Вольтметр подключить: Как подключить вольтметр — самые полезные статьи в интернет-магазине радиодеталей и радиоэлектроники Electronoff

Содержание

Как подключить вольтметр и амперметр в сети постоянного и переменного тока

Как подключить вольтметр и амперметр в сети постоянного и переменного тока

В этой статье ЭлектроВести расскажут вам о подключении амперметра и вольтметра в сети постоянного и переменного тока.

Постоянный ток не меняет направления во времени. Примером может служить батарейка в фонарике или радиоприемнике, аккумулятор в автомобиле. Мы всегда знаем, где положительная клейма источника питания, а где отрицательная.

Переменный ток — это ток, который с определенной периодичностью меняет направление движения. Такой ток протекает в нашей розетке, когда мы к ней подключаем нагрузку. Тут нет положительного и отрицательного полюса, а есть только фаза и ноль. Напряжение на нуле близко по потенциалу с потенциалом земли. Потенциал же на фазовом выводе меняется с положительного до отрицательного с частотой 50 Гц, го есть ток под нагрузкой будет менять свое направление 50 раз в секунду.

В течение одного периода колебания величина тока повышается от нуля до максимума, затем уменьшается и проходит через ноль, а потом совершается обратный процесс, но уже с другим знаком.

Получение и передача переменного тока намного проще, чем постоянного: меньше потерь энергии, С помощью трансформаторов мы можем легко менять напряжение переменного тока.

При передаче большого напряжения требуется меньший ток для той же мощности. Это позволяет использовать более тонкие довода. В сварочных трансформаторах используется обратный процесс — понижают напряжение для повышения сварочного тока. 

Измерение постоянного тока

Чтобы в электрической цепи измерить ток, необходимо последовательно с приемником электроэнергии включить амперметр или миллиамперметр. При этом, чтобы исключить влияние измерительного прибора на работу потребителя, амперметр должен обладать очень малым внутренним сопротивлением, чтобы практически его можно было бы принять равным нулю, чтобы падением напряжения на приборе можно было бы просто пренебречь.

Включение амперметра в цепь — всегда последовательно с нагрузкой. Если подключить амперметр параллельно нагрузке, параллельно источнику питания, то амперметр просто сгорит или сгорит источник, поскольку весь ток потечет через мизерное сопротивление измерительного прибора.

Шунт

Шунт — цепь, включаемая параллельно данной цепи или прибору. Шунты применяются для расширения пределов измерений амперметров, т. к. в шунте ответвляется часть тока, текущего в цепи, тем большая, чем меньше сопротивление шунта.

Пределы измерения амперметров, предназначенных для проведения измерений в цепях постоянного тока, расширяемы, путем подключения амперметра не напрямую измерительной катушкой последовательно нагрузке, а путем подключения измерительной катушки амперметра параллельно шунту.

Так через катушку прибора пройдет всегда лишь малая часть измеряемого тока, основная часть которого потечет через шунт, включенный в цепь последовательно. То есть прибор фактически измерит падение напряжения на шунте известного сопротивления, и ток будет прямо пропорционален этому напряжению.

Практически амперметр сработает в роли милливольтметра. Тем не менее, поскольку шкала прибора градуирована в амперах, пользователь получит информацию о величине измеряемого тока. Коэффициент шунтирования выбирают обычно кратным 10.

Шунты, рассчитанные на токи до 50 ампер монтируют непосредственно в корпуса приборов, а шунты для измерения больших токов делают выносными, и тогда прибор соединяют с шунтом щупами. У приборов, предназначенных для постоянной работы с шунтом, шкалы сразу градуированы в конкретных значениях тока с учетом коэффициента шунтирования, и пользователю уже не нужно ничего вычислять.

Если шунт наружный, то в случае с калиброванным шунтом — на нем указывается номинальный ток и номинальное напряжение: 45 мВ, 75 мВ, 100 мВ, 150 мВ. Для текущих измерений выбирают такой шунт, чтобы стрелка отклонялась бы максимум — на всю шкалу, то есть номинальные напряжения шунта и измерительного прибора должны быть одинаковыми.

Если речь идет об индивидуальном шунте для конкретного прибора, то все, конечно, проще. По классам точности шунты делятся на: 0,02, 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5 — это допустимая погрешность в долях процента.

Шунты изготавливают из металлов с малым температурным коэффициентом сопротивления, и обладающих значительным удельным сопротивлением: константан, никелин, манганин, — чтобы когда протекающий через шунт ток нагревает его, это не отражалось бы на показаниях прибора. Еще для снижения температурного фактора при измерениях, последовательно с катушкой амперметра включают добавочный резистор из материла такого же рода.

Измерение постоянного напряжения

Чтобы измерить постоянное напряжение между двумя точками цепи, параллельно цепи, между этими двумя точками, подключают вольтметр. Вольтметр включается всегда параллельно приемнику или источнику. А чтобы подключенный вольтметр не оказывал влияния на работу цепи, не вызывал бы снижения напряжения, не вызывал потерь, — он должен обладать достаточно высоким внутренним сопротивлением, чтобы током через вольтметр можно было бы пренебречь.

Добавочный резистор

И чтобы расширить пределы измерения вольтметра, последовательно с его рабочей обмоткой включается добавочный резистор, чтобы только часть измеряемого напряжения приходилась бы непосредственно на измерительную обмотку прибора, пропорционально ее сопротивлению. А при известном значении сопротивления добавочного резистора, по зафиксированному на нем напряжению легко определяется полное измеряемое напряжение, действующее в данной цепи. Так работают все классические вольтметры.

Коэффициент, появляющийся в результате добавления добавочного резистора, покажет, во сколько раз измеряемое напряжение больше напряжения, приходящегося на измерительную катушку прибора. То есть пределы измерения прибора зависят от величины добавочного резистора.

Добавочный резистор встраивается в прибор. Для снижения влияния температуры окружающей среды на измерения, добавочный резистор изготавливают из материала обладающего малым температурным коэффициентом сопротивления. Поскольку сопротивление добавочного резистора во много раз больше сопротивления прибора, то и сопротивление измерительного механизма прибора в итоге не зависит от температуры. Классы точности добавочных резисторов выражаются аналогично классам точности шунтов — в долях процентов обозначают величину погрешности.

Чтобы еще больше расширить пределы измерения вольтметров, применяют делители напряжения. Это делается для того, чтобы при измерении на прибор приходилось напряжение, соответствующее номиналу прибора, то есть не превышало бы предел на его шкале. Коэффициентом деления делителя напряжения называется отношение входного напряжения делителя к выходному, измеряемому напряжению. Коэффициент деления берут равным 10, 100, 500 и более, в зависимости от возможностей применяемого вольтметра. Делитель не вносит большой погрешности, если сопротивление вольтметра также высоко, а внутреннее сопротивление источника мало.

Измерение переменного тока

Чтобы точно измерить прибором параметры переменного тока, необходим измерительный трансформатор. Измерительный трансформатор, применяемый в целях измерений, к тому же дает персоналу безопасность, поскольку благодаря трансформатору достигается гальваническая развязка от цепи высокого напряжения. Вообще, техника безопасности запрещает подключать электроизмерительные приборы без таких трансформаторов.

Применение измерительных трансформаторов позволяет расширить пределы измерения приборов, то есть появляется возможность измерять большие напряжения и токи при помощи низковольтных и слаботочных приборов. Так, измерительные трансформаторы бывают двух типов: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока.

Измерительный трансформатор напряжения

Чтобы измерить переменное напряжение применяют трансформатор напряжения. Это понижающий трансформатор с двумя обмотками, первичная обмотка которого присоединяется к двум точкам цепи, между которыми нужно измерить напряжение, а вторичная — непосредственно к вольтметру. Измерительные трансформаторы на схемах изображают как обычные трансформаторы.

Трансформатор без нагруженной вторичной обмотки работает в режиме холостого хода, и при подключенном вольтметре, сопротивление которого велико, трансформатор остается практически в этом режиме, и поэтому можно считать измеренное напряжение пропорциональным напряжению, приложенному к первичной обмотке, с учетом коэффициента трансформации, равного соотношению количеств витков во вторичной и первичной его обмотках.

Таким образом можно измерять высокое напряжение, при этом на прибор будет подаваться небольшое безопасное напряжение. Останется умножить измеренное напряжение на коэффициент трансформации измерительного трансформатора напряжения.

Те вольтметры, которые изначально предназначены для работы с трансформаторами напряжения, имеют градуировку шкалы с учетом коэффициента трансформации, тогда по шкале без дополнительных вычислений сразу видно значение измененного напряжения.

В целях повышения безопасности при работе с прибором, на случай повреждения изоляции измерительного трансформатора, один из выводов вторичной обмотки трансформатора и его каркас сначала заземляются.

Измерительные трансформаторы тока

Для подключения амперметров к цепям переменного тока служат измерительные трансформаторы тока. Это двухобмоточные повышающие трансформаторы. Первичная обмотка включается последовательно в измеряемую цепь, а вторичная — к амперметру. Сопротивление в цепи амперметра мало, и получается, что трансформатор тока работает практически в режиме короткого замыкания, при этом можно считать, что токи в первичной и вторичной обмотках относятся друг к другу как количества витков во вторичной и первичной обмотках.

Подобрав подходящее соотношение витков, можно измерять значительные токи, при этом через прибор всегда будут протекать токи достаточно малые. Останется умножить измеренный во вторичной обмотке ток на коэффициент трансформации. Те амперметры, которые предназначены для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, имеют градуировку шкал с учетом коэффициента трансформации, и по шкале прибора без вычислений можно легко считать значение измеряемого тока. С целью повышения безопасности персонала, один из выводов вторичной обмотки измерительного трансформатора тока и его каркас сначала заземляются.

Во многих применениях удобны проходные измерительные трансформаторы тока, у которых магнитопровод и вторичная обмотка изолированы и расположены внутри проходного корпуса, через окно которого проходит медная шина с измеряемым током.

Вторичная обмотка такого трансформатора никогда не оставляется разомкнутой, ибо сильное увеличение магнитного потока в магнитопроводе может не только привести к его разрушению, но и навести на вторичной обмотке опасную для персонала ЭДС. Чтобы провести безопасное измерение, вторичную обмотку шунтируют резистором известного номинала, напряжение на котором будет пропорционально измеряемому току.

Для измерительных трансформаторов характерны погрешности двух видов: угловая и коэффициента трансформации. Первая связана с отклонением угла сдвига фаз первичной и вторичной обмоток от 180°, что приводит к неточным показаниям ваттметров. Что касается погрешности связанной с коэффициентом трансформации, то это отклонение показывает класс точности: 0,2, 0,5, 1 и т. д. — в процентах от номинального значения.

Ранее ЭлектроВести писали, что существующие электронные устройства, представленные на рынке, состоят из неорганических, неодушевленных материалов. Однако в лабораториях готовятся «микробы-киборги», которые скоро начнут производить электричество.

По материалам: electrik.info.

Как подключить вольтметр? Схема включения в электрическую цепь? Подключение на усилитель. Как подсоединить цифровой вольтметр к аккумулятору?

Работа с электрическими сетями может оказаться необходимой в различных жизненных ситуациях: ремонт автомобиля, прокладка проводки в доме или на производстве. Одной из величин, которые часто требуется измерить при проведении работ подобного характера, является напряжение. Его можно определить при помощи специального прибора под названием вольтметр. О принципе его работы, устройстве, а также способах подключения и пойдет речь ниже.

Устройство и принцип действия

Если говорить о принципе действия, то все устройства такого типа, что позволяют осуществлять различные замеры в электрических сетях, бывают 2 видов:

  • электромеханического типа;
  • электронные.

Первая категория представляет собой стрелочные устройства. В них стрелка крепится к специальной раме, куда намотан кабель. Такая катушка будет располагаться рядом с магнитом в тех устройствах, что обычно применяются для сетей с постоянным током. Или рядом с другой катушкой – если прибор предназначается для тока переменного типа.

Тут следует уточнить, что модель, рассчитанная для сетей с переменным характером тока, в сети постоянного работать не будет.

Но если для подключения использовать диодный мост, то осуществить необходимые измерения в сети переменного тока он сможет, но с небольшой потерей точности.

Когда электрический ток проходит через обмотку, то в ней появляется электромагнитное поле, которое осуществляет взаимодействие с магнитом либо иной обмоткой, и происходит поворот рамки. Вращаться катушке, где расположена стрелка, не дает пружина. По этой причине угол поворота рамки будет соответствовать току, который через нее идет, и потенциалу на клеммах.

Для снижения стрелочных колебаний в устройстве присутствует электромагнитный демпфер.

Он может быть поршневым, выполненным из цилиндра и поршня, или сделанным из алюминиевой пластины. Чтобы увеличить точность показаний, стрелка имеет специальные противовесы, что сводят к нулю влияние силы тяжести. Да и сама система делается из такого типа стали, как легированная, чтобы уменьшает ее износ.

Чувствительный элемент в электронных аналогах – электронная плата, что осуществляет трансформацию входящего сигнала в приборные показания. Работать это устройство может либо от напряжения, которое измеряется, либо от батареек или внешнего питания. Сами по себе электронные вольтметры делятся на 2 категории:

  • аналоговые;
  • цифровые.

В устройствах, относящихся к первой категории, присутствует преобразователь входящего сигнала в угол стрелочного поворота, который показывает величину исследуемого напряжения, что отображается на шкале. Минусом таких устройств будет необходимость пересчета показаний шкалы в случае смены измерительного предела.

Цифровой вольтметр оснащен соответствующим дисплеем, а также преобразователем, благодаря которым сигнал приобретает цифровой вид. Если устройство подключается в сеть, где присутствует постоянный ток, на табло можно увидеть полярность подключения. Отличительными чертами такого прибора будет компактность, а также точность. Правда, последний момент будет зависеть от модели встроенного контроллера.

Общие рекомендации по подключению

Теперь приведем небольшие рекомендации, как правильно подключить вольтметр, чтобы он показал максимально точные данные. Первый момент состоит в том, что подключение прибора в электроцепь нельзя осуществлять последовательно, иначе он поломается из-за снижения тока. Подключение должно осуществляться лишь параллельно, ведь это не влияет на течение тока. И сопротивление должно быть большим.

Многие очень часто путают вольтметр с амперметром, в котором все будет наоборот.

Схема подключения прибора будет выглядеть так, что для замера напряжения, которое присутствует в цепи между 2 точками, он подсоединяется так, чтобы включение было расположено напротив источника питания. Устройство влияния на ток не оказывает по причине того, что пропускает его через себя. Поэтому его сопротивление так велико.

Для расширения диапазона замеров можно подсоединить к обмотке устройства дополнительный резистор.

Тогда на измеритель пойдет лишь часть тока, что будет пропорциональна сопротивлению прибора. Если нам известно сопротивление резистора у вольтметра, то можно будет определить показатель напряжения.

Сам резистор устанавливается внутрь вольтметра и одновременно используется с целью снижения влияния различных факторов на результаты измерений. Поэтому он делается из материала, который имеет максимально низкий температурный коэффициент. Его сопротивление будет меньше, чем в катушке, из-за чего общее сопротивление не будет зависеть от температурного режима.

Постоянное напряжение

Если говорить о напряжении постоянного типа, то для замера показателей электрической цепи следует иметь так называемый постоянный тококомпенсатор. Хотя более простым решением будет использование обычного цифрового устройства. Чтобы измерить значения, начинающиеся от десятков милливольт и заканчивающиеся сотнями вольт, применяют такие устройства:

  • электродинамические;
  • электромагнитные;
  • магнитоэлектрические.

При таком типе измерений можно использовать и добавочные сопротивления.

Если осуществляется измерение такого типа напряжения в несколько киловольт, то обычно используются вольтметры электростатического типа. Реже – другие типы устройств, что подключаются через делитель.

Переменный ток

Чтобы правильно замерить характеристики переменного тока рассматриваемым устройством, нужно иметь так называемый измерительный трансформатор. Он используется для осуществления подобных замеров и повышения безопасности людей за счет того, что позволяет получить гальваническую развязку от цепи высокого напряжения. Кстати, этот способ будет единственно правильным вообще, ведь по технике безопасности запрещено проводить измерения без таких трансформаторов.

Использование подобных трансформаторов даст возможность увеличить пределы измерения устройств, то есть можно замерять большие напряжения и токи посредством низковольтных и слаботочных приборов. Если измеряется переменный ток до значений в единицы вольт, то применяют:

  • цифровые вольтметры;
  • выпрямительные;
  • аналоговые.

Если до сотен вольт – электродинамические, выпрямительные и электромагнитные. Если же до нескольких десятков мегагерц, то измерения нужно проводить электростатическими и термоэлектрическими вольтметрами.

Установка на усилитель

Установка вольтметра на усилитель в машине осуществляется сравнительно легко. Для ее осуществления потребуются следующие элементы:

  • изолента;
  • вольтметр;
  • провод ПВС 3х75.

Сначала в корпусе, где располагается кармашек над магнитолой, необходимо просверлить отверстие с диаметром где-то 1,6 миллиметра, куда следует установить соответствующий разъем с подключенным к нему проводом.

Теперь необходимо пропустить провод до самого багажника, попутно прикрепляя его при помощи изоленты к кабелю питания самого усилителя, и закрепить на усилительных клеммах. REM-кабель, что осуществляет управление магнитолой, а также усилитель подключаются к вольтметру, чтобы он включался одновременно с ними. Именно благодаря этому можно будет видеть точное напряжение на усилительных клеммах, когда в этом есть необходимость.

Данная система очень проста в эксплуатации, а затраты, которые необходимы для ее создания, очень малы.

Как подключается к аккумулятору?

Для успешного контроля состояния заряда аккумулятора автомобиля необходимо знать, как можно подключить вольтметр и осуществить правильную расшифровку его измерений. Со времени появления автомобилей, где за контроль над системами отвечает бортовой компьютер, необходимость в отдельном устройстве отпала. Но такие машины может позволить себе не каждый. Да и не везде в таких машинах реализована функция наблюдения за состоянием заряда аккумулятора. А в зимнее время — это будет крайне важно.

Максимально соответствующие реальности показания будут давать устройства, которые подключены непосредственно в приборную панель. И хоть установить их бывает сложновато, это окупит себя с лихвой, когда вы будете знать все о зарядке аккумулятора вашего автомобиля.

Большинство устройств, которые сегодня можно найти на рынке, для подключения в автомобиль имеют 2 или 3 провода для подключения к сети. В последнее время появились и 4-контактные модели. Но, как правило, большинство имеет три провода, так что остановимся на рассмотрении маркировки именно 3-проводных моделей:

  • провод красного цвета будет означать плюс;
  • черный – минус;
  • белый будет отвечать за отключение и включение прибора, а также за управление яркостью подсветки.

Иногда случается так, что прибор светит очень тускло или вообще не работает. Причиной этого является чуть другая маркировка кабелей. В таком случае белый провод будет минусом, а черный – управлять прибором. Датчик напряжения ставится на место, где обычно располагаются часы, но в ряде случаев бывает так, что свободного места нет на приборной панели, поэтому приходится делать специальное отверстие.

Говоря непосредственно о подключении, скажем, что схем существует большое количество.

Но мы рассмотрим, как это осуществить на примере вольтметра, что оснащен импульсным стабилизатором. Корпус устройства может иметь поверхность рельефного типа. То есть речь о том, что рамка вокруг дисплея будет выступать над поверхностью автомобильной панели. Из-за этого вольтметр не будет проваливаться внутрь и станет скрывать неровности краев самодельного отверстия.

