что измеряет, виды, характеристики, устройство вольтметра, строение, принцип работы

Для того, чтобы измерить величину «сила тока» используется прибор амперметр. Графически, на принципиальных схемах, устройство имеет обозначение в виде буквы «А». Измерения проводятся в таких единицах как ампер, миллиампер или микроампер. Подключение осуществляется в разрыв цепи последовательным образом.

История создания

Впервые о создании прибора заговорили в 19 веке. Измерять силу тока было принято по отклонению магнитной стрелки на компасе. На протяжении десятилетий конструкция прибора была усовершенствована. К концу 19 века были утверждены официальные величины измерения, тогда же и получил свое окончательное название прибор «амперметр». В начале 20 века амперметры стали использоваться в промышленности. В современном мире их внедрили в сферы услуг, в частности в ателье по ремонту радиоаппаратуры. Тем не менее, название устройство получило в честь известного ученого и изобретателя Ампера.

Изобретатель Андре-Мари Ампер

Многоканальный амперметр был применим достаточно широко в первой половине 20 века. Его применяли в различных отраслях промышленности, особенно в электротехнической сфере.

Что измеряет

Изобрести идеальный амперметр, который влияет на показатели в цепи, нереально. Это происходит из-за внутреннего сопротивления. В теории он, конечно, существует, но в реальности стараются минимизировать потери на сопротивление.

Амперметр применяется для измерения силы постоянного или переменного тока. Относится к электроизмерительным приборам. Соединяется строго последовательно, там, где нужно определить искомую силу тока.

Ток, измеряемый прибором, зависит от величины сопротивления участков электроцепи. Именно поэтому сопротивления самого прибора должно быть минимальным. Это позволяет максимально точно измерить искомую величину, благодаря низкой погрешности.

Обратите внимание! Шкала амперметра может быть представлена маркировкой мкА, мА, А и кА. Прибор выбирают исходя из необходимой точности и пределов измерений. Предельную для измерений прибором силу можно повысить добавлением шунтов, магнитных усилителей и трансформаторов.

Схема подключения амперметра постоянного тока

Характеристики

Рассмотрим технические характеристики некоторых видов амперметров:

Ам-2 DigiTop

Технические данные:

1. Отрезок измеряемого переменного тока 1-50 А
2. Шаг деления — 0,1А
3. Погрешность 1%
4. Количество входов — 1
5. Напряжение в сети от 100 до 400 В, 50Гц.

Долговечность работы бытовой техники часто зависит от качества энергии в электроцепи. Поэтому нужно следить за повышением напряжения в сети, которое нередко становится причиной выхода из строя приборов.

Важно! Длительное повышение напряжения может привести не только к неполадкам в блоке питания прибора, но и к его возгоранию!

Амперметр Э537

Лабораторный вариант амперметра Э537 предназначен для точных измерений величины силы постоянного и переменного тока в сети.

Технические данные:

1. Диапазон измеряемой величины 0,5-1 А
2. Класс точности — 0,5
3. Диапазон нормальных частот от 45 до 100 Гц
4. Диапазон рабочих частот от 100 до 1500Гц

Амперметр СА3020

Существует несколько модификаций этого амперметра в зависимости от параметров измеряемой силы тока. Когда заказывают данную модель, предварительно указывают базовую величину  — 1, 2 или 5 А.

Технические данные:

1. Диапазон измеряемой силы тока — от 0,01 до 1,5А
2. Диапазон частот по замеряемым токам от 45 до 850 Герц;
3. Погрешность 0,2%
4. Напряжение по питанию сети для переменного — от 85 до 260В, для постоянного — от 120 до 300В.
5. Мощность, потребляемая прибором, не более 4 ВА.

Конструкция

В самом начале использования амперметры были чисто механическими. Спустя время стали применяться цифровые измерительные приборы. Однако даже сейчас механические амперметры не менее популярны. Это происходит благодаря стойкости к помехам и более наглядному представлению измерений силы тока. Механизм конструкции не подвергся сильным изменениям по сравнению с первыми экземплярами.

Стрелочный тип прибора использует магнитоэлектрический принцип. Внутри находится неподвижно закрепленный постоянный магнит. Между выраженными полюсами магнита расположен сердечник таким образом, что между ним и полюсами образуется постоянное магнитное поле.

Типы

По типу и принципу работы устройства имеют следующую классификацию:

1. Магнитоэлектрические. Основой является подвижная катушка, которую закрепляют на оси. Ставится она между магнитными полюсами. Если взять электромагнитный амперметр, то вместо катушки используют сердечник, который находится от магнитных полюсов на расстоянии, пропорциональном величине силы тока.
2. Термоэлектрические. Основой является термопара, которую припаивают к проводке. От того, как происходит нагрев по мере подачи тока разной силы, величина выводится на экран.
3. Электродинамические. Очень мало применяются в бытовых условиях из-за чувствительности к магнитному полю. В основном их применяют для точных измерений или демонстрационных целей.
4. Ферродинамические. Самые дорогие, но и самые точные измерительные приборы. Не реагируют на внешние поля.
5. Цифровой. Основывается на использовании интегратора, который преобразует величину силы тока в показания на экране.

Цифровой амперметр

Как работает

Далее приведен разбор принципа работы амперметра и вольтметра, так как они схожи между собой.

Если рассматривать упрощенную классическую схему амперметра, можно выделить следующий принцип, по которому он работает. Стальной якорь со стрелкой устанавливается параллельно с постоянным магнитом, тем самым якорь получается магнитные свойства. Якорь расположен вдоль силовых линий. Это положение соответствует нулевой отметке на шкале определение прибора.

Когда ток проходит по шине, возникает магнитный поток. Силовые линии потока перпендикулярны силам в постоянном магните. Магнитный поток, действует на якорь, стремящийся повернуться на 90 градусов, однако повороту мешает поток постоянного магнита. Разница в магнитных потоках формирует отклонение стрелки на величину силы тока.

Физическая величина

Амперметр является прибором для измерения силы тока. Подключение приходится последовательно, и сопротивление должно быть меньше общего сопротивления электричества в цепи. Если это не так, значение сопротивления сильно увеличится, а данные приборы будут искажены.

Схема амперметра переменного тока

Если сравнивать амперметр постоянного и переменного тока, то последний основан на электромагнитной системе. Приборы используются чаще в сети частотой 50-60 Герц.

Амперметр переменного тока имеет один или два сердечника, которые соединены со стрелкой. Основное преимущество — универсальность прибора, которая позволяет измерять силу не только переменного, но и постоянного тока в электроцепи.

Однако сопротивление таких амперметров больше, чем у других моделей, поэтому погрешность измерений будет высокой. Измеритель столкнется с проблемой снятия показаний с прибора, так как шкала не линейная.

Если нужно измерить переменный ток немалой силы, часто применяют токовый трансформатор. Как и токовые клещи с бесконтактным замером, это делается для того, чтобы на порядок снизить ток в обмотках. К примеру, если в сети величина 1000 А, то во вторичной обмотке проводника будет не более 0,5А.

Токовый трансформатор

Важно! Прибор не включается при разомкнутой вторичной обмотке трансформатора. Если это произойдет, то есть риск сжечь амперметр. Это может быть опасно и для персонала.

Корпус устройства часто заземляют, также как и вторичную обмотку трансформатора, чтобы в экстренном случае, люди были в безопасности.

Магнитное поле катушки с током взаимодействует с полем магнита. При этом стрелка отклоняется на ту или иную величину, которая показывает разницу этих значений.

Устройство, включенное в цепь с переменным током, не будет показывать правильную величину, а также прибор может сгореть.

Обычно такая проблема решается выпрямительными схемами. Она позволит измерить любой переменный ток с частотами до 10 килогерц. Происходит это только в случае синусоидальной формы тока.

Правила безопасной работы

При пользовании прибором нужно соблюдать следующие меры безопасности:

1. Прибор нельзя трясти и ронять.
2. В случае, когда стрелка прибора зашкаливает, необходимо немедленно разомкнуть цепь.

