Oseba, ki je daleč od električnih vezij, napetosti, tokov in uporov, bo komajda znala takoj odgovoriti na to vprašanje: kaj meri voltmeter? Ker je odgovor očiten, bomo, če ste le prebrali drugo polovico naslova članka, to temo razkrili nekoliko bolj podrobno. Predvsem bomo upoštevali merjenje napetosti v vsakdanjem življenju, značilnosti naprav, načelo delovanja.
Definicija
Voltmeter je merilna naprava, ki vam omogoča, da dobite vrednost napetosti ali elektromotorne sile v enosmernem ali izmeničnem tokokrogu. Obseg instrumenta se lahko razširi do 1000 V ali več. Vse je odvisno od njegovega namena. Če želite bolje razumeti, kaj je, razmislite o definiciji elektromotorne sile. Ker se zelo pogosto zamenjuje z omrežno napetostjo, jih je treba ločiti drug od drugega.
EMF in napetost: razlika
Torej, EMF je fizična količina, ki označuje delo, ki ga pri gibanju opravijo katere koli sile neelektrične naraveenotnega pozitivnega naboja vzdolž obravnavane konture. V najpogostejšem primeru kaže sposobnost vira energije, da ustvari eno ali drugo potencialno razliko na dveh razmaknjenih točkah v vezju. Meri se, tako kot napetost, v voltih. Od njega se razlikuje po tem, da označuje napajanje v prostem teku, torej brez povezave z omrežjem.
Ko je v tokokrogu tok, torej je zaprt, se pojavi še en bolj znan koncept - napetost. Poleg tega ga lahko vzamete tako za sam vir napajanja na njegovih sponkah kot v katerem koli delu vezja. Merjenje napetosti je identifikacija potencialne razlike med dvema razmaknjenima točkama. Za vir energije je običajno nekoliko manjša od elektromotorne sile, ko je vključen v porabo. Pravzaprav sta tako EMF kot napetost enaka, edina razlika je v tem, kateri fizični proces ustvari potencialno razliko med obema točkama, na katerih se meritev.
Vrste voltmetrov
Tu je treba razlikovati dve glavni vrsti: prenosni in stacionarni. Prenosnega instrumenta za merjenje napetosti ni mogoče vleči le z roko. Običajno vključuje funkcionalnost za preverjanje tokov in uporov v tokokrogu, pa tudi temperature prevodnikov itd. Stacionarne naprave so pogosto strukturno integrirane s samim omrežjem, v katerem se meritve izvajajo, na primer v električnih stikalnih ploščah, ploščah itd.
Glede razvrstitve po načeludelovanja, potem lahko ločimo več vrst elektromehanskih voltmetrov in dve vrsti elektronskih. Slednji so analogni in digitalni. Elektromehanski voltmetri uporabljajo sistem magnetnega pretvornika za pridobivanje odčitkov napetosti. Elektronske naprave digitalizirajo prejeti signal z uporabo ADC. Odčitke voltmetra, odvisno od principa predstavitve podatkov, prikazuje bodisi s puščico bodisi na posebnem digitalnem prikazovalniku.
Še ena razvrstitev - glede na namen. Omogoča vam razdelitev naprav na merilnike enosmernega in izmeničnega toka, pa tudi na fazno občutljive, impulzne in univerzalne. Za slednje je na voljo skoraj celoten nabor signalov, katerih napetost je treba poznati.
Glavne specifikacije
Odvisno od namena naprave. Na primer, DC voltmeter ima običajno več merilnih območij, zato bo njihovo število ena najpomembnejših tehničnih lastnosti. Poleg tega imajo skoraj vse naprave določeno vhodno impedanco, ki je mimogrede odvisna od napetostnega razpona preučevanega odseka vezja.
Še vedno pomembne lastnosti so seveda napake, pa tudi ločljivost lestvice oziroma minimalni korak odčitkov, če govorimo o digitalnem voltmetru. Če je uporabnik prejel univerzalno napravo za merjenje napetosti, so meje količin, s katerimi lahko dela, na primer tokovi, upori, temperature, kot tudiobsegi, napake in frekvence za spremenljive signale.