Обычно подключение вольтметра производится посредством трех контактов, что располагаются на корпусе датчика. Тогда для этого еще понадобится четырехжильный кабель от обычного компьютерного дисковода. Широкий разъем IDE-формата отрезается, а остальные провода прикрепляются при помощи пайки к контактам проводки автомобиля. Четырехпиновый контакт обеспечивает отличное соединение и, если в этом есть необходимость, позволяет быстро и без каких-либо серьезных усилий и временных затрат осуществить замену вольтметра, если он вышел из строя.

Вне зависимости от того, какое вольтметр имеет строение, перед его установкой в автомобиль, следует детально изучить схему проводки, а также внимательно прочитать инструкцию, что идет в комплекте с устройством.

Подробнее смотрите далее.

схема подключения вольтметров к цепи

Как и любую физическую величину, напряжение можно измерить, для этого используется вольтметр. Но чтобы получить достоверные данные, его необходимо правильно подключить.

Вольтметр

Принцип действия

Все устройства, которыми производятся измерения в электрических сетях, делятся на две группы: электромеханические и электронные.

Электромеханические аппараты

Это стрелочные приборы. Стрелка в них закреплена на рамке, на которую намотан провод. Эта катушка находится на одной оси с постоянным магнитом в приборах, используемых в сети постоянного тока, или с другой катушкой – в устройствах переменного напряжения.

Справка. Аппарат переменного тока в сети постоянного работать не будет, но устройство для измерения постоянного напряжения, если включить его через диодный мост, можно подключить в сеть переменного тока с потерей точности.

При прохождении тока по обмотке в ней наводится электромагнитное поле, взаимодействующее с магнитом или другой обмоткой, и рамка поворачивается. Вращению катушки со стрелкой препятствует пружина, поэтому угол поворота рамки соответствует току через неё и потенциалу на клеммах.

Для уменьшения колебаний стрелки устанавливается демпфер электромагнитный из алюминиевой пластины или пневматический, из поршня и цилиндра.

Для повышения точности стрелка снабжена противовесами, исключающими влияние силы тяжести, а сам механизм выполняется из легированной стали для уменьшения износа.

Электронные приборы

В электронных аппаратах чувствительным элементом является электронная плата, преобразующая входной сигнал в показания прибора. Питание такое устройство может получать от измеряемого напряжения или другого источника – внутренних батарей или внешнего питания.

Электронные вольтметры есть двух типов:

  • Аналоговые. В них находится преобразователь входного сигнала в угол поворота стрелки, показывающий на шкале величину измеряемого напряжения. Недостаток аналоговых схем – в необходимости пересчитывать показания шкалы при изменении предела измерения;
  • Цифровые. В таких приборах есть цифровой дисплей и преобразователь, отображающий входной сигнал в цифровом виде. При подключении устройства в сеть постоянного тока на табло показывается полярность подключения. Эти конструкции отличаются компактностью, а точность такого аппарата зависит от качества встроенного контроллера.

Подключение вольтметра

Напряжение на источнике питания или элементе цепи измеряется аппаратом, который подключается параллельно устройству.

Схема подключения вольтметра

Катушка прибора имеет низкое сопротивление, и при непосредственном включении в сеть ток будет большим. Для уменьшения потребляемого тока и влияния на электрическую сеть в цепь последовательно с аппаратом включаются добавочные сопротивления.

Важно! При включении вольтметра последовательно с нагрузкой он покажет напряжение источника питания с погрешностью из-за сопротивления нагрузки. Последовательно подсоединяют амперметр.

Постоянное напряжение

Способы измерения постоянного напряжения зависят от его величины:

  • до 1 милливольта – цифровыми и аналоговыми аппаратами со встроенным усилителем;
  • до 1000 вольт используют обычные аппараты различных систем;
  • свыше 1 кВ измерения производятся электростатическими приборами, предназначенными для работы в высоковольтных сетях или обычными, включёнными через делитель.

Схема включения вольтметра с добавочными сопротивлениями

Увеличение предела измерения производится включёнием последовательно с прибором добавочного сопротивления Rдоб. Для увеличения предела в n раз общее сопротивление также необходимо увеличить в n раз и, учитывая сопротивление прибора Rпр, Rдоб=Rпр*(n-1). Показания шкалы также умножаются на n.

Переменное напряжение

Методы и типы устройств для измерения в сетях переменного тока зависят от величины напряжения и частоты сети:

  • до 1 вольта – цифровые и аналоговые устройства с усилителями;
  • до 1кВ и частотой до десятков кГц – выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы;
  • при частоте до десятков мегагерц – термоэлектрические и электростатические аппараты.

Важно! Вольтметр переменного тока показывает действующее значение напряжения. При синусоидальной форме его величина в √3 (1,7) меньше амплитудного.

Расширение пределов измерения производится включением через разделительный или автотрансформатор, а также использованием добавочного сопротивления. Его величина рассчитывается аналогично измерениям в сети постоянного тока.

При использовании разделительного трансформатора показания прибора умножаются на коэффициент трансформации n=U1/U2.

Схема включения вольтметра и амперметра через трансформаторы

Подключение вольтметра необходимо производить по определённым схемам. Это делается для того, чтобы показания прибора соответствовали параметрам сети.

Видео

Подключение вольтметров к сетям постоянного и переменного тока

Напряжение – с этим термином мы довольно часто сталкиваемся в повседневной жизни. Иногда нам нужно измерить напряжение в сети, чтобы понять, почему какое-либо устройство работает неудовлетворительно или лампа накаливания горит довольно тускло. Для данного рода измерений используют вольтметры. Вольтметр подключается к измеряемому устройству только параллельно, почему это так?

Как известно электрическое напряжение  – это отношение работы, совершенной электрическим полем по перемещению заряда А, к величине заряда q, U=A/q. Также оно характеризует электрическое поле, которое возникает при прохождении электрического тока.

В системе международных обозначений СИ обозначается как U и измеряют в вольтах (1 В = 1 Дж/Кл). Для того чтобы измерять напряжение на устройстве необходимо параллельно к нему подключить вольтметр.

Для того, чтоб при параллельном включении снизить ток, потребляемый вольтметром и соответственно потери электрической энергии внутри устройства, внутреннее измерительное сопротивление выбирается как можно больше . Если включить вольтметр в цепь последовательно, то в связи с большим внутренним сопротивлением получим фактически разрыв цепи. То есть потери при измерении напряжения будет слишком большими, что неприемлемо, а также измерения будут некорректными. Поэтому вольтметр подключают только параллельно:

Если измеряется постоянное напряжение от 1 до 1000 мкВ могут использовать компенсаторами постоянного тока, но чаше пользуются цифровыми вольтметрами . Значения от десятков милливольт до сотен вольт измеряют приборами таких систем как: электромагнитной, электродинамической, магнитоэлектрической. Также не брезгуют и электронными аналоговыми и цифровыми вольтметрами. Также при измерении могут использовать добавочные сопротивления:

Где Rv – это внутреннее сопротивление вольтметра, Rдоб1…3 – добавочные сопротивления, UmV – максимальное которое может измерять сам вольтметр, а U1…3 – которые он может измерять с добавочными сопротивлениями.

Сопротивления добавочных резисторов определяется по формуле:

Где m – масштабный коэффициент.

Если проводят измерения постоянных напряжений в несколько киловольт, то в большинстве случаев используют вольтметры электростатические, реже используют измерительные устройства других систем подключаемых через делитель:

Где резисторы R1, R2  — резисторы выполняющие роль делителя, Rизм. – измерительное сопротивление, с которого снимается напряжение.

Если измеряют переменные напряжения до единиц вольт, то используют аналоговыми, выпрямительными и цифровыми устройствами. От единиц до сотен вольт и частотном диапазоне до нескольких десятков килогерц применяют выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы. Если частота достигает нескольких десятков мегагерц, то в таком случае напряжение измеряют термоэлектрическими и электростатическими приборами.

В действующих значениях, как правило градуируют шкалы приборов для измерения величин переменного тока. Поэтому при измерении необходимо это учитывать (если необходимо измерять амплитудные и средние значения, то их как правило пересчитывают по соответствующим формулам).

При проведении измерении в сетях переменного тока напряжением выше 1000 В могут использоваться как делители, так и трансформаторы напряжения  или измерительные трансформаторы. Чаще используют трансформаторы, так как трансформатор не только понижает значение напряжения, но потенциально разделяет измерительную цепь от силовой. Измерения могут проводится теми же приборами, что и в выше описанных случаях. Схема включения приведена ниже:

Где FU1, FU2 – предохранители, защищающие измерительную цепь от короткого замыкания.

Внешний вид трансформатора однофазного:

Как видим, при проведении измерение различного рода напряжений могут использоваться как различного рода приборы (цифровые, аналоговые и т.д.), так и устройства (делители, трансформаторы). При проведении измерений важно учитывать каждый способ проведения измерений, для получения как можно более точного результата, а также корректного проведения измерительных работ.

схема, способы подключения, в цепь постоянного тока

Электричество является неотъемлемой составляющей повседневной жизни человека. Его основными техническими показателями являются сила тока и напряжение. Они измеряются в амперах и соответственно в вольтах. Исходя из этого, амперметр является инструментом, который измеряет силу тока, а вольтметр — напряжение. Для получения точных результатов, и увеличения сроков эксплуатации приборов, нужно выяснить, как подключить амперметр к электрической цепи.

Что такое амперметр и вольтметр

Амперметры нашли свое применение в разных промышленных и бытовых сферах. Их регулярно используют на больших предприятиях, которые связаны с выработкой и распределением тепловой и электроэнергии. Кроме того, их применяют в:

  • электрических лабораториях;
  • строении автомобилей;
  • точных науках;
  • строительных работах.
Подключение амперметра

Важно! Однако, помимо средних и крупных компаний, рассматриваемую технику используют обычные люди. Фактически каждый электрик с соответствующими навыками имеет в арсенале такое устройство, которое дает возможность провести измерения параметров потребления электрической энергии приборами, узлами автомобиля и др.

Чтобы определить параметры тока в электрической цепи, используют спецприборы — амперметры. Приспособление включается последовательно в изучаемую электроцепь, и, из-за очень малого внутреннего сопротивления, такой измерительный аппарат не будет вносить какие-то значительные изменения в электрических параметрах цепи.

Амперметр

Вольтметр является устройством, выступающим как измерительное приспособление показателей напряжения до 1000В в сетях с постоянным и переменным током, промышленной частоты и применяется для общего анализа и проведения статистических замеров. Лучшие приспособления будут обладать крайне высоким, бесконечным сопротивлением. Благодаря большому сопротивлению устройства будет достигнута крайне высокая точность, широкие сферы применения.

Вольтметр

Принцип работы

Когда рассматривается стандартный принцип функционирования амперметра, то его действие основывается на определенных аспектах. На оси кронштейна наряду с магнитом располагается якорь из стали, на котором закреплена стрелка. Оказывая воздействие на якорь, магнит будет передавать ему магнитные качества. В такой ситуации положение якоря будет находиться вдоль силовых линий, которые проходят вдоль самого магнита.

Подобное расположение якоря определит нулевое положение стрелки на шкале. Во время протекания тока от генератора либо иного источника по шине, возле нее появляется магнитный поток. Его силовые линии в месте положения якоря направлены под наклоном 90 градусов к магниту.

Магнитный поток, который образован электротоком, будет действовать на якорь, стремящийся развернуться под прямым углом. При этом ему будет препятствовать магнитный поток, который образован в постоянном магните. Взаимодействие каждого потока будет зависеть от направления и силы электротока, который протекает по шине. На такую величину и произойдет отклонение стрелки устройства от 0.

Работа амперметра

Основой функционирования вольтметра является метод аналогово-цифрового преобразования с 2-хтактным интегрированием. Преобразователи, которые установлены в устройстве, замеряя показатели напряжения постоянного и переменного тока, его силу, сопротивление, будут преобразовывать в нормализованное напряжение и в процессе применения АЦП трансформируют в код из цифр.

Функциональная схема вольтметра функционирует, используя 4 преобразователя:

  • Масштабирующий.
  • Низкочастотное устройство, которое преобразует напряжение переменного тока в постоянный.
  • Преобразователь силы тока в напряжение.
  • Преобразователь сопротивления в напряжение.
Работа вольтметра

Характеристики приборов

Конструкция амперметра достаточно проста: стрелка с катушкой, находящейся в поле постоянного магнита. Принцип функционирования рассматриваемого устройства крайне прост: во время его включения по катушке будет течь электроток. Под воздействием силы Ампера катушка будет поворачиваться до того момента, пока упругость возвратных пружин не совпадет с силой Ампера.

Нормальное функционирование вольтметра возможно при температурных показателях воздуха не более 25 — 30 градусов с влажностью до 80% и атмосферным давлением 650 — 800 мм ртутного столба. Частота питающей электросети составляет 50 Гц и имеет показатели напряжения 220В (частота не более 400 Гц). На показатели замеров значительное воздействие окажет форма кривой переменного напряжения электросети.

Возможности приспособления оценивают посредством таких параметров и величин:

  • Сопротивление рассматриваемого устройства.
  • Диапазон замеряемых показателей напряжения.
  • Категория точности замеров.
  • Диапазон границ частоты напряжения в переменной цепи.

Разновидности

Точность измерений рассматриваемого устройства будет зависеть от принципа воздействия и разновидности приспособления. Согласно распространенной классификации все амперметры можно разделить на такие виды:

  • Магнитоэлектрические.
  • Электромагнитные.
  • Электродинамические.
  • Термоэлектрические.
  • Цифровые.
  • Ферродинамические.

Есть и иные аппараты специализированного назначения, чтобы измерять силу тока. Их применяют в узкопрофильных сферах, они не распространены настолько, как указанные выше.

Электромагнитный

Приспособления с электромагнитным принципом функционирования не оснащаются двигающейся катушкой, в отличие от магнитоэлектрических разновидностей приборов. Конструкция рассматриваемых устройств намного проще. В корпусе располагается спецустройство и 1 либо более сердечников, установленных на оси.

Рассматриваемый тип амперметра обладает меньшей восприимчивостью в сравнении с магнитоэлектрическим устройством, потому точность замеров аппарата будет значительно ниже. Достоинствами подобных приспособлений станет универсальность функционирования. Это значит, что они способны измерить силу тока в цепи постоянного и переменного токов. Это в значительной мере расширит сферу использования подобного устройства.

Электромагнитный амперметр

Магнитоэлектрический

Принцип воздействия подобной разновидности устройств основан на взаимодействии магнитного поля и двигающейся катушки, которая находится в конструкции приспособления.

Преимуществами рассматриваемого изделия станет невысокое энергопотребление при работе, повышенная восприимчивость и точность замеров. Каждый магнитоэлектрический прибор оснащается равномерным градуированием измерительной шкалы. Подобное даст возможность производить высокоточные замеры.

Важно! К минусам рассматриваемого приспособления относят сложность внутреннего устройства, присутствие двигающейся катушки. Подобное изделие не считается универсальным, поскольку оно подойдет лишь для постоянного тока.

Невзирая на минусы амперметра, такая разновидность аппарата широко распространена в разных промышленных сферах, в лабораториях.

Магнитоэлектрический амперметр

Термоэлектрический

Такая разновидность приспособлений для замера силы тока используется для электроцепей с высокочастотным током. В конструкции устройств есть магнитоэлектрический механизм, состоящий из проводов с припаянной термопарой. Во время прохождения тока подогреваются жилы проводки. Чем больше сила, тем выше поднимаются температурные показатели. По таким параметрам спецмеханизм будет проводить перевод нагрева в показатели тока.

 

Термоэлектрический амперметр

Электродинамический

Принцип функционирования рассматриваемых приспособлений основан на взаимодействии электрополей токов, проходящих по магнитным катушкам. Устройство амперметра включает в себя подвижную и неподвижную катушки. Универсальное функционирование на каждом виде тока станет главным преимуществом рассматриваемых видов амперметра.

Из минусов следует отметить большую восприимчивость, поскольку приспособления будут реагировать даже на наименьшие магнитные поля, которые расположены в непосредственной близости. Такие поля могут создать для рассматриваемого амперметра значительные помехи, потому подобные устройства используются лишь в защищенных экраном местах.

Электродинамический амперметр

Ферродинамический

Подобные приспособления отличаются самой большой эффективностью и точностью замеров. Электромагнитные поля, которые расположены в непосредственной близости с амперметром, не будут оказывать на прибор существенного воздействия, потому отсутствует необходимость в монтаже вспомогательных экранов для защиты.

Устройство подобного изделия включает в себя замкнутую ферримагнитную проводку, сердечник и неподвижную катушку. Подобная конструкция дает возможность улучшить надежность функционирования приспособления. Потому ферродинамические разновидности амперметров зачастую используют в военных сферах и оборонных предприятиях. К основным достоинствам аппарата также относят комфорт и простоту использования, точность замеров по отношению к ранее рассмотренным разновидностям приборов.

Ферродинамический амперметр

Цифровой

Наиболее современная и комфортная разновидность устройств для замеров силы тока. В них отсутствуют стрелки, которые регулярно колеблются. Подобные приспособления оснащены монитором, где будут выведены показатели, которые отображают силу тока в амперах. В то же время они будут давать достаточно точные сведения. К важным достоинствам цифровых устройств относят их невосприимчивость к вибрации и встряске.

Ввиду этого возможно провести замеры силы тока в автопроводке на ходу, не останавливаясь. Большинство цифровых устройств оснащаются водозащитным и антиударным корпусом, что сделает их более стойкими для применения в трудных условиях. Так как в приспособлении отсутствует стрелка, то его возможно разместить по горизонтали, по вертикали либо под наклоном. Направление устройств во время снятия замеров никоим образом не воздействует на получаемые данные.

Цифровой амперметр

Важно! Цифровым приспособлениям не страшны небольшие механические удары, которые возможны от функционирующего вблизи оборудования. Нахождение в вертикальной либо горизонтальной плоскости устройства не оказывает воздействия на его функциональность, как и изменения температурных показателей и давления. Потому подобное устройство также используют снаружи.

Схемы и способы подключения

Часто возникает вопрос, как подключать амперметр, последовательно или параллельно. Соединить рассматриваемое устройство в разрыв электроцепи не составит труда. В целях безопасности такая процедура выполняется, когда отключен источник питания. Заранее нужно удостовериться, что максимальный ток не будет превышать допустимые значения прибора. Такие шкалы дублируются в сопроводительной техдокументации. Когда подается питающее напряжение, снимаются показания. Необходимо выждать, когда прекратит колебаться стрелка. Когда она смещается в обратную сторону, то меняется полярность подключения. При чересчур сильном токе используется допшунтирование.

Схема подсоединения приспособления бывает прямой либо косвенной. В первом случае устройство непосредственно подключают в электроцепь меж источником питания и нагрузкой.

До того, как подключить приспособление необходимо учитывать:

  • постоянный либо переменный ток в электросети;
  • соблюдена ли полярность устройства;
  • стрелка приспособления должна располагаться за серединой шкалы;
  • границы измерения максимально возможных скачков тока в схеме;
  • соответствует ли внешняя среда рекомендованным показателям;
  • находится ли место измерений без влияния вибрации.
Подключение устройства

В цепь постоянного тока

Постоянный ток может проходить через разные электросхемы. В качестве примера можно привести всевозможные зарядные устройства, блоки питания. Чтобы ремонтировать подобные устройства, мастер должен иметь понимание, как подключается амперметр в электроцепь.

В домашних условиях такие навыки также не станут лишними. Они помогают человеку, который не слишком увлекается радиоэлектроникой, самому определять, например, время, на которое хватает зарядки батареи от фотоаппарата.

Чтобы провести эксперимент, понадобится в полной мере заряженный аккумулятор с номинальным напряжением, к примеру, в 3,5 В. Кроме того, нужно использовать лампу такого же номинала, чтобы создать последовательную схему:

  • аккумулятор;
  • амперметр;
  • лампочка.