Схема правильного подключения прибора

Правила подключения:

1. Плюсовую клемму прибора соединить с плюсовой клеммой источника тока. Если цепь состоит только из источника тока, устройство в него включать нельзя!
2. Амперметр соединяется последовательно. Подключение происходит с тем элементом, силу тока которого нужно измерить.
3. Устройство должно быть в горизонтальном положении.

Зная правила подключения и разновидности приборов, можно подобрать наиболее подходящий амперметр для измерения.

что измеряет, виды, характеристики, устройство вольтметра, строение и принцип работы

Для проверки работоспособности и исправности электроприборов, прокладки сетей и простого измерения параметров сети используются электронные приборы. В их число входит и вольтметр, который знаком каждому человеку еще со школьной скамьи. Электронные вольтметры составляют крупнейшую группу электроизмерительных приборов. Главное их назначение — получение параметра напряжения в сетях постоянного и переменного тока в широких диапазонов радиоволн. В этом материале будет рассказано: что именно и как измеряет вольтметр, его устройство и принципы действия, краткую историю создания, какие виды вольтметров существуют.

История создания

Прародителем всех современных вольтметров стал своеобразный указатель «электрической силы», о которой еще никто ничего толком не знал. Его изобретателем стал русский физик Георг Рихман. Датой этого открытия считается 1745 год. Показатели измерялись с помощью небольших весов рычажного типа, которые колебались в зависимости от воздействий электричества. Этот основной принцип используется во всех современных вольтметрах.

Процесс измерения вольтажа прибора

Модернизированная версия прибора появилась в 1830-х годах благодаря Фарадею, но не осталось никаких доказательств этому. Следующий по счету прибор был придуман Морицом Якоби в 39 году 19 века, когда тот смог превратить гальванометр в прибор для измерения характеристик электрического тока.

Серьезным этапом модернизации стало изобретение француза д’Арсонваля, придумавшего гальванометр для измерения магнитных и электрических полей. При их изменении прибор показывал разные значения.

Георг Рихман — один из первых изобретателей вольтметра

Важно! Русские ученые П. Яблочков и М. Добровольский также внесли огромный вклад в развитие прибора. Добровольский, в частности, создал амперметр и электромагнитный вольтметр. Кроме них, над этим работал и Н. Славянов. Рабочий металлург на пушечных заводах придумал амперметр на 1000 Ампер в 1880-х.

После утверждения Ампера и Вольта в качестве электротехнических величин в международных стандартах. Немец Фридрих Циппенбон изобрел первое устройство, которое официально было названо «вольтметр».

Старинный вольтметр

Что измеряют вольтметром

Вольтметр — прибор, предназначенный для измерения напряжения электрического тока в цепи. Его название происходит от единицы измерения напряжения — Вольта и традиционного для всех измерительных приборов окончания «метр». Для начала его использования нужно всего лишь включить его в сеть. Сразу после этого он начнет показывать параметр напряжения.

Погрешности возможны в любых даже современных инструментах. Без них никуда, но они незначительны. Чтобы погрешность стремилась к нулю нужно, чтобы внутреннее сопротивление прибора стремилось к бесконечности. Если этого не будет, то влияние на прибор цепи, к которой он подключен, неизбежно. Конечно, такого сопротивления быть не может, как и идеальных вольтметров.

Формулы напряжения в 1 Вольт

Стоит разобраться с понятием «напряжения» подробнее. Это необходимо для того, чтобы понять принцип работы приборы. Все знают еще со школы, что напряжение равно силе тока умноженной на сопротивление участка цепи.

Формула проста, но не дает точного понимания понятия. Ток остается невидимым, а напряжение — простыми цифрами. Для простоты понимания можно привести пример с простыми вещами, которые могут наблюдаться каждый день. Например, при движении воды по речке и водопаду, напряжение будет соответствовать высоте, то есть разности уровней воды. В сети все то же самое и напряжение определяет воображаемый напор воды. Если не будет напряжения, то не будет и тока. Аналогично и воде: если разность уровней будет нулевой, то вода не будет двигаться.

Современный стрелочный вольтметр

Важно! Шкала прибора отмечена латинской буквой «V». Это внешне отличает его от амперметра и других приборов. Других отличий между ними мало. Они вполне могут выглядеть практически одинаково.

Диапазон измерения прибора может быть разным. Устройства для слабой сети показывают максимум 5 Вольт, а промышленные аппараты — до 1000 Вольт. Все зависит от его предназначения.

Прибор времен СССР

Технические характеристики

Согласно документации, на схемах сети вольтметры принято обозначение окружностью с вписанной латинской буквой «V». На русских смехах он может заменяться на русскую букву «В». Более того, первая цифра после буквы в маркировке отображает тип устройства и специфику его использования. Например, В2 — вольтметр для постоянного тока, В3 — для переменного, В4 — для импульсного и т.д.

 

Аппарат В3-38 для использования в сетях переменного тока

Оценка характеристик прибора включает в себя следующие компоненты:

• Диапазон измерений. Он ограничивается наименьшим и наибольшим показателем, который способен изменить аппарат. Современные устройства обладают диапазоном от милливольт до киловольт. Промышленные аналоги же способны измерять как меньшие, так и большие напряжения;
• Точность измерений. Далеко не каждый домашний тестер отличается повышенной точностью измерений. Как уже было сказано, это зависит от его внутреннего сопротивления. Новые вольтметры при сравнительно небольших размерах обладают маленькими погрешностями измерений;
• Диапазон частот. Показывает чувствительность прибора к тем или иным сигналам с разными частотами, регистрируемых в сети;
• Температура и другие факторы. Эти параметры определяют показатели, при которых аппарат обладает минимальной погрешностью измерений, доступной для него;
• Собственно само внутреннее сопротивление (импеданс). Чем выше этот параметр, тем вольтметр более точен.

 

Цифровые устройства практически полностью вытеснили аналоговые

Важно! Технические характеристики аналоговых приборов сильно зависят от чувствительности магнитоэлектрического прибора. Чем меньше его ток полного отклонения, тем более высокосопротивительные резисторы можно использовать.

Конструкция

Простейший амперметр или вольтметр состоит из нескольких блоков:

• ЭЛМП — электромеханического преобразователя;
• ИМ — измерительный механизм;
• СМ — стрелочный механизм.

Процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой для отображения

Первый предназначен для того, чтобы преобразовывать энергии. Магнитного поля в механическую энергию. Второй механизм включает в себя подвижные и неподвижные части для проведения изменений. Происходит это так: под действием силы тока, который протекает через обмотку ИМ, создается вращающий момент, воздействующий на подвижную часть. Силы механики пропорциональны электрическим силам и ИМ отклоняется на угол, равный этим силам. Данные передаются стрелочному механизму, который и показывает в цифрах количество Вольт.

Если прибор содержит усилители, то он называется электронным. Его отличие заключается в том, что входное устройство помогает поддерживать высокое сопротивление вольтметра и увеличить предел измерений в большую сторону. Далее следует усилитель постоянного тока, который увеличивает значение сигнала до тех величин, которые необходимы для эффективных измерений. Следующие его компоненты идентичны аналоговому инструменту.

Встраиваемое портативное устройство

Преимуществами электромагнитных вольтметров стают:

• высокая точность измерений;
• высокая чувствительность;
• практически полное отсутствие влияние внешних полей;
• практически полное отсутствие влияние атмосферных факторов.

Недостатки тоже имеются: непригодность использовать при переменном токе и чувствительность к перегрузкам в сети.

USB-вольтметр

Разновидности

Помимо технических параметров, которые определяют назначение прибора и его характеристики, вольтметры обладают и физическими, а именно — разновидностями. Видов современных вольтметров большое количество. Так по принципу действия они разделяются на электромеханические и электронные. По назначению на вольтметров для постоянного, переменного, импульсного тока, универсальные и фазовые.

