Измерение потребленной электроэнергии индукционным счетчиком

Как нужно считать показания электросчетчика?

Плата за электрическую энергию занимает значительную часть общих расходов на все коммунальные услуги. В большинстве случаев граждане не всегда дожидаются проверяющих контролеров, которые снимают показания, и сами передают их энергопродающей компании.

На практике случаются случаи, когда сами контролеры умышленно записывают показания, которые не соответствуют действительности. Поэтому ниже будет рассказано о том, как считать показания электросчетчика, и их классификация.

Как считать показания электросчетчика? Виды электросчетчиков

Какие бывают виды электросчетчиков?

Требования к счетчикам электрической энергии, которые используются в бытовых целях, утверждены ГОСТом. Они дают детальное описание, технические характеристики, и особенности современных счетчиков.

Исходя из ГОСТа, счетчики, которые используются для фиксирования поступившей электрической энергии в бытовых целях, делятся на два вида:

  • индукционные, их сразу можно узнать по характерному вращающемуся диску, либо наличию циферблата, на котором расположен ряд барабанов с цифровыми метками, которые и фиксируют количество поступившей электрической энергии;
  • электронные, их табло имеет монитор с жидкокристаллическим дисплеем, учет электрической энергии происходит на основании специального электронного устройства, кроме этого такие приборы часто используются в домах, которые перешли на дифференцированный тариф (так называемый день-ночь).

Также бытовые приборы можно разделить на однофазные и трехфазные. Первые используются в тех домах или квартирах, где нагрузка на сеть минимальная, так как они рассчитаны на максимальную нагрузку в 220 Вольт.

Трехфазные приборы рассчитаны на максимальную нагрузку равную 380 Вольт, и ставятся в дома и квартиры, где собственники пользуются электрическим отоплением, либо используют дифференцированный тариф.

Интересно знать, что трехфазные счетчики, а также те, которые рассчитаны на дифференцированный тариф не устанавливаются бесплатно в квартиры и дома. За них нужно платить некоторую сумму денег. Но зато они экономят средства, за счет уменьшения стоимости энергии в ночное время.

Снятие показаний с индукционного счетчика

Как правильно писать показания счетчика?

Индукционный счетчик на данный момент установлен в большинстве жилых помещений, поэтому неправильное снятие данных с него может привести к тому, что платежки на оплату будут значительно больше, нежели реально потребленная электроэнергия. Исходя из этого, граждане должны разбираться, как правильно это делать.

Принцип действия этого прибора основан на индукции, поэтому проходящее через него электричество, фиксируется через специальный механизм. Он состоит из нескольких барабанов, на которых имеются цифровые метки.

Согласно ГОСТ такие приборы должны иметь определенные метки, разделяющие барабаны с цифрами на две части. Это и вызывает неточность показаний.

На данное время встречаются такие счетчики.

  1. Индукционные приборы, которые не имеют меток.
  2. Индукционные приборы с метками.

Процедура снятия показаний

Сначала рассмотрим, как правильно снимать показания на счетчиках, которые оборудованы метками. Делается это по следующему алгоритму:

  • нужно внимательно посмотреть на фиксирующий механизм, он состоит из 6 или 7 барабанов, каждый из которых имеет цифровые обозначения от 1 до 0;
  • последний справа барабан может быть окрашен в красный цвет, либо он на табло выделен красной линией;
  • при снятии данных нужно не учитывать показания того барабана, который выделен красной чертой, либо изготовлен из пластика зеленого, красного цвета, на нем также может находиться шкала из черточек, так как он фиксирует десятые и сотые доли киловатта;
  • откинув крайний правый барабан, человек должен записать цифры на других барабанах, это и будут реальные показания, например, механизм состоит из 6 барабанов дающие цифровые показания: 234557 – 7 учитывать не нужно, реальные показания 23455.

Теперь перейдем к рассмотрению вопроса о снятии показаний с счетчика, который не имеет специальных выделенных барабанов.

  • нужно внимательно посмотреть на механизм, который может состоять из 5, 6 барабанов, которые не выделяются линиями, или цветом материала, но напротив крайнего правого барабана, может быть маленькая шкала;
  • следующий шаг, это фиксация всех цифровых показаний, например, на счетчике иметься 6 цифровых барабанов, их показания такие – 77889, это и будут реальные показания потребленной энергии.

Нужно запомнить, что снятия показаний лучше проводить один раз в месяц, одного и того же числа. Таким образом, можно будет контролировать процесс потребления энергии.

Контрольное снятие показаний

Как проверить правильность показаний электросчетчика?

Для индукционных приборов существует несколько контрольных снятий, для определения их работы.

Первое это снятие информации за одну минуту его работы, и контрольное при его демонтаже, например на проверку или замену. Рассмотрим каждый случай.

Снятие данных за одну минуту происходит следующим образом:

  • нужно найти крайний правый барабан, на котором будет нарисована шкала, она учитывает сотые или десятые доли киловатта, если в счетчике 6 барабанов, то крайний правый учитывает десятые киловатта, если 7 то 100;
  • далее, нужно дождаться, когда показатель последнего барабана укажет на конкретное число, например 5, и делать замер;
  • нужно засечь одну минуту, и внимательно следить за шкалой, сколько делений прокрутиться, за это время.

Полученное число и будет показатель работы счетчика за одну минуту.

Теперь перейдем к рассмотрению вопроса, как снять показания перед демонтажом счетчика. Электрики будут это делать после отключения его от электрической сети. Из этого следует, что сразу после отключения, пользователь должен зафиксировать показания всех барабанов, даже десятые и сотые доли, а затем разрешать производить демонтаж.

Нужно запомнить, что представители, компании, которые снимают показания при демонтаже, обязаны составить акт о снятии, куда внести показания счетчика.

Снятие показаний с электронного счетчика

Какие цифры писать в показаниях счетчика электроэнергии? Электронные счетчики также служат для того, чтобы фиксировать количество поступившей энергии в жилое помещение, но могут программироваться на несколько тарифов. Поэтому такие приборы часто называют многотарифными.

Читайте также:
Какие бывают запчасти для дренажных насосов и как их правильно выбирать

Для снятия данных нужно посмотреть на электронное табло, и посчитать все числовые значения, которые отделены точкой (крайнее правое число учитывать не нужно). В принципе процесс снятия показаний на электронном приборе ничем не отличается от индукционного.

Как ведется раздельный учет на электронных счетчиках?

Большинство электронных счетчиков рассчитаны на ведение раздельного учета потребленного электричества днем и ночью. Вызвано это тем, что в ночное время стоимость электричества меньше, так как его потребляют мало.

Электронные счетчики имеют специальную программу, которая рассчитана на один, два или три тарифа. Однотарифные просто фиксируют количество электрической энергии, которая потреблена.

Двухтарифные приборы ведут дневной учет, начиная с 7 утра до 23 часов ночи, а с 23 часов и до 7 часов начинает работать ночной учет или тариф.

Трехтарифные приборы, работают в такой последовательности. Первый учет, это время с 07.00 до 10.00, и с 17.00 до 21.00 (пиковые нагрузки). Второй учет с 10.00 до 17.00 и с 21.00 до 23.00 (меньшая нагрузка), с 23.00 до 07.00 (минимальная нагрузка).

Важно запомнить, что программирование данных приборов учета происходит в точке продаже, либо вызванными электриками, которые представляют компанию поставляющую электричество. Самостоятельно это делать не рекомендуется.

Расчет стоимости потребленной энергии

Как считать показания счетчика электроэнергии?

Для снятия показаний с таких счетчиков не нужно иметь специального образования. Достаточно внимательно изучить их техническую документацию, либо проконсультироваться у продавца, или специалиста при их установке.

Для получения показаний нужно следовать следующему алгоритму.

