Instrumenti za mjerenje jačine struje čine podgrupu A-ampermetara. U okviru ove podgrupe razlikuju se DC ampermetri (A2), AC A3), univerzalni (A7) i strujni pretvarači (A9).
Ampermetri su izgrađeni na bazi elektromehaničkih instrumenata (vidi odjeljak 2.1), koji po principu svog rada omogućavaju mjerenje jednosmjernih i naizmjeničnih struja niske frekvencije. Oni podliježu zahtjevima GOST-a, koji utvrđuje sljedeće klase tačnosti: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0; 5.0 Dodatak elektromehaničkih instrumenata sa AC-to-DC pretvaračima omogućava značajno proširenje njihovih mogućnosti i njihovo korištenje za mjerenja na radio frekvencijama.
Opsežnija klasifikacija uređaja za mjerenje napona su voltmetri koji čine grupu B. Među uređajima ove podgrupe su voltmetri za jednosmjernu (B2), naizmjeničnu struju (B3), impulsnu struju (B4), fazno osjetljivi (B5). ), selektivni (B6), univerzalni (B7), mjerni odnos, razlika napona i nestabilnost (B8), pretvarač napona (B9).
Voltmetri istosmjerne i naizmjenične struje niske frekvencije mogu se graditi na bazi elektromehaničkih uređaja (vidi odjeljak 2.1) prema GOST-u. Međutim, u pravilu, voltmetri su predstavnici elektroničkih mjernih instrumenata u analognoj ili digitalnoj verziji. Zahtjevi GOST-a odnose se i na elektronske analogne voltmetre, a posebno se voltmetri tipova B3 ... B7 dodatno klasificiraju prema izmjerenom parametru napona u amplitudnu (blok), efektivnu vrijednost i voltmetre prosječnog ispravljenog napona. Mogu imati klasu tačnosti od 0,1; 0,2; 0,5;1,0; 1.5;2.5;4.0;5.0; petnaest; 25.
4.3 Mjerenje struje
Da bi se izmjerila struja, ampermetar je povezan serijski na prekid u strujnom kolu koji se mjeri. Ampermetar bilo kog sistema se može predstaviti kao sledeće ekvivalentno kolo (slika 4.1a), gde su LA, CA, RA induktivnost, kapacitivnost, otpor unutrašnjeg kola ampermetra. Očigledno je da će uključivanje ampermetra u mjerni krug imati parametarski i energetski učinak na njega. Parametarski uticaj je značajniji, što je veća frekvencija i što su veći LA i CA, energetski efekat je veći RA, jer će to povećati potrošnju energije iz merenog kola.
Slika 4.1 - Mjerenje struje visoke frekvencije:
a) ekvivalentno kolo ampermetra;
b) uključivanje ampermetra;
c) blok dijagram ampermetra sa konverzijom.
Za mjerenje visokofrekventne struje treba koristiti konverziono kolo (slika 4.1 c), gdje se prvo visokofrekventna struja pretvara u jednosmjernu struju, koja se mjeri magnetoelektričnim indikatorom - mikro ili miliampermetrom. Transformacija se vrši ili zbog termičkog djelovanja struje, ili ispravljanjem. Stoga su ampermetri visoke frekvencije kombinacija indikatora i pretvarača (slika 4.1c), a nazivaju se termoampermetri ili ispravljači.
Termoampermetar se sastoji od termoelektričnog pretvarača i magnetoelektričnog indikatora, čija je skala kalibrirana u vrijednostima izmjerene struje. Termoelektrični pretvarač je tanka žica od vatrostalnog metala koja se naziva grijač i jedan ili više termoparova zavarenih na njegovu sredinu. Takav termalni pretvarač naziva se kontaktni (slika 4.2.a). Kada izmjerena struja prođe kroz grijač, kontaktna tačka se zagrijava i termoparovi se zagrijavaju do temperature od tº1, dok hladni sloj b ostaje na temperaturi okoline od tº0. Kao rezultat, u termoelementu se pojavljuje thermoEMF Et, koji je proporcionalan temperaturnoj razlici na mjestu kontakta s grijačem i vanjskim krajevima termoelementa. Indikator je spojen na ove krajeve termoelementa i kroz njega teče struja, proporcionalna kvadratu efektivne vrijednosti izmjerene struje:
Ii \u003d Et / (Rt + Rn), (4.7)
gdje su Rt, Rn otpori termoelementa i indikatora, tj. , skala termoelektričnog uređaja je bliska kvadratnoj.
Slika 4.2.b prikazuje dijagram beskontaktnog termoelektričnog pretvarača. Kontaktni pretvarač ima galvansku vezu između grijača i termoelementa, odnosno između ulaznog i izlaznog kola, što nije uvijek prihvatljivo. U beskontaktnom predajniku, predajnik je odvojen od termoelementa staklom ili keramikom, ili zračnim rasporom.