Наиболее часто людей интересует классификация по виду исполнения, который может быть мобильным и стационарным.

Карманный ЖК цифровой мультиметр

Стационарные

Стационарные вольтметры представляют собой устройства, которые питаются от сетей переменного напряжения. Возможно это благодаря встроенному в их корпус блоку питания. Как правило, с виду они похожи на коробку или ящик, а используются для узкоспециализированных работ, требующих повышенной точности измерений. Чаще всего это профессиональная сфера деятельности и контролирование напряжения на важных и нестабильных участках сети. Само слово «стационарный» говорит о том, что они применяются там, где нужна постоянная слежка и изменение данных.

Стационарный стрелочный вольтметр

Мобильные

Их еще называют переносными, хотя стационарный прибор иногда перенести также не составляет труда. Мобильный же вольтметр компактный и способен поместиться практически везде. Их относят к классу полупрофессиональных и любительских, потому что работают они от батареек или аккумуляторов и обладают сравнительно меньшими точностями и большими погрешностями. Выглядят они как плоские коробочки, «обитые» пластиком или резиной и имеющие эргономические формы. Чтобы они были еще удобнее, их оснащают съемными щупами для определения амплитудных колебаний сигналов.

Важно! Как правило, мобильные вольтметры включаются в состав тестеров и мультиметров. Мобильные цифровые вольтметры способны очень точно определить показания, в то время как портативные аналоговые приборы — показать хорошую чувствительность, способную определить даже самые маленькие отклонения напряжения, которые не могут определить цифровые приборы.

Цифровой мобильный вольтметр

Принцип работы

Принцип действия приборов легче показать на какой-нибудь модели. В основу работы аппарата положено аналогово-цифровое преобразование. Принципы можно рассмотреть на примере универсального В7-35.

Преобразователи, которые установлены в приборе, измеряют силу тока, напряжение постоянного и переменного электрического тока, сопротивление и конвертируют все это в нормализованное напряжение или цифровой код, если в устройстве имеется аналого-цифровой преобразователь.

Схема прибора основана на нескольких преобразователях:

• Преобразователь масштабирования;
• Низкочастотный аппарат, преобразующий напряжение переменного тока в постоянный;
• Аналогичный преобразователь постоянного и переменного электрического тока в напряжение;
• Конвертер сопротивления в напряжение.

Схема вольтметра В7-35

Получая эти параметры, устройство конвертирует их в напряжение, отображаемое по специальной шкале или в электроном виде, если в нем предусмотрено наличие АЦП.

Принцип работы электромагнитного аналогового вольтметра следующий. Создание вращающего момента происходит с помощью силового действия магнитного поля катушки на подвижном постоянном магните, который выполняется в форме плоской лопасти.

Под действием магнитного поля, которое создается током, магнит втягивается в цель катушки и поворачивается на ось, содержащую указательную стрелку.

Схематическое изображение работы стрелочного устройства

Инструкция и меры безопасности

Вольтметр — простейший и узкоспециализированный инструмент для определения параметров электрической цепи. Его основная и единственная задача — определение напряжения на определенном участке цепи. К сожалению, не все знают, как пользоваться таким простым прибором.

Важно! Стоит помнить, что прибор должен подключаться параллельно к сети. В противном случае показания будут неточными. Это не зависит от его типа и размеров.

Цифровой стационарный прибор

Порядок измерения следующий:

• Проверить стрелку, если аппарат аналоговый. Делается это путем вставки плоской отвертки в задний шлиц прибора. Поворот в разные стороны будет поворачивать и стрелку. Ноль измерений всегда выставляется пред каждым измерением, особенно, если прибор старый;
• Присоединить провода к контактам. Находятся они на тыльной стороне прибора. Если он рассчитан на постоянный ток, то там будут «+» и «-». У электронных аппаратов они уже присутствуют и не нуждаются в переподключении;
• Произвести измерение, присоединив «щупы» параллельно к сети.

Важно! Если известно, что напряжение больше 60 Вольт, то нужно пользоваться резиновыми диэлектрическими перчатками или другой изоляцией.

Корректировка стрелки аналогового прибора

При измерении показателей электрической сети вольтметром следует соблюдать простейшие меры безопасности:

• Не проводить измерение высоковольтных сетей без средств защиты;
• Не проводить изменение влажными или мокрыми руками и предотвращать попадание влаги в прибор;
• Не использовать вольтметр в агрессивных средах по типу кислот, щелочей и масел;
• Соблюдать требования ГОСТ 12.3.019-80, описывающего правила эксплуатации электроизмерительных приборов.

Схема 10-диапазонного вольтметра постоянного тока

Какой мультиметр выбрать для автомобиля

Мультиметр — портативное устройство, которое содержит в себе вольтметр, амперметр и другие функции. Он стает незаменимым для радиолюбителей и автовладельцев. Для последних он стал важным прибором, способным проверить и отремонтировать большее количество современной автоэлектроники и проводку.

Для автомобиля подойдет любой специализированный мультиметр, обладающий дополнительными функциями, которые отличают его от обычного. Чтобы разобраться с этим лучше, нужно понять, какие задачи он чаще всего решает.

Схема цифрового вольтметра постоянного тока для определенного диапазона

Наиболее часто прибор применяют для определения утечек из аккумулятора. Такой проверке должны быть подвержены все аккумуляторы, обладающие сильными потерями заряда за короткие промежутки времени. Минимальное значение утечки должно составлять 70 мА. Большее значение свидетельствует о том, что какой-то прибор является проблемным или в цепи проводки есть поврежденный участок.

Для диагностики проделывают следующее:

• Выключить все элементы автомобиля, которые используют энергию аккумулятора;
• Настроить прибор на измерение постоянного тока и выбрать максимальное значение;
• Ослабить провод на минусовой клейме и подсоединить туда щупы;
• Отключить провод от клеймы так, чтобы ток протекал через мультиметр;
• Замерить значения, которые не должны превышать 70 миллиампер.

Устройство для автомобиля

В случае, когда значения не ниже 70, стоит искать участок с проблемами. Для этого аппарата подключается так же, как и в способе выше, поочередно отключаются предохранители и снимаются показания. Если один из предохранителей показал значение ноль при его отключении, то проблема в нем.

Если же все узлы были проверены и оказались исправны, то проблема кроется в самой проводке. Она также проверяется мультимером для поиска неисправного кабеля. Этот процесс состоит из следующих этапов:

• На глаз оценить состояние проводов;
• Определить проблемный участок;
• Один конец мультиметра присоединяется к клейме аккумулятора, а другой — к прибору, который находится на другой стороне кабеля;
• Установить прибор в нужное состояние и устроить прозвонку участка провода;
• При наличии звукового сигнала провод исключается из проблемных, так как с ним все хорошо.

Проверка аккумулятора мультиметром

Важно! При изменении параметров низковольтных сетей иногда может потребоваться специальный инструмент — милломметр.

Еще одна важная функция мультиметра — прозввон мотора авто и измерение его параметров. Любой автомобильный мультиметр должен уметь проводить диагностику двигателя на минимальном уровне.

Прозвон отсоединенных кабелей авто

Отличие от тестера

Люди, особенно те, кто далек от техники, часто путают два этих устройства. Они немного похожи и даже обладают похожими функциями, но мультиметр — более многофункциональное устройство, способное изменять различные параметры системы и выполнять прозвонки. Обычный тестер содержит в себе всего пару диодов, способным указать значение напряжения и целостности цепи.

Важно! Тестеры, как и мультиметры, вольтметры и амперметры также бывают стрелочными, то есть аналоговыми и цифровыми. Последние в любых являются более точными и определяют величины с минимальными погрешностями.

Тестер очень похож на мультиметр, но обладает меньшим функционалом

Тест цифровых мультиметров

Чтобы определить лучшие приборы нужно проводить определенные тесты, на основании которых делается выбор в пользу той или иной модели. Сегодня рынок располагает огромным количеством моделей. Опытные люди проверили их и определили их преимущества и недостатки, составив описания.

