Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Słabe światło urządzeń oświetleniowych lub niesprawność pralki wskazuje na możliwy spadek napięcia zasilania poniżej normy. W takich przypadkach niezbędny jest pomiar napięcia, który określi jego zgodność z określoną wartością znamionową sieci elektrycznej.
Ta sama procedura jest wykonywana przy naprawie urządzeń elektronicznych, gdzie mierzony jest spadek napięcia na elementach radiowych i poszczególnych odcinkach obwodu. Ta procedura jest dość łatwa do wykonania, ale bez zrozumienia fizyki procesu i specyfiki wykonywania pomiarów osoba ryzykuje nie tylko uszkodzeniem drogiego sprzętu, ale także porażeniem prądem elektrycznym, dlatego rozważymy podstawowe zasady pomiaru.
Używane urządzenia
W każdym domu licznik energii elektrycznej jest w stanie ciągłego pomiaru napięcia przemiennego, jednak niezwykle rzadko zdarza się, aby dane te były gdziekolwiek wyświetlane. Niektóre z nich są podłączone bezpośrednio, inne przez przekładniki.
Ze względów praktycznych do pomiaru poziomu napięcia można użyć:
- Woltomierze;
- Multimetry
- Oscyloskopy.
Woltomierz jest przyrządem do badania różnicy potencjałów. W praktyce mogą to być zarówno woltomierze cyfrowe, jak i analogowe, na których zmierzone napięcie jest wyświetlane odpowiednio na wyświetlaczu lub poprzez odchylenie strzałki na tarczy.
Ważnymi parametrami przy wyborze zarówno woltomierza elektronicznego jak i wskazówkowego są jednostki miary (mV, V, kV), zakres pracy oraz klasa dokładności. Zakres ich zastosowania jest jednak ograniczony i najczęściej wykorzystywany jest do badań laboratoryjnych, ponieważ utrzymanie jednego urządzenia do pomiaru jednej wielkości elektrycznej na potrzeby domowe i przemysłowe jest niepraktyczne.
Multimetr lub tester cyfrowy to bardziej wszechstronne urządzenie, które może pracować z kilkoma parametrami: prądem elektrycznym, rezystancją, częstotliwością, temperaturą, napięciem itp. Aby zmierzyć napięcie, multimetr przełącza się w tryb woltomierza, sondy są podłączone do odpowiednich złączy. Strukturalnie istnieją zarówno modele cyfrowe, jak i analogowe, w niektórych z nich można przełączać zakres pomiarowy, wybierać rodzaj prądu, w innych multimetrach wszystkie te wartości można wybierać automatycznie.
Oscyloskop jest dość skomplikowanym urządzeniem do pomiaru różnicy potencjałów, ponieważ wyświetla krzywą mierzonej wartości na wyświetlaczu cyfrowym lub analogowym. W tym przypadku możliwe jest rozciągnięcie lub skrócenie zakresu częstotliwości w celu uwzględnienia kształtu napięć impulsowych, czasu trwania impulsów, narastania i opadania krzywej funkcji. Dlatego oscyloskop do pomiaru napięcia jest stosowany w obwodach elektrycznych i instrumentach o wysokiej precyzji, w produkcji i testowaniu komponentów radiowych itp.e. Niewiele osób trzyma oscyloskop w domu ze względu na wysoki koszt i złożoność operacji.
Pomiar napięcia sieciowego
Aby poprawnie wykonać pomiar napięcia, konieczne jest jasne zrozumienie zasady i przedmiotu badań. Dlatego należy zauważyć, że napięcie jest wielkością elektryczną, która wskazuje różnicę ładunków między dwoma punktami elektrycznymi. Na przykład, jeśli w jednym punkcie ładunek wynosi +35 V, aw innym +310 V, wówczas różnica między tymi punktami wyniesie 310 - 35 \u003d 275 V, będzie to napięcie. W związku z tym napięcie można mierzyć tylko względem czegoś, więc jednocześnie używane są dwa punkty.
Ryż. 1. Obwód pomiaru napięcia
Jeśli mówimy o spadku napięcia na dowolnym obiekcie lub odcinku obwodu, to pomiar napięcia przeprowadza się względem końców urządzenia lub obwodu, punktów połączeń itp. Należy pamiętać, że woltomierz cyfrowy lub multimetr w trybie pomiaru jest uważany za nieskończoną rezystancję lub obwód otwarty.
Spadek napięcia jest możliwy tylko przy przepływie prądu, dlatego niedopuszczalne jest szeregowe łączenie woltomierzy z mierzonym obiektem, gdyż prąd przestanie przez niego płynąć. Woltomierz analogowy lub elektroniczny można podłączyć tylko równolegle do mierzonego sygnału.