  1. Сначала пользователь должен понимать, двухтарифная, однотарифная или трехтарифная программа установлена в его приборе учета.
  2. Если однотарифная, тогда нужно внимательно посмотреть на электронный дисплей и записать все числа, которые отделены запятой от показаний крайней правой колонки (числа). Это и будет показания потребленной энергии. Все как в индукционном счетчике.
  3. Если установлена двухтарифная программа, тогда процесс снятия данных будет идти по-другому. Нужно нажать на табло счетчика кнопку «ввод» и на экране высветиться иконка «Т1» и комбинация цифр. Это дневной тариф, его показатели нужно записать. Далее снова нажать на «ввод», высветиться иконка «Т2», это ночной тариф, высветившиеся показатели также надо записать. Затем они суммируются, и получается общее число, сколько энергии было потреблено.
  4. Если установлена трехтарифная программа, то снятие показаний происходят таким образом как и для двухтарифной. Просто кнопку «ввод» нужно будет нажать три раза и записать показания с иконками Т1, Т2, Т3.

Как видно ничего сложного нет, главное детально разобраться в инструкции, либо ознакомиться с данной публикацией. Можно также проконсультироваться по этому поводу у работников энергопоставляющей компании, которые будет осуществлять монтаж этого прибора.

Интересно знать, что некоторые производители предлагают такие электронные приборы учета света, которые оборудованы программой по подсчету суммы за потребленную электроэнергию.

Она высвечивается в другой колонке. Для этого счетчик программируется, и в его память вноситься установленный тариф. При его смене, электроприбор нужно заново программировать.

Для того чтобы снять данные с электросчетчика нужно внимательно изучить его табло. На индукционном приборе, показания фиксируются на специальных цифровых барабанах. На электронном счетчике, их функцию выполняет экран.

Как понять показания счетчика электроэнергии? Как правильно писать показания счетчика электроэнергии? О том как снять показания с электросчётчика вы можете узнать, посмотрев видео:

Как снимать показания электросчетчика

Для ежемесячной оплаты за потребленную электроэнергию, необходимо передавать данные в абонентскую службу или самостоятельно проводить расчеты. В любом случае, необходимо снять показания счетчика электроэнергии, а потом провести соответствующие действия. Как это сделать — рассмотрим дальше.

Снимаем показания с индукционных счетчиков

Индукционные счетчики можно отличить по крутящемуся колесу, которое расположено чуть ниже рамки с цифрами. Эти цифры и есть показания счетчика. Количество цифр зависит от модели.

Как снять показания счетчика электроэнергии индуктивного и электронного

Сколько цифр списывать

Обычно на табло индукционного счетчика есть 5, 6 или 7 цифр. В большинстве случаев последняя цифра, реже — две, отделены запятой, цветом или отличаются по размеру. Все цифры после запятой при снятии показаний не учитываем. Они показывает десятые и сотые доли киловатта и не должны учитываться. То есть все цифры после запятой не принимаем во внимание.

Но стоит помнить, что есть модели счетчиков, в которых запятой нет. В этом случае при снятии показаний необходимо списывать все цифры. Если этого не делать, рано или поздно придется доплачивать разницу, а она получается обычно ооочень большой. Так что будьте внимательны.

Если неуверенны, есть ли в вашем счетчике запятая, спишите модель, название и позвоните в абонентскую службу организации, поставляющей электричество. Пусть они уточнят, сколько цифр в вашем случае необходимо списывать при снятии показаний. Также можно вызвать на дом контролера или уточнить эти данные у электрика управляющей кампании.

Как снимать

Сразу после установки счетчика вам выдали на руки акт, в котором указаны начальные цифры. Когда приходит снимать показания счетчика света, берете листок бумаги, переписываете туда те показания, которые есть на текущий момент (без учета цифр, отделенных запятой). Можно также не переписывать нули, которые стоят вначале — до первой цифры (смотрите фото).

Читайте также:
Крестовая отвёртка со шлицом PH и PZ: в чём разница и какую лучше использовать?

Пример показаний индукционного счетчика

Для дальнейшего расчетов необходимы данные за предыдущий месяц. В первый месяц пользования вы их берете из акта установки, а в дальнейшем надо или хранить квитанции или вести журнал учета. Где и как они будут храниться — ваш выбор.

Некоторые абонентские службы работают так, что вам и считать ничего не нужно, просто необходимо в определенный промежуток времени передать данные. Их автоматизированная система сама запишет на ваш лицевой счет (или сделает это оператор), потом произведет начисления самостоятельно и сформирует квитанцию. Вам останется только оплатить выставленный счет. Но даже в этом случае, для контроля, можно считать сколько вы должны платить ха электроэнергию самостоятельно. Конечно, маловероятно что компьютеры ошибутся (считают они), но мало ли…

Как считать

Чтобы самому посчитать электроэнергию по счетчику, от написанной только что вами цифры отнимаете ту, которая была раньше. Получаете количество киловатт, израсходованных за последний период.

Для примера рассмотрим показания на фото выше. Пусть предыдущие были 4852, текущие 5101 (цифры после запятой игнорируем). Считаем расход электроэнергии: 5101 — 4852 = 249 кВт. Чтобы узнать сколько надо платить, необходимо умножить полученное количество киловатт (в данном случае 249 кВт), на тариф. Получите ту сумму, которую придется выложить за свет.

Если счетчик стоит долго, рано или поздно он «обнулится» — на первых позициях появятся нули. Как считать расход электричества в этом случае? Все очень просто. На этот раз придется переписывать показания со всеми нулями, а перед первым поставить «1». Например, вы пришили снять показания со счетчика, а там только последние цифры отличны от нуля. Или, как на фото ниже, стоит только единица.

После обнуления может быть такая картина, или может быть две цифры отличны от нуля, или три…

Переписываете значение как есть, со всеми нулями (но цифры после запятой не пишем), перед первым нулем ставим единицу, а потом считаем как раньше. Давайте посчитаем показания на фото. Списываем показание, поставив впереди «1»: 100001. Пусть последние показания были 99863. Отнимаем 100001 — 99863 = 138 кВт. Итого, расход за отчетный период составил 138 кВт. В дальнейшем показания электросчетчика списываете как прежде, без нулей, стоящих впереди и не подставляя единицу.

Показания электронных счетчиков электроэнергии

В электронных электросчетчиках установлено не механическое табло с «перескакивающими» цифрами, а электронное. На нем может отображаться не только цифры, отображающие сколько киловатт потрачено, но и дата, время работы счетчика, некоторые другие данные. В большинстве электронных счетчиков света эти данные сменяют друг друга через несколько секунд. Если счетчик многозоновый, последовательно отображаются показания по каждой зоне ( Т1, Т2, Т3, Т4).

Чтобы снять показания счетчика электроэнергии электронного типа можно дождаться пока появится нужная информация и списать ее. Второй вариант — нажать на кнопку «ввод». Возможно, нажимать придется не один раз — пока не появится нужная информация. Ее можно отличить по значкам, высвечивающимся на экране. Обычно это Т1, Т2, Т3, Т4 или слово TOTAL.

Например, на фото внизу, на экране в верхнем левом углу видим значок Т1 и чуть дальше цифры большего размера — 72,69. Если присмотреться, за ними стоят единицы измерения — кВт ч. Это и есть потребленная электроэнергия по первой зоне Т1 (дневной тариф).

Пример показаний электронного счетчика

После того, как высветились нужные данные, их записывают в квитанцию и далее проводит расчеты (описаны выше). Если данные просто необходимо передать в абонентскую службу, их можно записать на листочек.

Будьте внимательны! Тут тоже переписывать надо только целую часть, не учитывая знаки после запятой. Например, в данном случает (на фото выше) передавать или проводить расчеты надо только с цифрой 72 без «хвоста».

На электронном счетчике Энергомера выглядит немного по-другому

Как снять показания со счетчика Меркурий 200

Есть однотарифнные счетчики Меркурий (в спецификации они обозначаются как 200.00), и многотарифные (с цифрами после точки отличными от нулей, например Меркурий 200 01, может стоять еще 02 или 03). В них отличается количество зон, а также наличие/отсутствие пульта управления.