Universal M830B IEK

Обычный и качественный прибор для любителей. Подходит не только для использования дома, но и при монтажных работах. Модель проста в использовании и подходит для новичков. Корпус имеет три входа для щупов, позволяющих измерять постоянный и переменный ток, сопротивление, напряжение. В этой бюджетной модели есть даже функция прозвонки для транзисторов. Для проверки коротких замыканий прозвонки нет.

Модель M830B IEK

UNI-T UT33D

Идеально подходит для домашнего использования и обладает широким спектром измерения электрических параметров. Базовый функционал держится на уровне предыдущего тестера, но дополняется прозвонкой на обрывы цепей. Используется дл ремонта ПК, микросхем, электромонтажных работ. Недостатком стала невозможность изменять переменный ток.

Модель UNI-T UT33D

СЕМ DT-105 480151

Профессиональный измеритель, который обладает очень компактным и легким. Для него, как ни для кого характерно сочетание «цена-качество». Несмотря на большую сложность, чем аналоги, прибор может спокойно использоваться в быту и в других домашних целях. Функционал включает в себя прозвонку, индикатор заряда аккумулятора, индикаторы полярности и многое другое.

Модель СЕМ DT-105 480151

Таким образом, вольтметр — это прибор для измерения напряжения и один из самых простых измерительных инструментов, но даже с ним некоторые не могут справиться. Этот материал максимально широко рассказал, что такое вольтметр, долгую историю его создания и инструкцию по использованию во многих полезных целях.

Измерение тока и напряжения. Вольтметр и амперметр.

Приветствую всех читателей на нашем сайте и сегодня в рамках курса «Основы электроники» мы будем изучать основные способы измерения силы тока, напряжения и других параметров электрических цепей. Естественно, без внимания не останутся и основные измерительные приборы, такие как вольтметр и амперметр.

Измерение тока. Амперметр.

И начнем мы с измерения тока. Прибор, используемый для этих целей, называется амперметр и в цепь он включается последовательно. Рассмотрим небольшой примерчик:

Как видите, здесь источник питания подключен напрямую к резистору. Кроме того, в цепи присутствует амперметр, включенный последовательно с резистором. По закону Ома сила тока в данной цепи должна быть равна:

I = \frac{U}{R} = \frac{12}{100} = 0.12

Получили величину, равную 0.12 А, что в точности совпадает с практическим результатом, который демонстрирует амперметр в цепи 🙂

Важным параметром этого прибора является его внутреннее сопротивление r_А. Почему это так важно? Смотрите сами — при отсутствии амперметра ток определяется по закону Ома, как мы и рассчитывали чуть выше. Но при наличии амперметра в цепи ток изменится, поскольку изменится сопротивление, и мы получим следующее значение:

I = \frac{U}{R_1+r_А}

Если бы амперметр был абсолютно идеальным, и его сопротивление равнялось нулю, то он бы не оказал никакого влияния на работу электрической цепи, параметры которой необходимо измерить, но на практике все не совсем так, и сопротивление прибора не равно 0. Конечно, сопротивление амперметра достаточно мало (поскольку производители стремятся максимально его уменьшить), поэтому во многих примерах и задачах им пренебрегают, но не стоит забывать, что оно все-таки и есть и оно ненулевое.

При разговоре об измерении силы тока невозможно не упомянуть о способе, который позволяет расширить пределы, в которых может работать амперметр. Этот метод заключается в том, что параллельно амперметру включается шунт (резистор), имеющий определенное сопротивление:

R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}

В этой формуле n — это коэффициент шунтирования — число, которое показывает во сколько раз будут увеличены пределы, в рамках которых амперметр может производить свои измерения. Возможно это все может показаться не совсем понятным и логичным, поэтому сейчас мы рассмотрим практический пример, который позволит во всем разобраться.

Пусть максимальное значение, которое может измерить амперметр составляет 1 А. А схема, силу тока в которой нам нужно определить имеет следующий вид:

Отличие от предыдущей схемы заключается в том, что напряжение источника питания на этой схеме в 100 раз больше, соответственно, и ток в цепи станет больше и будет равен 12 А. Из-за ограничения на максимальное значение измеряемого тока напрямую использовать наш амперметр мы не сможем. Так вот для таких задач и нужно использовать дополнительный шунт:

В данной задаче нам необходимо измерить ток I. Мы предполагаем, что его значение превысит максимально допустимую величину для используемого амперметра, поэтому добавляем в схему еще один элемент, который будет выполнять роль шунта. Пусть мы хотим увеличить пределы измерения амперметра в 25 раз, это значит, что прибор будет показывать значение, которое в 25 раз меньше, чем величина измеряемого тока. Нам останется только умножить показания прибора на известное нам число и мы получим нужное нам значение. Для реализации нашей задумки мы должны поставить шунт параллельно амперметру, причем сопротивление его должно быть равно значению, которое мы определяем по формуле:

R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}

В данном случае n = 25, но мы проведем все расчеты в общем виде, чтобы показать, что величины могут быть абсолютно любыми, принцип шунтирования будет работать одинаково.

Итак, поскольку напряжения на шунте и на амперметре равны, мы можем записать первое уравнение:

I_А\medspace r_А = I_R\medspace R

Выразим ток шунта через ток амперметра:

I_R = I_А\medspace \frac{r_А}{R}

Измеряемый ток равен:

I = I_R + I_А

Подставим в это уравнение предыдущее выражение для тока шунта:

I = I_А + I_А\medspace \frac{r_А}{R}

Но сопротивление шунта нам также известно (R = \frac{r_А}{n\medspace-\medspace 1}). В итоге мы получаем:

I = I_А\medspace (1 + \frac{r_А\medspace (n\medspace-\medspace 1)}{r_А}\enspace) = I_А\medspace n

Вот мы и получили то, что и хотели. Значение, которое покажет амперметр в данной цепи будет в n раз меньше, чем сила тока, величину которой нам и нужно измерить 🙂

С измерениями тока в цепи все понятно, давайте перейдем к следующему вопросу, а именно определению напряжения.

Измерение напряжения. Вольтметр.

Прибор, предназначенный для измерения напряжения называется вольтметр. И, в отличие от амперметра, в цепь он включается параллельно участку цепи, напряжение на котором необходимо определить. И, опять же, в противоположность идеальному амперметру, имеющему нулевое сопротивление, сопротивление идеального вольтметра должно быть равно бесконечности. Давай разберемся с чем это связано:

Если бы в цепи не было вольтметра, ток через резисторы был бы один и тот же и определялся по Закону Ома следующим образом:

I_1 = I_2 = \frac{U}{R_1 + R_2} = \frac{30}{10 + 20} = 1

Итак, величина тока составила бы 1 А, а соответственно напряжение на резисторе 2 было бы равно 20 В. С этим все понятно, а теперь мы хотим измерить это напряжение вольтметром и включаем его параллельно с R_2. Если бы сопротивление вольтметра было бы бесконечно большим, то через него просто не потек бы ток (I_B = 0), и прибор не оказал бы никакого воздействия на исходную цепь. Но поскольку r_В имеет конечную величину и не равно бесконечности, то через вольтметр потечет ток. В связи с этим напряжение на резисторе R_2 уже не будет таким, каким бы оно было при отсутствии измерительного прибора. Вот поэтому идеальным был бы такой вольтметр, через который не проходил бы ток.