Slika 4.2.- Termoelektrični pretvarač
Termoelektrični mjerni uređaji postali su široko rasprostranjeni uglavnom za mjerenje struja. Praktično se ne koriste kao voltmetri, jer je njihov ulazni otpor mali. Prednosti uređaja termoelektričnog sistema uključuju visoku osjetljivost na mjerenu struju, širok raspon frekvencija, kao i mogućnost mjerenja RMS vrijednosti struja proizvoljnog oblika. Nedostatak termoelektričnih uređaja je neujednačenost skale, ovisnost očitavanja o temperaturi okoline i velika inercija toplinskih transformacija. Termoelektrični uređaji su vrlo osjetljivi na preopterećenja. Ovisno o namjeni, imaju različite granice mjerenja * (od 1 mA do 50 A), klase tačnosti (od 0,1 do 2,5) i privatni raspon (od 45 Hz do stotina megaherca). Termoampermetri su označeni slovom "T" i brojem modela: T20, T29...
Ispravljački uređaji (ampermetri) se koriste za mjerenje struje i napona u opsegu frekvencija od audio frekvencija do visokih i ultravisokih frekvencija. Princip rada takvih uređaja je ispravljanje ispravljanja naizmjenične struje pomoću poluvodičkih dioda (slika 4.3). Direktna komponenta ispravljene struje mjeri se instrumentom magnetoelektričnog sistema (mikroampermetar, miliampermetar). U krugu uređaja koriste se poluvalni i dva poluvalni ispravljači. U polutalasnim krugovima (slika 4.3.a). Struja i kroz magnetoelektrični uređaj, povezan serijski sa diodom D1, prolazi samo u pozitivnom poluperiodu. U negativnom poluperiodu, za koji je otpor diode D1 veliki, struja teče kroz diodu D2, paralelno spojenu na uređaj. Da bi se izjednačio otpor paralelnih grana, otpornik R je povezan serijski s drugom diodom, čiji je otpor jednak mjernom krugu uređaja. Pokretni dio magnetoelektričnog uređaja ima mehaničku inerciju i na frekvencijama iznad 10 ... 20 Hz nema vremena za praćenje
Slika 4.3 Ispravljači
Trenutne vrijednosti momenta, koje odgovaraju samo na prosječnu vrijednost momenta. Za polutalasni ispravljač izmjerene struje sinusoidnog oblika:
i očitavanja instrumenta
α = Si* Iav (4.9)
gdje je Si trenutna osjetljivost magnetoelektričnog uređaja; U dva polutalasna ispravljačka kola (slika 4.3.b), struja koja teče kroz uređaj je udvostručena u odnosu na struju koja teče u kolu (slika 4.3 a).
Za sinusnu struju
Iav.v \u003d 0,636 * Im (4,10)
Iz (4.9) se vidi da je skala ispravljačkog uređaja i za bilo koji oblik krive mjerene struje, odstupanje strelice uređaja proporcionalno srednjoj vrijednosti za period. Međutim, u praksi se skala ispravljačkih uređaja uvijek kalibrira u efektivnim vrijednostima napona (struje) sinusnog oblika. Slijedom toga, u uređajima s punovalnim ispravljanjem, sve vrijednosti digitaliziranih podjela se, takoreći, množe s faktorom oblika Kf = 1,11. Iz toga slijedi da se pri mjerenju struje ili napona nesinusoidnog oblika, rezultujuća vrijednost na skali takvog ispravljača prvo mora podijeliti sa 1,11 (dobiti ispravljenu vrijednost izmjerene vrijednosti), a zatim pomnožiti s oblikom faktor koji odgovara obliku stvarnog signala. U uređajima sa poluvalnim ispravljanjem, umjesto 1,11, zamjenjuje se 2,22.
Ispravljački uređaji se široko koriste kao kombinovana brojila jednosmerne i naizmenične struje i napona klasa snage 1,5 i 2,5; sa granicama mjerenja struje od 2 mA do 600 A; napon od 0,3 do 600 V.
Prednosti ispravljača su visoka osjetljivost, niska intrinzična potrošnja energije i mjerenja u širokom frekventnom opsegu. Frekvencijski opseg ispravljačkih uređaja određen je mogućnostima korištenih dioda. Upotreba točkastih dioda omogućava promjenu naizmjeničnih struja i napona do frekvencija reda 10 4 ... 10 6 Hz. Glavni izvori grešaka kod ovih uređaja su promjene parametara dioda tokom vremena, utjecaj temperature okoline, kao i odstupanje oblika krive mjerene struje ili napona od onog na kojem je instrument. je kalibriran.
Galvanometri.