Независимо от модели показания снимаются одинаково. Придется просто разное количество раз нажимать на кнопку «ввод» или ждать появления большего количества цифр.

Электросчетчики Меркурий 200 поочередно показывают время, дату, потом тарифы по зонам. Сначала высвечивается время в обычном тарифе — часы, минуты, секунды показываются чуть выше. Затем через несколько секунд на экране появляется дата. Она отображается также в стандартном формате: число, месяц, год.

Время и дата

После этого начинается показ тарифов. В левом верхнем углу появляется название тарифа: Т1, Т2, Т3 или Т4. Их количество зависит от установленной у вас модели. Высвечиваются они все поочередно. На этом этапе их можно записывать (целую часть, без знаков после запятой).

Показания двухтарифного счетчика Меркурий 200

После всех тарифов появляется контрольная сумма всех тарифов. Далее цикл повторяется — время, дата, тарифы, суммарное значение и т.д.

Последней появляется сумма показаний всех тарифов

Цифры на экране сменяются раз в 5-10 секунд — в зависимости от настройки. Вполне можно успеть записать. Но если не успели, можно переключить на тарифы в ручном режиме. Для этого необходимо в любой момент времени нажать кнопку «ввод». На фото она под красным светодиодом. Нажимаете на кнопку (нажали/отпустили) пока не появится требуемое вас значение. Чтобы переключиться на следующее, жмем еще раз. Совсем несложно.

Читайте также:
Как сделать бумагу старой в домашних условиях?

Немного сложнее будет с расчетами, так как вам придется высчитывать количество израсходованных киловатт по каждой зоне. На этом все сложности закончатся. Как снять показания многотарифного счетчика электроэнергии вы теперь знаете. Все остальные модели счетчиков Меркурий мало чем отличаются в этом плане. Даже кнопки у них выглядят одинаково и расположены в одном и том же месте.

Счетчики Энергомера

Снятие показания счетчика электроэнергии Энергомера день-ночь (двухтарифного или многотарифного) происходит точно также. Разница в том, что кнопка на данных электросчетчиках называется «ПРСМ» (просмотр). Кнопок может быть две или три — зависит от модификации.

Счетчик электроэнергии Энергомера СЕ301

При нажатии на эту кнопку появляются цифры, отображающие сколько киловатт «накрутили» по каждой зоне тарифа. Больше никаких отличий нет.

Снять показания со счетчика электроэнергии Микрон

В многотарифных электронных счетчиках электроэнергии Микрон на корпусе имеется только одна кнопка, на нее и необходимо нажимать чтобы вывести требуемые показания на экран. Только в данном случае надо дождаться пока на дисплее не появятся «галочки» над буквами «Т1» и «R+» (смотрите фото). Это будет показание по первому тарифу.

Как снять показания с электросчетчика Микрон модель СЭБ-1ТМ.02М

Потом жмем на ту же кнопку, пока галочки не появятся над Т2 и R+, если зон больше, жмем дальше. Вот так снимают показания с этого счетчика день/ночь.

Счетчики Saiman

Сейчас во многих регионах бесплатно заменяют старые индукционные счетчики на электронные и чаще всего ставят приборы фирмы Saivan. Это очень простые устройства, в них нет кнопок, которыми можно принудительно «листать» показания. Приходится просто ждать пока высветится требуемое значение. То есть, в данном случае снять показания счетчика электроэнергии, — просто подождать, пока высветится требуемое значение (TOTAL) и записать его в квитанцию (или передать в соответствующую службу).

Чтобы было проще ориентироваться, вот порядок, в котором высвечиваются данные в данном электросчетчике:

  • дата;
  • время;
  • номер счетчика;
  • передаточное число (1600);
  • TOTAL — показания однотарифного счетчика или высвечиваются последовательно Т1, Т2, TOTAL для счетчиков типа день/ночь (двухтарифных).

В квитанцию необходимо записывать показания TOTAL или Т1 и Т2 и также общие TOTAL. Еще раз напомним, записывать нужно только целую часть, без учета цифр после запятой. Ту же информацию можете посмотреть в видео формате.

Счетчики с автоматической передачей данных

Многие производители приборов учета электрической энергии выпускают модели, которые передают показания по специально организованному каналу в автоматическом режиме. Установка и настройка этого оборудования более сложный процесс, зато вам не надо будет беспокоится о том, как передать показания счетчика электроэнергии. Они «уходят» сами.

Как снимать показания с трехфазных счетчиков

Трехфазные электросчетчики есть двух типов — старого типа, требующие наличия трансформаторов и электронные прямого включения (без трансформаторов). Если установлен электронный, снять показания счетчика электроэнергии надо также, как описано выше. Просто записать значения, дождавшись пока нужная информация высветится на экране или «пролистать» данные до необходимой страницы.

Подключение электросчетчика в трехфазной сети через трансформаторы тока

Если выделена большая мощность или стоит прибор учета старого образца, на каждую из фаз устанавливается трансформатор. Для снятия показаний в этом случае необходимо знать коэффициент трансформации. Снятые показания необходимо умножить на этот коэффициент. Полученная цифра и будет фактическим расходом.

Но вообще, нужно читать договор. Там должна быть прописана процедура расчетов — в некоторых организациях выписывают показания, внизу проставляют данные трансформатора или коэффициент трансформации, а собственно расчеты производит сам оператор. Так что при наличии 3-фазного счетчика, уточняйте форму и порядок расчетов при установке и опломбировке устройства учета и вводе его в эксплуатацию.

Как измерять напряжение?

Тусклый свет от приборов освещения или отказ стиральной машины выполнять свои функциональные обязанности свидетельствует о возможном падении питающего напряжения ниже нормы. В таких случаях необходимо произвести измерение напряжения, что позволит определить его соответствие заданному номиналу электрической сети.

Такая же процедура производится при ремонте электронных приборов, где измеряется падение напряжения на радиодеталях и отдельных участках цепи. Данная процедура выполняется довольно легко, но без понимания физики процесса и особенностей проведения замеров, человек рискует не только повредить дорогостоящее оборудование, но и получить электротравму, поэтому далее мы рассмотрим основные принципы измерения.

Используемые приборы

В каждом доме прибор учета электроэнергии находится в состоянии постоянного измерения переменного напряжения, но крайне редко эти данные где-либо отображаются. Некоторые из них подключаются напрямую, другие через измерительные трансформаторы.

В практических целях для измерения уровня напряжения могут применяться:

  • Вольтметры;
  • Мультиметры
  • Осциллографы.

Вольтметр представляют собой устройство для проверки разности потенциалов. На практике могут встречаться как цифровые, так и аналоговые вольтметры, на которых измеряемое напряжение отображается на дисплее или посредством отклонения стрелки на циферблате соответственно.

Важными параметрами при выборе как электронного, так и стрелочного вольтметра являются единицы измерений (мВ, В, кВ), рабочий диапазон и класс точности. Однако сфера их применения ограничена и применяется, чаще всего, для лабораторных исследований, поскольку в бытовых и производственных нуждах содержать один прибор для измерения одной электрической величины нецелесообразно.

Читайте также:
Керамогранит Italon: преимущества и недостатки

Мультиметр или цифровой тестер является более универсальным прибором, который может работать с несколькими параметрами: электрическим током, сопротивлением, частотой, температурой, напряжением и т.д. Для измерения напряжения мультиметр переключается в режим вольтметра, щупы подключаются к соответствующим разъемам. Конструктивно встречаются и цифровые и аналоговые модели, в некоторых из них можно переключать диапазон измерений, выбирать род тока, в других мультиметрах все эти величины могут подбираться автоматически.