Как и в случае с амперметром, есть специальный метод, который позволяет увеличить пределы измерения напряжения для вольтметра. Для осуществления этого необходимо включить последовательно с прибором добавочное сопротивление, величина которого определяется по формуле:

R_Д = r_В\medspace (n\medspace-\medspace 1)

Это приведет к тому, что показания вольтметра будут в n раз меньше, чем значение измеряемого напряжения. По традиции давайте рассмотрим небольшой практический пример:

Здесь мы добавили в цепь добавочное сопротивление R_3. Перед нами стоит задача измерить напряжение на резисторе R_2:\medspace U_2 = R_2\medspace I_2. Давайте определим, какой результат при таком включении выдаст нам вольтметр:

U_2 = I_2\medspace R_2 = U_В + I_В\medspace R_3

Подставим в эту формулу выражение для расчета сопротивления добавочного резистора:

U_2 = U_В + I_В\medspace (r_В\medspace (n\medspace-\medspace 1)) = U_В + I_В\medspace r_В\medspace n\medspace-\medspace I_В\medspace r_В = U_В + U_В\medspace n\medspace-\medspace U_В = U_В\medspace n

Таким образом: U_В = \frac{U_2}{n}. То есть показания вольтметра будут в n раз меньше, чем величина напряжения, которое мы измеряли. Так что, используя данный метод, возможно увеличить пределы измерения вольтметра!

В завершении статьи пару слов об измерении сопротивления и мощности.

Для решения обеих задач возможно совместное использование амперметра и вольтметра. В предыдущих статьях (про мощность и сопротивление) мы подробно останавливались на понятиях сопротивления и мощности и их связи с напряжением и сопротивлением, таким образом, зная ток и напряжение электрической цепи можно произвести расчет нужного нам параметра. Ну а кроме того есть специальные приборы, которые позволяют произвести измерения сопротивления участка цепи — омметр — и мощности — ваттметр.

В общем-то, на этом, пожалуй, на сегодня закончим, следите за обновлениями и заходите к нам на сайт! До скорых встреч!

Как подключить вольтметр и амперметр в сети постоянного и переменного тока

Как подключить вольтметр и амперметр в сети постоянного и переменного тока

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

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

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

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

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

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

Измерение постоянного тока

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

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

Шунт

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

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

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

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

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

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

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

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

Измерение постоянного напряжения

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

Добавочный резистор

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

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

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

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

Измерение переменного тока

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

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

Измерительный трансформатор напряжения

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

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

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

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

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

Измерительные трансформаторы тока

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

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

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

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

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

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

По материалам: electrik.info.

Вольтметр. Измерение напряжения — Технарь

Для измерения напряжения на полюсах источника тока или на каком-нибудь участке цепи применяют приборы, называемые вольтметрами. Вольтметр, используемый в школьных опытах, показан на рисунке 253, α, в лабораторных работах — на рисунке 253, в, технический вольтметр — на рисунке 8.

Многие вольтметры по внешнему виду очень схожи с амперметрами. Для отличия вольтметра от других электроизмерительных приборов на шкале вольтметра обычно, ставят букву V. На схемах вольтметр изображают кружком с буквой V внутри (рис. 253, б).

Устройство вольтметра, как и амперметра, основано на механическом действии тока.

Как и у амперметра, у одного зажима вольтметра ставят знак «плюс» («+»). Этот зажим необходимо обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса, источника тока. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону, здесь ведь также имеет значение направление тока.

Вольтметр включают иначе, чем амперметр. На рисунке 254, α изображена электрическая цепь, в которую включены электрическая лампа, амперметр и вольтметр. На рисунке 254, б показана схема такой цепи. Амперметром в этой цепи измеряют силу тока в лампе, для этого он включен в цепь последовательно с ней. Вольтметр же должен показывать напряжение, существующее на зажимах лампы. Поэтому его включают в цепь не последовательно с лампой, а так, как показано на рисунке 254, а и на схеме (рис. 254, б). Зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение. Такое включение прибора называют параллельным. Отметим только, что в отличие от амперметра вольтметр устроен так, что сила тока, проходящего через него, мала по сравнению с силой тока в цепи, поэтому вольтметр почти не изменяет напряжение между теми точками, к которым его подключают.

Для измерения напряжения на полюсах источника тока вольтметр подключают непосредственно к зажимам источника тока, так, как показано на рисунке 255.

Вопросы. 1. Как называют прибор для измерения напряжения? 2. Как включают вольтметр для измерения напряжения на участке цепи? 3. Как с помощью вольтметра измерить напряжение на полюсах источника тока?

Упражнения. 1. Рассмотрите шкалу вольтметра (рис. 253, α). Определите цену его деления. Перечертите в тетрадь его шкалу и нарисуйте положение стрелки для напряжений 1; 0,5; 2,6 В. 2. Определите цену деления вольтметра, изображенного на рисунке 254, α. Какое напряжение он показывает? 3. Начертите схему цепи, состоящую из аккумулятора, лампы, ключа, амперметра и вольтметра для случая, когда вольтметром, измеряют напряжение на полюсах источника тока.

Принцип работы и виды амперметров

22.05.2014

Принцип работы и виды амперметров

Амперметр — прибор для измерения силы тока в амперах. Шкалу амперметров градуируют в микроамперах, миллиамперах, амперах или килоамперах в соответствии с пределами измерения прибора. В электрическую цепь амперметр включается последовательно с тем участком электрической цепи, силу тока в котором измеряют. Поэтому, чем ниже внутреннее сопротивление амперметра (в идеале — 0), тем меньше будет влияние прибора на исследуемый объект, и тем выше будет точность измерения.

Для увеличения предела измерений амперметр снабжается шунтом (для цепей постоянного и переменного тока), трансформатором тока (только для цепей переменного тока) или магнитным усилителем (для цепей постоянного тока). Комплектное устройство из токоизмерительной головки и трансформатора тока специальной конструкции называется «токоизмерительные клещи».

Очень опасно пытаться использовать амперметр в качестве вольтметра (подключать его непосредственно к источнику питания), что может привести к коротким замыканиям!

Общая характеристика

По конструкции амперметры делятся:

• со стрелочной измерительной головкой без электронных схем;
• со стрелочной измерительной головкой с использованием электронных схем;
• с цифровым индикатором.

Приборы со стрелочной головкой

Наиболее распространены амперметры, в которых движущаяся часть прибора со стрелкой поворачивается на угол крена, пропорциональный величине измеряемого тока.

Амперметры бывают магнитоэлектрическими, электромагнитными, электродинамическими, тепловыми, индукционными, детекторными, термоэлектрическими и фотоэлектрическими.

Магнитоэлектрическими амперметрами измеряют силу постоянного тока; индукционными и детекторными — силу переменного тока; амперметры других систем измеряют силу любого тока. Самыми точными и чувствительными являются магнитоэлектрические и электродинамические амперметры.

Приборы со стрелочной головкой могут снабжаться дополнительными электронными схемами для усиления сигнала, подаваемого на головку (для измерения токов, существенно меньших чем ток полного отклонения головки, который для большинства магнитоэлектрических приборов составляет 50 мкА и более), защиты головки от перегруза и прочее.

Приборы с цифровым индикатором

В последнее время приборы со стрелочной измерительной головкой стали вытесняться приборами с цифровым индикатором на основе жидких кристаллов и светодиодов.

Принцип действия стрелочной измерительной головки

Принцип действия самых распространённых в амперметрах систем измерения:

• В магнитоэлектрической системе прибора крутящий момент стрелки создаётся благодаря взаимодействию между полем постоянного магнита и током, который проходит через обмотку рамки (вращающий момент). С рамкой соединена стрелка, которая перемещается по шкале. Угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента пружины.

• В электромагнитной системе прибора вращающий момент стрелки создаётся между катушкой и подвижным ферромагнитным сердечником, к которому прикрепляется указательная стрелка.

• В электродинамической системе измерительная головка состоит из неподвижной и подвижной катушек, соединённых параллельно или последовательно. Взаимодействие между токами, которые проходят через катушки, вызывает отклонения подвижной катушки и соединённой с нею стрелки.

Во всех вышеуказанных системах угол поворота стрелки устанавливается при равенстве вращающего момента и момента сопротивления пружины.