Visokoosjetljivi magnetoelektrični uređaji za mjerenje vrlo malih struja i napona nazivaju se galvanometri. Galvanometri se često koriste kao nula - indikatori, fiksirajući odsustvo struje u krugu. U takvim galvanometrima, nulta oznaka je u sredini skale.
Budući da je osjetljivost galvanometara vrlo visoka, njihova kalibracijska karakteristika je nestabilna i ovisi o kombinaciji vanjskih utjecajnih faktora. Stoga se, kada se puste iz proizvodnje, osjetljivi galvanometri kalibriraju u jedinicama mjerene fizičke veličine i ne dodjeljuju im se klase tačnosti. Kao metrološke karakteristike galvanometara obično se navodi njihova osjetljivost na struju ili napon i otpor petlje. Osetljivost galvanometara zavisi od načina primene (okviri unutar procepa stalnog magneta. Postoje galvanometri sa pokretnim delom (ramom) na jezgri, na produžecima, na suspenziji. Savremeni galvanometri omogućavaju merenje struja u rasponu od 10 -5 ... 10 -12 A i naponi do 10 -4 V.
analogni elektromehanički uređaji magnetoelektričnog sistema su među najpreciznijim i najosjetljivijim. Budući da je okvir takvih uređaja namotan tankom žicom, to ne dopušta da kroz njega prolaze struje veće od desetina miliampera. Prekoračenje navedenih vrijednosti može oštetiti žicu okvira ili zavojnu oprugu. Dakle, nastaje problem proširenja granica proširenja granica mjerenja magnetoelektričnih ampermetara i voltmetara.
Proširenje mjernih granica ampermetara postiže se uključivanjem šanta paralelnog sa uređajem (slika 4.4).Otpor šanta Rsh mora biti manji od otpora okvira uređaja Rp i bira se tako da prilikom mjerenja glavni dio izmjerene struje prolazi kroz šant, a struja koja teče kroz okvir uređaja ne prelazi dozvoljenu vrijednost. Ako je potrebno imati gornju granicu mjerenja ampermetra I, a gornju granicu mjerenja bez šanta Ia, tada je otpor šanta
Rsh \u003d Rp / n-1 (4.11)
gdje je n = I/Ia
Slika 4.4 Proširivanje mjernih opsega ampermetra
Ampermetri za mjerenje relativno malih struja (do nekoliko desetina ampera) imaju unutrašnje šantove ugrađene u kućište instrumenta. Za mjerenje velikih struja (do nekoliko hiljada ampera), mijenjaju se vanjski šantovi.
Da bi se proširile granice merenja voltmetra, serijski sa otporom okvira uključuje se dodatni otpor Rd (slika 4.5), koji ograničava
Slika 4.5 Proširenje granica mjerenja voltmetra
pad napona na okviru uređaja do prihvatljivih granica. Ako je potrebno izmjeriti napon Uv, tada bi vrijednost dodatnog otpora trebala biti
Rd \u003d Rp * (n- 1) (4.12)
Dodatni otpori su unutrašnji, ugrađeni u kućište voltmetra (na naponu do 600 V) ili eksterni (na naponu 600 ... 1500 V). Eksterni dodatni otpori se proizvode za određene nazivne struje (od 0,5 do 30 mA) i imaju klasu tačnosti od 0,02 do 1. Šantovi i dodatni otpori su izrađeni od materijala visokog otpora, sa temperaturnim koeficijentom blizu nule.
Instrumenti za mjerenje napona i struje mogu se klasificirati prema različitim kriterijima:
- - prema vrsti uređaja za očitavanje (analogni i digitalni);
- - prema metodi mjerenja (direktna procjena (direktno djelovanje) i poređenje sa mjerom);
- - po vrijednosti izmjerenog napona (vršne vrijednosti, prosječne ispravljene vrijednosti, efektivne vrijednosti);
- - prema vrsti ulaza (otvoreni ili zatvoreni).
Trenutno je u funkciji veliki broj elektromehaničkih i elektronskih uređaja za mjerenje napona i struja. Razmotrite principe njihove konstrukcije.
Elektromehanički voltmetri i ampermetri
Elektromehanički voltmetri i ampermetri su analogni instrumenti direktnog djelovanja u kojima se električna izmjerena vrijednost direktno pretvara u očitanje.
U najjednostavnijem slučaju, elektromehanički voltmetri i ampermetri su mjerni mehanizam sa uređajem za očitavanje (vidi Poglavlje 1), opremljen ulaznim terminalima za povezivanje sa mjernim objektom.
Generalizirani blok dijagram elektromehaničkog voltmetra (ampermetra) može se predstaviti kao ulazno mjerno kolo i mjerni mehanizam s uređajem za očitavanje koji je povezan u seriju. Imajte na umu da se kombinacija mjernog mehanizma i uređaja za očitavanje obično naziva mjeračem.