Запись, которая обозначена на измерительном устройстве, фиксируется. К примеру, осветительный прибор будет потреблять электроэнергию мощностью в 150 миллиампер, а батарея имеет вместимость в 1500 миллиампер-часов. Следовательно, она будет работать в течение 10 часов, выдавая ток в 150 мА.

Цепь постоянного тока

К зарядному устройству

Часто возникает вопрос, как правильно подключать амперметр к зарядному устройству. В процессе применения зарядного устройства возникает надобность в измерении силы тока. Подобное даст возможность осуществлять контроль процесса накопления электроэнергии батареей, и избежать перезарядки с недозарядкой. Вследствие этого сроки эксплуатации аккумуляторной батареи существенно увеличатся.

Во время работы большого количества технических приспособлений появляется необходимость в контроле силы тока. Стрелки амперметра либо показатели на мониторе дискретного устройства покажут оператору такой физический параметр. Проводимые замеры нужны, чтобы поддержать рабоче состояние и для сигнализации о появлении аварийной ситуации.

Подсоединение к зарядному устройству

Как правильно использовать

Амперметр представляет собой измерительной устройство, которое предназначено в целях фиксации силы постоянного или переменного тока, который протекает в электроцепи. Вольтметр используется в аналогичных целях, только проводятся расчеты такого показателя, как напряжение. Алгоритм действий:

  • Необходимо открыть приспособление, чтобы хорошо были видны входящие и выходящие контакты: пользователь увидит как минимум 2 провода (положительный, красного цвета, и отрицательный, черного). Кроме того, иногда устройства оснащаются проводом заземления, который преимущественно окрашен в зеленый цвет.
  • Переключается измерительное устройство в позицию AC (переменный ток) либо DC (постоянный ток), с учетом того, какой ток необходимо измерить.
  • Разрывается соединение электроцепи с источником, отсоединяется от него проволока. Необходимо отметить, какой вход будет соответствовать плюсу, а какой — минусу.
  • Помещаются зонды устройства на входы источника тока. Когда в приборе источник постоянного тока, важно не перепутать положительный и отрицательный входы.
  • Снимаются показания устройства.
  • Когда первый показатель очень мал, уменьшается диапазон устройства для увеличения точности. В целях наилучшей сохранности приспособления нужно использовать наименьший диапазон, который достаточен для корректных замеров.
Использование приборов

Меры безопасности

Перед использованием амперметра или вольтметра крайне важно ознакомиться с правилами безопасной эксплуатации рассматриваемых устройств. Основные меры безопасности при работе с техникой:

  • До начала работ требуется проверить целостность изоляционного материала на проводах, который бывает нарушен вследствие длительного использования. В подобных ситуациях крайне велик риск удара электротоком.
  • Нужно не забывать, что работы производятся с электричеством, потому предпринимаются все необходимые меры, чтобы избежать повреждения и удар током. В этих целях необходимо проводить работы в сухом месте, не допускать проникновения влаги на электроцепь и измерительное устройство.
  • Запрещается подсоединять измерительный прибор к основной электросети в жилище, к примеру, к контактам распределительного щита.
  • До работ нужно удостовериться, какой тип электроцепи измеряется (переменный либо постоянный ток), так как это определяет, куда подключается положительный и отрицательный провода аппарата. Когда ток постоянный, в обязательном порядке подключается плюс к плюсу и минус к минусу. Когда же пользователь работает с переменным током, порядок подсоединения не будет играть роли.
  • Во время измерений прибор будет замыкать электроцепь, ток течет через него. Чтобы получить правильные замеры, нужно удостовериться в том, что каждый контакт правильно подключен.
  • Чтобы избежать удара током, необходимо воспользоваться зондами, которые заключены в оболочку из резины.
  • При поражении током, потерпевшему требуется оказать неотложную помощь. Потому, проводить измерения рекомендовано с напарником, который способен подстраховать при возникновении нештатной ситуации.

Для измерения силы тока в электроцепи используются устройства, которые называют амперметры. Они подключаются в электроцепь по последовательной схеме. Когда требуется измерить напряжение, то применяется вольтметр. Крайне важно при использовании рассматриваемых устройств соблюдать правила безопасности.

6. К каким зажимам следует подключить вольтметр, чтобы измерить фазное и линейное напряжение


Подборка по базе: Курсовик Рассчитать следует сметную стоимость буровых работ,.DOC, Мир завтра. Каким он будет.docx, Эссе Каким Ержан юр-02.docx, Правила оформления чертежей Задание Вопрос Какими размерами опре, Монтаж газопроводов следует производить в соответствии с рабочим, С целью качественного проведения ремонта здания следует провести

Трехфазные цепи

6. К каким зажимам следует подключить вольтметр, чтобы измерить фазное и линейное напряжение?

Фазным напряжением называется напряжение, измеренное между любым из фазных проводников и нейтралью.

Линейным напряжением называется напряжение, измеренное между любыми парами фаз.

Рис.1. Схема «треугольник»

Рис. 2. Схема «звезда»

В схеме «треугольник» нейтральный проводник отсутствует, следовательно напряжение там только линейное (АВ, ВС и тд.)

В схеме «звезда», чтобы измерить линейное напряжение, вольтметр нужно подключить к двум фазам (АВ, ВС и тд.), а чтобы измерить фазное напряжение, нужно подключить к фазе и нулю (AN, BN, CN)

Трансформаторы

6. Работа трансформатора под нагрузкой. Внешняя характеристика трансформатора.

Работа трансформатора под нагрузкой

Если же ко вторичной обмотке работающего трансформатора подключена некая нагрузка, то во всей вторичной цепи трансформатора возникает ток через нагрузку.

Данный ток порождает свое собственное магнитное поле, которое, по закону Ленца, имеет такое направление, что противодействует «причине, его вызывающей». То есть магнитное поле тока вторичной обмотки в каждый момент времени стремится уменьшить увеличивающееся магнитное поле первичной обмотки или же стремится поддержать магнитное поле первичной обмотки когда оно уменьшается, оно всегда направлено навстречу магнитному полю первичной обмотки.

Таким образом, когда вторичная обмотка трансформатора нагружена, в его первичной обмотке возникает противо-ЭДС, заставляющая первичную обмотку трансформатора потреблять из питающей сети больше тока.


Внешняя характеристика трансформатора U2 = f (I2)

Данная зависимость U2 = f (I2) характеризует трансформатор как источник электрической энергии (рис. 3) и показывает, как изменяется напряжение на выходе трансформатора при изменении нагрузки. На основании выражения U2=U20 −∆U2 строится зависимость U2 = f (I2).

Рис. 3. Внешняя характеристика трансформатора

Асинхронные двигатели.

6. От каких величин зависят ЭДС, индуцируемые в обмотках статора и ротора? Частота ЭДС статора и ротора.

Под воздействием тока, протекающего по обмоткам статора, создается намагничивающая сила и вращающееся магнитное поле. Оно индуцирует в роторе ЭДС и ток. На проводники с током в магнитном поле действует сила, заставляющая ротор вращаться. Он вращается с некоторым отставанием от поля (индекс 1 – для статорной цепи, 2 – для роторной):

Частота тока в статоре:

f1=fсети, n0=60f1/p, f1=n0p/60

Частота тока в роторе:

f2= =f2=>f1S

Подключение амперметра и вольтметра в сети постоянного и переменного тока

Очень часто начинающие радиолюбители задают один и тот же вопрос: — Как подключить универсальный китайский вольтметр амперметр к самодельному зарядному устройству или регулируемому блоку питания? В последнее время меня буквально заваливают вопросами, как подключить, куда подключить. Поэтому я решил написать специально отдельную статью, в которой подробно расскажу, как и каким образом подключить китайский вольтметр амперметр к зарядному устройству или самодельному регулируемому блоку питания.

На сегодняшний день существует две популярные китайские, универсальные модели вольтметров амперметров со встроенным шунтом, которые так любят покупать в Китае на АлиЭкспресс все без исключения начинающие и профессиональные радиолюбители.

Давайте детально рассмотрим две модели самых популярных вольтметров амперметров китайского производства.

Оба прибора имеют пять проводов для подключения к блоку питания. У первого слева три толстых провода (черный, синий, красный) и два тонких (черный, красный). Тонкие провода предназначены для питания прибора: красный плюс, черный минус. Толстые провода: Черный минус амперметра, синий выход амперметра, красный вход вольтметра.

Второй прибор также имеет пять проводов три тонких (черный, красный, желтый) и два толстых провода (черный, красный). Тонкие провода предназначены для питания прибора: красный плюс, черный минус, желтый вход вольтметра. Толстые провода: черный минус амперметра, красный выход амперметра.

В каждый китайский универсальный измерительный прибор (КУИП) встроен измерительный шунт для амперметра, а это большой плюс, потому, что не надо ничего «колхозить», сделано по принципу «поставил и забыл». В некоторых КУИПах шунт изогнутый буквой «М» и блестящий, мне достались экземпляры с медным «П» образным шунтом. Как я понял, на качество измерений форма и цвет шунта никак не влияет.

У приборов на плате имеются подстроечные SMD резисторы с помощью которых, есть возможность подкорректировать показания вольтметра и амперметра.

На этом рисунке изображена схема подключения вольтметра амперметра первой модели к зарядному устройству из компьютерного блока питания.

Питание прибора осуществляется от отдельного источника питания в данном случае это пяти вольтовая зарядка от телефона, которую легко разместить в корпусе блока питания.

Дело в том, что если подключить вольтметр амперметр к регулируемому выходу блока питания, то при понижении напряжения менее 4.5В прибор просто перестанет работать.

Скорость вентилятора то же будет снижаться, но при низком напряжении радиаторы блока питания будут немного теплыми и ничего страшного не произойдет.

При выходном напряжении более 12В стабилизатор напряжения L7812CV включается в работу и тем самым поддерживает постоянное напряжение на вентиляторе не более 12В.

На этом рисунке изображена схема подключения вольтметра амперметра второй модели к зарядному устройству из компьютерного блока питания.

С зарядным устройством из компьютерного блока питания все понятно. Давайте рассмотрим схему подключения китайского вольтметра амперметра первой модели к регулируемому блоку питания.

В верхней части схемы изображен регулируемый блок питания с защитой от короткого замыкания, состоящий из диодного моста, конденсатора, стабилизатора напряжения LM317, транзистора MJE13009, переменного резистора и трех постоянных резисторов.

  Показания толщиномера для икстрейла

В нижней части схемы вентилятор и китайский вольтметр амперметр подключаются через стабилизатор напряжения L7812CV к выходу диодного моста параллельно конденсатору С1. Стабилизированное напряжение на вентиляторе и КУИПе не более 12В.

На этом рисунке изображена схема подключения китайского вольтметра амперметра второй модели к регулируемому блоку питания.

Многие радиолюбители предпочитают устанавливать в зарядные устройства и регулируемые блоки питания аналоговые китайские измерительные приборы (КИП) за многие годы не утратившие своей популярности. Поэтому предлагаю рассмотреть схему подключения классического стрелочного вольтметра и амперметра.

На этом рисунке изображена схема подключения вольтметра и амперметра со встроенным токоизмерительным шунтом.

Вольтметр подключается параллельно к источнику питания с соблюдением полярности. На приборе должны быть отметки плюс и минус. Амперметр обычно подключают в разрыв минусового провода после вольтметра. Так же можно подключить в разрыв плюсового провода на точность измерений способ подключения прибора никак не влияет. Главное условие, соблюдение полярности.

Иногда бывают амперметры без встроенного токоизмерительного шунта. Тогда шунт приходится покупать отдельно. Чтобы у вас не было дополнительных расходов, перед покупкой амперметра всегда уточняйте у продавца наличие шунта внутри прибора. Иногда стоимость отдельного шунта больше стоимости прибора со встроенным шунтом.

На этом рисунке изображена схема подключения вольтметра и амперметра с отдельным токоизмерительным шунтом к блоку питания.

Шунт всегда подключается параллельно амперметру. Без него прибор просто сгорит. Как подобрать шунт? Если прибор рассчитан на 10А, значит и шунт должен быть на 10А. На каждом шунте имеется маркировка указывающая на какую силу тока он рассчитан.

Ну вот и все, моя статья подошла к концу, у вас теперь есть новая пища для размышлений.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как подключить вольтметр амперметр

Всем нам известно, что амперметр – это прибор для измерения тока, который измеряется в Амперах. Меряет амперы – значит, амперметр.

Но, для того, чтобы замерить ток, необходимо амперметр правильно подключить в цепь. Будь то цепь постоянного или переменного тока. Ведь неправильное включение прибора может привести к выходу его из строя.

Амперметр подключается к электрической цепи последовательно

То есть у нас есть провод, по нему течет электрический ток от источника этого самого тока к потребителю, которым может выступать электрический прибор.

Чтобы измерить ток амперметром, нам необходимо обесточить (отключить) источник питания. Затем необходимо разорвать цепь – в прямом и переносном смысле. Грубо говоря, разрезать провод.

Теперь у нас получится два провода. Берем амперметр, подключаем к прибору две половины разрезанного провода. Нужно учесть тот факт, что ток, протекающий в цепи должен быть меньше максимально измеряемого тока прибора. Максимально измеряемый ток прибора должен быть написан на самом приборе или в документации к нему.

Максимальный ток в цепи можно рассчитать, зная напряжение, нагрузку и сечение провода. Провода должны быть изолированы (покрыты изоляцией), а на концах зачищены.

После того, как провода подключены и надежно закреплены в амперметре, можно включать питание и прибор покажет величину тока в цепи, который и пройдет через амперметр.

  Ручной листогиб лгс 26 усиленный

Но так никто не делает, потому что разрезанные провода до добра не доводят.

У амперметра малое внутреннее сопротивление, это сделано для того, чтобы оно минимально влияло на величину измеряемого тока. При подключении амперметра в цепь переменного тока не имеет значения, куда подключать прибор.

При подключении амперметра в цепь постоянного тока, если стрелка будет отклоняться в другую сторону, или же будет показывать ноль – следует поменять полярность, поменять провода местами.

Подключение амперметра через шунт

Если ток в цепи окажется больше, чем ток прибора, то можно рассчитать и использовать шунт для измерения тока большей величины. В этом случае цепь разделится на две ветви.

У одной будет малое сопротивление амперметра, а у второй большое сопротивление подобранного шунта. Большой ток разделится пропорционально сопротивлениям и по амперметру пройдет малый ток, по шунту – большой.

(Более подробно об этом явлении).

Измерение тока амперметром через трансформатор тока или клещи

Бывают случаи, когда надо замерить ток в кабеле, на шине… изолированной шине. Шина – это медная полоса определенного сечения, по которой протекает ток, не автомобильное колесо…

Разрезать кабель или шину бывает накладно, да и бессмысленно. В этом случае можно воспользоваться измерительными клещами или трансформатором тока.

Трансформатор тока имеет две обмотки – высшую и низшую, которые не связаны между собой. Ток приходит на высшую, затем создается ЭДС (более подробно про принцип действия ТТ) и во вторичной обмотке протекает ток, пропорциональный числу витков обмоток.

Так вот, если есть необходимость замерить ток, то на кабель вешают «бублик», он же – ТТ. А уже к трансформатору тока присоединяют амперметр. Тут главное правильно быть проинструктированным и не наделать дел.

Получается мы снимаем ток амперметром со вторичной обмотки, преобразованный в меньшую сторону и безопасный для измерения и амперметра.

Такой же принцип используется и в измерительных клещах, только и амперметр и ТТ находятся в одном корпусе. Да и плюс ко всему первичная обмотка клещей размыкается одним нажатием кнопки на корпусе и потом замыкается.

Эти два описанных решения гораздо удобнее, чем разрезать провод и садить к амперметру. Главное следить за диапазонами измеряемых приборами и протекаемых в электрических цепях токов.

Мультиметры позволяют измерять постоянный ток до 10 Ампер. Но их часто палят, так как неправильно подключают концы на прибор, не учитывают величину тока в проводах… Но это в основном молодые люди. Часто для «починки» такой неисправности необходимо просто заменить предохранитель в приборе.

Ну, и в конце хотелось бы еще раз повторить основную мысль всего повествования:

Весьма часто в нашей жизнедеятельности возникает ситуация, при которой нам необходимо измерить силу тока. Для чего? Чтобы узнать предполагаемую мощность того или иного оборудования, например.

Для определения потенциально уровня нагревания кабеля и так далее. Примерно для этих целей нам и понадобится амперметр переменного тока. Именно он служит для измерения силы тока.

К слову, с помощью прибора можно измерить силу не только переменного, но и постоянного тока. Как пользоваться этим инструментом?

Подключение

Чтобы понять, как подключить амперметр, нужно уяснить принцип диапазона измерения. То есть, прибор работает в определенном диапазоне, измеряя от значений в мкА до значений в кА.

Учитывая техническую схему подключения, следует опередить максимальный уровень тока шкалы. Само подключение происходит последовательно, а не параллельно существующей нагрузки. Иначе существует опасность перенапряжения прибора.

Соответственно, он станет нефункционален, проще говоря, перегорит.

  Как пользоваться керхером для мытья машины видео

Важным моментом является то, что измеряемый ток сильно зависит от общего сопротивления цепи. Из этого следует, что внутреннее сопротивление прибора должно быть предельно небольшим. Иначе, класс точности результатов может быть под вопросом. Ведь само оборудование будет влиять на числительный показатель. Чтобы точнее уяснить, понадобится схема подключения амперметра.

Как подключить амперметр, если величина тока, которая необходима для измерения, превосходит возможности прибора? Для этого как раз и используются разнообразные шунты. Они позволяют расширить измеримый диапазон тока. Нагрузка будет распределена в пользу шунта, он примет на себя большую часть.

По сути, шунт просто покажет снижение тока, которое зафиксирует прибор. В данном случае он будет работать по принципу милливольтметра, однако, его показатели будут в амперах, а значит и конечная информации будет корректной.

Для более детального понимания необходима схема включения амперметра через шунт.

Где применяется амперметр?

Амперметр постоянного тока применяется повсеместно. Если мы исключим бытовые нужды, то первым вариантом будут крупные промышленные предприятия.

Естественно лишь те, которые, так или иначе, занимаются созданием (генерацией) и дальнейшим потреблением электрической или тепловой энергии. Помимо этого, широкое применение прибор нашел в строительстве.

Ни один серьезный проект не проходит без этого маленького помощника.

Разнообразие оборудования

Устройство амперметра может довольно сильно отличаться в зависимости от модели. Если классифицировать их по типу отсчета, можно выделить стрелочные, световые и электронные варианты. Амперметр постоянного тока может быть различным также как и способы его функционирования. Тут ряд шире, и остановиться на нем стоит подробнее.

Электромагнитные амперметры необходимы для измерения переменного тока с невысокой частотностью. Схема амперметра данного типа самая простая, соответственно – они наиболее дешевые на рынке.

Если вам интересно, как называется прибор для измерения силы тока с высокой частотностью, то это термоэлектрический измеритель. Принцип действия амперметра такого рода заключается в работе проводника и термопары.

Проводник с помощью проходящего по нему тока нагревает термопару, что и служит способом вычисления силы тока.

Ферродинамические устройства необходимы для стрессовой среды с повышенным магнитным полем. Они более устойчивы к внешнему и внутреннему воздействию. Самым последним словом техники является амперметр цифровой.

Это наиболее прогрессивные модели, которые не боятся сильного напряжения, механических повреждений. Они гораздо проще в освоении и применении.

Как подключить цифровой амперметр? В большинстве случаев, если производитель не указал иное, точно так же как и обычный.

На этом основные виды амперметров можно считать исчерпанными. Некоторые пользователи, правда, посчитают, что один вид мы пропустили. А именно вольтметр.

Отличия вольтметра от амперметра

Для начала давайте просто разберем этимологию слов. Сразу понятно, что приборы произошли от слов «ампер» и «вольт».