Включение амперметра в электрическую цепь

В электрической цепи амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при больших токах — через трансформатор тока, магнитный усилитель или шунт. Для измерения токов может также применяться милливольтметр и калиброванный шунт (первичные токи шунтов могут быть выбраны из стандартного ряда, вторичное напряжение стандартизировано — чаще всего 75 мВ). При высоких напряжениях (выше 1000В) — в цепях переменного тока для гальванической развязки амперметров также применяют трансформаторы тока, а цепях постоянного тока — магнитные усилители.

Как измеряют электричество?

Поскольку электричество невидимо, ученым пришлось немало поработать, чтобы изобрести весьма остроумные способы его измерения. Один из таких способов заключается в использовании гальванометра, который состоит из тонкой проволочной катушки, несущей электрический ток между полюсами постоянного магнита.

Проходя по проволочной катушке, электрический ток создает электромагнитную силу, под действием которой катушка поворачивается относительно магнита. Регистрируя угол поворота катушки гальванометра, можно оценивать силу тока в цепи. Аналогичный принцип используется и в амперметре, но в нем добавлены шкала и стрелка, которая показывает силу тока в амперах. При добавлении в схему прибора сопротивления он превращается в вольтметр, измеряющий напряжение (силу, перемещающую заряды по цепи).

Правило правой руки

Как работает амперметр

Когда амперметр подключен к цепи, электрический ток создает электромагнитную силу, которая превращает измерительную катушку в стержневой магнит. Постоянный магнит (розовый и зеленый вкладыши) заставляет катушку (стержневой магнит) выравнивать свой северный полюс с южным полюсом постоянного магнита. Стрелка показывает силу тока.

Измерение электрического тока

Электромагнитная сила, генерируемая в катушке амперметра, действует под прямым углом к магнитному полю постоянного магнита. Амперметр может измерять электрический ток, потому что электромагнитная сила, вызывающая отклонение стрелки, зависит от силы тока. Чем сильнее ток, тем выше показание амперметра.

Преобразование амперметра в вольтметр

Если амперметр подключен к цепи через сопротивление (Rv) — устройство, ослабляющее электрический ток — такой прибор сможет измерять напряжение в электрической цепи. Напряжение характеризует величину силы, перемещающей заряды по цепи.

4.4 Вольтметры и амперметры постоянного тока

Проведение измерений изменяет схему

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

Сначала рассмотрим вольтметр, который всегда размещается параллельно с измеряемым устройством.Через вольтметр протекает очень небольшой ток, если его сопротивление на несколько порядков больше, чем сопротивление устройства, поэтому это не оказывает заметного влияния на цепь (см. Рисунок 4.34 (a)). Большое сопротивление, параллельное малому, имеет суммарное сопротивление, по существу, равное малому. Если, однако, сопротивление вольтметра сопоставимо с сопротивлением измеряемого устройства, то два параллельно подключенных устройства имеют меньшее сопротивление, что существенно влияет на схему (см. Рисунок 4.34 (b)). Напряжение на приборе не такое, как при отключенном вольтметре от цепи.

Рисунок 4.34 (a) Вольтметр, имеющий сопротивление намного больше, чем устройство (RVoltmeter >> RRVoltmeter >> R size 12 {V «>>» R} {}), с которым он подключен параллельно, создает параллельное сопротивление, по существу такое же, как прибора и не оказывает заметного влияния на измеряемую цепь. (b) Здесь вольтметр имеет такое же сопротивление, что и устройство (RVoltmeter≅RRVoltmeter≅R size 12 {V simeq R} {}), так что параллельное сопротивление составляет половину от того, которое есть, когда вольтметр не подключен.Это пример значительного изменения схемы, которого следует избегать.

Амперметр подключается последовательно к ветви измеряемой цепи, так что его сопротивление добавляется к этой ветви. Обычно сопротивление амперметра очень мало по сравнению с сопротивлениями устройств в цепи, поэтому дополнительное сопротивление незначительно (см. Рисунок 4.35 (a)). Однако, если задействованы очень маленькие сопротивления нагрузки или если сопротивление амперметра не такое низкое, как должно быть, то общее последовательное сопротивление значительно больше, и ток в измеряемой ветви уменьшается (см. Рисунок 4.35 (б)).

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

Рис. 4.35 (a) Амперметр обычно имеет такое маленькое сопротивление, что общее последовательное сопротивление в измеряемой ветви не увеличивается заметно.Схема практически не изменилась по сравнению с отсутствием амперметра. (б) Здесь сопротивление амперметра такое же, как сопротивление ветви, так что общее сопротивление удваивается, а сила тока вдвое меньше, чем без амперметра. Этого существенного изменения схемы следует избегать.

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

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

Подключения: границы знаний

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

Существует еще один метод измерения, основанный на полном отсутствии тока и, следовательно, без изменения схемы.Они называются нулевыми измерениями и являются темой нулевых измерений. Цифровые измерители, которые используют твердотельную электронику и нулевые измерения, могут достигать точности одной части 106.106. размер 12 {«10» rSup {размер 8 {6}}} {}

Проверьте свое понимание

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

Решение

Поскольку цифровые счетчики требуют меньшего тока, чем аналоговые счетчики, они изменяют схему меньше, чем аналоговые счетчики.Их сопротивление в качестве вольтметра может быть намного больше, чем у аналогового измерителя, а их сопротивление в качестве амперметра может быть намного меньше, чем у аналогового измерителя. См. Рис. 4.30 и рис. 4.31 и их обсуждение в тексте.

метров — элементы схемы — содержание MCAT

Прибор, используемый для измерения токов, называется амперметром, а для измерения разности потенциалов — вольтметром.

Для измерения тока в проводе необходимо соединить амперметр серии с другими элементами схемы серии .Важно, чтобы сопротивление и амперметра было намного меньше других сопротивлений в цепи. В противном случае само наличие измерителя изменит измеряемый ток.

Чтобы найти напряжение , то есть разность потенциалов между любыми двумя точками в цепи, вольтметр подключается параллельно этим двум точкам. Важно, чтобы сопротивление вольтметра было намного больше, чем сопротивление любого элемента схемы, к которой подключен вольтметр.В противном случае измеритель изменяет измеряемую разность потенциалов.

Часто одиночный измеритель — мультиметр — спроектирован таким образом, что с помощью переключателя он может использоваться как амперметр или вольтметр — и обычно также как омметр , предназначенный для измерения сопротивления любого элемента. подключен между его выводами.

Ключевые точки

• Амперметр измеряет ток в проводе, который должен быть включен в цепь последовательно.

• Вольтметр измеряет разность потенциалов между 2 точками, которые необходимо подключить параллельно этим 2 точкам.

• Мультиметр — это устройство, которое может включать в себя амперметр, вольтметр и омметр.

Ключевые термины

ток : количество заряда, проходящего через поперечное сечение за период времени.

напряжение : разность электрических потенциалов, выраженная в вольтах

сопротивление : сопротивление является мерой противодействия протеканию тока в электрической цепи

Амперметр : прибор для измерения электрического тока в амперах

серия: все компоненты в последовательной цепи соединены встык

вольтметр: прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи

Омметр: Электрический прибор для измерения электрического сопротивления

Различий между амперметром и мультиметром

Разность потенциалов, ток и сопротивление — это три основных параметра, которые связаны с любой электронной или электрической цепью.Все три параметра можно количественно измерить с помощью подходящих инструментов. Амперметр — это электрический прибор, используемый для измерения тока через электрическую или электронную цепь. Точно так же разность потенциалов между двумя точками в электрической цепи может быть измерена вольтметром, а сопротивление может быть рассчитано математически на основе известных значений напряжения и тока или может быть измерено напрямую с помощью диода или мультиметра.

Фактически, мультиметр может напрямую измерять все три вышеупомянутых свойства.Таким образом, мультиметр — это универсальный электрический прибор, который может напрямую измерять разность потенциалов, ток, а также сопротивление электрической цепи. Некоторые мультиметры могут также измерять несколько других параметров, частоту, емкость, индуктивность, влажность и т. Д. Сходства и различия между амперметром и мультиметром обсуждаются в следующих разделах.

• И амперметр, и мультиметр являются электрическими приборами и поэтому могут работать только при наличии электричества в цепи.
• Оба прибора могут измерять электрический ток, протекающий через электрическую цепь, в амперах или миллиамперах.
• Оба имеют аналоговую и цифровую версии.

Мультиметры

Амперметр	Мультиметр
Амперметр используется для измерения электрического тока, протекающего через электрическую цепь.	Мультиметр — это многоцелевой прибор, который может напрямую измерять различные параметры, такие как разность потенциалов, ток, сопротивление, частоту, емкость и т. Д.
Для измерения сопротивления цепи вместе с амперметром необходим вольтметр.	Мультиметр может напрямую измерять сопротивление цепи. Так что использовать для этого отдельный вольтметр не нужно.
Обычно не используется для проверки диодов или транзисторов.	Мультиметр можно использовать для проверки диодов и транзисторов.
Амперметр не может заменить мультиметр.	Мультиметр может заменить амперметр.
Амперметры сравнительно дешевле.	Мультиметры более дорогие, поскольку состоят из нескольких частей для измерения различных параметров.
Область применения амперметра узкая.	имеют широкую область применения благодаря своей способности выполнять самые разные функции.

разница между вольтметром и амперметром | Linquip

Снова добро пожаловать в Linquip! В этой статье мы собираемся обсудить основную разницу между вольтметром и амперметром.Пристегнитесь и продолжайте читать.

Чтобы понять разницу между вольтметром и амперметром, сначала мы должны узнать, что такое амперметр и как он работает.

Что такое амперметр?

В системе СИ единица измерения — ампер, поэтому его измерительный инструмент называется амперметр или просто амперметр. Несмотря на то, что существует два типа тока: переменный ток и постоянный ток, амперметр не имеет проблем с измерением обоих.

Что измеряет амперметр?

Амперметр используется для измерения электрического тока в электрической цепи, измеряемого в амперах (А).

Как работает амперметр

Амперметр предназначен для измерения электрического тока в цепи.

Как это работает?

Амперметр измеряет ток, протекающий через набор катушек с очень низким сопротивлением и индуктивным сопротивлением. Импеданс должен быть очень маленьким, чтобы амперметр не изменил текущее значение из-за своего дополнительного импеданса.

На изображении выше показан амперметр с подвижной катушкой, который мы часто называем аналоговым амперметром.Внутри него находятся фиксированные магниты, которые предназначены для противодействия протекающему через него электрическому току. Его указатель индикатора перемещается с помощью якоря, расположенного в центре магнита (аналогично простым двигателям постоянного тока). Указатель расположен в точном месте со шкалой и числом на экране дисплея.

Самое важное в любом измерительном инструменте — это то, что он не должен изменять значения переменных в цепи. Вольтметру, амперметру и омметру запрещается изменять напряжение, ток и сопротивление внутри цепи.

Чтобы выбрать правильное оборудование и понять разницу между вольтметром и амперметром, вам жизненно важно знать, как каждый из них работает и какой из них вам подходит лучше всего.

Часто задаваемые вопросы

Как амперметр измеряет ток?

Амперметр измеряет ток, протекающий через набор катушек с очень низким сопротивлением и индуктивным сопротивлением. Импеданс должен быть очень маленьким, чтобы амперметр не изменил текущее значение из-за своего дополнительного импеданса.

Что измеряют амперметры и вольтметры?

Амперметр используется для измерения электрического тока, а вольтметр — для измерения электрического напряжения.

Каков принцип действия амперметра?

Импеданс должен быть очень маленьким, чтобы амперметр не изменил текущее значение из-за своего дополнительного импеданса.

Амперметры имеют высокое сопротивление?

Необходимо поддерживать очень маленькое сопротивление, чтобы амперметр не изменил текущее значение из-за его дополнительного сопротивления.

Теперь, чтобы понять разницу между вольтметром и амперметром, мы собираемся объяснить, что такое вольтметр, а затем сравним его с амперметром.

Что такое вольтметр?

Вольтметр — это прибор, который измеряет напряжение постоянного или переменного электрического тока по шкале, обычно градуированной в вольтах, милливольтах (0,001 вольт) или киловольтах (1000 вольт). Многие вольтметры являются цифровыми и выдают показания в виде цифровых дисплеев.

Вольтметры

также могут отображать показания в аналоговой форме, перемещая указатель, который показывает напряжение на шкале, но цифровые вольтметры обычно имеют более высокий порядок точности, чем аналоговые приборы.

Принцип работы вольтметра

Основной принцип вольтметра заключается в том, что он должен быть подключен параллельно, в котором мы хотим измерить напряжение. Параллельное соединение используется, потому что вольтметр сконструирован таким образом, что он имеет очень высокое значение сопротивления. Таким образом, если это высокое сопротивление подключено последовательно, ток будет почти нулевым, что означает, что цепь стала разомкнутой.

Если он подключен параллельно, то полное сопротивление нагрузки будет соответствовать высокому сопротивлению вольтметра, и, следовательно, комбинация даст почти такое же полное сопротивление, что и нагрузка.Также в параллельной цепи мы знаем, что напряжение одинаково, поэтому напряжение между вольтметром и нагрузкой почти одинаково, и, следовательно, вольтметр измеряет напряжение.

Для идеального вольтметра сопротивление должно быть бесконечным, и, следовательно, потребляемый ток должен быть нулевым, поэтому в приборе не будет потерь мощности. Но это практически недостижимо, поскольку у нас не может быть материала с бесконечным сопротивлением.

Мы объяснили особенности вольтметра и амперметра.Теперь давайте взглянем на эту таблицу и сравним основные различия между вольтметром и амперметром.

Разница между вольтметром и амперметром

ПАРАМЕТРЫ	ВОЛЬТМЕТР	АМПЕРМЕТР
Определение	Измерительный прибор, измеряющий разность напряжений между двумя точками.	Измерительный прибор, измеряющий ток, протекающий в цепи.
Соединение	Подключено параллельно	Последовательное соединение
Калиброванная единица шкалы	Шкала откалибрована в вольтах	Шкала откалибрована в амперах
Идеальное сопротивление	бесконечное	Ноль
Практическое сопротивление	Высокое сопротивление по сравнению с амперметром	Очень низкое сопротивление по сравнению с вольтметром
Точность	Менее точен, чем амперметр	Более точный по сравнению с вольтметром

Заключение

Вольтметр измеряет разность напряжений между двумя точками цепи, а амперметр измеряет ток, протекающий по цепи.Если мы хотим измерить ток, протекающий через нагрузку, нам нужно подключить амперметр последовательно с нагрузкой. А если мы хотим измерить напряжение на нагрузке, нам нужно подключить вольтметр параллельно нагрузке.

Теперь вы знаете, в чем разница между вольтметром и амперметром.

Надеюсь, вам понравилась статья! Вы можете найти аналогичный контент в Linquip, профессиональной сети для производителей оборудования, промышленных клиентов и поставщиков услуг.