Осциллограф – это довольно сложный прибор для измерения разности потенциалов, так как в нем на цифровом или аналоговом дисплее выводится кривая измеряемой величины. При этом можно растянуть или сократить диапазон частот, чтобы рассмотреть форму импульсных напряжений, длительность импульсов, нарастание и провалы в кривой функции. Поэтому осциллограф для измерения напряжения применяется в электрических цепях и приборах высокой точности, при изготовлении и проверке радиодеталей и т.д. Мало кто держит дома осциллограф из-за высокой стоимости и сложности выполнения операций.

Измерение напряжения в сети

Чтобы правильно выполнить измерение напряжения необходимо четко представлять принцип и объект исследования. Поэтому следует отметить, что напряжение представляет собой такую электрическую величину, которая показывает разность заряда между двумя электрическими точками. К примеру, если в одной точке заряд составит +35 В, а в другой +310 В, то разница между этими точками составит 310 – 35 = 275 В, это и будет напряжение. Соответственно измерение напряжения может производиться только относительно чего-то, поэтому используются сразу две точки.

Если говорить о падении напряжения на каком-либо объекте или участке цепи, то измерение напряжения проводиться относительно концов прибора или цепи, точек подключения и т.д. При этом важно учитывать, что цифровой вольтметр или мультиметр в режиме измерения считается бесконечным сопротивлением или разрывом в цепи.

Падение напряжения возможно только при условии протекания тока, поэтому подключение вольтметров последовательно с измеряемым объектом недопустимо, так как через него перестанет протекать ток. Аналоговый или электронный вольтметр должен подключаться только параллельно по отношению к измеряемому сигналу.

С практической точки зрения следует заметить, что аналоговые модели измерительных приборов имеют входное сопротивление равное 10 – 20 кОм, а современные мультиметры могут похвастаться 1МОм. Так как через сопротивление на входе в измерительное устройство может протекать ток утечки, этот делитель напряжения будет обуславливать снижение точности измерений. Поэтому чем ближе сопротивление на входе к бесконечности, тем более точный прибор вы используете.

Важно отметить, что замеры производятся под напряжением, из-за чего присутствует угроза поражения электротоком. Поэтому важно соблюдать элементарные меры предосторожности. Далее рассмотрим порядок выполнения измерения для постоянного и переменного напряжения.

Постоянного тока

Для цепи постоянного тока расмотрим порядок измерения напряжения при помощи цифрового мультиметра. Для этого:

  1. Переведите переключатель мультиметра в положение для постоянного напряжения. На панели обозначается латинской буквой V со значком « = », знаками «+ и – », также может обозначаться аббревиатурой DC.
  2. Выберете нужный предел измерения, который будет максимально приближен к предполагаемому номиналу, но выше измеряемого.
  3. Установите щупы в соответствующие разъемы – черный к выводу COM, красный к выводу V.
  4. Приложите щупы мультиметра сразу к двум точкам – красный к плюсу, черный к минусу. Если вы заранее не знаете положение потенциалов, и показание прибора имеет отрицательное значение, нужно просто поменять полярность подключения.

На дисплее вы увидите показания вольтметра, если значение слишком малое, переключите ручку на меньший предел измерений. Прикладывая щупы, создавайте хорошее усилие, чтобы избежать большого переходного сопротивления, иначе они внесут ощутимую погрешность измерений.

Переменного тока

В цепи переменного тока бытовой цепи важно учитывать ее опасность из-за номинала в 220/380 В. Поэтому при невозможности подключения мультиметра непосредственно в процессе эксплуатации, его присоединение должно выполняться при отключенном напряжении при помощи «крокодилов».

В остальном процесс измерения идентичен:

    Переключите ручку мультиметра в положение для измерения переменного напряжения. На панели оно обозначается как V со значком «

» или аббревиатурой AC.

  • Установите ручкой деление на нужный предел по принципу ближайшего большего потенциала относительно измеряемого номинала.
  • Выполните подключение щупов к соответствующим выводам: черный к выводу COM, красный к выводу V.
  • Подключите измерительный прибор к нужному устройству, заметьте, что полярность щупов здесь значения не имеет.
  • На дисплее у вас отобразится действующее значение разности потенциалов, именно оно и является основным для всех расчетов. Но, помимо этого существует и амплитудное значение, которое больше действующего на √2 раз или 1,41 раза.

    Реальные примеры измерения напряжения

    Наиболее простым примером измерения напряжения в бытовых условиях является пальчиковая батарейка. В ней вам необходимо приложить черный щуп к выводу «– », а красный к выводу « + », позицию переключателя установить на 2 В постоянного напряжения.

    Если показания для батарейки 1,5 В будут в пределах от 1,6 до 1,2 В, то такой источник питания считается пригодным для всего оборудования, в случае снижения значений до 1 – 0,7 В, от батарейки будут запускаться импульсные устройства, к примеру, часы. Если вольтметр покажет 0,6 В и менее, разряд достиг критического значения.

    При измерении разности потенциалов в бытовой сети, вам следует коснуться щупами контактов розетки. Так как изолированная часть щупа имеет ограничительное кольцо, за которым расположен длинный стержень, вы можете безопасно проникнуть в розетку, не рискуя прикоснуться к токоведущим элементам. Допустимыми считаются отклонения от номинала на 10%, то есть от 198 до 142 В.

    Читайте также:
    Как покрасить декоративную штукатурку на потолке

    Также можно замерить разность потенциалов на выходе автомобильного аккумулятора или на другом элементе цепи электрической проводки. Для этого черный щуп мультиметра устанавливается на «– » клемму аккумулятора, а красный на « + » клемму.

    Если аккумулятор заряжен, то показания вольтметра должны находиться в пределах от 12 до 14 В, но встречаются модели и с большим разбросом. Такое измерение позволяет диагностировать различные причины неполадок.

    Измерение напряжения. Виды и принцип измерений. Особенности

    Измерение напряжения на практике приходится выполнять довольно часто. Напряжение измеряют в радиотехнических, электротехнических устройствах и цепях и т.д. Вид переменного тока может быть импульсным или синусоидальным. Источниками напряжения являются химические элементы или генераторы тока.

    Измерение напряжения

    Напряжение импульсного тока имеет параметры амплитудного и среднего напряжения. Источниками такого напряжения могут быть импульсные генераторы. Напряжение измеряется в вольтах, имеет обозначение «В» или «V». Если напряжение переменное, то впереди ставится символ «

    », для постоянного напряжения указывается символ «-». Переменное напряжение в домашней бытовой сети маркируют

    На аккумуляторах и гальванических элементах при указании напряжения знак «-» не используют, а ставят только цифры, например, «1,5 В». На корпусе гальванического элемента обязательно присутствует обозначение «+» возле положительного полюса. В практических электротехнических измерениях применяются кратные единицы: милливольты, киловольты и т.д.

    Переменное напряжение имеет полярность, которая изменяется с течением времени. В бытовой сети напряжение изменяет полярность 50 раз за секунду, что означает частоту 50 герц. Постоянное напряжение имеет неизменную полярность. Поэтому для замеров напряжений переменного и постоянного тока применяют измерительные приборы, имеющие отличие в устройстве – вольтметры. Они могут быть цифровыми или аналоговыми (стрелочные). Однако существуют универсальные приборы, которые способны измерить постоянное и переменное напряжение, не переключая режимы.

    Для начала измерений измерительный прибор соединяют параллельно с выводами источника питания или нагрузки специальными щупами.

    Кроме вольтметров для измерения напряжения используют электронные осциллографы.

    Это приборы, предназначенные для измерения и контроля характеристик электрических сигналов. Осциллографы работают на принципе отклонения электронного луча, который выдает изображение значений переменных величин на дисплее.

    Измерение напряжения в сети переменного тока

    Согласно нормативным документам величина напряжения в бытовой сети должна быть равной 220 вольт с точностью отклонений 10%, то есть напряжение может меняться в интервале 198-242 вольта. Если в вашем доме освещение стало более тусклым, лампы стали часто выходить из строя, либо бытовые устройства стали работать нестабильно, то для выяснения и устранения этих проблем для начала необходимо измерение напряжения в сети.