И хотя первый может подключаться к той же цепи, что и вольтметр, назначение у них совершенно разное. Ампер – единица измерения силы тока, тогда как вольт – единица измерения напряжения.

Так чем же амперметр отличается от вольтметра? Правильно, первый измеряет силу, а второй напряжение.

Подключение амперметров к сети

С измерением силы тока мы сталкиваемся очень часто. Для того чтобы узнать мощность устройства, сечения кабеля для его питания, нагрев проводов и прочих элементов – это все зависит от силы тока. Для того чтобы непосредственно измерять эту силу, придумали устройство именуемое амперметром. Амперметр подключается в измеряемую цепь только последовательно. Почему? Разберем чуть ниже.

Как известно сила тока это отношение количества зарядов ∆Q, которые прошли через некоторую поверхность за время ∆t. В системе СИ измеряется в амперах А (1 А = 1 Кл/с). Для того чтобы измерять количество прошедших зарядов, амперметр нужно включить в цепь последовательно.

Чтобы минимизировать влияние измерительного сопротивления амперметра и соответственно уменьшить мощность потерь при измерении его делают как можно меньше . Если амперметр с таким внутренним сопротивлением подключить параллельно, то в цепи произойдет короткое замыкание. Пример схемы включения:

  • Постоянный ток измеряют приборами непосредственной оценки в диапазоне 10-3 – 102 А, электронными аналоговыми, цифровыми, магнито-электрическими, электромагнитными, электродинамическими приборами — миллиамперметрами и амперметрами. Если ток свыше 100 А применяют шунт:

Шунты как правило, изготавливают на разные токи. Шунт – это медная пластина, имеющая определенное сопротивление. При протекании тока через пластину, на ней, согласно закону Ома U=I*R падает какое-то напряжение, то есть между точками 1 и 2 возникает напряжение, которое будет воздействовать на катушку прибора.

  1. Сопротивление шунта, как правило, подбирают из соотношений:
  2. Где Rи – сопротивление измерительной обмотки прибора,  — коэффициент шунтирования, I – измеряемый, а Iи – максимально допустимый ток измерительного механизма.

Если измеряют переменный ток, то важно знать какое его значение измеряется (амплитудное, среднее, действующее). Это важно, так как все шкалы градуируются обычно в значениях действующих.

Переменные значения выше 100 мкА измеряют обычно выпрямительными микроамперметрами, а ниже 100 мкА – цифровыми микроамперметрами. Для измерений в диапазоне от 10 мА до 100 А используют выпрямительные, электродинамические, электромагнитные приборы, которые работают в диапазоне частот до нескольких десятков килогерц, а также термоэлектрические, частотный диапазон которых — до сотен мегагерц.

  • Для измерения переменных величин от 100 А и выше используют приборы, но с использованием трансформаторов тока:
  • Трансформатор тока – это устройство, в котором первичная обмотка подключена к источнику тока (или как видно с рисунка ниже, первичная обмотка «одевается» на шину или кабель), а вторичная на измерительную обмотку какого-либо измерительного устройства (обмотка измерительного устройства или датчика должна иметь малое сопротивление).

Для измерения различного рода токов используют различные методы и средства. Чтобы правильно измерять необходимую величину и не нанести при этом никакого вреда, нужно правильно применять каждый метод измерения.

Вольтамперметры цифровые DVA серий YB27VA, YB4835

Вольтметры-амперметры цифровые DVA 0-100В/0-10А DC, 200-500В/0-100А AC, 80-300В/0-100А AC серий YB27VA и YB4835, которые также называются Вольтамперметры или Ампервольтметры, используют для синхронного определения значений напряжения и силы тока.

Вольтамперметры YB27VA измеряют напряжение в цепях постоянного тока в диапазонах 0-100В и силу тока 0-10А, вольтамперметры YB4835 измеряют напряжение в цепях переменного тока в диапазонах 80-500В и силу тока 0-100А.

Электронные приборы DVA серий YB27VA и YB4835 имеют встраиваемую конструкцию и светодиодный дисплей с красной или синей цветовой индикацией. Класс точности приборов YB27VA и YB4835 – 1,0. Вольтамперметры в большинстве случаев используются в автомобилях, мотоциклах, катерах и другом электрооборудовании малой мощности.

Подключение приборов: вольтметры-амперметры YB27VA 0-100V/0-10A необходимо подключать напрямую, а YB4835 – через трансформатор тока, поставляемый в комплекте. Существуют также вольтамперметры YB27VA с диапазоном измерений по току свыше 10А: 0-50А и 0-100А, в таком случае приборы необходимо подключать через внешний шунт 75 мВ.

Вольтамперметры постоянного тока YB27VA называют также миниатюрные или мини. При их подключении необходимо обеспечивать дополнительное питание напряжением 4,5–30В постоянного тока. Частота снятия замеров составляет 3,3 раза/с.

Вольтамперметры переменного тока YB4835 имеют габариты несколько больше. Необходимость в дополнительном питании отсутствует, потребляемая мощность при этом составляет 0,2Вт. Частота замеров — 2,0 раза/с.

Подробные характеристики вольтметров-амперметров цифровых DVA указаны в таблицах. Детальная расшифровка маркировки, габаритные, установочные размеры, а также схема подключения вольтметров-амперметров серий YB27VA и YB4835 приведены под таблицами с подробными характеристиками.

Гарантия работы цифровых вольтамперметров серий YB27VA и YB4835, поставляемых нашей компанией, составляет 1 год с момента приобретения. Это обеспечивается необходимыми документами по качеству.

Окончательная цена на вольтамперметры цифровые DVA 0-100В/0-10А DC, 200-500В/0-100А AC, 80-300В/0-100А AC серий YB27VA и YB4835 зависит от количества, сроков поставки, производителя, страны происхождения и формы оплаты.

Вольтметры и амперметры | Безграничная физика

Вольтметры и амперметры

Вольтметры и амперметры используются для измерения напряжения и тока соответственно.

Цели обучения

Сравнить схемы подключения амперметра и вольтметра

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Вольтметр — это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.
  • Амперметр — это измерительное устройство, используемое для измерения электрического тока в цепи.
  • Вольтметр подключен параллельно к устройству для измерения его напряжения, а амперметр подключен последовательно к устройству для измерения его тока.
  • В основе большинства аналоговых счетчиков лежит гальванометр, прибор, который измеряет ток, используя движение или отклонение иглы. Отклонение иглы вызывается магнитной силой, действующей на провод с током.
Ключевые термины
  • шунтирующее сопротивление : небольшое сопротивление R, помещенное параллельно гальванометру G для получения амперметра; чем больше измеряемый ток, тем меньше R должно быть; большая часть тока, протекающего через счетчик, шунтируется через R для защиты гальванометра
  • гальванометр : аналоговое измерительное устройство, обозначенное буквой G, которое измеряет ток, используя отклонение стрелки, вызванное силой магнитного поля, действующей на провод с током.

Вольтметры и амперметры измеряют напряжение и ток цепи соответственно. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами.

Вольтметры и амперметры : Краткое введение в вольтметры и амперметры для студентов-физиков.

Вольтметры

Вольтметр — это прибор, который измеряет разность электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи.Аналоговый вольтметр перемещает указатель по шкале пропорционально напряжению в цепи; цифровой вольтметр обеспечивает числовой дисплей. Любое измерение, которое можно преобразовать в напряжение, можно отобразить на правильно откалиброванном измерителе; такие измерения включают давление, температуру и расход.

Вольтметр : Демонстрационный вольтметр из класса физики

Чтобы вольтметр мог измерять напряжение устройства, он должен быть подключен параллельно этому устройству.Это необходимо, потому что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов.

Вольтметр, подключенный параллельно : (a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (V) подключается параллельно источнику напряжения или одному из резисторов. Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр напрямую к ЭДС без учета его внутреннего сопротивления r. (b) Используемый цифровой вольтметр

Амперметры

Амперметр измеряет электрический ток в цепи.Название происходит от названия единицы измерения электрического тока в системе СИ, ампер (А).

Чтобы амперметр мог измерять ток устройства, он должен быть последовательно подключен к этому устройству. Это необходимо, потому что последовательно соединенные объекты испытывают одинаковый ток. Их нельзя подключать к источнику напряжения — амперметры предназначены для работы с минимальной нагрузкой (которая относится к падению напряжения на амперметре, обычно составляющему небольшую долю вольта).

Амперметр серии : Амперметр (A) подключается последовательно для измерения тока.Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такие же показания, если он расположен между точками d и e или между точками f и a, как и в показанном положении. (Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС, а r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Гальванометры (аналоговые измерители)

У аналоговых счетчиков

иглы, которые поворачиваются, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков, у которых есть числовые показания.Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, которое обозначается номером G . Ток через гальванометр I G вызывает пропорциональное движение или отклонение стрелки.

Двумя важнейшими характеристиками любого гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току. Чувствительность по току — это ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, другими словами, максимальный ток, который может измерить прибор.Например, гальванометр с токовой чувствительностью 50 мкА имеет максимальное отклонение стрелки при протекании через него 50 мкА, находится на полпути шкалы, когда через него протекает 25 мкА, и так далее.

Если такой гальванометр имеет сопротивление 25 Ом, то только напряжение В = IR = (50 мкА) (25 Ом) = 1,25 мВ дает показания полной шкалы. Подключив резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр для измерения широкого диапазона напряжений или токов.

Гальванометры как вольтметры

Гальванометр может работать как вольтметр, если он подключен последовательно с большим сопротивлением R . Значение R определяется максимальным измеряемым напряжением. Предположим, вам нужно 10 В для полного отклонения вольтметра, содержащего гальванометр с сопротивлением 25 Ом и чувствительностью 50 мкА. Тогда приложенное к измерителю напряжение 10 В должно давать ток 50 мкА. Общее сопротивление должно быть:

[латекс] \ text {R} _ {\ text {tot}} = \ text {R} + \ text {r} = \ frac {\ text {V}} {\ text {I}} = \ frac { 10 \ text {V}} {50 \ mu \ text {A}} = 200 \ text {k} \ Omega, [/ latex]

или:

[латекс] \ text {R} = \ text {R} _ {\ text {tot}} — \ text {r} = 200 \ text {k} \ Omega — 25 \ Omega \ приблизительно 200 \ text {k} \Омега.[/ латекс]

(R настолько велик, что сопротивление гальванометра, r, почти ничтожно.) Обратите внимание, что 5 В, приложенное к этому вольтметру, вызывает отклонение в половину шкалы, пропуская через измеритель ток 25 мкА, поэтому показания вольтметра пропорциональны к напряжению по желанию. Этот вольтметр не будет полезен для напряжений менее примерно половины вольта, потому что отклонение измерителя будет слишком маленьким для точного считывания. Для других диапазонов напряжения другие сопротивления устанавливаются последовательно с гальванометром.Многие измерители позволяют выбирать шкалы, которые включают последовательное включение соответствующего сопротивления с гальванометром.

Гальванометры как амперметры

Тот же гальванометр может также работать как амперметр, если он установлен параллельно небольшому сопротивлению R , часто называемому шунтирующим сопротивлением. Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного превышающие те, которые вызывают полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что нам нужен амперметр, который дает полную шкалу отклонения для 1,0 А и который содержит тот же гальванометр на 25 Ом с чувствительностью 50 мкА. Поскольку R и R включены параллельно, напряжение на них одинаковое.

Эти ИК-капли: IR = I G r

так, чтобы: [latex] \ text {IR} = \ frac {\ text {I} _ \ text {G}} {\ text {I}} = \ frac {\ text {R}} {\ text {r }}. [/ latex]

Решая для R и отмечая, что IG составляет 50 мкА, а I равно 0.{-3} \ Omega. [/ Latex]

Нулевые измерения

Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому через измерительные устройства не протекает ток, который мог бы помешать измерению.

Цели обучения

Объясните, почему используются нулевые измерения

Основные выводы

Ключевые моменты
  • Измерения напряжения и тока стандартными вольтметрами и амперметрами изменяют измеряемую цепь, внося погрешности.Вольтметры потребляют дополнительный ток, а амперметры уменьшают ток.
  • Нулевые измерения используются для уменьшения погрешности измеренных значений напряжения и тока.
  • Потенциометр и мост Уитстона — это два метода измерения нуля.
  • Потенциометр — это прибор, который измеряет неизвестное напряжение путем противодействия известному напряжению, не потребляя ток от измеряемого источника напряжения.
  • Мост Уитстона — это электрическая цепь, используемая для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ветвей мостовой схемы, одна из которых включает неизвестный компонент.
Ключевые термины
  • нулевые измерения : методы более точного измерения тока и напряжения путем балансировки цепи таким образом, чтобы ток не протекал через измерительное устройство
  • потенциометр : прибор, который измеряет напряжение путем противодействия ему точной долей известного напряжения и без потребления тока из неизвестного источника.
  • Мост Уитстона : прибор, используемый для измерения неизвестного электрического сопротивления путем уравновешивания двух ножек мостовой схемы, одна ножка которой включает неизвестный компонент.

Нулевые измерения

Стандартные измерения цепей изменения напряжения и тока, вносящие числовые погрешности. Вольтметры потребляют дополнительный ток, а амперметры уменьшают ток. Нулевые измерения уравновешивают напряжения, поэтому ток через измерительный прибор не протекает, и цепь остается неизменной. Нулевые измерения обычно более точны, но более сложны, чем стандартные вольтметры и амперметры. Их точность все еще ограничена.

Потенциометр

При измерении ЭДС аккумулятора и подключении аккумулятора напрямую к стандартному вольтметру, как показано на, фактическая измеренная величина — это напряжение на клеммах В. Напряжение связано с ЭДС батареи соотношением В = ЭДС Ir , где I — протекающий ток, а r — внутреннее сопротивление батареи.

Вольтметр, подключенный к батарее : аналоговый вольтметр, подключенный к батарее, потребляет небольшой, но ненулевой ток и измеряет напряжение на клеммах, которое отличается от ЭДС батареи. (Обратите внимание, что заглавная буква E символизирует электродвижущую силу или ЭДС.) Поскольку внутреннее сопротивление батареи точно неизвестно, невозможно точно рассчитать ЭДС.

ЭДС можно было бы точно рассчитать, если бы были известны r , что бывает редко. Если бы ток I можно было сделать нулевым, тогда В = ЭДС , и ЭДС можно было бы непосредственно измерить. Однако стандартным вольтметрам для работы необходим ток.

Потенциометр — это прибор для измерения нуля для измерения потенциалов (напряжений).Источник напряжения подключен к резистору R, , пропускающему через него постоянный ток. Вдоль провода наблюдается постоянное падение потенциала (падение ИК-излучения), поэтому переменный потенциал получается через контакт вдоль провода.

Неизвестная ЭДС x (обозначенная надписью E x ), подключенная последовательно с гальванометром, показана на. Обратите внимание, что ЭДС x противостоит другому источнику напряжения. Расположение точки контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль.Когда гальванометр показывает ноль, ЭДС x = IR x , где R x — это сопротивление участка провода до точки контакта. Поскольку через гальванометр не протекает ток, он не проходит через неизвестную ЭДС, и определяется ЭДС x .

Потенциометр : Потенциометр является устройством измерения нуля. (a.) Источник напряжения, подключенный к резистору с длинным проводом, пропускает через него постоянный ток I.(b) Неизвестная ЭДС (обозначенная буквой Ex) подключается, как показано, и точка контакта по R регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль. Отрезок провода имеет сопротивление Rx и сценарий Ex = IRx, где I не зависит от соединения, поскольку через гальванометр не течет ток. Таким образом, неизвестная ЭДС пропорциональна сопротивлению сегмента провода.

Стандартная ЭДС заменяется на ЭДС x , и точка контакта регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль, так что ЭДС с = IR с .В обоих случаях через гальванометр не проходит ток. Ток I через длинный провод идентичен. Принимая соотношение ЭДС x / ЭДС с , I отменяет, а решение для ЭДС x дает то, что видно в.

Поскольку для R используется длинный однородный провод, соотношение сопротивлений R x / R с такое же, как отношение длин провода, который обнуляет гальванометр для каждой ЭДС.Три величины в правой части уравнения теперь известны или измерены, и можно вычислить ЭДС x . В этом расчете часто меньше неопределенности, чем при прямом использовании вольтметра, но он не равен нулю. Всегда есть некоторая неопределенность в соотношении сопротивлений R x / R s и стандартных ЭДС. Кроме того, невозможно определить, когда гальванометр показывает ровно ноль, что вносит ошибку как в R x , так и в R s , а также может повлиять на текущий I .

Измерения сопротивления

Многие так называемые омметры измеряют сопротивление. Наиболее распространенные омметры прикладывают напряжение к сопротивлению, измеряют ток и вычисляют сопротивление по закону Ома. Их показание — это рассчитанное сопротивление. Простые конфигурации с использованием стандартных вольтметров и амперметров имеют ограниченную точность, поскольку измерители изменяют как напряжение, подаваемое на резистор, так и ток, протекающий через него. Мост Уитстона — это устройство измерения нуля для расчета сопротивления путем уравновешивания падения потенциала в цепи.Устройство называется мостом, потому что гальванометр образует мост между двумя ветвями. Для измерения нуля в цепях используются различные мостовые устройства. Резисторы R 1 и R 2 точно известны, а стрелка через R 3 указывает, что это переменное сопротивление. Можно точно прочитать значение R 3 . При неизвестном сопротивлении Rx в цепи R 3 регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль.

Мост Уитстона : мост Уитстона используется для расчета неизвестных сопротивлений. Переменное сопротивление R3 регулируется до тех пор, пока гальванометр не покажет ноль при замкнутом переключателе. Это упрощает схему, позволяя рассчитывать Rx на основе падения ИК-излучения.

Тогда разность потенциалов между точками b и d равна нулю, что означает, что b и d имеют одинаковый потенциал. При отсутствии тока, протекающего через гальванометр, он не влияет на остальную цепь.Таким образом, ветви abc и adc параллельны, и каждая ветвь имеет полное напряжение источника. Поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение IR вдоль и должно равняться падению IR вдоль ab . Опять же, поскольку b и d имеют одинаковый потенциал, падение ИК-излучения вдоль dc должно равняться падению ИК-излучения вдоль bc . Это уравнение используется для вычисления неизвестного сопротивления, когда ток через гальванометр равен нулю.Этот метод может быть очень точным, но он ограничен двумя факторами. Во-первых, ток через гальванометр не может быть точно равен нулю. Во-вторых, всегда есть неопределенности в R 1 , R 2 и R 3 , которые вносят вклад в неопределенность в R x .

Вольтметры и амперметры постоянного тока — College Physics

Цели обучения

  • Объясните, почему вольтметр нужно подключать параллельно цепи.
  • Нарисуйте схему, показывающую правильно подключенный амперметр в цепь.
  • Опишите, как гальванометр можно использовать как вольтметр или амперметр.
  • Найдите сопротивление, которое необходимо подключить последовательно с гальванометром, чтобы его можно было использовать в качестве вольтметра с заданными показаниями.
  • Объясните, почему измерение напряжения или тока в цепи никогда не может быть точным.

Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток. Некоторые измерители в автомобильных приборных панелях, цифровых камерах, сотовых телефонах и тюнерах-усилителях являются вольтметрами или амперметрами.(См. (Рисунок).) Внутренняя конструкция простейшего из этих счетчиков и то, как они подключены к системе, которую они контролируют, дает более полное представление о применениях последовательного и параллельного подключения.

Датчики топлива и температуры (крайний правый и крайний левый, соответственно) в этом Volkswagen 1996 года представляют собой вольтметры, которые регистрируют выходное напряжение «передающих» устройств, которое, как мы надеемся, пропорционально количеству бензина в баке и температуре двигателя. (Источник: Кристиан Гирсинг)

Вольтметры подключаются параллельно к любому измеряемому напряжению устройства.Параллельное соединение используется потому, что параллельные объекты испытывают одинаковую разность потенциалов. (См. (Рисунок), где вольтметр обозначен символом V.)