Ulazno mjerno kolo (ulazni uređaj) sadrži, po pravilu, jedan ili više mjernih pretvarača, uz pomoć kojih se izmjerena vrijednost X pretvorena u vrijednost Y, pogodan za uticaj na merni mehanizam.
Najčešće se u elektromehaničkim uređajima koriste mjerni pretvarači skaliranja i normalizacije, kao i pretvarači vrijednosti (vidi Poglavlje 1).
Gotovo većina poznatih tipova mjernih mehanizama (IM) može se koristiti za mjerenje napona i struja.
Za mjerenje konstantnih napona u širokom rasponu vrijednosti (od frakcija milivolti do stotina volti) koriste se elektromehanički voltmetri s magnetoelektričnim mjernim mehanizmom (MEIM). Ovi uređaji imaju relativno visoku klasu tačnosti (do 0,05), ali njihov ulazni otpor ne prelazi desetine hiljada oma, što može dovesti do značajnih sistematskih grešaka. Sistematske greške voltmetara sa MEIM imaju i temperaturni karakter zbog zavisnosti otpora okvira uređaja od temperature okoline.
Ređe se koriste elektromehanički voltmetri sa elektrostatičkim IM (ESIM), elektromagnetnim IM (EMIM) i elektrodinamičkim IM (EDIM) za merenje konstantnih napona.
Voltmetri sa ESIM obično se koriste za mjerenje visokih napona (kilovoltmetri), a voltmetri sa EDIM se koriste kao referentni instrumenti pri provjeravanju mjernih instrumenata niže klase tačnosti.
Za mjerenje istosmjernih struja u širokom rasponu vrijednosti (10 _7 ... 50 A), najšire, kao i pri mjerenju konstantnih napona, koriste se elektromehanički uređaji (ampermetri) sa MEIM. Ove uređaje karakterizira i sistemska greška temperature (posebno kada se koriste šanti), jer se u ovom slučaju, zbog različitih vrijednosti temperaturnih koeficijenata okvira i materijala šanta, struje koje teku kroz njih preraspodijele. Za mjerenje jednosmjernih struja koriste se i ampermetri sa EMIM i EDIM.
Merenje naizmeničnih napona vrši se voltmetrima sa EMIM, EDIM, FDIM, ESIM, termoelektričnim uređajima, kao i ispravljačkim voltmetrima, tj. voltmetri koji imaju mjerni mehanizam magnetoelektričnog sistema i ispravljač (konverter) priključen na ulaz IM.
Naizmjenične struje mjere se termoelektričnim i ispravljačkim ampermetrima, kao i ampermetrima sa elektromagnetnim i elektrodinamičkim IM. Male naizmjenične struje obično se mjere ispravljačkim ampermetrima. Najširi raspon mjerenih naizmjeničnih struja pružaju ispravljački ampermetri, koji se češće koriste za mjerenje malih struja. Najširi raspon frekvencija mjerenih struja pružaju ampermetri termoelektričnog sistema.
Većina elektromehaničkih uređaja ima nizak ulazni otpor (kilooma), pa su prikladni samo za mjerenje napona u kolima niskog otpora. U strujnim krugovima s visokootpornim opterećenjima (megaoma) ovi uređaji (osim elektrostatičkih) se ne mogu koristiti, jer kada se uključe, opterećenje se šantira i time se mijenja električni način rada kola. Osim toga, tipični nedostaci analognih elektromehaničkih uređaja su mali frekvencijski raspon u kojem daju pouzdana očitavanja, veliki ulazni kapaciteti i induktivnosti, te ovisnost ulaznog otpora o frekvenciji.
U praksi se široko koriste univerzalni elektromehanički instrumenti za mjerenje jednosmjernih i naizmjeničnih napona i struja, kao i otpora jednosmjerne struje - avometri (multimetri). Oni su kombinacija dodatnih otpornika ili šantova, pretvarača izmjerenih naizmjeničnih struja i napona (poluprovodnički ispravljači) i IM magnetoelektričnog sistema sa uređajem za očitavanje.
Varijanta kola avometra pri mjerenju istosmjernog napona prikazana je na sl. 5.4.
Rice. 5.4.
Prekidač menja opseg merenja, međutim, ulazni otpor voltmetra, izmeren u [Ohm/V], prilikom promene opsega obično ostaje konstantan zbog odabira otpornika.
Na primjer, ako je L, \u003d 15 MΩ, I 2 = 4 MOhm, /?, \u003d 800 kOhm, /? 4 \u003d 150 kOhm, L 5 \u003d 48 kOhm, a opsezi su 1000,250,50, 10, 2,5 V, respektivno, zatim s otporom namota od 2 kOhm, ulazni otpor uređaja u bilo kojem položaju prekidača raspona bit će 20 kOhm / V.
Voltmetar je mjerni uređaj koji je dizajniran za mjerenje voltaža jednosmjerna ili naizmjenična struja u električnim krugovima.
Voltmetar je povezan paralelno sa izlazima izvora napona pomoću daljinskih sondi. Prema načinu prikaza rezultata mjerenja, voltmetri su pokazivački i digitalni.
Vrijednost napona se mjeri u volti, je na instrumentima označeno slovom AT(na ruskom) ili latiničnim pismom V(međunarodna oznaka).
Na električnim krugovima voltmetar je označen latiničnim slovom V, zaokruženim, kao što je prikazano na fotografiji.
Napon je ili konstantan ili promjenjiv. Ako je napon izvora struje naizmjeničan, tada se ispred vrijednosti stavlja znak " ~ "ako je konstantno, onda potpiši" – ".
Na primjer, naizmjenični napon kućne mreže od 220 volti ukratko je prikazan na sljedeći način: ~220 V ili ~220V. Na baterijama i akumulatorima, kada su označeni, znak " – "često se izostavlja, samo broj. Napon mreže automobila ili akumulatora je prikazan na sljedeći način: 12 V ili 12V, i baterije za baterijsku lampu ili fotoaparat: 1.5V ili 1.5V. Obavezno je tijelo u blizini pozitivnog terminala označiti u obliku znaka " + ".
Polaritet naizmjeničnog napona se mijenja s vremenom. Na primjer, napon u električnom ožičenju u domaćinstvu mijenja polaritet 50 puta u sekundi (frekvencija promjene se mjeri u hercima, jedan herc je jednak jednoj promjeni polariteta napona u jednoj sekundi).
Polaritet istosmjernog napona se ne mijenja tokom vremena. Stoga su potrebni različiti mjerni instrumenti za mjerenje AC i DC napona.
Postoje univerzalni voltmetri pomoću kojih možete mjeriti i AC i DC napon bez prebacivanja načina rada, na primjer, voltmetar tipa E533.
Kako izmjeriti napon u električnom ožičenju kućne mreže
Pažnja! Prilikom mjerenja napona iznad 36 V neprihvatljivo je dodirivati gole žice, jer to može dovesti do strujnog udara!
Prema zahtjevima GOST 13109-97, efektivna vrijednost napona u električnoj mreži mora biti 220V±10%, odnosno može varirati od 198V do 242V. Ako su sijalice počele slabo gorjeti u stanu ili često pregorjeti, kućanski aparati su postali nestabilni, tada da biste poduzeli nešto, prvo morate izmjeriti vrijednost napona u električnom ožičenju.
Prilikom započinjanja mjerenja potrebno je pripremiti uređaj: - provjeriti pouzdanost izolacije provodnika sa papučicama i sondama; - prekidač granica mjerenja postaviti na položaj mjerenja naizmjeničnog napona od najmanje 250 V; 
- umetnite konektore provodnika u utičnice uređaja, vodeći se natpisima u njihovoj blizini;
– uključite mjerni uređaj (ako je potrebno).
Kao što možete vidjeti na slici, u testeru je granica mjerenja naizmjeničnog napona 300 V, a u multimetru 700 V. U mnogim modelima testera potrebno je nekoliko prekidača odjednom postaviti na željenu poziciju. Vrsta struje (~ ili -), vrsta mjerenja (V, A ili Ohm) i također umetnite krajeve sondi u željene utičnice.
U multimetru se kraj crne sonde ubacuje u COM utičnicu (uobičajeno za sva mjerenja), a crvene u V, uobičajeno za promjenu jednosmjernog i izmjeničnog napona, struje, otpora i frekvencije. Utičnica označena ma služi za mjerenje malih struja, 10 A, dok se mjere struje do 10 A.
Pažnja! Mjerenje napona dok je utikač uključen u 10A utičnicu oštetit će instrument. U najboljem slučaju, osigurač umetnut unutar uređaja će eksplodirati, u najgorem slučaju morat ćete kupiti novi multimetar. Naročito često griješe kada koriste instrumente za mjerenje otpora i, zaboravljajući promijeniti način rada, mjere napon. Sreo sam više desetina takvih neispravnih uređaja, sa izgorjelim otpornicima unutra.
Nakon što ste obavili sve pripremne radove, možete započeti mjerenje. Ako ste uključili multimetar, a na indikatoru se nisu pojavili brojevi, to znači da baterija ili nije ugrađena u uređaj ili je već iscrpila svoj resurs. Tipično, multimetri koriste bateriju tipa Krona s naponom od 9 V, čiji je vijek trajanja jedna godina. Stoga, čak i ako uređaj nije korišten duže vrijeme, baterija možda neće raditi. Kada koristite multimetar u stacionarnim uslovima, preporučljivo je koristiti adapter ~ 220 V / -9 V umjesto krunice.