    Перед измерением следует подготовить имеющийся измерительный прибор к работе:
    • Проверить целостность изоляции контрольных проводов со щупами и наконечниками.
    • Установить переключатель на переменное напряжение, с верхним пределом 250 вольт или выше.
    • Вставить наконечники контрольных проводов в гнезда измерительного прибора, например, мультиметра. Чтобы не ошибиться, лучше смотреть на обозначения гнезд на корпусе.
    • Включить прибор.

    На мультиметре выбрана граница измерений 700 вольт. Некоторые приборы требуют для измерения напряжения устанавливать в нужное положение несколько разных переключателей: вид тока, вид измерений, а также вставить наконечники проводов в определенные гнезда. Конец черного наконечника в мультиметре воткнут в гнездо СОМ (общее гнездо), красный наконечник вставлен в гнездо с обозначением «V». Это гнездо является общим для измерения любого вида напряжения. Гнездо с маркировкой «ma» применяется для замеров небольших токов. Гнездо с обозначением «10 А» служит для измерения значительной величины тока, который может достичь 10 ампер.

    Если измерять напряжение со вставленным проводом в гнездо «10 А», то прибор выйдет из строя, или сгорит предохранитель. Поэтому при выполнении измерительных работ следует быть внимательным. Наиболее часто ошибки возникают в случаях, когда сначала измеряли сопротивление, а затем, забыв переключить на другой режим, начинают измерение напряжения. При этом внутри прибора сгорает резистор, отвечающий за измерение сопротивления.

    После подготовки прибора, можно начинать измерения. Если при включении мультиметра на индикаторе ничего не появляется, это означает, что элемент питания, расположенный внутри прибора, отслужил свой срок и требует замены. Чаще всего в мультиметрах стоит «Крона», выдающая напряжение 9 вольт. Срок ее службы составляет около года, в зависимости от производителя. Если мультиметром долго не пользовались, то крона все равно может быть неисправной. Если батарейка исправна, то мультиметр должен показать единицу.

    Щупы проводов необходимо вставить в розетку или прикоснуться ими к оголенным проводам.

    На дисплее мультиметра сразу появится величина напряжения сети в цифровом виде. На стрелочном приборе стрелка отклонится на некоторый угол. Стрелочный тестер имеет несколько градуированных шкал. Если их внимательно рассмотреть, то все становится понятным. Каждая шкала предназначена для определенных измерений: тока, напряжения или сопротивления.

    Граница измерений на приборе была выставлена на 300 вольт, поэтому нужно отсчитывать по второй шкале, имеющий предел 3, при этом показания прибора необходимо умножить на 100. Шкала имеет цену деления, равной 0,1 вольта, поэтому получаем результат, изображенный на рисунке, около 235 вольт. Этот результат находится в допустимых пределах. Если при измерении показания прибора постоянно меняются, возможно, плохой контакт в соединениях электрической проводки, что может привести к искрению и неисправностям в сети.

    Измерение постоянного напряжения

    Источниками постоянного напряжения являются аккумуляторы, низковольтные блоки питания или батарейки, напряжение которых не более 24 вольт. Поэтому прикосновение к полюсам батарейки не опасно, и нет необходимости в специальных мерах безопасности.

    Для оценки работоспособности батарейки или другого источника, необходимо измерение напряжения на его полюсах. У пальчиковых батареек полюсы питания расположены на торцах корпуса. Положительный полюс маркируется «+».

    Постоянный ток измеряется аналогичным образом, как и переменный. Отличие заключается только в настройке прибора на соответствующий режим и соблюдении полярности выводов.

    Напряжение батарейки обычно обозначено на корпусе. Но результат измерения еще не говорит об исправности батарейки, так как при этом измеряется электродвижущая сила батарейки. Продолжительность эксплуатации прибора, в котором будет установлен элемент питания, зависит от его емкости.

    Для точной оценки работоспособности батарейки, необходимо проводить измерение напряжения при подключенной нагрузке. Для пальчиковой батарейки в качестве нагрузки подойдет обычная лампочка для фонарика на 1,5 вольта. Если напряжение при включенной лампочке снижается незначительно, то есть, не более, чем на 15%, следовательно, батарейка пригодна для работы. Если напряжение падает значительно сильнее, то такая батарейка может еще послужить только в настенных часах, которые расходуют очень мало энергии.

    Что показывает вольтметр, или математика розетки

    О чем эта статья

    Сегодня я ненадолго отступлю от своей обычной темы о визуальном программировании контроллеров и обращусь к теме измерений напряжения прямо в ней, в розетке!

    Родилась эта статья из дискуссий за чаем, когда разразился спор среди «всезнающих и всеведающих» программистов о том, чего многие из них не понимают, а именно: как измеряется напряжение в розетке, что показывает вольтметр переменного напряжения, чем отличается пиковое и действующие значения напряжений.

    Скорее всего, это статья будет интересна тем, кто начинает творить свои устройства. Но, возможно, поможет и кому-то опытному освежить память.

    В статье рассказано о том, какие напряжения есть в сети переменного тока, как их измеряют и о том, что следует помнить при проектировании электронных схем.
    Всему дано краткое и упрощённое математическое обоснование, чтобы было ясно не только «как», но и «почему».

    Кому не интересно читать про интегралы, ГОСТы и фазы — могут сразу переходить к заключению.

    Вступление

    Когда люди начинают говорить о напряжении в розетке, очень часто стереотип «в розетке 220В» скрывает от их взора реальное положение дел.

    Начнем с того, что согласно ГОСТ 29322-2014, сетевое напряжение должно составлять 230В±10% при частоте 50±0,2Гц (межфазное напряжение 400В, напряжение фаза-нейтраль 230В). Но в том же ГОСТ имеется примечание: «Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять».

    Согласитесь, что это уже совсем не то однозначное «в розетке 220В», к которому мы привыкли. А когда речь начинает идти о «фазном», «линейном», «действующем» и «пиковом» напряжениях — вообще каша получается знатная. Так сколько же вольт в розетке?

    Чтобы ответить на этот вопрос начнем с того, как измеряется напряжение в сети переменного тока.

    Как измерять переменное напряжение?

    Прежде, чем углубиться в дебри цепей переменного тока и напряжения, вспомним школьную физику цепей тока постоянного.

    Цепи постоянного тока — вещь простая. Если мы возьмем некоторую активную нагрузку (пусть это будет обычная лампа накаливания, как на рисунке) и воткнем ее в цепь постоянного тока, то все, что происходит в нашей цепи будет характеризоваться всего двумя величинами: напряжением на нагрузке U и током, протекающим через нагрузку I. Мощность, которая потребляется нагрузкой однозначно вычисляется по формуле, известной со школы: .

    Или, если учесть, что по закону Ома , то мощность P, потребляемую нагрузкой-лампочкой, можно вычислить по формуле .

    С переменным напряжением все куда сложнее: в каждый момент времени — оно может иметь разное мгновенное значение. Следовательно, в разные моменты времени, на нагрузке, подключенной к источнику переменного напряжения (например, на лампе накаливания, воткнутой в розетку) будет выделяться разная мощность. Это очень неудобно с точки зрения описания электрической цепи.

    Но нам повезло: форма напряжения в розетке синусоидальная. А синусоида, как известно, полностью описывается тремя параметрами: амплитудой, периодом и фазой. В однофазных сетях (а обычная розетка с двумя дырочками именно и есть однофазная сеть) про фазу можно забыть. На рисунке подробно показаны два периода сетевого однофазного напряжения. Того самого, что в розетке.

    Рассмотрим, что означают все эти буковки на рисунке.