Амперметры подключаются последовательно к любому измеряемому току устройства. Последовательное соединение используется потому, что последовательно соединенные объекты имеют одинаковый ток, проходящий через них. (См. (Рисунок), где амперметр обозначен символом A.)

(a) Для измерения разности потенциалов в этой последовательной цепи вольтметр (V) помещают параллельно источнику напряжения или одному из резисторов.Обратите внимание, что напряжение на клеммах измеряется между точками a и b. Невозможно подключить вольтметр напрямую к ЭДС без учета ее внутреннего сопротивления,. (b) Используемый цифровой вольтметр. (Источник: Messtechniker, Wikimedia Commons)

Для измерения тока последовательно подключают амперметр (А). Весь ток в этой цепи протекает через счетчик. Амперметр будет иметь такие же показания, если он расположен между точками d и e или между точками f и a, как и в показанном положении.(Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС и обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Измерители аналоговые: гальванометры

У аналоговых счетчиков есть стрелка, которая поворачивается, чтобы указывать на числа на шкале, в отличие от цифровых счетчиков, которые имеют числовые показания, аналогичные ручному калькулятору. Сердцем большинства аналоговых счетчиков является устройство, называемое гальванометром, обозначаемое буквой G. Ток, протекающий через гальванометр, вызывает пропорциональное отклонение стрелки.(Это отклонение происходит из-за силы магнитного поля на провод с током.)

Двумя важнейшими характеристиками данного гальванометра являются его сопротивление и чувствительность по току. Чувствительность по току — это ток, который дает полное отклонение стрелки гальванометра, максимальный ток, который может измерить прибор. Например, гальванометр с чувствительностью по току имеет максимальное отклонение стрелки при прохождении через него, считывает половину шкалы при протекании через него и т. Д.

Если у такого гальванометра есть сопротивление, то при напряжении, равном только полномасштабное показание. Подключив резисторы к этому гальванометру различными способами, вы можете использовать его как вольтметр или амперметр, который может измерять широкий диапазон напряжений или токов.

Гальванометр как амперметр

Тот же гальванометр можно превратить в амперметр, разместив его параллельно небольшому сопротивлению, часто называемому шунтирующим сопротивлением, как показано на (Рисунок). Поскольку сопротивление шунта невелико, большая часть тока проходит через него, что позволяет амперметру измерять токи, намного превышающие токи, вызывающие полное отклонение гальванометра.

Предположим, например, что нужен амперметр, который дает полное отклонение на 1,0 А и содержит такой же гальванометр с его чувствительностью. Поскольку и параллельны, напряжение на них одинаковое.

Эти капли такие то. Решив и отметив, что это 0,999950 А, мы имеем

Проведение измерений изменяет схему

Когда вы используете вольтметр или амперметр, вы подключаете другой резистор к существующей цепи и, таким образом, изменяете схему.В идеале вольтметры и амперметры не оказывают заметного влияния на схему, но полезно изучить обстоятельства, при которых они влияют или не влияют.

Сначала рассмотрим вольтметр, который всегда размещается параллельно с измеряемым устройством. Через вольтметр протекает очень небольшой ток, если его сопротивление на несколько порядков больше, чем сопротивление устройства, и поэтому на цепь это не оказывает заметного влияния. (См. (Рисунок) (a).) (Большое сопротивление, параллельное малому, имеет суммарное сопротивление, по существу равное малому.) Если, однако, сопротивление вольтметра сопоставимо с сопротивлением измеряемого устройства, то два параллельно подключенных устройства имеют меньшее сопротивление, что существенно влияет на цепь. (См. (Рисунок) (b).) Напряжение на устройстве не такое, как при отключении вольтметра от цепи.

(a) Вольтметр, имеющий сопротивление намного больше, чем сопротивление устройства (), с которым он подключен параллельно, создает параллельное сопротивление, по существу такое же, как и у устройства, и не оказывает заметного влияния на измеряемую цепь.(b) Здесь вольтметр имеет то же сопротивление, что и устройство (), так что параллельное сопротивление составляет половину от того, которое есть, когда вольтметр не подключен. Это пример значительного изменения схемы, которого следует избегать.

Амперметр подключается последовательно к ветви измеряемой цепи, так что его сопротивление добавляется к этой ветви. Обычно сопротивление амперметра очень мало по сравнению с сопротивлениями устройств в цепи, поэтому дополнительное сопротивление незначительно.(См. (Рисунок) (a).) Однако, если задействованы очень малые сопротивления нагрузки или если сопротивление амперметра не такое низкое, как должно быть, то общее последовательное сопротивление значительно больше, и ток в ветви измеряется уменьшается. (См. (Рисунок) (b).)

Практическая проблема может возникнуть, если амперметр подключен неправильно. Если его подключить параллельно с резистором для измерения тока в нем, вы можете повредить счетчик; низкое сопротивление амперметра позволит большей части тока в цепи проходить через гальванометр, и этот ток будет больше, поскольку эффективное сопротивление меньше.

(a) Амперметр обычно имеет такое маленькое сопротивление, что общее последовательное сопротивление в измеряемой ветви существенно не увеличивается. Схема практически не изменилась по сравнению с отсутствием амперметра. (b) Здесь сопротивление амперметра такое же, как и сопротивление ветви, так что общее сопротивление удваивается, а ток вдвое меньше, чем без амперметра. Этого существенного изменения схемы следует избегать.

Одним из решений проблемы вольтметров и амперметров, мешающих измеряемым цепям, является использование гальванометров с большей чувствительностью.Это позволяет создавать вольтметры с большим сопротивлением и амперметры с меньшим сопротивлением, чем при использовании менее чувствительных гальванометров.

Существуют практические пределы чувствительности гальванометра, но можно получить аналоговые измерители, которые делают измерения с точностью до нескольких процентов. Обратите внимание, что неточность возникает из-за изменения схемы, а не из-за неисправности измерителя.

Связи: границы знаний

Выполнение измерения изменяет измеряемую систему таким образом, что приводит к погрешности измерения.Для макроскопических систем, таких как схемы, обсуждаемые в этом модуле, изменение обычно можно сделать пренебрежимо малым, но полностью исключить его нельзя. Для субмикроскопических систем, таких как атомы, ядра и более мелкие частицы, измерение изменяет систему таким образом, что невозможно сделать сколь угодно малым. Это фактически ограничивает знания о системе — даже ограничивает то, что природа может знать о самой себе. Мы увидим глубокие последствия этого, когда принцип неопределенности Гейзенберга будет обсуждаться в модулях по квантовой механике.

Существует еще один метод измерения, основанный на полном отсутствии тока и, следовательно, без изменения схемы. Они называются нулевыми измерениями и являются темой нулевых измерений. Цифровые измерители, которые используют твердотельную электронику и нулевые измерения, могут достигать точности в одну часть.

Проверьте свое понимание

Цифровые счетчики способны обнаруживать меньшие токи, чем аналоговые счетчики, использующие гальванометры. Как это объясняет их способность измерять напряжение и ток более точно, чем аналоговые измерители?

Поскольку цифровые счетчики требуют меньшего тока, чем аналоговые счетчики, они изменяют схему меньше, чем аналоговые счетчики.Их сопротивление в качестве вольтметра может быть намного больше, чем у аналогового измерителя, а их сопротивление в качестве амперметра может быть намного меньше, чем у аналогового измерителя. Обратитесь к (Рисунок) и (Рисунок) и их обсуждение в тексте.

Исследования PhET: комплект для конструирования цепей (только для постоянного тока), виртуальная лаборатория

Стимулируйте нейрон и следите за тем, что происходит. Сделайте паузу, перемотайте назад и двигайтесь вперед во времени, чтобы наблюдать за перемещением ионов через мембрану нейрона.

Сводка раздела

  • Вольтметры измеряют напряжение, а амперметры измеряют ток.
  • Вольтметр помещается параллельно источнику напряжения для получения полного напряжения и должен иметь большое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
  • Амперметр подключается последовательно, чтобы получить полный ток, протекающий через ответвление, и должен иметь небольшое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.
  • Оба могут быть основаны на комбинации резистора и гальванометра, устройства, которое дает аналоговые показания тока.
  • Стандартные вольтметры и амперметры изменяют измеряемую цепь и, таким образом, имеют ограниченную точность.

Концептуальные вопросы

Почему не следует подключать амперметр непосредственно к источнику напряжения, как показано на (Рисунок)? (Обратите внимание, что скрипт E на рисунке означает ЭДС.)

Предположим, вы используете мультиметр (предназначенный для измерения диапазона напряжений, токов и сопротивлений) для измерения тока в цепи и случайно оставляете его в режиме вольтметра. Как измеритель повлияет на схему? Что бы произошло, если бы вы измеряли напряжение, но случайно перевели измеритель в режим амперметра?

Для измерения токов на (рис.) Замените провод между двумя точками амперметром.Укажите точки, между которыми вы разместите амперметр, чтобы измерить следующее: (a) общий ток; (б) текущий ток; (c) через; (d) через. Обратите внимание, что на каждую часть может быть несколько ответов.

Как пользоваться мультиметром

Добавлено в избранное Любимый 59

Введение

Итак … как пользоваться мультиметром? Из этого туториала Вы узнаете, как использовать цифровой мультиметр (DMM), незаменимый инструмент, который можно использовать для диагностики цепей, изучения электронных устройств других людей и даже тестирования батареи.Отсюда и название «мульти» — «метр» (множественное измерение).

Основные параметры, которые мы измеряем, — это напряжение и ток. Мультиметр также отлично подходит для некоторых базовых проверок работоспособности и устранения неполадок. Ваша схема не работает? Переключатель работает? Поставь на него счетчик! Мультиметр — ваша первая защита при поиске и устранении неисправностей в системе. В этом руководстве мы рассмотрим измерение напряжения, тока, сопротивления и целостности цепи.


Рекомендуемая литература

Эти концепции могут быть полезны в этом руководстве:

Мы будем использовать SparkFun VC830L на протяжении всего руководства, но эти методы должны применяться к большинству мультиметров.

Цифровой мультиметр — базовый

В наличии TOL-12966

Цифровой мультиметр (DMM) — незаменимый инструмент в арсенале каждого энтузиаста электроники. Цифровой мультиметр SparkFun, h…

21 год

Видео

Ищете мультиметр, который подходит именно вам?

Мы вас прикрыли!

Цифровой мультиметр — базовый

В наличии TOL-12966

Цифровой мультиметр (DMM) — незаменимый инструмент в арсенале каждого энтузиаста электроники.Цифровой мультиметр SparkFun, h…

21 год

Умный тестер SMD

Распродано TOL-10829

Этот умный тестер SMD представляет собой по сути пару мультиметрового пинцета. Это позволяет устранять неисправности в цепях с малым SMD p…

. 1

Детали мультиметра

Мультиметр состоит из трех частей:

  • Дисплей
  • Ручка выбора
  • Порты

Дисплей обычно имеет четыре цифры и возможность отображения отрицательного знака.Некоторые мультиметры имеют дисплеи с подсветкой для лучшего обзора в условиях низкой освещенности.

Ручка выбора позволяет пользователю настроить мультиметр на считывание различных значений, таких как ток в миллиамперах (мА), напряжение (В) и сопротивление (& Ом;).

Два датчика вставляются в два порта на передней панели устройства. COM обозначает общий и почти всегда подключается к земле или «-» цепи. Зонд COM обычно черный, но между красным и черным зондом нет никакой разницы, кроме цвета. 10A — специальный порт, используемый при измерении больших токов (более 200 мА). мАВОм — это порт, к которому обычно подключается красный зонд. Этот порт позволяет измерять ток (до 200 мА), напряжение (В) и сопротивление (& Ом;). Щупы имеют разъем типа банан на конце, который подключается к мультиметру. Любой зонд с банановой вилкой будет работать с этим измерителем. Это позволяет использовать различные типы датчиков.

Использование мультиметра для проверки напряжения LiPo батареи.


Типы датчиков

Для мультиметров доступно множество различных типов щупов. Вот несколько наших любимых:

  • Зажимы типа «банан» для «аллигатора»: это отличные кабели для подключения к большим проводам или контактам на макетной плате. Подходит для проведения долгосрочных тестов, когда вам не нужно удерживать зонды на месте, пока вы манипулируете цепью.
  • Banana to IC Hook: крючки IC хорошо работают с меньшими ИС и ножками ИС.
  • Банан для пинцета: Пинцет удобен, если вам нужно протестировать компоненты SMD.
  • Банан для тестирования датчиков: если вы когда-нибудь сломаете датчик, их будет дешево заменить!

Кабели с крючками от банана к микросхеме

В наличии CAB-00506

Это различные кабели с выводами для подключения к мультиметрам, источникам питания, осциллографам, генераторам функций и т. Д.Кабели…

7

Кабель от банана к аллигатору

В наличии CAB-00509

Это различные кабели с выводами для подключения к мультиметрам, источникам питания, осциллографам, генераторам функций и т. Д.Кабели…

2

Измерение напряжения

Для начала измеряем напряжение на батарее AA: Подключите черный щуп к COM , а красный щуп к mAVΩ . Установите мультиметр на «2V» в диапазоне постоянного тока. Практически вся портативная электроника использует постоянный ток, а не переменный ток.Подключите черный щуп к заземлению аккумулятора или к «-», а красный щуп к питанию или к «+». Слегка прижмите щупы к положительной и отрицательной клеммам батареи AA. Если у вас новая батарея, вы должны увидеть на дисплее около 1,5 В (эта батарея совершенно новая, поэтому ее напряжение немного выше 1,5 В).

Если вы измеряете напряжение постоянного тока (например, аккумулятор или датчик, подключенный к Arduino), вы хотите установить ручку там, где V имеет прямую линию.Напряжение переменного тока (например, выходящее из стены) может быть опасным, поэтому нам редко нужно использовать настройку напряжения переменного тока (V с волнистой линией рядом с ним). Если вы возитесь с переменным током, мы рекомендуем вам приобрести бесконтактный тестер, а не использовать цифровой мультиметр.

Используйте V с прямой линией для измерения напряжения постоянного тока

Используйте V с волнистой линией для измерения напряжения переменного тока

Что произойдет, если поменять местами красный и черный щупы? Показания мультиметра просто отрицательные.Ничего страшного не происходит! Мультиметр измеряет напряжение относительно общего щупа. Какое напряжение на «+» батареи по сравнению с общим или отрицательным контактом? 1,5 В. Если мы переключаем датчики, мы определяем «+» как общую или нулевую точку. Какое напряжение на «-» батареи по сравнению с нашим новым нулем? -1,5 В!

Теперь давайте построим простую схему, чтобы продемонстрировать, как измерять напряжение в реальных условиях. Схема представляет собой просто 1 кОм; и синий сверхяркий светодиод с питанием от модуля питания SparkFun Breadboard.Для начала давайте убедимся, что схема, с которой вы работаете, правильно запитана. Если ваш проект должен быть на 5 В, но меньше 4,5 В или больше 5,5 В, это быстро даст вам указание на то, что что-то не так, и вам может потребоваться проверить соединения питания или проводку вашей цепи.

Измерение напряжения на стержне источника питания.

Установите ручку в положение «20V» в диапазоне постоянного тока (рядом с диапазоном напряжения постоянного тока отображается буква V с прямой линией).Мультиметры обычно не поддерживают автоматический выбор диапазона. Вы должны установить мультиметр на диапазон, который он может измерять. Например, 2V измеряет напряжения от до 2 вольт , а 20V измеряет напряжения от до 20 вольт . Поэтому, если вы измеряете аккумулятор на 12 В, используйте настройку 20 В. Система 5В? Используйте настройку 20 В. Если вы установите его неправильно, вы, вероятно, увидите, что экран счетчика изменился, а затем прочитал «1».

С некоторой силой (представьте, что воткнули вилку в кусок жареного мяса) надавите зондами на два открытых куска металла.Один зонд должен контактировать с GND-соединением. Один зонд для подключения VCC или 5 В.

Мы также можем протестировать различные части схемы. Эта практика называется узловым анализом и является основным строительным блоком в анализе цепей. Измеряя напряжение в цепи, мы можем увидеть, сколько напряжения требуется каждому компоненту. Давайте сначала измерим всю схему. Измеряя, откуда напряжение поступает на резистор, а затем на землю светодиода, мы должны увидеть полное напряжение цепи, которое, как ожидается, будет около 5 В.

Затем мы можем увидеть, какое напряжение потребляет светодиод. Это то, что называется падением напряжения на светодиоде. Если сейчас это не имеет смысла, не бойтесь. Это позволит вам больше исследовать мир электроники. Важно отметить, что можно измерять различные части схемы для анализа схемы в целом.

Этот светодиод использует 2,66 В доступного источника питания 5 В. Это ниже, чем прямое напряжение, указанное в таблице данных, из-за того, что схема имеет только небольшой ток, проходящий через нее, но об этом чуть позже.

Перегрузка

Что произойдет, если вы выберете настройку напряжения, слишком низкую для напряжения, которое вы пытаетесь измерить? Ничего плохого. Счетчик просто отобразит 1. Это счетчик пытается сказать вам, что он перегружен или находится вне диапазона. Все, что вы пытаетесь прочитать, слишком много для этой конкретной обстановки. Попробуйте установить ручку мультиметра на более высокое значение.

Показание 5 В в этой цепи слишком много для настройки 2 В на мультиметре.

Ручка выбора

Почему ручка счетчика показывает 20 В, а не 10 В? Если вы хотите измерить напряжение менее 20 В, выберите настройку 20 В. Это позволит вам читать от 2,00 до 19,99 .

Первая цифра на многих мультиметрах может отображать только «1», поэтому диапазоны ограничены 1 9,99 вместо 9 9,99. Следовательно, максимальный диапазон 20 В вместо максимального диапазона 99 В.

Предупреждение! В общем, придерживайтесь цепей постоянного тока (настройки мультиметра с прямыми линиями, а не кривыми линиями).Большинство мультиметров могут измерять системы переменного тока (переменного тока), но цепи переменного тока могут быть опасными. Настенная розетка с переменным током или «сетевым напряжением» — это то, что может вас здорово вывести из строя. ОЧЕНЬ бережно относитесь к AC. Если вам нужно проверить, включена ли розетка, используйте тестер переменного тока. На самом деле нам нужно измерить переменный ток только тогда, когда у нас есть розетка, которая работает забавно (действительно ли она на 110 В?), Или если мы пытаемся управлять нагревателем (например, горячей плитой). Не торопитесь и дважды проверьте все, прежде чем проверять цепь переменного тока.

Измерение сопротивления

Нормальные резисторы имеют цветовую маркировку. Если вы не знаете, что они означают, ничего страшного! Существует множество простых в использовании онлайн-калькуляторов. Однако, если вы когда-нибудь окажетесь без доступа в Интернет, мультиметр очень удобен для измерения сопротивления.

Выберите случайный резистор и установите на мультиметре значение 20 кОм. Затем прижмите щупы к ножкам резистора с таким же усилием, как при нажатии клавиши на клавиатуре.

Измеритель покажет одно из трех значений: 0,00 , 1 или фактическое значение резистора .

  • В этом случае измеритель показывает 0,97, что означает, что этот резистор имеет значение 970 Ом или около 1 кОм (помните, что вы находитесь в режиме 20 кОм или 20000 Ом, поэтому вам нужно переместить десятичную запятую на три разряда вправо или 970 Ом. ).

  • Если мультиметр показывает 1 или отображает OL , значит, он перегружен. Вам нужно будет попробовать более высокий режим, такой как режим 200 кОм или режим 2 МОм (мегаом).В этом нет ничего страшного, это просто означает, что необходимо отрегулировать ручку диапазона.

  • Если мультиметр показывает 0,00 или почти ноль, то вам необходимо понизить режим до 2 кОм или 200 Ом .

Помните, что многие резисторы имеют допуск 5%. Это означает, что цветовой код может указывать на 10 000 Ом (10 кОм), но из-за несоответствий в производственном процессе резистор 10 кОм может быть от 9,5 кОм или до 10.5кОм. Не волнуйтесь, он отлично подойдет как подтягивающий или общий резистор.

Давайте опустим измеритель до следующего минимального значения, 2 кОм. Что просходит?

Не так много изменилось. Поскольку этот резистор (1 кОм) меньше 2 кОм, он все равно отображается на дисплее. Однако вы заметите, что после десятичной запятой есть еще одна цифра, что дает нам немного более высокое разрешение при чтении. А как насчет следующего минимального значения?

Теперь, так как 1k & ohm; больше 200 Ом, мы достигли максимального значения счетчика, и он сообщает вам, что он перегружен и вам нужно попробовать установить более высокое значение.

Как показывает опыт, резистор менее 1 Ом можно встретить редко. Помните, что измерение сопротивления не идеально. Температура может сильно повлиять на показания. Кроме того, измерение сопротивления устройства, когда оно физически установлено в цепи, может быть очень сложной задачей. Окружающие компоненты на печатной плате могут сильно повлиять на показания.


Измерение тока

Ток считывания — одно из самых сложных и информативных показаний в мире встроенной электроники.Это сложно, потому что вам нужно последовательно измерять ток. Если напряжение измеряется путем подключения VCC и GND (параллельно), для измерения тока необходимо физически прервать прохождение тока и подключить измеритель к сети. Чтобы продемонстрировать это, мы будем использовать ту же схему, что и в секции измерения напряжения.

Первое, что нам понадобится, это лишний кусок провода. Как уже упоминалось, нам нужно физически прервать цепь, чтобы измерить ток. Другими словами, вытащите провод VCC, идущий к резистору, добавьте провод к тому месту, где этот провод был подключен, а затем проверьте от вывода питания на блоке питания до резистора.Это эффективно «обрывает» питание схемы. Затем мы вставляем мультиметр в линию, чтобы он мог измерять ток, когда он «течет» через мультиметр в макетную плату.

Для этих картинок мы обманули и использовали зажимы из крокодиловой кожи. При измерении тока часто полезно наблюдать за тем, что ваша система делает с течением времени, в течение нескольких секунд или минут. Хотя вам, возможно, захочется встать и поднести датчики к системе, иногда легче освободить руки. Эти щупы с зажимом типа «крокодил» могут пригодиться.Обратите внимание, что почти все мультиметры имеют разъемы одинакового размера (их называют «банановые вилки»), поэтому, если вы в затруднении, вы можете использовать щупы вашего друга.

Теперь, когда мультиметр подключен, мы можем установить шкалу в правильное положение и измерить ток. Измерение тока работает так же, как напряжение и сопротивление — вы должны получить правильный диапазон. Установите мультиметр на 200 мА и работайте оттуда. Потребление тока для многих макетных проектов обычно составляет менее 200 мА. Убедитесь, что красный зонд вставлен в порт с предохранителем на 200 мА.На нашем любимом мультиметре отверстие 200 мА — это тот же порт / отверстие, что и показания напряжения и сопротивления (порт обозначен как мАВΩ ). Это означает, что вы можете держать красный зонд в том же порту для измерения тока, напряжения или сопротивления. Однако, если вы подозреваете, что ваша схема будет использовать около 200 мА или более, переключите зонд на сторону 10 А. на всякий случай. Перегрузка по току может привести к сгоранию предохранителя, а не просто к отображению перегрузки. Подробнее об этом чуть позже.

Эта цепь потребляла только 1.8 мА во время измерения, небольшой ток. Среднее значение было ближе к 2,1 мА.

Поймите, что мультиметр действует как кусок провода — вы замкнули цепь, и она включится. Это важно, потому что с течением времени светодиод, микроконтроллер, датчик или любое другое измеряемое устройство может изменить свое энергопотребление (например, включение светодиода может привести к увеличению на 20 мА на секунду, а затем к снижению на секунду при включении. выключенный).На дисплее мультиметра вы должны увидеть мгновенное значение тока. Все мультиметры снимают показания с течением времени, а затем выдают среднее значение , поэтому ожидайте, что показания будут колебаться. В целом, более дешевые счетчики будут в среднем более жестко и медленнее реагировать, поэтому относитесь к каждому показанию с долей скептицизма. Мысленно возьмите средний диапазон, например, от 7 до 8 мА при нормальных условиях 5 В (а не 7,48 мА).

Как и при других измерениях, при измерении тока цвет щупов не имеет значения.Что произойдет, если мы поменяем зонды? Ничего страшного не происходит! Это просто приводит к тому, что текущее показание становится отрицательным:

Ток все еще течет через систему, вы только что изменили свою точку зрения, и теперь счетчик показывает отрицательное значение.

Помните! Когда вы закончите использовать измеритель, всегда возвращайте измеритель для считывания напряжения (верните щупы в порт напряжения, настройте измеритель на считывание диапазона постоянного напряжения, если необходимо). Обычно берут измеритель и начинают быстро измерять напряжение между двумя контактами.Если вы оставили свой счетчик в режиме «тока», вы не увидите напряжение на дисплее. Вместо этого вы увидите «0,000», указывающее на отсутствие тока между VCC и GND. В течение этой доли секунды вы подключите VCC к GND через ваш измеритель, и предохранитель 200 мА перегорит = плохо. Поэтому, прежде чем положить глюкометр на ночь, не забудьте оставить глюкометр в хорошем состоянии.

Первые несколько раз измерить ток может быть непросто. Не волнуйтесь, если вы перегорите предохранитель — мы делали это десятки раз! В следующем разделе мы покажем вам, как заменить предохранитель.


Непрерывность

Тестирование непрерывности — это проверка сопротивления между двумя точками. Если сопротивление очень низкое (менее нескольких Ом), две точки соединяются электрически, и издается звуковой сигнал. Если сопротивление превышает несколько Ом, значит, цепь разомкнута и звуковой сигнал не издается. Этот тест помогает убедиться, что соединения выполнены правильно между двумя точками. Этот тест также помогает нам определить, подключены ли две точки, которых не должно быть.

Непрерывность, возможно, самая важная функция для гуру встраиваемого оборудования. Эта функция позволяет нам проверять проводимость материалов и отслеживать, где были выполнены или не выполнены электрические соединения.

Установите мультиметр в режим «Непрерывность». Он может отличаться в зависимости от цифрового мультиметра, но ищите символ диода с распространяющимися волнами вокруг него (например, звук, исходящий из динамика).

Мультиметр установлен в режим проверки целостности цепи.

Теперь соедините щупы вместе.Мультиметр должен издать звуковой сигнал (Примечание: не все мультиметры имеют настройку непрерывности, но большинство должно). Это показывает, что очень небольшое количество тока может протекать без сопротивления (или, по крайней мере, с очень маленьким сопротивлением) между датчиками.

Предупреждение! В общем, выключите систему перед проверкой целостности цепи.

На макетной плате, на которую подается питание , а не , используйте щупы, чтобы проткнуть два отдельных контакта заземления. Вы должны услышать тональный сигнал, указывающий, что они подключены.Подключите пробники от контакта VCC на микроконтроллере к VCC на источнике питания. Он должен издать звуковой сигнал, указывающий, что питание свободно течет от вывода VCC к микроконтроллеру. Если он не издает тонального сигнала, вы можете начать следовать по маршруту, по которому проходит медный провод, и определять, есть ли обрывы в линии, проводе, макете или печатной плате.

Continuity — отличный способ проверить, соприкасаются ли два контакта SMD. Если ваши глаза не видят этого, мультиметр обычно является отличным вторым ресурсом для тестирования.

Когда система не работает, непрерывность — еще одна вещь, которая помогает устранить неполадки в системе.Вот шаги, которые необходимо предпринять:

  1. Если система включена, внимательно проверьте VCC и GND с настройкой напряжения, чтобы убедиться, что напряжение находится на правильном уровне. Если система 5 В работает при 4,2 В, внимательно проверьте свой регулятор, он может быть очень горячим, что указывает на то, что система потребляет слишком большой ток.
  2. Выключите систему и проверьте целостность цепи между VCC и GND. Если есть непрерывность (если вы слышите звуковой сигнал), значит, у вас где-то короткое замыкание.
  3. Выключите систему.Убедитесь, что VCC и GND правильно подключены к контактам микроконтроллера и других устройств. Система может быть включена, но отдельные микросхемы могут быть подключены неправильно.
  4. Предположим, вы можете запустить микроконтроллер, отложить мультиметр в сторону и перейти к последовательной отладке или использовать логический анализатор для проверки цифровых сигналов.

Обрыв цепи и большие конденсаторы: При обычном поиске неисправностей. вы будете проверять целостность цепи между землей и шиной VCC.Это хорошая проверка работоспособности перед включением прототипа, чтобы убедиться, что в системе питания нет короткого замыкания. Но не удивляйтесь, если вы услышите короткий звуковой сигнал! при зондировании. Это связано с тем, что в системе питания часто присутствует значительная емкость. Мультиметр ищет очень низкое сопротивление, чтобы увидеть, подключены ли две точки. Конденсаторы будут действовать как короткое замыкание в течение доли секунды, пока не заполнятся энергией, а затем будут действовать как открытое соединение. Поэтому вы услышите короткий звуковой сигнал, а затем ничего.Ничего страшного, просто шапки заряжаются.


Замена предохранителя

Одна из наиболее распространенных ошибок нового мультиметра — это измерение тока на макетной плате путем измерения от VCC до GND (плохо!). Это немедленно приведет к короткому замыканию на землю через мультиметр, что приведет к потере питания макетной платы. Когда ток проходит через мультиметр, внутренний предохранитель нагревается, а затем перегорает, когда через него протекает ток 200 мА. Это произойдет за доли секунды и без каких-либо реальных звуковых или физических признаков того, что что-то не так.

Вау, это было здорово. Что теперь? Во-первых, помните, что измерение тока выполняется последовательно (прервите линию VCC на макетную плату или микроконтроллер, чтобы измерить ток). Если вы попытаетесь измерить ток с помощью перегоревшего предохранителя, вы, вероятно, заметите, что измеритель показывает «0,00» и что система не включается, как должна, когда вы присоединяете мультиметр. Это связано с тем, что внутренний предохранитель сломан и действует как обрыв провода или обрыв. Не волнуйтесь, это происходит постоянно, и его устранение стоит около 1 доллара.

Чтобы заменить предохранитель, возьмите удобную мини-отвертку и начните выкручивать винты. Цифровой мультиметр SparkFun довольно легко разобрать. Начните со снятия пластины аккумулятора и аккумулятора.

Затем удалите два винта, скрывающиеся за пластиной аккумулятора.

Слегка приподнимите переднюю часть мультиметра.

Теперь обратите внимание на крючки на нижнем крае лица. Вам нужно будет сдвинуть лицо в сторону с небольшим усилием, чтобы освободить эти крючки.

После того, как лицевая часть отцеплена, она должна легко выйти. Теперь вы можете заглянуть внутрь мультиметра!

Осторожно поднимите предохранитель, и он выскочит.

Убедитесь, что заменил правильный предохранитель на правильный тип . Другими словами, замените предохранитель на 200 мА на предохранитель на 200 мА.

Предупреждение! ЗАПРЕЩАЕТСЯ класть предохранитель на 10 А туда, где должен находиться предохранитель на 200 мА. Размещение предохранителей может не совпадать с размещением портов зонда.Прочтите металлический колпачок на обоих концах предохранителя, чтобы дважды проверить, какой именно.

Компоненты и дорожки на печатной плате внутри мультиметра рассчитаны на разные величины тока. Вы повредите и, возможно, испортите свой мультиметр, если случайно пропустите 5 А через порт 200 мА.

Бывают случаи, когда вам нужно измерить сильноточные устройства, такие как двигатель или нагревательный элемент. Вы видите два места для размещения красного щупа на передней панели мультиметра? 10A слева и мАВОм справа? Если вы попытаетесь измерить ток более 200 мА на порте mAVΩ , вы рискуете перегореть предохранитель.Но если вы используете порт 10A для измерения тока, вы значительно снизите риск перегорания предохранителя. Компромисс — чувствительность. Как мы уже говорили выше, используя порт 10A и настройку ручки, вы сможете читать только до 0,01A или 10 мА. Большинство моих систем используют более 10 мА, поэтому настройка и порт 10 А работают достаточно хорошо. Если вы пытаетесь измерить очень низкую мощность (микро или наноампер), порт 200 мА с 2 мА, 200 мкА или 20 мкА может быть тем, что вам нужно.

Помните: Если ваша система может использовать более 100 мА, вы должны начать с красного зонда, подключенного к порту 10A и установки ручки 10A .

С цифровыми мультиметрами стоимостью менее 50 долларов измерения, которые вы, вероятно, будете выполнять, являются просто показаниями для устранения неполадок, а не результатами научных экспериментов. Если вам действительно нужно увидеть, как ИС использует ток или напряжение с течением времени, используйте стенд Agilent или другой высококачественный стенд. Эти устройства имеют более высокую точность и предлагают широкий спектр необычных функций (некоторые из них включают Тетрис!). Банни Хуанг, разработчик оборудования Chumby, использует высокоточные показания тока для устранения неисправностей плат во время заключительных процедур тестирования Chumby.Посмотрев на потребление тока разными платами, которые вышли из строя (например, данная неисправная плата потребляет 210 мА больше обычного), он мог определить, что не так с платой (при выходе из строя ОЗУ она обычно использует 210 мА больше обычного). Выявление возможных неисправностей значительно упрощает переделку и ремонт плат.


Что делает хороший мультиметр?

У каждого свои предпочтения, но в целом предпочтительны мультиметры с непрерывностью измерения.Все остальные функции — это просто вишенка на торте.

Существуют причудливые мультиметры с автоматическим выбором диапазона и , что означает, что они автоматически изменяют свой внутренний диапазон, пытаясь найти правильное напряжение, сопротивление или ток предмета, в который вы ткнете. Автоматический выбор диапазона может быть очень полезным, если вы знаете, как его использовать. Вообще говоря, мультиметры с автоподстройкой диапазона более качественные и обычно имеют больше функций. Так что если вам дадут мультиметр с автодиапазоном, используйте его! Просто знайте, как перевести его в ручной режим.Напряжение или ток в цепи могут колебаться довольно быстро. В некоторых системах ток или напряжение настолько непостоянны, что автоматический выбор диапазона не может сравняться с этим.

ЖК-дисплей с задней подсветкой — это необычно, но когда вы в последний раз измеряли свою схему в темноте? Обычно мы избегаем страшных лесов и ситуаций, которые требуют от нас тестирования вещей посреди ночи, но некоторым людям может понадобиться или понадобится мультиметр, совместимый с темнотой.

Хороший щелчок на селекторе диапазона на самом деле является большим плюсом в нашей книге.Мягкая ручка обычно указывает на некачественный счетчик.

Достойные пробники — это плюс. Со временем провода будут ломаться в точке изгиба. Мы видели, как провода полностью выходят из зондов — и это всегда в тот момент, когда зонды должны работать! Если вы сломаете зонд, его будет достаточно дешево заменить.

Автоотключение — отличная функция, которая редко встречается на более дешевых мультиметрах. Это функция, которая может принести пользу как новичкам, так и опытным пользователям, поскольку легко забыть выключить глюкометр в 2 часа ночи.Цифровой мультиметр SparkFun не имеет этой функции, но, к счастью, он очень маломощный. Мы оставили мультиметр на два дня, прежде чем батарея на 9 В начала разряжаться. Тем не менее, не забудьте выключить глюкометр!

Теперь вы готовы использовать цифровой мультиметр для измерения окружающего мира. Не стесняйтесь использовать его, чтобы ответить на многие вопросы. Я считаю, что мой светодиод выдает 20 мА, правда? Какое напряжение у лимона? Стакан из воды токопроводящий? Можно ли заменить эти провода алюминиевой фольгой? Цифровой мультиметр ответит на эти и многие другие вопросы об электронике.


Покупка мультиметра

Цифровой мультиметр — незаменимый инструмент в арсенале каждого энтузиаста электроники. Вот несколько мультиметров и наборов с мультиметрами, которые подойдут как для начинающих, так и для опытных любителей.

Наши рекомендации:

Цифровой мультиметр — базовый

В наличии TOL-12966

Цифровой мультиметр (DMM) — незаменимый инструмент в арсенале каждого энтузиаста электроники.Цифровой мультиметр SparkFun, h…

21 год

Мушиметр

На пенсии ТОЛ-13843

Mooshimeter — это мультиметр для тестирования многоканальных цепей, который использует ваш смартфон или планшет через Bluetooth 4.0, как…

14 Пенсионер Нажмите, чтобы просмотреть дополнительные параметры мультиметра

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы знаете основы использования цифрового мультиметра, ознакомьтесь с этими руководствами, чтобы использовать свой новый навык:

Или ознакомьтесь с некоторыми из этих связанных сообщений в блогах.

Проблемы с подключением вольтметра серии

Вы не хотите менять то, что вы пытаетесь измерить

Когда вы проводите измерение, вы не хотите, чтобы ваш измерительный прибор менял то, что вы на самом деле пытаетесь измерить. Нет смысла привязывать к спринтеру большое тяжелое колесо, чтобы узнать, с какой скоростью он бежит.

Вольтметры подключаются параллельно, потому что они должны измерять разницу в напряжении между двумя точками.

Анимация, показывающая, как подключить вольтметр параллельно.

Итак, мы хотим, чтобы наш вольтметр имел очень высокое сопротивление или очень низкое сопротивление? Ответ может вас удивить.

Вольтметры имеют очень высокое сопротивление

Комбинация высокого сопротивления (например, вольтметра), подключенного параллельно, с меньшим сопротивлением (например, лампочка), имеет эффективное сопротивление, немного меньшее, чем небольшое сопротивление (лампочка). Другими словами, эффект почти такой же, как и при использовании одной только лампочки, чего мы и хотим.

График, иллюстрирующий некоторые практические правила для эффективного сопротивления параллельных цепей.

Если бы вольтметр имел очень низкое сопротивление, то эффективное сопротивление было бы немного меньше, чем у самого вольтметра. Это будет намного меньше, чем просто лампа сама по себе, поэтому, добавив вольтметр, вы измените схему, которую вы пытаетесь измерить.

Проблема с подключением вольтметра последовательно

Если вы разомкните цепь и вставите вольтметр, вы создадите в цепи большое сопротивление, и ток повсюду будет небольшим.Это означает, что лампочка не горит, а это значит, что вы не измеряете напряжение на лампочке, когда она горит.

Использование вольтметра при обрыве

Как ни странно, вольтметр будет показывать 6 вольт, потому что почти все напряжение падает на вольтметре, а не на лампочке.

Если вы удалили вольтметр, чтобы цепь больше не была замкнута, то напряжение все еще есть, даже если ток не течет. Таким образом, подключение такого вольтметра на самом деле похоже на измерение напряжения между двумя точками «разомкнутой цепи».

Анимация, показывающая, как вольтметр можно использовать для измерения напряжений, когда цепь не замкнута.

назад к уроку 5: Напряжение и ток

Как пользоваться мультиметром

Не знаете, что такое мультиметр и что с ним можно делать? Тогда вы попали в нужное место! Ниже представлен обзор того, что такое мультиметры и для чего они нужны.Чтобы узнать, как использовать мультиметр, найти идеи использования мультиметра или найти фотографии с пометками различных моделей мультиметра, щелкните другие вкладки (выше) в этом руководстве по мультиметру.

