Spomínam si na takýto prípad z mojej skúsenosti ako začínajúceho elektrikára - nejako som chcel zostaviť jednoduchý elektronický obvod vysielača. Poskladal som diely, navinul cievky a všetko spojil dohromady podľa existujúceho elektrického obvodu. Zapnem to, ale nejde to. Prirodzene som sa začal zaujímať o to, čo je čo a aké procesy prebiehajú vo vnútri okruhu. Na diagrame vidím, že hodnoty prevádzkového prúdu sú na obvodoch označené preškrtnutým krížikom. Nevedel som prísť na to, čo bol tento schematický symbol. Prišiel za mnou kamarát a povedal mi, čo je čo. Po meraniach som našiel chybu a vysielač začal fungovať. Teraz sa chcem s tými istými začiatočníkmi podeliť o „veľké tajomstvo“ merania elektrický prúd a vysvetlite, ako správne merať prúd.
Elektrický prúd je teda usporiadaný pohyb nabitých častíc vo vnútri konkrétneho elektrického vodiča. Je to ako voda prúdiaca dovnútra vodná fajka. Ak sú v prípade vodných lopatiek inštalované, ktoré otáčajú tento tok, potom v prípade elektrického prúdu je tok nabitých častíc vedený cez prídavný elektrický obvod umiestnený na tento účel v meračoch. Na tomto obvode sa objavujú určité elektrické parametre, ako napríklad pokles napätia v danej oblasti (určitá hodnota rozdielu potenciálov) a odpor. Keďže tieto hodnoty napätia už patria do obvodu merača, môže ich ľahko previesť do numerickej vizuálnej podoby.
V praxi sa merania elektrického prúdu vykonávajú nasledovne. V prípade merania konštantná sila prúd meter(ampérmeter) je zahrnutý v medzere konkrétneho úseku elektrický obvod(toto je ten kríž na schematický diagram s uvedením normálnej hodnoty prevádzkového prúdu, ktorú som uviedol vyššie), v ktorej sa vykonávajú merania. Začne pretekať prúd elektrický prvok ampérmeter a reagovať na zmeny elektrické parametre vo svojom vnútri. V prípade merania AC Vzniká ďalší spôsob merania - pomocou prúdových klieští.
Fungujú takto - hlavná časť je prezentovaná vo forme posuvného transformátora, ktorý sa ovíja okolo vodiča s prúdom. Okolo vodiča so striedavým prúdom je striedavé elektromagnetické pole, ktoré pri obtekaní magnetického obvodu v ňom vyvoláva magnetický tok. Na druhom konci tohto transformátora je meracia cievka, na ktorej sa zobrazuje hodnota napätia. Je skonvertovaný a zobrazený na obrazovke.
Ako vlastne elektrikári merajú prúd? Majú dva typy ampérmetrov. Pre elektrické merania sily prúdu je relatívne málo veľké hodnoty(v pravidelnom elektrické schémy ovládanie elektrického zariadenia), elektrikár má so sebou klasický multimeter, vo vnútri ktorého je funkcia na meranie sily prúdu (striedavého aj jednosmerného) cez otvorený okruh. Na takýchto zariadeniach je maximálna hodnota prúdu do 20 ampérov. Ak je potrebné merať prúdy veľkých hodnôt a za predpokladu, že elektrický systém, ale bez možnosti prerušenia jednej alebo druhej časti elektrického obvodu, potom prídu na pomoc prúdové svorky. Stačí ich omotať okolo požadovaného vodiča alebo zbernice s prúdom a okamžite ukážu prevádzkovú hodnotu sily striedavého prúdu v danej časti napájacieho obvodu.
Nemalo by sa zabúdať, že samotný ampérmeter, keď je pripojený k otvorenej časti obvodu, zavádza ďalšie elektrický odpor. Ak to nie je kritické pre fungovanie systému, môžete to ignorovať. Ak sú však pre prevádzku elektrického zariadenia kritické aj malé poklesy napätia, mali by sa použiť ampérmetre s minimálnym vnútorným odporom. A nezabudnite po zmeraní prúdu prepnúť vodiče multimetra na svorky merania napätia, pretože inak sa môže ukázať, že meriate napätie pomocou zariadenia, ktoré má vnútorný odpor rovná sa nule. To prirodzene spôsobí skrat a problémy.
Sila prúdu sa meria v ampéroch, preto sa nazýva zariadenie, ktoré meria prúd ampérmeter. Napätie (alebo potenciálny rozdiel medzi dvoma bodmi v elektrickom obvode) sa meria v voltov, preto je prístroj, ktorý meria napätie, tzv voltmeter. Aby sme mali kvantitatívnu predstavu o veľkostiach napätí a prúdov tečúcich v rôznych zariadeniach, uvedieme niekoľko príkladov.
1. Žiarovka s výkonom P = 60 W, pracujúca zo siete s napätím U = 220 V. Prúd cez takúto žiarovku možno vypočítať pomocou vzorca A.
2. Rýchlovarná kanvica výkon P = 2200 W (U = 220 V). Súčasná sila je 
A.