    Период T — это время между двумя соседними минимумами или соседними максимумами синусоиды. Для осветительной сети РФ этот период составляет 20 миллисекунд, что соответствует частоте 50Гц. Частота колебаний напряжения электрической сети выдерживается очень точно, до долей процента.

    Очевидно, что в любых двух точках синусоиды, отстоящих друг от друга на целое число периодов, напряжения всегда равны между собой.

    Амплитуда Um — это максимальное напряжение, пик синусоиды. Про действующее напряжение поговорим чуть ниже.

    Напряжение в розетке (или однофазной сети) описывается формулой

    где t — текущий момент времени, Um — амплитуда (или пиковое значение) напряжения, T — период сетевого напряжения.

    Если с однофазным переменным напряжением более или менее все ясно, то попробуем посчитать мощность, которая выделяется на нашей любимой лампе накаливания, при втыкании ее прямо в розетку.

    Так как лампа накаливания является активной нагрузкой (а это значит, что ее сопротивление не зависит от частоты напряжения и тока), то мгновенная мощность, выделяемая на лампе накаливания, воткнутой в розетку, будет вычисляться по формуле

    где t — текущий момент времени, а R — сопротивление лампы накаливания при нагретой спирали. Зная амплитуду переменного напряжения Um, можно записать:

    Понятно, что мгновенная мощность — неудобный параметр, да и на практике не особо нужный. Поэтому практически обычно применяется мощность, усредненная за период.
    Именно усредненная мощность указана на лампочках, нагревателях и прочих бытовых утюгах.

    Рассчитывается усредненная мощность в общем случае по формуле:

    А для нашей синусоиды — по гораздо более простой формуле:

    Можете сами подставить вместо функцию и взять интеграл, если не верите.

    Не думайте, что про мощность я вспомнил просто так, из вредности. Сейчас поймете, зачем она нам была нужна. Переходим к следующему вопросу.

    Что же показывает вольтметр?

    Для цепей постоянного тока, тут все однозначно — вольтметр показывает единственное напряжение между двумя контактами.

    С цепями переменного тока все опять сложнее. Некоторые (и этих некоторых не так мало, как я убедился) считают, что вольтметр показывает пиковое значение напряжения Um, но это не так!

    На самом деле, вольтметры обычно показывают действующее или эффективное, оно же среднеквадратичное, напряжение в сети .

    Разумеется, речь идет о вольтметрах переменного напряжения! Поэтому, если будете измерять вольтметром напряжение сети, обязательно убедитесь, что он находится в режиме измерения переменного напряжения.

    Оговорюсь, что «пиковые вольтметры», показывающие амплитудные значения напряжения, тоже существуют, но на практике при измерении напряжения питающей сети в быту обычно не применяются.

    Разберемся, почему такие сложности. Почему бы не измерять просто амплитуду? Зачем выдумали какое-то «действующее значение» напряжения?

    А все дело в потребляемой мощности. Я ведь не просто так писал о ней. Дело в том, что действующее (эффективное) значение переменного напряжения равно величине такого постоянного напряжения, которое за время, равное одному периоду этого переменного напряжения, произведет такую же работу, что и рассматриваемое переменное напряжение.

    Или, по-простому, лампочка накаливания будет светить одинаково ярко, воткнем ли мы ее в сеть постоянного напряжения 220В или в цепь переменного тока с действующим значением напряжения 220В.

    Для тех, кто уже знаком с интегралами или еще не забыл математику, приведу общую формулу расчета действующего напряжения произвольной формы:

    Из этой формулы также становится ясно, почему действующее (эффективное) значение переменного напряжения также называют «среднеквадратичным».

    Заметим, что подкоренное выражение и есть та самая «усредненная за период мощность», стоит только поделить это выражение на сопротивление нагрузки R.

    Применительно к синусоидальной форме напряжения, страшный интеграл после несложных преобразований превратится в простую формулу:

    где — действующее или среднеквадратичное значение напряжение (то самое, которое обычно показывает вольтметр), а Um — амплитудное значение.

    Действующее напряжение хорошо тем, что для активной нагрузки, расчет усредненной мощности полностью совпадает с расчетом мощности на постоянном токе:

    Это и не удивительно, если вспомнить определение действующего значения напряжения, которое было дано чуть выше.

    Ну и, наконец, посчитаем, чему же равна амплитуда напряжения в розетке “на 220В“:

    В худшем случае, если у вас сеть на 240В, да еще и с допуском +10%, амплитуда будет аж !

    Поэтому, если хотите, чтобы ваши устройства, питающиеся от сети, работали стабильно и не сгорали, выбирайте элементы, которые выдерживают пиковые напряжения не менее 400В. Разумеется, речь идет об элементах, на которые непосредственно подаётся сетевое напряжение.

    Отмечу, что для не-синусоидальной формы сигнала действующее значение напряжения рассчитывается по иным формулам. Кому интересно — могут сами взять интегралы или обратиться к справочникам. Нас же интересует питающая сеть, а там всегда должна быть синусоида.

    Фазы, фазы, фазы…

    Помимо обычной однофазной осветительной сети

    220В все слышали и о трехфазной сети

    380В. Что такое 380В? А это межфазное эффективное напряжение.

    Помните, я сказал, что в однофазной сети про фазу синусоиды можно забыть? Так вот, в трехфазной сети этого делать нельзя!

    Если говорить по простому, то фаза — это сдвиг во времени одной синусоиды относительно другой. В однофазной сети мы всегда могли принять за начало отсчета любой момент времени — на расчеты это не влияло. В трехфазной сети необходимо учитывать насколько одна синусоида отстоит от другой. В трехфазных сетях переменного тока каждая из фаз отстоит от другой на треть периода или на 120 градусов. Напомню, что период измеряется также в градусах и полный период равен 360 градусов.

    Если мы возьмем осциллограф с тремя лучами и прицепимся к трем фазам и одному нулю, то увидим такую картину.

    «Синяя» фаза — начинается от нуля отсчета. «Красная» фаза — на треть периода (120 градусов) позже. И, наконец «зеленая» фаза начинается на две трети периода (240 градусов) позже «синей». Все фазы абсолютно симметричны друг относительно друга.

    Какую именно фазу брать за точку отсчета — не важно. Картина будет одинаковой.

    Математически можно записать уравнения всех трех фаз:

    «Синяя» фаза:

    «Красная» фаза:

    «Зеленая» фаза:

    Если измерить напряжение между любой из фаз и нулем в трехфазной сети — то получим обычные 220В (или 230В или 240В — как повезет, см. ГОСТ).

    А если измерить напряжение между двумя фазами — то получим 380В (или 400В или 415В — не забываем об этом).

    То есть трехфазная сеть — многолика. Ее можно использовать как три однофазные сети с напряжением 220В или как одну трехфазную сеть с напряжением 380В.

    Откуда взялось 380В? А вот откуда.

    Если мы подставим в формулу расчета действующего напряжения наши данные о двух любых фазах, то получим:

    Uдф — действующее межфазное, оно же линейное напряжение.

    Учитывая, что амплитуда каждой фазы получим, чтодля межфазного напряжения. На рисунке наглядно показано, как образуется межфазное напряжение, которое обозначено F1-F2 из двух фазных напряжений фаз F1 и F2. Напряжение фаз F1 и F2 измеряется относительно нулевого провода. Линейное напряжение F1-F2 измеряется между двумя разными фазными проводами.

    Как видим, что действующее межфазное напряжение больше амплитуды синусоидального напряжения одной фазы.

    Амплитуда межфазного напряжения составляет:

    Для наихудшего случая (сеть 240В и межфазное напряжение 415В, да еще 10% сверху) амплитуда межфазного напряжения составит:

    Учтите это при работе в трехфазных сетях и выбирайте элементы, рассчитанные не менее, чем на 650В, если им предстоит работать между двумя фазами!

    Надеюсь, теперь понятно что показывает вольтметр переменного тока?