В этом разделе даны ответы на следующие вопросы:

Что такое мультиметр?

Мультиметр — это удобный инструмент, который вы используете для измерения электричества, точно так же, как вы использовали бы линейку для измерения расстояния, секундомер для измерения времени или весы для измерения веса. Плюс мультиметра в том, что он, в отличие от линейки, часов или весов, может измерять различных предметов — что-то вроде мультитула.У большинства мультиметров есть ручка на передней панели, которая позволяет вам выбирать, что вы хотите измерить. Ниже представлен типичный мультиметр. Есть много разных моделей мультиметров; посетите галерею мультиметра, чтобы увидеть фотографии дополнительных моделей с этикетками.


Рисунок 1. Типичный мультиметр.

Что могут измерять мультиметры?

Практически все мультиметры могут измерять напряжение , ток и сопротивление .См. Следующий раздел для объяснения того, что означают эти термины, и щелкните вкладку «Использование мультиметра» выше, чтобы получить инструкции по выполнению этих измерений.

У некоторых мультиметров есть проверка целостности цепи , что приводит к громкому звуковому сигналу, если два объекта электрически соединены. Это полезно, если, например, вы собираете схему и соединяете провода или выполняете пайку; звуковой сигнал означает, что все подключено и ничего не отсоединилось. Вы также можете использовать его, чтобы убедиться, что две вещи подключены к , а не к , чтобы предотвратить короткое замыкание.

Некоторые мультиметры также имеют функцию проверки диода . Диод похож на односторонний клапан, который пропускает электричество только в одном направлении. Точная функция проверки диодов может варьироваться от мультиметра к мультиметру. Если вы работаете с диодом и не можете сказать, в каком направлении он проходит в цепи, или если вы не уверены, что диод работает должным образом, функция проверки может оказаться весьма удобной. Если в вашем мультиметре есть функция проверки диодов, прочтите руководство, чтобы узнать, как именно она работает.

Усовершенствованные мультиметры

могут иметь другие функции, такие как возможность измерения и идентификации других электрических компонентов, таких как транзисторы или конденсаторы. Поскольку не все мультиметры имеют эти функции, мы не будем рассматривать их в этом руководстве. Вы можете прочитать руководство к мультиметру, если вам нужно использовать эти функции.

Что такое напряжение, сила тока и сопротивление?

Если вы раньше не слышали об этих терминах, мы дадим здесь очень простое вводное объяснение.Вы можете узнать больше о напряжении, токе и сопротивлении на вкладке «Ссылки» выше. Помните, что напряжение, ток и сопротивление — это измеримые величины, каждая из которых измеряется в блоке , который имеет символ , точно так же, как расстояние — это величина, которая может быть измерена в метрах, а символ для метров — м .

  • Напряжение — это то, насколько сильно электричество «проталкивается» через цепь. Более высокое напряжение означает, что электричество подается сильнее.Напряжение измеряется в вольт . Обозначение для вольт: В, .
  • Ток — это количество электричества, протекающего по цепи. Более высокий ток означает, что протекает больше электричества. Сила тока измеряется в ампер . Обозначение для ампер — A .
  • Сопротивление — это то, насколько трудно электричеству проходить через что-то. Более высокое сопротивление означает, что электричеству труднее течь.Сопротивление измеряется в Ом Ом. Обозначение для омов — Ом (заглавная греческая буква омега).

Техническая нота

Символ, который используется для единицы , обычно отличается от символа для переменной в уравнении. Например, напряжение, ток и сопротивление связаны законом Ома (см. Вкладку «Ссылки», чтобы узнать больше о законе Ома):

[Пожалуйста, включите JavaScript, чтобы просмотреть уравнение]

, которое обычно выражается как

[Пожалуйста, включите JavaScript, чтобы просмотреть уравнение]

В этом уравнении В, представляет напряжение, I представляет ток, а R представляет сопротивление.Обращаясь к единицам измерения вольт, ампер и ом, мы используем символы V, , A и Ω , как объяснено выше. Таким образом, «V» используется как для напряжения, так и для вольт, но ток и сопротивление имеют разные символы для их переменных и единиц. Не волнуйтесь, если это сбивает с толку; эта таблица поможет вам отслеживать:

Переменная Символ Блок Символ
Напряжение В Вольт В
Текущий I ампер А
Сопротивление R Ом Ом

Это очень часто встречается в физике.Например, во многих уравнениях «положение» и «расстояние» представлены переменными «x» или «d», но они измеряются в единицах измерения, а символ для метров — м .

Простая аналогия, чтобы лучше понять напряжение, ток и сопротивление: представьте, что вода течет по трубе. Количество воды, протекающей по трубе, похоже на ток. Чем больше поток воды, тем больше ток. Величина давления, заставляющая воду течь, подобна напряжению; более высокое давление «толкает» воду сильнее, увеличивая поток.Сопротивление похоже на препятствие в трубе. Например, труба, забитая мусором или предметами, будет труднее проходить воду и будет иметь более высокое сопротивление, чем труба без препятствий.

Что такое постоянный ток (DC) и переменный ток (AC)?

Постоянный ток (сокращенно DC) — это ток, который всегда течет в одном направлении. Постоянный ток обеспечивается повседневными батареями, такими как батарейки типа AA и AAA, или батареей вашего мобильного телефона.Большинство проектов Science Buddies, которые вы выполняете, вероятно, будут связаны с измерением постоянного тока. Различные мультиметры имеют разные символы для измерения постоянного тока (и соответствующего напряжения), обычно «DCA» и «DCV» или «A» и «V» с прямой полосой над или рядом с ними. Видеть «Что означают все символы на передней панели мультиметра?» для получения дополнительной информации о сокращениях и символах на мультиметрах.

Переменный ток (сокращенно AC) — это ток, который меняет направление, обычно много раз за одну секунду.Настенные розетки в вашем доме обеспечивают переменный ток, который переключает направление 60 раз в секунду (в США, но 50 раз в секунду в других странах). (Предупреждение : Не используйте мультиметр для измерения розеток в вашем доме. Это очень опасно.) Если вам нужно измерить переменный ток в цепи, разные мультиметры имеют разные символы для его измерения (и соответствующего напряжения). , обычно «ACA» и «ACV» или «A» и «V» с волнистой линией (~) рядом или над ними.

Что такое последовательные и параллельные цепи?

Когда вы проводите измерения с помощью мультиметра, вам нужно будет решить, подключать ли его к вашей цепи в серии или в параллельно , в зависимости от того, что вы хотите измерить. В последовательной цепи каждый элемент схемы имеет одинаковый ток . Итак, чтобы измерить ток в цепи, вы должны подключить мультиметр последовательно. В параллельной цепи каждое измерение цепи имеет одно и то же напряжение .Итак, чтобы измерить напряжение в цепи, вы должны подключить мультиметр параллельно. Чтобы узнать, как проводить эти измерения, см. Вкладку «Использование мультиметра».

На рисунке 2 показаны основные последовательные и параллельные схемы без подключенного мультиметра. Чтобы узнать больше о напряжении, токе и сопротивлении в последовательных и параллельных цепях, перейдите на вкладку «Ссылки».


Рисунок 2. В базовой последовательной цепи (слева) каждый элемент имеет одинаковый ток (но не обязательно одинаковое напряжение; это произойдет только в том случае, если их сопротивления одинаковы).В базовой параллельной схеме (справа) каждый элемент имеет одинаковое напряжение (но не обязательно одинаковый ток; это произойдет только в том случае, если их сопротивления одинаковы).

Что означают все символы на передней панели мультиметра?

Вас могут смутить все символы на передней панели мультиметра, особенно если вы на самом деле нигде не видите таких слов, как «напряжение», «ток» и «сопротивление». Не волнуйтесь! Помните из «Что такое напряжение, ток и сопротивление?» В разделе, где напряжение, ток и сопротивление указаны в вольтах, амперах и омах, которые представлены соответственно V, A и Ω.Большинство мультиметров используют эти сокращения вместо написания слов. На вашем мультиметре могут быть и другие символы, о которых мы поговорим ниже.

В большинстве мультиметров также используется метрический префикс . Метрические префиксы работают с единицами электричества так же, как и с другими единицами измерения, с которыми вы, возможно, более знакомы, такими как расстояние и масса. Например, вы, вероятно, знаете, что метр — это единица расстояния, километр, — одна тысяча метров, а миллиметр — — одна тысячная метра.То же самое касается миллиграммов, граммов и килограммов массы. Вот общие метрические префиксы, которые вы найдете на большинстве мультиметров (полный список см. На вкладке «Ссылки»):

  • µ (микро): одна миллионная
  • м (милли): одна тысячная
  • k (килограммы): одна тысяча
  • M : (мега): один миллион

Эти метрические префиксы используются одинаково для вольт, ампер и ом.Например, 200 кОм произносится как «двести килоом» и означает двести тысяч (200 000) Ом.

Некоторые мультиметры имеют «автоматический выбор диапазона», тогда как другие требуют, чтобы вы вручную выбирали диапазон для измерения. Если вам нужно вручную выбрать диапазон, вы всегда должны выбирать значение, которое на немного выше , чем значение, которое вы ожидаете измерить. Подумайте об этом как о линейке и мериле. Если вам нужно измерить что-то длиной 18 дюймов, 12-дюймовая линейка будет слишком короткой; вам нужно использовать мерку.То же самое и с мультиметром. Предположим, вы собираетесь измерить напряжение батареи AA, которое, как вы ожидаете, составит 1,5 В. Мультиметр слева на рисунке 3 имеет варианты для 200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В и 600 В (для постоянного тока). 200 мВ слишком мало, поэтому вы должны выбрать следующее наибольшее значение, которое работает: 2 В. Все остальные параметры излишне велики и могут привести к потере точности (это было бы похоже на использование 50-футовой рулетки, у которой есть только отметки на каждой ступне, а не дюймовые отметки; это не так точно, как использование мерка с разметкой в ​​1 дюйм).


Рисунок 3. Мультиметр слева — это ручной выбор диапазона, с множеством различных опций (обозначенных метрическими префиксами) для измерения различных величин напряжения, тока и сопротивления. Мультиметр справа имеет автоматический выбор диапазона (обратите внимание, что у него меньше вариантов для ручки выбора), что означает, что он автоматически выберет соответствующий диапазон.

Что означают другие символы на мультиметре?

Вы могли заметить некоторые другие символы, помимо V, A, Ω и метрических префиксов, на передней панели мультиметра.Мы объясним некоторые из этих символов здесь, но помните, что все мультиметры разные, поэтому мы не можем охватить все возможные варианты в этом руководстве. Обратитесь к руководству по мультиметру, если вы все еще не можете понять, что означает один из символов. Вы также можете просмотреть нашу галерею мультиметров, чтобы увидеть маркированные изображения различных мультиметров.

Символ мультиметра Образцы
~ (волнистая линия): вы можете увидеть волнистую линию рядом с буквами V или A или над ними на передней панели мультиметра, помимо метрических префиксов.Это означает переменного тока (AC). Обратите внимание, что напряжение в цепи переменного тока обычно называют «напряжением переменного тока» (хотя звучит странно называть «напряжение переменного тока»). Эти настройки используются при измерении цепи переменного тока (или напряжения).
, — — — (сплошная или пунктирная линия): как и волнистая линия, вы можете увидеть это рядом или над V или A. Прямые линии обозначают постоянного тока .Вы используете эти настройки, когда измеряете цепь с постоянным током (например, большинство цепей, которые питаются от батареи).
DCV , ACV , ACA , DCA , VAC или VDC : Иногда вместо (или в дополнение к) кривых или пунктирных линий мультиметры используют сокращения AC и DC, которые обозначают переменный ток и постоянный ток соответственно. Обратите внимание, что некоторые мультиметры могут иметь AC и DC после , V и A, а не до.
Проверка целостности (серия параллельных дуг): это параметр, используемый для проверки того, электрически ли соединены два объекта. Мультиметр издаст звуковой сигнал, если между двумя наконечниками пробников есть токопроводящий путь (то есть, если сопротивление очень близко к нулю), и не будет издавать никаких шумов, если токопроводящий путь отсутствует. Обратите внимание, что иногда проверка непрерывности может быть объединена с другими функциями в одной настройке.
Проверка диода (треугольник с пересеченными линиями): эта функция используется для проверки диода , который похож на односторонний клапан для подачи электричества; он пропускает ток только в одном направлении.Точная функция проверки диодов может отличаться на разных мультиметрах. Обратитесь к руководству по мультиметру, чтобы узнать, как работает функция проверки диодов в вашей модели.
Таблица 1. Некоторые примеры символов различных мультиметров. Посмотрите галерею, чтобы увидеть больше примеров.

Какие бывают красный и черный провода (щупы)? Куда их подключить?

Ваш мультиметр, вероятно, идет с красными и черными проводами, которые выглядят примерно так, как на рисунке 4.Эти провода называются зондами , или , проводами (произносится как «светодиоды»). Один конец провода называется банановым домкратом ; этот конец подключается к вашему мультиметру ( Примечание: некоторые мультиметры имеют контактных разъемов , которые меньше, чем банановые разъемы; если вам нужно купить запасные щупы, не забудьте проверить руководство вашего мультиметра, чтобы узнать, какой тип вам нужен). Другой конец называется наконечником зонда ; это конец, который вы используете для проверки своей схемы.Следуя стандартным правилам электроники, красный датчик используется для положительного полюса, а черный — для отрицательного.


Рисунок 4. Типичная пара щупов мультиметра.

Хотя они поставляются с двумя датчиками, у многих мультиметров есть больше, чем , чем два места для подключения датчиков, что может вызвать некоторую путаницу. То, где именно вы подключаете щупы, будет зависеть от того, что вы хотите измерить (напряжение, ток, сопротивление, проверка целостности или проверка диодов) и типа имеющегося у вас мультиметра.Мы привели один пример на изображениях ниже — и вы можете проверить нашу галерею, чтобы найти мультиметр, похожий на ваш, — но поскольку все мультиметры немного отличаются, вам может потребоваться обратиться к руководству для вашего мультиметра.

Большинство мультиметров (кроме очень недорогих) имеют плавкие предохранители для защиты от слишком большого тока. Предохранители «перегорают», если через них протекает слишком большой ток; это останавливает электрический ток и предотвращает повреждение остальной части мультиметра. Некоторые мультиметры имеют различных предохранителей , в зависимости от того, будете ли вы измерять высокий или низкий ток, который определяет, куда вы подключаете щупы.Например, мультиметр, показанный на рисунке 5, имеет один предохранитель на 10 ампер (10 А) и один предохранитель на 200 миллиампер (200 мА).

На левом изображении показан мультиметр без датчиков. Центральное изображение представляет собой мультиметр, у которого черный датчик вставлен в центральный порт, а красный датчик вставлен в крайний правый порт. Эта установка рассчитана на измерение тока до 200 мА. На правом изображении показан мультиметр, в центральный порт которого вставлен черный датчик, а в крайний левый порт — красный датчик.Эта установка рассчитана на измерение тока до 10 ампер.


Рисунок 5. Этот мультиметр имеет три разных порта, обозначенных 10A, COM (что означает «общий») и mAVΩ. Предохранитель между mAVΩ и COM рассчитан на 200 мА, что является относительно «низким» током. Итак, для измерения малых токов — или напряжения, или сопротивления (при измерении напряжения или сопротивления через мультиметр проходит очень небольшой ток) — вы подключаете черный щуп к COM, а красный щуп к порту, обозначенному mAVΩ.Предохранитель между 10A и COM рассчитан на 10A, поэтому для измерения токов high вы подключаете черный щуп к COM, а красный щуп — к порту, обозначенному 10A.

У вас есть мультиметр, но вы не знаете, как им пользоваться, или получаете неожиданные показания? Если да, то приведенные ниже разделы помогут вам разобраться, что делать. Если есть слова или понятия, которые вы не понимаете, или символы на мультиметре, которые вас озадачивают, вернитесь на вкладку «Обзор мультиметра». Если вы ищете идеи использования мультиметра или фотографии с этикетками различных моделей мультиметра, посетите другие вкладки в этом руководстве по мультиметру.

В этом разделе даны ответы на следующие вопросы:

Как измерить напряжение?

Чтобы измерить напряжение, выполните следующие действия:

  1. Подключите черный и красный щупы к соответствующим гнездам (также называемым «портами») на мультиметре. Для мультиметров или черный щуп должен быть подключен к разъему, помеченному «COM», а красный щуп — к разъему, помеченному буквой «V» (на нем также могут быть другие символы).Не забудьте заглянуть в нашу галерею изображений, на вкладку «Обзор мультиметра» или в руководство к мультиметру, если у вас возникли проблемы с определением правильного гнезда.
  2. Выберите соответствующую настройку напряжения на шкале мультиметра. Помните, что в большинстве схем с батарейным питанием будет постоянный ток, но выбранная вами настройка будет зависеть от научного проекта, который вы выполняете. Если вы работаете с мультиметром с ручным выбором диапазона, вы можете оценить необходимый диапазон на основе батареи (или батареек), питающей вашу схему.Например, если ваша схема питается от одной батареи 9 В, вероятно, нет смысла выбирать настройку на 200 В, а 2 В будет слишком низким. Если доступно, вы можете выбрать 20 В.
  3. Прикоснитесь наконечниками щупа к вашей цепи в параллельно с элементом, на котором вы хотите измерить напряжение (см. Вкладку «Обзор мультиметра» для объяснения последовательной и параллельной цепей). Например, на рисунке 6 показано, как измерить падение напряжения на лампочке, питаемой от батареи.Обязательно используйте красный щуп на стороне, подключенной к положительной клемме аккумулятора, и черный щуп на стороне, подключенной к отрицательной клемме аккумулятора (ничто не пострадает, если вы перевернете его задом наперед, но ваше показание напряжения будет отрицательным).

Рисунок 6. Измерение напряжения на лампочке путем параллельного подключения щупов мультиметра. Текущий поток представлен желтыми стрелками. В режиме измерения напряжения сопротивление мультиметра очень , высокое , поэтому почти весь ток проходит через лампочку, и мультиметр не оказывает большого влияния на схему.Обратите внимание, как ручка была установлена ​​для измерения постоянного напряжения (DCV), а красный зонд подключен к правильному порту для измерения напряжения (обозначенному «VΩ», потому что он также используется для измерения сопротивления).
  1. Если ваш мультиметр не поддерживает автоматический выбор диапазона, возможно, вам придется отрегулировать диапазон. Если на экране вашего мультиметра отображается просто «0», возможно, выбранный вами диапазон слишком велик. Если на экране отображается «OVER», «OL» или «1» (это разные способы сказать «перегрузка»), то выбранный вами диапазон слишком мал.В этом случае увеличьте или уменьшите диапазон, если необходимо. Помните, что вам может потребоваться обратиться к руководству по мультиметру для получения более подробной информации о вашей модели.

Как измерить ток?

Чтобы измерить ток, выполните следующие действия:

  1. Вставьте красный и черный щупы в соответствующие гнезда (также называемые «портами») на мультиметре. Для большинства мультиметров черный щуп следует подключать к разъему с надписью «COM». Для измерения тока может быть несколько розеток с такими метками, как «10A» и «mA». Примечание: Всегда безопаснее начинать с розетки, которая может измерять больший ток. Подключите красную розетку к сильноточному порту.
  2. Выберите соответствующую настройку тока на мультиметре. Не забудьте проверить, является ли ваша цепь постоянным или переменным током, и что почти все цепи с батарейным питанием будут постоянным током. Если ваш измеритель не имеет автоматического выбора диапазона, вам может потребоваться угадать масштаб, который нужно использовать (вы можете изменить это позже, если не получите точных показаний).
  3. Подключите щупы мультиметра серии к току, который вы хотите измерить (см. Вкладку «Обзор мультиметра» для объяснения последовательной и параллельной цепей). Например, на рисунке 7 показано, как измерить ток через лампочку, которая питается от батареи. Обязательно поднесите красный щуп к положительной стороне батареи, иначе текущее показание будет отрицательным.