Načelo dela
Celotno delovanje naprave je močno odvisno od izvedbe. Če gre za elektromehanski voltmeter, obstaja magnetni sistem, ki je občutljiv na tok. Glede na njeno vrednost se poveča tudi odstopanje kazalne puščice, ki je mehansko povezana z vezjem, okvirjem ali s čim drugim, kar služi za pretvarjanje toka v vezju. Natančnost takšnih naprav ni zelo visoka, saj ne omogoča pridobivanja visokih vrednosti vhodnega upora, kar pomeni, da vnaša resna popačenja v meritve, saj je v vezje dodana parazitska prevodnost.
Digitalni voltmetri, ki so v zadnjem času zelo razširjeni v vsakdanjem življenju, imajo pod pokrovom veliko število elektronike. To je posledica pretvorbe analognega signala, prejetega na vhodu naprave, v digitalno obliko z uporabo ADC. Za tiste, ki jih res zanima, je na voljo velika količina literature na to temo. Tak voltmeter, katerega cena niha znotraj nekaj sto rubljev, seveda ne trdi, da ima širok razpon možnosti in veliko natančnost, vendar je povsem sposoben meriti napetost na sponkah avtomobilske baterije ali v 220 V omrežje.
Povezava v verigi
Voltmeter v vezju je vedno povezan vzporedno z obremenitvijo ali virom napajanja, če morate izmeriti njegov EMF ali napetost na sponkah. Zato obstajajo tako stroge zahteve za vhodno impedanco naprave, saj je takšna povezavapomeni pojav dodatne prevodnosti v vezju.
V nobenem primeru ne priključujte voltmetra, katerega cena je vsaj malo visoka, v vezje zaporedno. V nasprotnem primeru uporabnik tvega, da bo napravo preprosto zažgal, ne da bi imel čas, da bi izvedel, za kaj gre. Tudi če preživi tako barbarsko ravnanje, njegovim odčitkom ne gre zaupati, saj se tok v tokokrogu ob tako priključitvi voltmetra resno spremeni, kar spet potisne v neznano možnost poznavanja dejanske napetosti odseka, v katerem meritve so narejene.
Varnostni ukrepi pri delu
Ker je upor samega voltmetra v večini primerov precej velik in se povezovalno vezje uporablja vzporedno, je tveganje resnega električnega udara v nizkonapetostnem vezju minimalno. Če pa govorimo o industrijskih napravah, zlasti v stacionarni različici, to pomeni ogromne vrednosti izmerjenih vrednosti obeh napetosti in najverjetneje tokov. Zato morajo biti tukaj varnostni ukrepi na najvišji ravni, brez zadostnega znanja, gumijastih rokavic, podloge in drugih ustreznih ukrepov pa je seveda kakršna koli dejavnost kontraindicirana. Kar meri voltmeter, je najverjetneje zelo življenjsko nevarno, zato priporočamo, da ne skušate usode. V nobenem primeru se ne smete dotikati golih žic, tudi če je vezje po definiciji nizkonapetostno.
Sklep
Odgovarjamo na vprašanje, kaj meri voltmeter, smoobravnava na splošno njegovo napravo, glavne tehnične značilnosti, razvrstitev. Seveda ta kratek pregled ne trdi, da je izčrpen, še posebej glede na bralčevo pomanjkanje osnovnega znanja o elektrotehniki.
Če povzamemo, je treba opozoriti, da voltmeter meri seveda napetost v delu vezja, na katerega je priključen vzporedno. V nasprotnem primeru bo njegovo pričanje nezanesljivo, da ne omenjamo nevarnosti morebitne izgube drage opreme. Bralec naj bo previden pri uporabi naprave doma, saj je stik z visokonapetostnimi odseki tokokrogov življenjsko nevaren.