    Заключение

    Итак, очень кратко, почти на пальцах, мы ознакомились с тем какие напряжения действуют в бытовых сетях переменного тока. Подведем краткие итоги всего, изложенного выше.

    • Фазное напряжение — это напряжение между фазой и нулевым проводом.
    • Линейное или межфазное напряжение — это напряжение между двумя разными фазными проводами одной трехфазной сети.
    • В сетях переменного тока РФ действуют три, хоть и близких, но разных стандарта (фазное/линейное): 220В/380В, 230В/400В и 240В/415В переменного тока с частотой 50Гц.
    • Вольтметр переменного тока обычно показывает действующее (оно же среднеквадратичное, оно же эффективное) напряжение, которое в раза меньше, чем пиковое (амплитудное) напряжение в сети.
    • В наихудшем с точки зрения стандартов случае пиковое фазное напряжение составляет примерно 373В, а пиковое линейное напряжение — 645B. Это следует учитывать при разработке электронных схем.

    Надеюсь эта статья помогла кому-то разобраться в теме и ответить для себя на некоторые вопросы.

    Измерение напряжения

    В радиолюбительской практике это наиболее распространенный вид измерений. Например, при ремонте телевизора измеряются напряжения в характерных точках устройства, а именно на выводах транзисторов и микросхем. Если есть под рукой принципиальная схема, и на ней указаны режимы транзисторов и микросхем, то найти неисправность опытному мастеру не составит труда.

    При налаживании конструкций, собранных своими руками, без измерения напряжений обойтись нельзя. Исключения составляют лишь классические схемы, про которые пишут примерно так: «Если конструкция собрана из исправных деталей, то наладки не требуется, заработает сразу».

    Как правило, это классические схемы электроники, например, мультивибратор. Такой же подход может получиться даже к усилителю звуковой частоты, если он собран на специализированной микросхеме. Как наглядный пример TDA 7294 и еще много микросхем этой серии. Но качество «интегральных» усилителей невелико, и истинные ценители строят свои усилители на дискретных транзисторах, а порою на электронных лампах. И вот тут-то без налаживания и связанных с этим измерений напряжений просто не обойтись.

    Как и что предстоит измерять

    Показано на рисунке 1.

    Возможно, кто-то скажет, мол, что тут можно измерять? И какой смысл собирать подобную цепь? Да, практического применения для такой схемы найти, наверно, трудно. А для познавательных целей она вполне подойдет.

    Прежде всего, следует обратить внимание на то, как подключается вольтметр. Поскольку на рисунке показана цепь постоянного тока, то и вольтметр подключается с соблюдением полярности, указанной на приборе в виде знаков «плюс» и «минус». В основном это замечание справедливо для стрелочного прибора: при несоблюдении полярности стрелка отклонится в обратную сторону, по направлению к нулевому делению шкалы. Так что получится какой-то отрицательный ноль.

    Цифровые приборы, мультиметры, в этом плане более демократичны. Даже если измерительные щупы подключены в обратной полярности, напряжение все равно будет измерено, только на шкале перед результатом появится знак «минус».

    Еще на что следует обратить внимание при измерении напряжений это диапазон измерений прибора. Если предполагаемое напряжение находится в пределах, например, 10…200 милливольт, то такому диапазону соответствует шкала прибора 200 милливольт, а измерение упомянутого напряжения по шкале 1000 вольт вряд ли даст вразумительный результат.

    Так же следует выбирать диапазон измерений и в других случаях. Для измеряемого напряжения 100 вольт вполне подойдет диапазон 200В и даже 1000В. Результат будет один и тот же. Это что касается современного мультиметра.

    Если же измерения производятся старым добрым стрелочным прибором, то для измерения напряжения 100В следует выбрать диапазон измерений, когда показания находятся в середине шкалы, что позволяет осуществить более точный отсчет.

    И еще одна классическая рекомендация по использованию вольтметра, а именно: если величина измеряемого напряжения неизвестна, то измерения следует начинать, установив вольтметр на самый большой диапазон. Ведь если измеряемое напряжение будет 1В, а диапазон будет 1000В, самая большая опасность в неверных показаниях прибора. Если же получится наоборот, – диапазон измерений 1В, а измеряемое напряжение 1000, покупки нового прибора просто не избежать.

    Что покажет вольтметр

    Но, пожалуй, вернемся к рисунку 1, и попробуем определить, что, же покажут оба вольтметра. Для того, чтобы это определить, придется воспользоваться законом Ома. Задачу можно решить за несколько шагов.

    Во-первых, рассчитать ток в цепи. Для этого надо напряжение источника (на рисунке это гальваническая батарея с напряжением 1,5 В) разделить на сопротивление цепи. При последовательном соединении резисторов это будет просто сумма их сопротивлений. В виде формулы это выглядит примерно так: I = U / (R1 + R2) = 4,5 / (100 + 150) = 0,018 (А) = 180 (мА).

    Маленькое замечание: если выражение 4,5 / (100 + 150) скопировать в буфер обмена, затем вставить в окно виндоус-калькулятора, то после нажатия клавиши «равно» будет получен результат вычислений. На практике вычисляются еще более сложные выражения, содержащие квадратные и фигурные скобки, степени и функции.

    Во-вторых, получить результаты измерений, как падение напряжения на каждом резисторе:

    U1 = I * R1 = 0,018 * 100 = 1,8 (В),

    U2 = I * R2 = 0,018 * 150 = 2,7 (В),

    Для проверки правильности вычислений достаточно сложить оба получившиеся значения падения напряжений. Сумма должна быть равна напряжению батареи.

    Возможно, у кого-то может возникнуть вопрос: «А если делитель будет не из двух резисторов, а из трех или даже из десяти? Как определить падение напряжения на каждом из них?». Точно так же, как и в описанном случае. Сначала надо определить общее сопротивление цепи и рассчитать общий ток.

    После чего этот уже известный ток просто умножить на сопротивление соответствующего резистора. Иногда такие вычисления делать приходится, но тут тоже есть одно но. Чтобы не сомневаться в полученных результатах ток в формулы следует подставлять в Амперах, а сопротивление в Омах. Тогда, вне всяких сомнений, результат получится в Вольтах.

    Входное сопротивление вольтметра

    Сейчас все привыкли пользоваться приборами китайского производства. Но это не говорит о том, что качество у них никудышное. Просто в отечестве никто не додумался до производства собственных мультиметров, а стрелочные тестеры делать, видимо, разучились. Просто обидно за державу.

    Рис. 2. Мультиметр DT838

    Когда-то в инструкциях к приборам указывались их технические характеристики. В частности для вольтметров и стрелочных тестеров это было входное сопротивление, и указывалось оно в Килоомах/Вольт. Были приборы с сопротивлением 10 К/В и 20 К/В. Последние считались более точными, поскольку меньше подсаживали измеряемое напряжение и показывали более точный результат. Сказанное можно подтвердить рисунком 3.

    На рисунке показан делитель напряжения из двух резисторов. Сопротивление каждого резистора 1КОм, напряжение питания 3В. Нетрудно догадаться, даже считать ничего не надо, что на каждом резисторе будет ровно половина напряжения.

    Теперь представим, что измерения проводятся прибором ТЛ4, который в режиме измерения напряжений имеет входное сопротивление 10КОм/В. При указанном на схеме напряжении вполне подходит предел измерений 3В, на котором полное сопротивление вольтметра составит 10*3 = 30(КОм).

    Таким образом, получается, что параллельно резистору сопротивлением в 1КОм подключено еще 30КОм. Тогда общее сопротивление при параллельном включении составит 999,999Ом. Хотя и несколько меньше меньшего, но не намного. Поэтому погрешность результата измерения напряжения будет незначительна.

    В случае, если оба резистора делителя имеют номинал 1 мегаом, то результаты расчета будут выглядеть примерно так:

    Суммарное сопротивление параллельно соединенного вольтметра и резистора R1 будет меньше меньшего, а по расчету составит 29,126КОм. Кто не верит, может для практики пересчитать по формулам для параллельного соединения сопротивлений.

