovať kontakty s napäťovou sondou.

Jednosmerné napätie sa meria presne rovnakým spôsobom - jediný rozdiel je v tom, že sonda s čiernym vodičom sa musí dotýkať mínus a červený vodič sa musí dotýkať plus (ak sú správne pripojené ku svorkám zariadenia). Koliesko voľby režimu je samozrejme potrebné presunúť do oblasti DCV.

Je tu rovnaká príjemná funkcia ako pri meraní striedavé napätie: v skutočnosti sa pri určovaní napätia môžete dotknúť čiernou sondou mínus aj plus - ak otočíte polaritu, na obrazovke zariadenia sa zobrazí správny výsledok, ale so znamienkom mínus.

Toto sú všetky funkcie, ktoré potrebujete vedieť pred meraním napätia pomocou multimetra - v akomkoľvek zariadení alebo zásuvke.

Meranie prúdu

Je dobré, ak máte na farme relatívne dobrý multimeter, ktorý má na sebe značku A~, ktorá označuje schopnosť zariadenia merať striedavý prúd. Ak používate nástroje na meranie rozpočtu, s najväčšou pravdepodobnosťou bude na jeho stupnici iba značka DCA (jednosmerný prúd) a na jej použitie budete musieť vykonať ďalšie manipulácie, pre ktoré si budete musieť zapamätať základy. konštrukcie elektrických obvodov.

Ak zariadenie „môže“ merať striedavý prúd „z krabice“, potom sa vo všeobecnosti všetko robí rovnakým spôsobom ako pri meraní napätia, ale multimeter je zapojený do série so záťažou, napríklad žiarovkou. Tie. z prvého konektora objímky ide drôt do prvej sondy multimetra - z druhej sondy ide drôt do prvého kontaktu na pätici lampy - z druhého kontaktu základne ide drôt do druhého konektora zásuvka. Keď je okruh zatvorený, na obrazovke multimetra sa zobrazí prúd pretekajúci lampou.

Viac informácií o meraní prúdu je popísaných v tomto videu:

Vždy by ste si mali aspoň približne predstaviť, akú silu prúdu budete musieť merať, aby ste nepoškodili samotné meracie zariadenie.

Meranie striedavého prúdu voltmetrom

Ak potrebujete merať silu striedavého prúdu, ale máte po ruke iba rozpočtový multimeter, ktorý nemá takú funkčnosť, môžete sa zo situácie dostať pomocou metódy merania pomocou skratu. Jeho význam sa odráža vo vzorci I = U / R, kde I je sila prúdu, ktorú je potrebné nájsť, U je napätie v miestnej časti vodiča a R je odpor tejto časti. Zo vzorca je zrejmé, že ak sa R ​​rovná jednej, potom sa sila prúdu v časti obvodu bude rovnať napätiu.

Na meranie musíte nájsť vodič s odporom 1 ohm - môže to byť pomerne dlhý drôt z transformátora alebo kúsok špirály z elektrického sporáka. Odolnosť drôtu, t.j. jeho dĺžku upraví tester v príslušnom testovacom režime.

Výsledkom je nasledujúci obvod (žiarovka ako záťaž):

1. Od prvého konektora zásuvky ide vodič na začiatok bočníka a tu je pripojená jedna zo sond multimetra.
2. Druhá sonda multimetra je pripojená ku koncu bočníka a od tohto bodu ide vodič k prvému kontaktu pätice lampy.
3. Z druhého kontaktu základne svietidla ide drôt do druhého konektora zásuvky.

Multimeter je nastavený na REŽIM MERANIA AC NAPÄTIA. Vo vzťahu k bočníku je zapojený paralelne, takže sú dodržané všetky pravidlá. Keď je napájanie zapnuté, zobrazí napätie rovnajúce sa prúdu prechádzajúcemu bočníkom, ktorý je zase rovnaký ako záťaž.

Táto metóda merania je jasne znázornená vo videu:

Ako výsledok

Dokonca aj cenovo dostupné univerzálne meracie zariadenie - multimeter - vám umožňuje vykonávať merania v pomerne širokom rozsahu, ktorý je dostatočný na domáce použitie. Pri kúpe zariadenia však musíte mať aspoň všeobecnú predstavu o tom, na aké účely sa bude používať - ​​môže byť lepšie trochu preplatiť, ale v dôsledku toho majte po ruke tester, ktorý dokáže vykonať akúkoľvek úlohu k tomu pridelené. Pred použitím by tiež nezaškodilo aspoň rámcovo si osviežiť pamäť o základoch zostrojovania elektrických obvodov a používania elektrických meracích prístrojov v nich.