Z praktycznego punktu widzenia należy zauważyć, że analogowe modele przyrządów pomiarowych mają impedancję wejściową 10 - 20 kOhm, a nowoczesne multimetry mają impedancję 1 MΩ. Ponieważ prąd upływowy może przepływać przez rezystancję na wejściu do urządzenia pomiarowego, ten dzielnik napięcia spowoduje zmniejszenie dokładności pomiaru. Dlatego im rezystancja wejściowa jest bliższa nieskończoności, tym dokładniejsze jest używane urządzenie.
Należy pamiętać, że pomiary są wykonywane pod napięciem, dlatego istnieje ryzyko porażenia prądem. Dlatego ważne jest zachowanie podstawowych środków ostrożności. Następnie rozważ kolejność pomiarów napięcia stałego i przemiennego.
DC
Ryż. 2. Pomiar napięcia stałego
W przypadku obwodu prądu stałego rozważ procedurę pomiaru napięcia za pomocą multimetru cyfrowego. Aby to zrobić:
- Ustaw przełącznik multimetru na napięcie DC. Na panelu jest oznaczony łacińską literą V z ikoną „=”, znakami „+ i -”, może być również oznaczony skrótem DC.
- Wybierz żądaną granicę pomiaru, która będzie jak najbardziej zbliżona do oczekiwanej wartości nominalnej, ale wyższa niż zmierzona.
- Zainstaluj sondy w odpowiednich złączach - czarne do pinu COM, czerwone do pinu V.
- Podłącz sondy multimetru do dwóch punktów jednocześnie - czerwony do plusa, czarny do minusa. Jeśli nie znasz z góry pozycji potencjałów, a odczyt przyrządu jest ujemny, wystarczy zmienić polaryzację połączenia.
Na wyświetlaczu pojawią się wskazania woltomierza, jeżeli wartość jest za niska przestaw pokrętło na dolną granicę pomiaru. Podczas przykładania sond należy wytworzyć odpowiednią siłę, aby uniknąć dużej rezystancji styku, w przeciwnym razie wprowadzą zauważalny błąd pomiaru.
AC
Ryż. 3. Pomiar napięcia AC
W obwodzie prądu przemiennego obwodu domowego należy wziąć pod uwagę jego niebezpieczeństwo ze względu na napięcie znamionowe 220/380 V. Dlatego też, jeśli nie można podłączyć multimetru bezpośrednio podczas pracy, należy go podłączony, gdy napięcie jest wyłączone za pomocą „krokodyli”.
Pozostały proces pomiaru jest identyczny:
- Ustaw pokrętło multimetru w pozycji pomiaru napięcia AC. Na panelu jest oznaczony jako V z ikoną „~” lub skrótem AC.
- Ustaw podział pokrętłem na żądaną granicę zgodnie z zasadą najbliższego wyższego potencjału względem mierzonej wartości.
- Podłącz sondy do odpowiednich pinów: czarny do pinu COM, czerwony do pinu V.
- Podłącz urządzenie pomiarowe do wybranego urządzenia, zwróć uwagę, że polaryzacja sond nie ma tutaj znaczenia.
Na wyświetlaczu zobaczysz aktualną wartość różnicy potencjałów, to ona jest główna dla wszystkich obliczeń. Ale oprócz tego istnieje również wartość amplitudy, która jest √2 razy lub 1,41 razy większa niż obecna.
Prawdziwe przykłady pomiarów napięcia
Najprostszym przykładem pomiaru napięcia w domu jest bateria palcowa. W nim należy podłączyć czarną sondę do zacisku „-”, a czerwoną do zacisku „+”, ustawić przełącznik w pozycji 2 V DC.
Ryż. 4. Przykład pomiaru napięcia akumulatora
Jeśli odczyty dla akumulatora 1,5 V mieszczą się w zakresie od 1,6 do 1,2 V, to takie źródło zasilania uważa się za odpowiednie dla wszystkich urządzeń, jeśli wartości zostaną zmniejszone do 1 - 0,7 V, od uruchomią się urządzenia impulsowe, takie jak zegary.Jeśli woltomierz wskazuje 0,6 V lub mniej, wyładowanie osiągnęło wartość krytyczną.
Podczas pomiaru różnicy potencjałów w sieci domowej należy dotknąć sondami styków gniazd. Ponieważ izolowana część sondy posiada pierścień ograniczający, za którym znajduje się długi pręt, można bezpiecznie dostać się do gniazdka bez ryzyka dotknięcia części przewodzących prąd. Odchylenia od wartości nominalnej o 10% uważa się za dopuszczalne, czyli od 198 do 142 V.
Można też zmierzyć różnicę potencjałów na wyjściu akumulatora samochodowego lub na innym elemencie instalacji elektrycznej. W tym celu czarną sondę multimetru instaluje się na zacisku „-” akumulatora, a czerwoną na zacisku „+”.
Jeśli akumulator jest naładowany, to wskazania woltomierza powinny mieścić się w zakresie od 12 do 14 V, ale zdarzają się modele z dużym rozrzutem. Pomiar ten pozwala zdiagnozować różne przyczyny problemów.