    Общий ток в цепи делителя: I = U / (R1 + R2) = 3 / (1000 + 29,126) = 0,0029150949446423470012418304464176 (мА).

    Значения сопротивлений подставлены в килоомах, поэтому ток получился в миллиамперах. Тогда получается, что вольтметр покажет

    0,0029150949446423470012418304464176 * 29,126 ≈ 0,085 В.

    А ожидалась половина, т.е. полтора вольта! Если ток в миллиамперах, сопротивление в килоомах, то результат получается в вольтах. Хотя и не по системе СИ, но иногда поступают и так.

    Конечно, такой делитель несколько не реален: зачем на напряжение всего 3В ставить резисторы сопротивлением 1 мегаом? А может где-нибудь такой делитель и применяется, вот только напряжение на нем надо мерить совсем другим прибором.

    Например, один из самых дешевых китайских мультиметров DT838, на всех диапазонах измерения напряжений обладает входным сопротивлением 1 мегаом, намного выше, чем прибор в предыдущем примере. Но это вовсе не говорит о том, что стрелочные авометры отжили свой век. В некоторых случаях они просто незаменимы.

    Измерение переменных напряжений

    Все методы и рекомендации, касающиеся измерения постоянных напряжений, справедливы и для переменных: вольтметр включается параллельно участку цепи, входное сопротивление вольтметра должно быть по возможности большим, диапазон измерений должен соответствовать измеряемому напряжению. Но при измерении переменных напряжений следует учитывать еще два фактора, которых постоянное напряжение не имеет. Это частота напряжения и его форма.

    Измерения могут проводиться двумя типами приборов: либо современным цифровым мультиметром, либо «допотопным» стрелочным тестером. Естественно, что оба прибора при таком измерении включаются в режим измерения переменных напряжений. Оба прибора рассчитаны на измерение напряжений синусоидальной формы, и при этом будут показывать действующее значение напряжения.

    Действующее напряжение U составляет 0,707 амплитудного напряжения Uм.

    U = Uм/√2 = 0,707 * Uм, откуда можно сделать вывод, что Uм = U * √2 = 1,41 * U

    Здесь уместно привести широко распространенный пример. При измерении переменного напряжения прибор показал 220В, значит, амплитудное значение по формуле получится

    Uм = U * √2 = 1,41 * U = 220 * 1,41 = 310В.

    Этот расчет подтверждается каждый раз, когда сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом после которого стоит хотя бы один электролитический конденсатор: если померить постоянное напряжение на выходе моста, то прибор покажет как раз 310В. Эту цифру следует запомнить, она может пригодиться при разработке и ремонте импульсных блоков питания.

    Указанная формула справедлива для всех напряжений, если они будут иметь синусоидальную форму. Например, после понижающего трансформатора имеется 12В переменки. Тогда после выпрямления и сглаживания на конденсаторе получится

    12 * 1,41 = 16,92 почти 17В. Но это если не подключена нагрузка. При подключенной нагрузке постоянное напряжение подсядет почти до 12В. В случае, когда форма напряжения иная, чем синусоида эти формулы не работают, приборы показывают не то, что от них ожидалось. На этих напряжениях измерения производятся другими приборами, например, осциллографом.

    Еще один фактор, влияющий на показания вольтметра это частота. Например, цифровой мультиметр DT838 согласно своих характеристик меряет переменные напряжения в диапазоне частот 45…450Гц. Несколько лучше в этом плане выглядит старенький стрелочный тестер ТЛ4.

    В диапазоне напряжений до 30В его частотный диапазон составляет 40…15000Гц (почти весь звуковой диапазон, можно пользоваться при настройке усилителей), но с увеличением напряжения допустимая частота падает. В диапазоне 100В это 40…4000Гц, 300В 40…2000Гц, а в диапазоне 1000В всего 40…700Гц. Вот тут уже бесспорная победа над цифровым прибором. Эти цифры также справедливы лишь для напряжений синусоидальной формы.

    Хотя иногда и не требуется никаких данных о форме, частоте и амплитуде переменных напряжений. Например, как определить работает гетеродин коротковолнового приемника или нет? Почему приемник ничего не «ловит»?

    Оказывается, все очень просто, если воспользоваться стрелочным прибором. Надо включить его на любой предел измерения переменных напряжений и одним щупом (!) коснуться выводов транзистора гетеродина. Если есть высокочастотные колебания, то они продетектируются диодами внутри прибора, и стрелка отклонится на некоторую часть шкалы.

    Измерение напряжения вольтметром

    Для измерения переменного или постоянного напряжения в цепях переменного и постоянного тока используют прибор, называемый вольтметром. Поскольку напряжение присутствует между разными точками цепи или на полюсах источника напряжения, вольтметр подключается всегда параллельно исследуемому участку цепи или параллельно клеммам источника напряжения.

    Можно, конечно, включить вольтметр и последовательно, в разрыв цепи, но тогда будет измерено напряжение источника, а не на участке цепи, так как цепь будет разомкнута, а сам вольтметр имеет при этом очень большое внутреннее сопротивление.

    Вольтметры выпускаются как в виде отдельных электроизмерительных приборов, так и в формате одной из функций мультиметров. Во входной цепи современного вольтметра обычно находится резистор номиналом порядка мегаома, последовательно подключенный к электронной измерительной схеме.

    Вольтметр, как отдельный измерительный прибор или как одна из функций мультиметра, имеет несколько диапазонов измерения напряжения. Выбор диапазона осуществляется при помощи переключателя, расположенного на лицевой панели прибора.

    Обычно на мультиметре можно выбрать одно из следующих значений (максимальное значение для диапазона): 200мВ, 2000мВ (2В), 20В, 200В, 600В и т.д. Как правило у мультиметров есть возможность измерения постоянного и переменного напряжения. Вид напряжения также выбирается на шкале переключателя.

    Для измерения тока и напряжения у мультиметров имеются два отдельных гнезда для подключения щупов: одно гнездо — для измерения напряжения, второе гнездо — для измерения тока. Третье — общий провод, который остается на своем месте независимо от того, что измеряется, ток или напряжение.

    Подключите щупы к соответствующим гнездам мультиметра или вольтметра. Включите прибор и переведите его в режим измерения напряжения, выбрав вид напряжения и диапазон с помощью переключателя. Если диапазон неизвестен, то стоит начать с самого большого значения из доступных на шкале переключателя, потом можно будет уменьшить.

    Схема подключения вольтметра для измерения падения напряжения на лампочке:

    Присоедините щупы (соблюдая осторожность!) так, чтобы прибор оказался подключен к нужным точкам цепи, между которыми требуется измерить напряжение. Спустя пару секунд прибор отобразит на своем дисплее действующее значение измеренного напряжения.

    Если диапазон 600В или более, то значение измеренного напряжения будет отображено в вольтах. Если диапазон например 2000мВ или 200мВ (порядок величин напряжений, но в принципе значения на шкале могут отличаться от этих), то на дисплее будут показания в милливольтах.

    Если измеряется постоянное напряжение, то, в зависимости от его полярности и от правильности расположения щупов, на дисплее может отобразиться цифра со знаком минус перед ним.

    Это значит, что красный и черный щупы стоит поменять местами, поскольку красный щуп предназначен для установки на положительный полюс, а черный — на отрицательный полюс по отношению к источнику постоянного напряжения, который установлен в исследуемой цепи.

    Вольтметр (или мультиметр), не предназначенный для измерения высокочастотных напряжений или более высоких напряжений, чем максимальное на его шкале, легко выйдет из строя, если с помощью него попытаться измерить высокочастотное или более высокое напряжение. В документации к прибору всегда указан род тока и максимально допустимые параметры напряжения, которое можно им мерить.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: