Що вимірює вольтметр? Прилад для вимірювання напруги

Людина, далекий від електричних ланцюгів, напруг, струмів і опорів, чи відразу зможе відповісти на це питання: що вимірює вольтметр? Оскільки відповідь очевидна, якщо просто прочитати другу половину заголовку статті, розкриємо трохи докладніше цю тему. Зокрема, розглянемо вимір напруги в побуті, характеристики приладів, принцип роботи.

визначення

Вольтметр - це вимірювальний пристрій, що дозволяє отримувати значення напруги або електрорушійної сили в ланцюзі постійного або змінного струму. Діапазон приладу може сягати до 1000 В і більше. Все залежить від його призначення. Щоб краще розуміти, що це таке, розглянемо визначення електрорушійної сили. Оскільки дуже часто вона плутається з напругою в мережі, їх слід відокремити один від одного.

Відео: Струмові кліщі UT203. Точний, безпечний цифровий вимірювальний прилад від UNI-T

ЕРС і напруга: різниця

Отже, ЕРС - це фізична величина, характеризує роботу, вироблену будь-якими силами неелектричних характеру по переміщенню одиничного позитивного заряду уздовж розглянутого контуру. У самому звичайному випадку вона показує здатність джерела енергії створювати ту чи іншу різницю потенціалів в двох рознесених точках ланцюга. Вимірюється, як і напруга, в вольтах. Відрізняється від нього тим, що характеризує джерело живлення на холостому ходу, тобто без підключення до мережі.

Коли в контурі є струм, тобто він замкнутий, з`являється ще одне, більш звичне слуху поняття - напруга. Причому воно може братися як для самого джерела живлення на його клемах, так і в будь-якій ділянці ланцюга. Вимірювання напруги являє собою виявлення різниці потенціалів між двома рознесеними точками. Для джерела живлення воно зазвичай трохи менше електрорушійної сили, коли той включений в ланцюг споживання. По суті, і ЕРС, і напруга - це одне і те ж, з різницею лише в тому, який фізичний процес породжує появу різниці потенціалів між двома точками, в яких проводиться вимір.

види вольтметрів

Тут слід виділити два основних види: переносні і стаціонарні. Портативний прилад для вимірювання напруги можна не тільки перетягувати вручну. Зазвичай він включає функціонал для перевірки струмів і опору в ланцюзі, а також температури провідників і т.д. Стаціонарні прилади часто конструктивно об`єднані з самою мережею, в якій здійснюється вимірювання, наприклад, в електророзподільних щитах, панелях і т.п.

Відео: ЯК ПРАЦЮЮТЬ Електровимірювальні прилади [РадіолюбітельTV 50]

Що стосується класифікації за принципом дії, то можна виділити кілька видів електромеханічних вольтметрів і два типи електронних. Останні - це аналогові і цифрові. Електромеханічні вольтметри використовують магнітну преобразовательную систему для отримання значень напруги. Електронні прилади оцифровує одержуваний сигнал за допомогою АЦП. Показання вольтметра в залежності від принципу представлення даних показуються або стрілочним покажчиком, або на спеціальному цифровому табло.

Ще одна класифікація - за призначенням. Вона дозволяє розділити прилади на вимірювачі постійного і змінного струму, а також фазочутливі, імпульсні і універсальні. Для останніх доступна практично вся гама сигналів, напруга яких необхідно дізнатися.

Відео: Цифровий DC-вольтамперметр 100V 10A. Вольтметр-амперметр 100В 10А з Aliexpress

Основні технічні характеристики

Залежать від призначення приладу. Наприклад, вольтметр постійного струму зазвичай має кілька діапазонів вимірювання, тому їх число буде однією з найважливіших технічних характеристик. Крім того, практично всі прилади мають певний вхідний опір, залежне, до речі, від того, в яких межах знаходиться напруга досліджуваного ділянки ланцюга.

Ще важливими характеристиками є, звичайно ж, похибки, а також дозвіл шкали або мінімальний крок показань, якщо мова про цифрове вольтметрі. Якщо користувачеві дістався універсальний прилад для вимірювання напруги, до перерахованих вище можуть додаватися межі величин, з якими він здатний працювати, наприклад, струмів, опорів, температур, а також діапазони, похибки і частоти для змінних сигналів.

Принцип роботи

Загальна схема функціонування приладу сильно залежить від реалізації. Якщо це електромеханічний вольтметр, є магнітна система, чутлива до протікаючому струму. Залежно від його величини, збільшується і відхилення стрілки покажчика, механічно пов`язаної з контуром, рамкою чи чимось ще, що використовується для перетворення струму в ланцюзі. Точність таких приладів не дуже велика, оскільки не дозволяє отримувати високі значення вхідних опорів, а значить, вносить серйозні спотворення в вимірювання, оскільки в ланцюг додається паразитная провідність.

Поширені останнім часом в побуті цифрові вольтметри мають велику кількість електроніки під кришкою. Це пов`язано з перетворенням аналогового сигналу, одержуваного на вході приладу, в цифрову форму з використанням АЦП. Кому дійсно цікаво, можна ознайомитися з великою кількістю літератури по темі. Такий вольтметр, ціна якого коливається в межах кількох сотень рублів, звичайно, не претендує на багатий вибір можливостей і величезну точність, проте цілком здатний виміряти напругу на клемах автомобільного акумулятора або в мережі 220 В.

Підключення в ланцюг

Вольтметр в ланцюзі завжди підключається паралельно навантаженню або розетки, якщо потрібно виміряти його ЕРС або напруга на клемах. Саме тому існують такі жорсткі вимоги до вхідного опору приладу, оскільки подібне його приєднання має на увазі появу додаткової провідності в ланцюзі.

Ні в якому разі не слід підключати вольтметр, ціна якого хоч скільки-небудь велика, в контур послідовно. Інакше користувач ризикує банально спалити прилад, так і не встигнувши з`ясувати те, заради чого все затівалося. Якщо навіть якщо той витримає таке варварське поводження, його показаннями не слід довіряти, оскільки струм в ланцюзі зазнає серйозних змін при такому підключенні вольтметра, знову ж відсуваючи в невідоме можливість дізнатися дійсне напруга ділянки, в якому проводяться вимірювання.

Заходи безпеки при експлуатації

Оскільки опір самого вольтметра в більшості випадків дуже багато, а схема підключення, відповідно, використовується паралельна, ризик отримати будь-якої серйозної удар струмом в низьковольтної ланцюга мінімальний. Однак якщо мова про промислових приладах, особливо в стаціонарному виконанні, це має на увазі величезні значення вимірюваних величин як напружень, так і, швидше за все, струмів. Тому тут техніка безпеки повинна бути на найвищому рівні, і без достатніх знань, гумових рукавичок, килимків та інших відповідних заходів, природно, будь-яка активність протипоказана. Те, що вимірює вольтметр, швидше за все, дуже небезпечно для життя, тому рекомендуємо не випробовувати долю. У будь-якому випадку торкатися до оголених проводів, навіть якщо ланцюг по визначенню низьковольтна, не слід.

Відео: Чим вимірювати напругу? Прилади.

висновок

Відповідаючи на питання про те, що вимірює вольтметр, ми розглянули в загальних рисах його пристрій, основні технічні характеристики, класифікацію. Звичайно, цей невеликий огляд не претендує на всеосяжну повноту, особливо в умовах недостатньої кількості базових знань з електротехніки у читача.

Підсумовуючи, слід зазначити, що вимірює вольтметр, звичайно ж, напруга на ділянці кола, до якого він підключений паралельно. В іншому випадку його показання будуть недостовірні, не кажучи вже про небезпеку можливої втрати дорогого устаткування. Читачеві слід бути уважним при експлуатації приладу в домашніх умовах, оскільки контакт з високовольтними ділянками ланцюгів небезпечний для життя.