Umetnite krajeve sondi u utičnicu ili ih dotaknite žice električnih instalacija.
Multimetar će odmah pokazati napon u mreži, ali u testeru prekidača i dalje morate moći očitati očitanja. Na prvi pogled se čini da je teško, jer ima mnogo razmjera. Ali ako pažljivo pogledate, postaje jasno na kojoj skali čitati očitanja uređaja. Na razmatranom uređaju tipa TL-4 (koji me besprijekorno služi više od 40 godina!) ima 5 vaga.
Gornja skala se koristi za očitavanje kada je prekidač umnožen od 1 (0,1, 1, 10, 100, 1000). Skala, koja se nalazi odmah ispod, je višestruka od 3 (0,3, 3, 30, 300). Prilikom mjerenja AC napona od 1 V i 3 V primjenjuju se još 2 dodatne skale. Postoji posebna skala za mjerenje otpora. Svi testeri imaju sličnu gradaciju, ali višestrukost može biti bilo koja.
Budući da je granica mjerenja postavljena na ~ 300 V, to znači da se očitavanje mora izvršiti na drugoj skali s ograničenjem od 3, množenjem očitavanja sa 100. Cijena male podjele je 0,1, dakle, ispada 2,3 + strelica je u sredini između poteza, što znači da uzimamo vrijednost očitavanja 2,35 × 100 \u003d 235 V.
Ispostavilo se da je izmjerena vrijednost napona 235 V, što je unutar dozvoljenog raspona. Ako tokom procesa mjerenja dođe do stalne promjene vrijednosti znamenki najmanje značajne znamenke, a strelica testera stalno fluktuira, tada postoje loši kontakti u priključcima ožičenja i potrebno ga je revidirati.
Kako izmjeriti napon baterije
baterija ili napajanje
Budući da napon izvora jednosmjerne struje obično ne prelazi 24 V, dodirivanje terminala i golih žica nije opasno za ljude i nisu potrebne posebne sigurnosne mjere.
Da bi se procijenila prikladnost baterije, akumulatora ili ispravnost izvora napajanja, potrebno je izmjeriti napon na njihovim terminalima. Terminali okruglih baterija nalaze se na krajevima cilindričnog tijela, pozitivni terminal je označen znakom "+".
Mjerenje istosmjernog napona se praktički ne razlikuje mnogo od mjerenja AC napona. Samo trebate prebaciti uređaj na odgovarajući način mjerenja i paziti na polaritet veze.
Količina napona koju baterija stvara obično je označena na njenom kućištu. Ali čak i ako je rezultat mjerenja pokazao dovoljan napon, to ne znači da je baterija dobra, budući da je izmjeren EMF (elektromotorna sila), a ne kapacitet baterije, koji određuje trajanje proizvoda u koji će biti ugrađen.
Za precizniju procjenu kapaciteta baterije potrebno je izmjeriti napon spajanjem opterećenja na njegove polove. Žarulja sa žarnom niti za baterijsku lampu, dizajnirana za napon od 1,5 V, dobro je prikladna kao opterećenje za bateriju od 1,5 V. Za lakše rukovanje, morate lemiti provodnike na njegovu bazu.
Ako se napon pod opterećenjem smanji za manje od 15%, tada je baterija ili akumulator sasvim prikladan za rad. Ako nema mjernog uređaja, onda možete suditi o prikladnosti za daljnju upotrebu baterije prema svjetlini sijalice. Ali takva provjera ne može garantirati trajanje baterije u uređaju. To samo pokazuje da je baterija trenutno još uvijek upotrebljiva.
Tokom rada kućnih električnih aparata nastaju situacije kada je potrebno mjerenje napona. Za provjeru performansi utičnica, jednopolni indikator nije uvijek dovoljan: on će provjeriti prisutnost faze, ali ova metoda neće pomoći u dijagnosticiranju prekida neutralne žice. Isto se odnosi i na rasvjetna tijela. Da bi se utvrdio integritet produžnih kablova i kablova za napajanje kućanskih aparata, metoda merenja napona je opisnija.
Uz pomoć voltmetra otkrivaju se takvi kvarovi kao što je nekvalitetna kontaktna veza, što smanjuje napon na opterećenju. Pokazivač će pokazati prisustvo faze na njemu, ali zbog nedovoljnog napona, električni uređaj može raditi sa smanjenom snagom (grijač) ili uopće ne raditi (TV, kompjuter, perilica).
Samo mjerenjem se može utvrditi prisustvo povećanog ili sniženog napona u električnoj mreži. Prenapon je čest uzrok kvarova u kućanskim aparatima. Električni uređaji počinju trošiti više struje i rade u načinu koji nije predviđen od strane proizvođača. Posljedica toga je smanjenje resursa rada. Žarulje sa žarnom niti na visokom naponu ne samo da brže sagorevaju, već i eksplodiraju kada se uključe.