3. Prúd pretekajúci odporom s odporom, na ktorý je privedené napätie 1,5 V (z bežnej batérie), sa rovná Ohmovmu zákonu A.
Tri príklady stačia na to, aby nás presvedčili o veľmi širokom rozsahu hodnôt prúdu (a napätia) a potrebe mať ampérmetre (a voltmetre) s rôznymi hodnotami delenia. Na meranie malých prúdov boli vytvorené miliampérmetre označené symbolom (pozri obr. 16a) a mikroampérmetre (pozri obr. 16b) označené .
Zariadenia znázornené na obr. 16 majú rôzne meracie rozsahy. Ako je možné vidieť z obrázku, maximálny prúd pre miliampérmeter je to len 5 mA a pre mikroampérmeter je to 50 µA. Ak je prúd väčší ako tieto hodnoty, ručička vypadne z mierky, to znamená, že pôjde čo najviac doprava a zastaví sa, držaná zarážkou. Zvlášť treba poznamenať, že pri vypnutí by šípka zariadenia mala ukazovať na nulové delenie. Ak je prístroj „zrazený“, to znamená, že pri výpadku prúdu ukazuje nenulovú hodnotu, potom musíte pomocou skrutkovača alebo nechtom otáčať kolieskom na nastavenie nuly (pozri obr. 16c).
Teraz sa pozrime na zariadenia, ktorých rozsah merania je možné meniť.
Obr. 17. Dvojrozsahový ampérmeter (a) a 4-rozsahový voltmeter (b)
Na obr. 17a je znázornený 2-rozsahový ampérmeter, u ktorého môžete prepínačom nastaviť maximálny prúd na 1 A alebo 2 A ( biela bodka na základni kľúča označuje 1 A), čo bude zodpovedať maximálnej hodnote 100 dielikov na ampérmetrovej stupnici. Presunutím kľúča ampérmetra z polohy „1 A“ do polohy „2 A“ zmeníme hodnotu delenia z w = 0,01 A na w = 0,02 A.
Obr. 17b znázorňuje 4-rozsahový voltmeter so štyrmi možnými limitmi merania napätia 7,5 V; 15 V; 30V a 60V (biela bodka na základni kľúča označuje 15V). Vzhľadom na to, že stupnica voltmetra je navrhnutá pre 150 dielikov, potom posunutím kľúča voltmetra z jednej polohy do druhej zmeníme hodnotu delenia w takto:
"7,5 V" (w=0,05 V); "15 V" (w=0,1 V); "30 V" (w=0,2 V); "60 V" (w=0,4 V).
Voltmeter je zariadenie, ktoré sa používa na meranie napätia v časti obvodu. Ako správne pracovať s týmto zariadením, čo je potrebné vziať do úvahy pri výbere voltmetra, aké ďalšie zariadenia existujú na meranie napätia v sieti, poďme na to.
Napätie
Napätie je fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje prácu, ktorá bola vynaložená na skúšku elektrický náboj z jedného body elektrického obvodu inému. Alebo inými slovami, je to energia vynaložená na presun kladného náboja z bodu s nízkym potenciálom do bodu s vysokým potenciálom.
Dodáva sa v dvoch typoch: konštantný a variabilný. Konštantné napätie je typické pre elektrostatické obvody resp DC , a striedavý – pre obvody so striedavým a suisoidným prúdom. Toto fyzikálne množstvo sa meria vo voltoch a jeho symbol je U.
Túto hodnotu možno zistiť pomocou nasledujúcich vzorcov:
- U=I*R
- U=P/I
- U=√P*R
Kde U je napätie, I je prúd, R je odpor, P je výkon.
Ale hodnotu U možno nájsť bez použitia týchto vzorcov, ak vykonáte špeciálne merania. Aby ste to dosiahli, stačí vedieť, ako používať voltmetr.
Je to najjednoduchšie zariadenie na meranie napätia. Na hodinách fyziky v školách sa deťom často hovorí o vlastnostiach tohto zariadenia Naučte sa, ako skontrolovať napätie v elektrickom obvode. Pomocou neho môžete zistiť nielen napätie, ale aj odpor, ak poznáte špeciálne vzorce. Voltmeter sa ľahko používa a jednoducho sa používa, takže voltmeter zostáva najviac najlepší spôsob U merania doma.
Klasifikácia voltmetrov
Môžu byť elektromechanické (takéto zariadenia sú najcitlivejšie a najpresnejšie), elektronické, ktorých princíp fungovania je transformácia striedavé napätie
trvalé a digitálne.
Na základe ich účelu môžu byť voltmetre impulzné, jednosmerné alebo striedavé. A podľa princípu aplikácie - panel a prenosný. Pred použitím zariadenia musíte skontrolovať, o aký typ ide, aby ste mohli vykonať správne merania.
Trochu histórie
Prvý voltmeter v histórii vynašiel ruský fyzik G.V. Richmanna v roku 1754 a nazýval sa „index elektrická sila" Moderné elektrostatické voltmetre sú založené na princípoch tohto zariadenia.
Konštrukcia voltmetra
Než začnete merať napätie, mali by ste sa naučiť, ako funguje voltmeter.