Lekcia je venovaná pojmu elektrické napätie, jeho označeniu a jednotkám merania. Druhá časť hodiny je venovaná predovšetkým demonštrácii prístrojov na meranie napätia na úseku obvodu a ich vlastností.

Ak uvedieme štandardný príklad o význame známeho nápisu na akomkoľvek dome domáce prístroje„220 V“, potom to znamená, že na úseku obvodu sa vykoná 220 J práce na presun náboja o 1 C.

Vzorec na výpočet napätia:

Práca elektrického poľa na prenose náboja, J;

Charge, Cl.

Preto môže byť jednotka napätia reprezentovaná nasledovne:

Existuje vzťah medzi vzorcami na výpočet napätia a prúdu, ktorým by ste mali venovať pozornosť: a. Oba vzorce obsahujú hodnotu elektrického náboja, čo môže byť užitočné pri riešení niektorých problémov.

Na meranie napätia slúži prístroj tzv voltmeter(obr. 2).

Ryža. 2. Voltmeter ()

Existujú rôzne voltmetre podľa vlastností ich aplikácie, ale princíp ich činnosti je založený na elektromagnetickom účinku prúdu. Všetky voltmetre sú označené latinským písmenom, ktoré je aplikované na číselník prístroja a používa sa v schematickom znázornení zariadenia.

V školskom prostredí sa používajú napríklad voltmetre znázornené na obrázku 3. Používajú sa na meranie napätia v elektrických obvodoch počas laboratórnych prác.

()	()	()

Ryža. 3. Voltmetre

Hlavnými prvkami demonštračného voltmetra sú telo, stupnica, ukazovateľ a svorky. Terminály sú zvyčajne označené znamienkom plus alebo mínus a sú zvýraznené kvôli prehľadnosti. rôzne farby: červená - plus, čierna (modrá) - mínus. Toto bolo urobené, aby sa zabezpečilo, že svorky zariadenia sú zjavne správne pripojené k zodpovedajúcim vodičom pripojeným k zdroju. Na rozdiel od ampérmetra, ktorý je zapojený do otvoreného obvodu sériovo, je voltmeter zapojený do obvodu paralelne.

Samozrejme, každé elektrické meracie zariadenie by malo mať minimálny vplyv na skúmaný obvod, preto má voltmeter taký dizajnové prvky, že cez ňu preteká minimálny prúd. Tento efekt je zabezpečený výberom špeciálnych materiálov, ktoré prispievajú k minimálnemu prietoku náboja zariadením.

Schematické znázornenie voltmetra (obr. 4):

Ryža. 4.

Ukážme si napr elektrická schéma(obr. 5), v ktorom je zapojený voltmeter.

Ryža. 5.

Obvod obsahuje takmer minimálnu sadu prvkov: zdroj prúdu, žiarovku, spínač, sériovo zapojený ampérmeter a paralelne k žiarovke zapojený voltmeter.

Komentujte. Lepšie začať s montážou elektrický obvod zo všetkých prvkov okrem voltmetra a na konci ho pripojte.

Je ich veľa rôzne druhy voltmetre s rôznymi stupnicami. Preto je otázka výpočtu ceny zariadenia v tomto prípade veľmi relevantná. Veľmi rozšírené sú mikrovoltmetre, milivoltmetre, jednoducho voltmetre a pod.

Okrem toho sú voltmetre rozdelené na zariadenia na jednosmerný a striedavý prúd. V mestskej sieti je síce striedavý prúd, no v tomto štádiu štúdia fyziky študujeme DC, ktorý dodávajú všetky galvanické prvky, preto nás budú zaujímať zodpovedajúce voltmetre. Skutočnosť, že zariadenie je určené pre striedavé obvody, je na číselníku zvyčajne znázornené vlnovkou (obr. 6).

Ryža. 6. AC voltmeter ()

Komentujte. Ak hovoríme o hodnotách napätia, tak napríklad napätie 1 V je malá hodnota. Priemysel používa oveľa vyššie napätie, merané v stovkách voltov, kilovoltoch a dokonca megavoltoch. V každodennom živote sa používa napätie 220 V alebo menej.

V ďalšej lekcii sa dozvieme, čo to je elektrický odpor vodič.

Bibliografia

1. Gendenshtein L. E., Kaidalov A. B., Kozhevnikov V. B. Fyzika 8 / Ed. Orlová V. A., Roizena I. I. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fyzika 8. - M.: Drop, 2010.
3. Fadeeva A. A., Zasov A. V., Kiselev D. F. Fyzika 8. - M.: Vzdelávanie.

Dodatočný podporúčané odkazy na internetové zdroje

1. Skvelá fyzika ().
2. YouTube().
3. YouTube().

Domáca úloha