Podcijenjena vrijednost napona u mreži nije ništa manje opasna za kućne električne uređaje. Električni alat se pregrijava i kompresor hladnjaka pokvari.
Uzroci i metode mjerenja fluktuacija napona
Prema GOST 13109, napon u mreži ne bi trebao izaći iz raspona od 198 - 242 V (220V ± 10%). Ako vam lampe često pokvare, njihov svjetlosni tok se povremeno mijenja ili kućanski aparati pokvare pod misterioznim okolnostima, morate provjeriti napon u ožičenju. Kako biste izbjegli nepotrebne kvarove električnih uređaja, bolje je prije završetka testa isključiti sve nepotrebno iz mreže.
Mjerenja se vrše ili stalnim praćenjem voltmetra ili multimetra priključenog na mrežu, ili periodičnim (jednom na svakih pola sata) mjerenjem u fiksiranju očitanja. Napon u mreži nije konstantan i varira u zavisnosti od stepena zagušenja. Najveća vrijednost će biti noću kada svi spavaju i ne koriste električne uređaje.
Kod fluktuacija napona i padova koji se javljaju na kratko vrijeme, korisno je koristiti žarulje sa žarnom niti za kontrolu. Ako se sijalica iznenada zatamni ili upali jače, u istom trenutku se meri napon u mreži. Razlog ovakvih fluktuacija je priključenje na mrežu snažnih potrošača, koji smanjuju napon u fazi na koju su priključeni. U preostalim fazama napon se može, naprotiv, povećati.
Padovi napona uzrokovani radom aparata za zavarivanje lako se otkrivaju pomoću žarulje sa žarnom niti. Smanjit će svjetlinu sjaja tokom zavarivanja i gorjeti vrlo slabo u trenucima "slijepanja" elektrode. Onaj ko je barem povremeno koristio aparat za zavarivanje, po ritmu promjene svjetline lampe nepogrešivo će utvrditi da su padovi napona uzrokovani njome.
Najozbiljniji razlog za promjenu napona je nulti prekid u trofaznoj mreži napajanja. Svi potrošači kuće ili sela ravnomjerno su raspoređeni u tri faze. U prisustvu nule, napon je približno isti za sve i neznatno ovisi o faznom opterećenju. Ali kada se prekine, napon se preraspoređuje na takav način da napon postaje najveći u fazi s minimalnim opterećenjem. S opterećenjem blizu nule, napon se približava 380 V.
Ako sumnjate na nulti prekid (oštre promjene u svjetlini lampi, gore i dolje, promjena tona kompresora hladnjaka, brzina električnog alata), odmah isključite struju u cijelom stanu i izmjerite napon na ulazu.
Linijski i fazni naponi
Prilikom izvođenja mjerenja u električnim pločama, korisno je znati kako se linijski napon razlikuje od faznog napona. Na ulaz trofaznih oklopa dolaze kablovi sa četiri ili pet jezgri. Tri jezgra su "faze", četvrta jezgra četvorožilnog kabla je kombinovani neutralni provodnik. Namjena dvije preostale jezgre petožilnog kabela je radna nula i zaštitna nula.
Napon između bilo koje dvije faze naziva se linearno i jednak je 380 V. Napon između faze i nultog radnog (kombinovanog) provodnika naziva se faza i jednak je 220 V. Napon između faze i nultog zaštitnog vodiča u normalnom načinu rada mreže jednak je faznom naponu, između zaštitnog i radnog vodiča - nula.
Monofazni štitovi se napajaju dvožilnim ili trožilnim kablovima, svi njihovi prekidači su jednopolni. Napon u njima se mjeri između faze i nule, i to je samo faza, jednaka 220 V.
Kako izmjeriti napon?
Instrumenti koji se koriste za merenja:
— voltmetar- specijalizovani uređaj namenjen samo za merenje napona;
— multimetar- kombinovani digitalni uređaj dizajniran za mjerenje određenog broja električnih veličina ();
— tester- kombinirani analogni uređaj koji obavlja funkcije multimetra., Ali za razliku od njega, ima skalu sa strelicom.
Prije upotrebe morate obratiti pažnju na stanje izolacije spojnih žica uređaja i proučiti upute za njegov rad. Kada koristite multimetre i testere, odaberite pravu vrstu struje i granice mjerenja.
| Vrsta struje | Oznaka na multimetru | Oznaka na testeru |
| Varijabilna | AC | ~ |
| konstantan | DC | = |
Granica mjerenja je uvijek inicijalno postavljena više od očekivanog. Prilikom mjerenja napona u trofaznom štitu ne smije biti niži od 500 V.