Jeho hlavnými prvkami sú telo, terminál, ukazovateľ a stupnica. Svorky majú zvyčajne znamienko plus alebo mínus alebo sú označené farbou (plus je červená, mínus je modrá alebo čierna). Často na tomto zariadení môžete vidieť písmeno "V". Pri použití prístroja pre obvody so striedavým prúdom je na číselníku znázornená vlnovka a pre obvody s jednosmerným prúdom priamka. Niekedy sa používa označenie AC (na meranie striedavého prúdu) a DC (na meranie jednosmerného prúdu). V zariadeniach na striedavý prúd nie je polarita.
Klasický voltmeter, ktorý momentálne mierne zastaraný, pozostáva z cievky tenkého drôtu v tvare podkovy so železným ukazovátkom, ktorý sa nachádza medzi koncami magnetu. Šípka sa pohybuje na osi. Cez cievku preteká prúd a magnetizovaná ihla sa pohybuje v dôsledku prúdu. Čím väčší je prúd, tým viac sa ihla vychyľuje. Môžete vidieť, že dizajn tohto zariadenia nie je príliš zložitý. Celý jeho princíp je založený na jednoduchých fyzikálnych zákonoch.
Ako používať voltmeter
Voltmeter je vždy pripojený paralelne k časti obvodu, pretože takéto spojenie znižuje prúd. Prístroj dokáže merať napätie len v určitom úseku elektrického obvodu. Pri práci s ním musíte vždy dodržiavať polaritu. Drôty sú priskrutkované na skrutky s orechmi. Pre zariadenia určené pre konštantné napätie, kontakty sú označené znamienkami plus a mínus. Týka sa to ukazovateľového voltmetra. V elektronických modeloch je všetko oveľa jednoduchšie: neexistujú žiadne drôty. Viac o princípe fungovania voltmetra sa môžete dozvedieť sledovaním videa.
Ako používať voltmeter
Pred meraním musíte skontrolovať, či je vhodný toto zariadenie pre nich. V prvom rade je potrebné určiť maximálnu prípustnú hodnotu merania pre daný voltmeter. Ak to chcete urobiť, jednoducho nájdite najväčšiu číselnú hodnotu na stupnici voltmetra. Ďalej by sa malo objasniť, v akých jednotkách meria voltmeter. Môžu to byť volty, mikrovolty alebo milivolty. Zanedbanie tohto bodu môže mať za následok, že zariadenie začne dymiť po pripojení k sieti, ktorej hodnota napätia je mnohonásobne vyššia ako prípustná.
Ak je napätie v elektrickom obvode už známe a presahuje šesťdesiat voltov, musíte použiť špeciálne dielektrické rukavice a sondy s dobrou izoláciou. Bezpečné napätie pre ľudí je asi 42 voltov pri normálnych podmienkach a asi 11 palcov nepriaznivé podmienky (vysoká vlhkosť, zvýšená teplota, železné predmety v blízkosti a pod.).
Voltmeter a auto
V aute sa toto zariadenie používa z dvoch hlavných dôvodov: na sledovanie nabíjania batérie a na sledovanie poklesu napätia v palubnej sieti. Pre úplnú kontrolu poklesy napájania, môžete nainštalovať dva voltmetre: jeden na pripojenie k batérii a druhý na pripojenie ku svorkám zosilňovača.
S ním môžete merať prúd v automobilovej sieti. Karoséria vozidla má záporný náboj (znamienko „-“), čo znamená, že je k nej pripojená svorka so záporným pólom. Kladný pól je pripojený na „pozitívny“ generátor. Takto sa meria napätie v aute. Zvyčajne má hodnotu okolo štrnástich voltov. Na pripojenie je lepšie použiť hrubé drôty: znižujú chybu meraní. Základné normy napätia:
- Pre zastavený motor 12,2 - 12,6 voltov
- Pre bežiaci motor 13,6 - 14,4 voltov
Multimeter
Napätie môže merať aj multimeter. Pred použitím tohto zariadenia si prečítajte pokyny.
Multimetre môžu vo všeobecnosti merať tri základné veličiny: prúd, odpor a napätie. Môžu byť analógové a digitálne.
Niektoré multimetre môžu merať aj:
Schopnosti multimetra sú teda určené jeho modelom a typom. Absolútne každý multimeter dokáže merať napätie, prúd (konštantu) a odpor.
Klasický voltmeter sa ľahko používa a má jednoduchý dizajn. Vždy je pripojený paralelne k časti obvodu. Vždy je lepšie najprv zostaviť obvod a potom k nemu pripojiť voltmeter. Pri práci s týmto zariadením Je veľmi dôležité dodržiavať polaritu. Dá sa použiť na meranie napätia v aute. Nikdy by sme nemali zabúdať, že napätie (vysoké aj nízke) je nebezpečné nielen pre zdravie, ale aj pre ľudský život.
Preto pri práci s elektrickými spotrebičmi musíte dodržiavať bezpečnostné opatrenia: používajte špeciálne rukavice, práce len za normálnych podmienok atď. Pred použitím je potrebné zariadenie skontrolovať.