Для измерения тока через лампочку мультиметр становится частью цепи и передает электричество от батареи к лампочке.Положительный щуп мультиметра (красный) подключается к положительной стороне батареи, а отрицательный щуп мультиметра (черный) подключается к одному проводу лампочки. Затем свободный вывод лампочки подключается к отрицательной стороне батареи с помощью провода. Ток будет течь от батареи к мультиметру, а затем в лампочку.


Рисунок 7. Измерение тока через лампочку путем последовательного подключения мультиметра. Текущий поток представлен желтыми стрелками.В режиме измерения тока сопротивление мультиметра очень низкое , поэтому ток может легко протекать через мультиметр, не влияя на остальную цепь. Обратите внимание, как ручка была установлена ​​для измерения постоянного тока (DCA), а красный зонд вставлен в порт для измерения тока, помеченный буквой «A».
  1. Если ваш мультиметр не поддерживает автоматический выбор диапазона, возможно, вам придется отрегулировать диапазон. Если на экране вашего мультиметра отображается просто «0», возможно, выбранный вами диапазон слишком велик.Если на экране отображается «OVER», «OL» или «1» (это разные способы сказать «перегрузка»), то выбранный вами диапазон слишком мал. В этом случае увеличьте или уменьшите диапазон, если необходимо. Помните, что вам может потребоваться обратиться к руководству по мультиметру для получения более подробной информации о вашей модели.

Как измерить сопротивление?

Чтобы измерить сопротивление, выполните следующие действия:

  1. Вставьте красный и черный щупы в соответствующие гнезда на мультиметре.Для большинства мультиметров черный щуп следует подключать к разъему с надписью «COM», а красный щуп — к разъему, помеченному символом «Ω».
  2. Выберите соответствующую настройку измерения сопротивления на шкале мультиметра. Если у вас есть оценка сопротивления, которое вы будете измерять (например, если вы измеряете резистор с известным значением), это поможет вам выбрать диапазон.
  3. Важно : Перед измерением сопротивления отключите питание вашей цепи.Если в вашей схеме есть выключатель питания, вы можете сделать это, выключив его. Если переключателя нет, можно вынуть батарейки. Если вы этого не сделаете, ваше чтение может быть неверным. Если ваша схема состоит из нескольких компонентов, вам может потребоваться удалить компонент, который вы хотите измерить, чтобы точно определить его сопротивление. Например, если в вашей схеме два параллельно подключенных резистора, вам придется удалить один резистор, чтобы измерить их сопротивления по отдельности.

    Подключите один из щупов мультиметра к каждой стороне объекта, сопротивление которого вы хотите измерить.Сопротивление всегда положительное и одинаково в обоих направлениях, поэтому не имеет значения, поменяете ли вы черный и красный щупы в этом случае (если вы не имеете дело с диодом, который действует как односторонний клапан для электричества, поэтому он имеет высокое сопротивление в одном направлении и низкое сопротивление в другом направлении). На рисунке 8 показано, как измерить сопротивление лампочки.


Рисунок 8. Измерение сопротивления лампочки с помощью мультиметра.Обратите внимание, как лампочка была отключена от цепи . Мультиметр выдает небольшой собственный ток, который позволяет измерять сопротивление. Обратите внимание, как ручка была установлена ​​в положение «Ω» для измерения сопротивления, а красный датчик подключен к соответствующему порту для измерения сопротивления (обозначенному «VΩ», поскольку он также используется для измерения напряжения).
  1. Если ваш мультиметр не поддерживает автоматический выбор диапазона, возможно, вам придется отрегулировать диапазон. Если на экране вашего мультиметра отображается просто «0», возможно, выбранный вами диапазон слишком велик.Если на экране отображается «OVER», «OL» или «1» (это разные способы сказать «перегрузка»), то выбранный вами диапазон слишком мал. В этом случае увеличьте или уменьшите диапазон, если необходимо. Помните, что вам может потребоваться обратиться к руководству по мультиметру для получения более подробной информации о вашей модели.

Как проверить непрерывность?

Чтобы выполнить проверку непрерывности (которая гарантирует наличие токопроводящего пути между двумя точками в вашей цепи), выполните следующие действия:

  1. Установите мультиметр на символ проверки целостности.Помните, что этот символ может не выглядеть одинаково на всех мультиметрах (а на некоторых мультиметрах его вообще нет), поэтому посмотрите вкладку «Обзор мультиметра» или нашу галерею изображений мультиметра, чтобы увидеть примеры.
  2. Вставьте датчики в соответствующие розетки. На большинстве мультиметров черный щуп должен входить в гнездо с надписью «COM», а красный щуп должен входить в то же гнездо, которое вы использовали бы для измерения напряжения или сопротивления (, а не ток), помеченное V и / или Ω.
  3. Важно : Перед проверкой целостности отключите питание вашей цепи. Если в вашей схеме есть выключатель питания, вы можете сделать это, выключив его. Если переключателя нет, можно вынуть батарейки.

    Коснитесь щупами двух частей вашей цепи. Если две части схемы электрически соединены с очень небольшим сопротивлением между ними, ваш мультиметр должен издать звуковой сигнал. Если они не подключены, он не будет издавать шума и может отображать что-то на экране, например «OL», «OVER» или «1», что означает «перегрузка».«Самый простой способ проверить эту функцию с помощью мультиметра — это проверить ее с помощью одного куска проводящего материала (большинство металлов) и куска непроводящего материала, такого как дерево или пластик. См. Пример на рисунке 9.


Рисунок 9. Использование мультиметра для проверки целостности цепи. Если между наконечниками щупов образуется токопроводящий путь, мультиметр подаст звуковой сигнал. Если токопроводящий путь нарушен (возможно, из-за ослабленного провода в цепи или плохого паяного соединения), мультиметр не подаст звуковой сигнал.Обратите внимание на то, как ручка была установлена ​​на символ непрерывности, а красный зонд вставлен в порт VΩ (этот порт не всегда помечен символом целостности).

Как проверить диод?

Функция проверки диодов полезна, чтобы определить, в каком направлении проходит электричество через диод. Точная работа функции «проверка диодов» будет отличаться для разных мультиметров, а некоторые мультиметры вообще не имеют функции проверки диодов. Из-за такого разнообразия и из-за того, что эта функция не требуется для большинства проектов Science Buddies, мы не включили сюда указания.Если вам нужно проверить диод, обратитесь к руководству по эксплуатации вашего мультиметра.

Как мне узнать, какую шкалу выбрать для напряжения, тока или сопротивления, и как мне прочитать числа в разных шкалах?

Если ваш мультиметр не поддерживает автоматический выбор диапазона, узнать, какую шкалу выбрать, может быть непросто, особенно если вы не очень хорошо знакомы с метрическими префиксами. Вот два практических правила, которым вы можете следовать при измерении напряжения, тока и сопротивления:

  • Напряжение : Многие мультиметры с ручным выбором диапазона имеют настройки на 200 мВ, 2 В и 20 В.Очень маловероятно, что цепи с батарейным питанием превысят 20 В (например, две батареи 9 В, соединенные последовательно, обеспечат максимум 18 В). Одна батарея AA или AAA обеспечивает напряжение 1,5 В. Две батареи AA или AAA, объединенные в батарейный блок, обеспечат 3 В, четыре — 6 В, а восемь — 12 В. Итак, если вы знаете, какой тип батарей (и сколько) питает вашу схему, вы можете выбрать начальный диапазон для измерения напряжения. Помните, что вы хотите выбрать , следующее по величине значение напряжения (точно так же, как и при измерении расстояния; вам понадобится мерка, а не 12-дюймовая линейка, чтобы измерить что-то, что имеет длину 18 дюймов).Итак, для схемы, питаемой от одной батареи AA (1,5 В), вы должны выбрать настройку 2 В. Для схемы, питающейся от батареи 9 В, вы должны выбрать 20 В.
  • Ток : При измерении тока всегда рекомендуется начинать с с максимально возможной уставкой тока (и соответствующей сильноточной розеткой, если ваш мультиметр имеет несколько розеток для измерения тока), чтобы избежать перегорает предохранитель. Если ток, который вы измеряете, достаточно низкий, чтобы безопасно использовать ваши слаботочные настройки и розетку, вы можете снять новое показание, чтобы получить более точное измерение.Например, предположим, что у вашего мультиметра есть розетка с предохранителем на 10 А и розетка с предохранителем на 200 мА. Используя розетку на 10 А, вы измеряете ток 150 мА. Тогда было бы безопасно провести повторные измерения с розеткой 200 мА (и более низким значением на ручке).
  • Сопротивление : Если вы измеряете объект с известным сопротивлением, вы можете использовать это значение, чтобы выбрать соответствующую настройку сопротивления. Как и в случае с током и напряжением, вам нужно выбрать следующее по величине значение сопротивления на вашей шкале.Например, для измерения резистора 4,7 кОм вы должны выбрать 20 кОм. Если вы измеряете объект с неизвестным сопротивлением, вам просто нужно угадать, но сложно повредить мультиметр или объект, который вы проверяете при измерении сопротивления, так что это не большая проблема.

Одно и то же значение может отображаться по-разному при измерении с другой шкалой, выбранной на шкале мультиметра. Например, давайте измеряем напряжение постоянного тока от батареи AA, которое, как мы ожидаем, будет равно 1.5 В — с помощью мультиметра с настройками на 200 мВ, 2 В, 20 В, 200 В и 600 В. При замере батареи с каждой настройкой получаем такие показания:

Настройка шкалы мультиметра Чтение экрана
200 мВ 1.
2V 1,607
20В 1,60
200В 1.6
600 В 001
Таблица 2. Показания при измерении напряжения одной батареи AA с использованием различных настроек шкалы на мультиметре с ручным выбором диапазона.

«1.» Это способ мультиметра сказать, что он «перегружен» — значение 1,6 В выходит за пределы выбранного диапазона 200 мВ. В этом случае другие мультиметры могут отображать «OVER» или «OL». Обратите внимание, что по мере увеличения диапазона точность уменьшается на .При настройке 2 В показание отображается с 3 десятичными знаками. При настройке 200 В показание отображает только один десятичный разряд.

Вам также может потребоваться учитывать метрические префиксы при считывании числа с экрана мультиметра. Например, предположим, что ваш экран показывает «6.1», когда вы измеряете ток с настройкой «10A». Это означает, что ваше текущее измерение составляет 6,1 ампер. Однако, если на экране отображается «6,1», когда текущая шкала установлена ​​на 20 мА, это означает, что вы измеряете 6.1 милли ампер.

Мой мультиметр не работает! Что не так?

Не паникуйте! Есть несколько распространенных ошибок, которые легко исправить.

  • Убедитесь, что в мультиметре свежие батарейки.
  • Некоторые мультиметры имеют функцию автоматического энергосбережения и отключаются после определенного периода бездействия. В этом случае поверните шкалу мультиметра в положение «выключено», а затем снова включите его.
  • Убедитесь, что ваши датчики подключены к правильным портам для того, что вы хотите измерить (см. «Как выполнить измерения… «разделы выше).
  • Убедитесь, что вы подключаете свои щупы к цепи правильным образом (последовательно или параллельно) для того, что вы хотите измерить (см. Разделы «Как измерить …» выше).
  • Убедитесь, что на шкале мультиметра выбрана правильная настройка того, что вы хотите измерить; например, если вам нужно измерить напряжение постоянного тока, убедитесь, что на шкале не выбран ток, сопротивление или напряжение переменного тока.
  • Если ваш мультиметр не поддерживает автоматический выбор диапазона, вам может потребоваться вручную настроить диапазон.Если на экране мультиметра всегда отображается «0», это может означать, что выбранный вами диапазон слишком велик. Если отображается «OL», «OVER» или «1», возможно, выбранный вами диапазон слишком мал. Каждый мультиметр отличается, поэтому вам может потребоваться прочитать руководство к мультиметру, чтобы узнать, что означает дисплей на экране. Затем вы можете соответствующим образом отрегулировать диапазон.
    • Например, если вы пытаетесь измерить напряжение батареи 9 В, но у вашего мультиметра установлено значение 2 постоянного тока, этот диапазон слишком мал, и вам придется увеличить его до более высокого значения, например 20 постоянного тока.

Все еще не работает? Возможно, в мультиметре перегорел предохранитель. См. Предложения в следующем разделе.

Как узнать, нужно ли заменить предохранитель?

Некоторые мультиметры имеют предохранитель (или несколько предохранителей), который «перегорает», когда через них протекает слишком большой ток, что затем предотвращает протекание большего количества электричества и, надеюсь, спасает остальную часть мультиметра от повреждений. В некоторых мультиметрах эти предохранители можно заменить, если они перегорели, но инструкции по их замене (и выяснение, нужно ли вообще их заменять) будут отличаться для разных моделей мультиметра.

Возможно, вам потребуется открыть мультиметр, чтобы получить доступ к предохранителям ( Важно : всегда отсоединяйте щупы перед этим). У некоторых мультиметров есть крышки, которые отрываются или соскальзывают, а у некоторых есть винты, которые необходимо сначала удалить. Предохранители обычно выглядят как маленькие стеклянные цилиндры с металлическими крышками на конце и тонкой проволокой, идущей посередине:


Рисунок 10. Типичный предохранитель.

Если предохранитель перегорел, он мог заметно почернеть или обгореть.Проволока внутри могла полностью сгореть и больше не видна.

Как заменить предохранитель?

Важно : Всегда отключайте провода от мультиметра, прежде чем открывать крышку для замены предохранителя.

Инструкции по замене предохранителя различаются в зависимости от модели мультиметра, поэтому вам необходимо ознакомиться с инструкциями в руководстве к мультиметру. В этом руководстве от SparkFun представлены инструкции по замене предохранителя на мультиметре их марки, но помните, что эти указания могут не относиться к вашей модели.Обратите внимание, что в некоторых мультиметрах, особенно в недорогих, вы не сможете заменить предохранитель.

Как пользоваться мультиметром

Добавлено в избранное Любимый 59

Измерение напряжения

Для начала измеряем напряжение на батарее AA: Подключите черный щуп к COM , а красный щуп к mAVΩ . Установите мультиметр на «2V» в диапазоне постоянного тока. Практически вся портативная электроника использует постоянный ток, а не переменный ток.Подключите черный щуп к заземлению аккумулятора или к «-», а красный щуп к питанию или к «+». Слегка прижмите щупы к положительной и отрицательной клеммам батареи AA. Если у вас новая батарея, вы должны увидеть на дисплее около 1,5 В (эта батарея совершенно новая, поэтому ее напряжение немного выше 1,5 В).

Если вы измеряете напряжение постоянного тока (например, аккумулятор или датчик, подключенный к Arduino), вы хотите установить ручку там, где V имеет прямую линию.Напряжение переменного тока (например, выходящее из стены) может быть опасным, поэтому нам редко нужно использовать настройку напряжения переменного тока (V с волнистой линией рядом с ним). Если вы возитесь с переменным током, мы рекомендуем вам приобрести бесконтактный тестер, а не использовать цифровой мультиметр.

Используйте V с прямой линией для измерения напряжения постоянного тока

Используйте V с волнистой линией для измерения напряжения переменного тока

Что произойдет, если поменять местами красный и черный щупы? Показания мультиметра просто отрицательные.Ничего страшного не происходит! Мультиметр измеряет напряжение относительно общего щупа. Какое напряжение на «+» батареи по сравнению с общим или отрицательным контактом? 1,5 В. Если мы переключаем датчики, мы определяем «+» как общую или нулевую точку. Какое напряжение на «-» батареи по сравнению с нашим новым нулем? -1,5 В!

Теперь давайте построим простую схему, чтобы продемонстрировать, как измерять напряжение в реальных условиях. Схема представляет собой просто 1 кОм; и синий сверхяркий светодиод с питанием от модуля питания SparkFun Breadboard.Для начала давайте убедимся, что схема, с которой вы работаете, правильно запитана. Если ваш проект должен быть на 5 В, но меньше 4,5 В или больше 5,5 В, это быстро даст вам указание на то, что что-то не так, и вам может потребоваться проверить соединения питания или проводку вашей цепи.

Измерение напряжения на стержне источника питания.

Установите ручку в положение «20V» в диапазоне постоянного тока (рядом с диапазоном напряжения постоянного тока отображается буква V с прямой линией).Мультиметры обычно не поддерживают автоматический выбор диапазона. Вы должны установить мультиметр на диапазон, который он может измерять. Например, 2V измеряет напряжения от до 2 вольт , а 20V измеряет напряжения от до 20 вольт . Поэтому, если вы измеряете аккумулятор на 12 В, используйте настройку 20 В. Система 5В? Используйте настройку 20 В. Если вы установите его неправильно, вы, вероятно, увидите, что экран счетчика изменился, а затем прочитал «1».

С некоторой силой (представьте, что воткнули вилку в кусок жареного мяса) надавите зондами на два открытых куска металла.Один зонд должен контактировать с GND-соединением. Один зонд для подключения VCC или 5 В.

Мы также можем протестировать различные части схемы. Эта практика называется узловым анализом и является основным строительным блоком в анализе цепей. Измеряя напряжение в цепи, мы можем увидеть, сколько напряжения требуется каждому компоненту. Давайте сначала измерим всю схему. Измеряя, откуда напряжение поступает на резистор, а затем на землю светодиода, мы должны увидеть полное напряжение цепи, которое, как ожидается, будет около 5 В.

Затем мы можем увидеть, какое напряжение потребляет светодиод. Это то, что называется падением напряжения на светодиоде. Если сейчас это не имеет смысла, не бойтесь. Это позволит вам больше исследовать мир электроники. Важно отметить, что можно измерять различные части схемы для анализа схемы в целом.

Этот светодиод использует 2,66 В доступного источника питания 5 В. Это ниже, чем прямое напряжение, указанное в таблице данных, из-за того, что схема имеет только небольшой ток, проходящий через нее, но об этом чуть позже.

Перегрузка

Что произойдет, если вы выберете настройку напряжения, слишком низкую для напряжения, которое вы пытаетесь измерить? Ничего плохого. Счетчик просто отобразит 1. Это счетчик пытается сказать вам, что он перегружен или находится вне диапазона. Все, что вы пытаетесь прочитать, слишком много для этой конкретной обстановки. Попробуйте установить ручку мультиметра на более высокое значение.

Показание 5 В в этой цепи слишком много для настройки 2 В на мультиметре.

Ручка выбора

Почему ручка счетчика показывает 20 В, а не 10 В? Если вы хотите измерить напряжение менее 20 В, выберите настройку 20 В. Это позволит вам читать от 2,00 до 19,99 .

Первая цифра на многих мультиметрах может отображать только «1», поэтому диапазоны ограничены 1 9,99 вместо 9 9,99. Следовательно, максимальный диапазон 20 В вместо максимального диапазона 99 В.

Предупреждение! В общем, придерживайтесь цепей постоянного тока (настройки мультиметра с прямыми линиями, а не кривыми линиями).Большинство мультиметров могут измерять системы переменного тока (переменного тока), но цепи переменного тока могут быть опасными. Настенная розетка с переменным током или «сетевым напряжением» — это то, что может вас здорово вывести из строя. ОЧЕНЬ бережно относитесь к AC. Если вам нужно проверить, включена ли розетка, используйте тестер переменного тока. На самом деле нам нужно измерить переменный ток только тогда, когда у нас есть розетка, которая работает забавно (действительно ли она на 110 В?), Или если мы пытаемся управлять нагревателем (например, горячей плитой).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.