Prilikom mjerenja napona izvora jednosmjerne struje mora se poštovati polaritet priključka uređaja. Ovo je vrlo važno za tester, jer ako dođe do greške u vezi, njegova strelica će odstupiti u suprotnom smjeru. Multimetar sa obrnutim polaritetom će pokazati znak "-" ispred izmjerene vrijednosti na indikatoru. I ne zaboravite da prebacite uređaj u način mjerenja DC napona.
Struja koja prolazi kroz vodič ima određenu elektromotornu silu. Kada je potrebno odrediti njegovu vrijednost u posebno odabranom dijelu kruga, koristi se mjerač napona. Jedinicom mjerenja smatra se volt, a uređaj se naziva voltmetar. Ovaj aparat se široko koristi u industriji, naučnim istraživanjima i svakodnevnom životu.
Klasifikacija i princip rada
Da biste bolje razumjeli koji uređaj mjeri napon i zašto se tako zove, vrijedi se obratiti fizici. Po definiciji, to je sila koja djeluje na elektrone i tjera ih da se kreću u jednom ili u različitim smjerovima. Jedinica mjere je volti.
Voltmetre koriste ljudi u različitim oblastima djelatnosti. Postoji mnogo varijanti i modifikacija ovog uređaja. U zavisnosti od dizajnerskih karakteristika i obima, uređaji za mjerenje električnog napona klasificiraju se prema tri glavna parametra:
- Princip rada. Elektromehanički i elektronski.
- Imenovanje. Jednosmjerna i naizmjenična struja, pulsna i fazno osjetljiva, kao i selektivna i univerzalna.
- Konstrukcija i primjena. Stacionarni, prenosivi i panel.
Princip rada elektromehaničkih voltmetara zasniva se na promjeni magnetnog polja. Struja prolazi kroz namotaj, što dovodi do stvaranja elektromagnetnog polja. Kao rezultat toga, strelica, postavljena na osu s permanentnim magnetom, odstupa i pokazuje vrijednost elektromotorne sile (EMF).
Elektronski instrumenti mogu imati i strelicu. Kućište sadrži AC-to-DC pretvarač, a skretanje pokazivača nastaje pod dejstvom detektora napona.
Digitalni mjerači prikazuju informacije na displeju s tekućim kristalima. Njihov rad se zasniva na mikrokolu i pretvaraču signala.
Vrste mjerača napona
Voltmetar za mjerenje napona u jednosmjernom kolu ima oznaku B2. Koristi se kao tester za ožičenje i električne uređaje.
Ako morate da radite sa naizmeničnom strujom, uređaj ima oznaku B3. Ima kompaktni pretvarač za ispravljanje i pojačalo signala.
Puls (B4) je dizajniran za mjerenje smetnji u mreži. Omogućava vam da pronađete mjesto u krugu sa slabim kontaktom.
Faza (B5) određuje kvadraturne komponente prvog harmonika. Ne koristi se u svakodnevnom životu zbog nedostatka potražnje.
Selective (B6) je velika i podsjeća na radio. Može razlikovati frekvenciju signala.
Univerzalni voltmetar (V7) - uređaj za mjerenje napona u električnim mrežama bilo koje vrste.
Prijenosni modeli (tester, multimetar) su mali samostalni uređaji opremljeni elektrodama.
Stacionarni voltmetri su veliki i teški instrumenti često ugrađeni u opremu. Koristi se u proizvodnji za kontrolu rada električnog sistema.
Zaštitni uređaji su jednostavniji. Integrisani su u kućne električne aparate a koriste se i na vozilima kao senzori.
Povezivanje i specifikacije
Da bi se izvršilo adekvatno mjerenje, voltmetar mora biti povezan na željeni dio strujnog kruga putem serijske veze. Prijenosni mjerači se povezuju pomoću elektroda ili posebnih štipaljki. Prilikom očitavanja iz izvora napajanja, elektrode se spajaju direktno na terminale.
Prije povezivanja trebate odrediti:
- red veličine stresa;
- polaritet;
- priroda i vrsta struje;
- način mjerenja (na univerzalnom voltmetru).
Prije nego što kupite ili počnete koristiti voltmetar, korisno je procijeniti njegovu učinkovitost. Morate odlučiti o svojim potrebama i odabrati potreban mjerač napona.
Evaluacija tehničkih indikatora vrši se prema sljedećim parametrima:
Nakon što smo se pozabavili pitanjem koji uređaj mjeri napon, vrijedi se prisjetiti sigurnosnih mjera. Električna struja može uzrokovati ozbiljne ozljede pa čak i ubiti osobu. Ako se vrše očitavanja visokog napona, ne dirajte žice golim dijelovima tijela. Na rukama se moraju nositi zaštitne rukavice.