Ручной вольтметр переменного тока постоянного тока Амперметр Омметр Аналоговый мультиметр Инструменты для измерения сопротивления тока и напряжения —

Это очень красивый и надежный вольт-омметр, который также может тестировать транзисторы и конденсаторы.За невысокую цену он очень полезен. Это намного больше, чем у большинства ВОМов. В полученном мною пакете был буклет с инструкциями, напечатанный на китайском языке. По сути, вам нужно знать, что в счетчике требуется одна батарея C-cell и одна батарея на 9 вольт. После того, как у вас есть глюкометр и работает, все остальное будет легко, если вы когда-либо использовали аналоговый VOM в прошлом.
Китайский торговый сайт Alibabba предлагает приблизительный перевод буклета на английский язык:
«A, MF47 Измеритель типа MF47 разработан для основных функций портативного многодиапазонного мультиметра нового типа с выпрямителем магнитных и электрических линий.Для величины тока на стороне постоянного тока, напряжения переменного и постоянного тока, сопротивления постоянного тока и так далее, с 26 базовыми диапазонами и уровнями, конденсаторами, катушками индуктивности, параметрами постоянного тока транзистора, такими как семь дополнительных опорных диапазонов. Во-вторых, циферблат, зубчатая пластина и зубчатая пластина напечатаны на циферблате в красный, зеленый и черный цвета. Цвет циферблата меняется на красный, зеленый транзисторы, соответствующие оставшемуся черному цвету, упрощают чтение. Есть шесть шкал шкалы, предназначенные для измерения сопротивления первого использования; второй для измерения переменного и постоянного напряжения, использования постоянного тока; третий транзистор для измерения используемого увеличения; четвертый для измерения использования емкости; Изделие для измерения индуктивности; Статья для измерения уровня звука.оснащен зеркалом на циферблате для устранения параллакса. В дополнение к AC-DC и DC 5A 2500V имеет отдельную розетку, соответственно, остальную часть файла просто повернув селекторный переключатель, легко использовать. В-третьих, использование указателей должно быть проверено перед использованием машинного нулевого среднего, и если не относится к нулю, вы можете повернуть крышку, чтобы указатель указывал ноль на нуле. будет тестировать красный и черный стержни были вставлены в розетку «+» «-«, например, для измерения постоянного тока 2500 В переменного тока или постоянного тока 5A, красная вилка в стандартном должна быть 2500, соответственно, или «5A» розетки.1, измерение постоянного тока 0,05 ~ 500 мА, поверните переключатель к желаемому профилю тока, измеренному 5 А, включите переключатель ограничения постоянного тока 500 мА и после испытательного стержня в испытательной цепи. 2, измерение напряжения переменного и постоянного тока или измерение переменного 10 ~ 1000 В постоянного тока 0,25 ~ 1000 В, поверните переключатель в положение желаемого профиля напряжения. Измерения 2500 В переменного и постоянного тока, переключатель должен быть повернут соответственно в положение 1000 В переменного тока или 1000 В постоянного тока, датчик будет измерять по цепи на обоих концах.3, измерение сопротивления постоянному току. Вставьте аккумулятор (R14 типа 2 # 1,5 В и 9 В типа 6F22 каждый). Поверните переключатель на желаемый профиль сопротивления, измерения будут короткими двухконтактным датчиком, отрегулируйте ручку регулировки нулевого сопротивления так, чтобы для положения «0» Zhunou Mu (если не указано нулевое сопротивление, тогда напряжение батареи низкое, замените батарею), а затем измеряется подключение к концам щупа тестируемой цепи. Чтобы точно измерить сопротивление, следует выбрать соответствующие резисторы в стойках, чтобы указатель указывал на таблицу как на среднюю треть области шкалы.Измерение сопротивления цепи, когда источник питания должен быть отключен от цепи, например, в цепи есть конденсатор, который должен быть разряжен в первую очередь. При проверке сопротивления утечки электролитического конденсатора он может переключить Switch в файл R1K, зонд должен быть подключен к анодному стержню конденсатора красного цвета, черный стержень подключен к аноду конденсатора. 4, измерения уровня звука при определенном импедансе нагрузки для измерения усиления и потерь в линии передачи полюса, единицы измерения в дБ, указанный уровень звука и соотношение мощности и напряжения: NdB = 10log10P2 / P1 = 20log10V2 / V1 уровень звука 0 дБ = 1 мВт600 Линии передачи с коэффициентом масштабирования по типовой конструкции.что V1 = (PZ) 1/2 = (0,001 * 600) 1/2 = 0,775 В P2V2 были измерены, или измеренное напряжение питания равно 10 В переменного тока уровня звука в качестве базовой шкалы, если инструкции могут быть больше, чем на +22 дБ выше 50 В ограничивают величину измерения, которая показывает значения, в следующей таблице указаны значения поправок. количество ограничено диапазоном измерения шкалы уровня с добавленной стоимостью 10 В -10 ~ +22 дБ 50 В 14 дБ +4 ~ +36 дБ 250 В 28 дБ +18 ~ +50 дБ 500 В 34 дБ + 24 ~ +56 дБ при переменном напряжении методы измерения аналогичны, поверните переключатель напряжения переменного тока в соответствующий файл, установите указатель на большее отклонение.Если в тестируемой цепи присутствует постоянный ток, это будет серия розеток «+» с изоляцией конденсатора 0,1 мкФ. 5, поверните переключатель в положение измерения емкости переменного тока 10 В, измерьте емкость последовательно на любом из испытательных стержней, а затем при напряжении 10 В переменного тока на измерительной цепи. 6, измерение индуктивности и емкости одинаково. 7, были измерены параметры транзистора постоянного тока (1) измерение коэффициента усиления постоянного тока hFE первого транзисторного переключателя для регулировки положения вращения ADJ, красный и черный измерительные провода закорочены, отрегулируйте потенциометр сопротивления, чтобы шкала указателя была выровнена в режиме онлайн 300hFE, и затем поверните переключатель в положение hFE измеряемой стопы, соответственно, в гнездо трубки блока EBC блока тестовых транзисторов, значения отклонения указателя показаны в увеличении примерно на величину транзистора постоянного тока.Транзистор N-типа N-трубка должна быть вставлена ​​в отверстие, транзистор P P-типа вставляется в отверстие трубки. (2) ток отключения Iceo, измерение Icbo Iceo как между током отключения коллектора и эмиттера (база открыта). Icbo, как между коллектором и базой, отсекающий ток (эмиттер открыт), поверните переключатель, файл 1K закоротит двухконтактный зонд, отрегулируйте нулевое сопротивление (теперь полный ток около 90uA). отдельно от зонда, а затем вы захотите проверить транзисторы, вставленные в патрон лампы, тогда значение указателя будет соответствовать значениям тока отсечки транзистора.Указатель показывает, что значение шкалы — это фактическое значение, умноженное на 1,2. Когда значение тока Iceo 90uA больше, чем 100 файлов, можно использовать для измерения изменений (в данном случае полное значение тока приблизительно 900uA). Транзисторная трубка N-типа должна быть вставлена ​​в блок N, транзистор P-типа должен быть вставлен в гнезда P-типа. (3) для определения полярности вывода транзистора (файл размером 1К будет помещен в мультиметр) определить базу b. от b до c — от b до e были два PN перехода, это большое обратное сопротивление, в то время как прямое сопротивление мало.Условно можно принять испытание за основание ножки транзистора. выберет «основание» красного щупа, черный щуп, чтобы добраться до двух других выводов, был настолько низким при измерении сопротивления, щуп, контактирующий с красным выводом, является основанием b и представляет собой P-образную трубку (как с были измерены высокоомным методом (трубка N-типа). Если при измерении сопротивления двух очень разных штифтов можно выбрать основание штифта, пока вышеупомянутые условия не будут выполнены. определить c. Для коллекторов транзисторов типа PNP, когда коллектор к отрицательному напряжению, подключенному к положительному напряжению эмиттера, коэффициент усиления тока достаточно велик, а для коллекторов типа NPN — и наоборот.проверьте предположение, что красный зонд для доступа к коллектору c, черные испытательные стержни подключены к эмиттеру e, отметьте его сопротивление, затем замените красный и черный испытательный зонд, сопротивление будет измерено по сравнению с первым сопротивлением, сопротивление Маленький красный зонд подключен к коллектору c, черный — к эмиттеру e, и можно определить, что это P-трубка (трубка N-типа, наоборот). (4) файл R10K выбора теста дискриминации полярности диода, черный зонд к одному концу измеренного сопротивления очень маленького положительного.мультиметр в цепи Ом, красный щуп к минусу аккумулятора, черный — к катоду. Примечание: метод тестирования, описанный выше, обычно с использованием файла R100, R1K, если файл R10K, файл из-за более высокого напряжения источника питания с 15 В может быть измерен пробой PN перехода транзистора, если файл измерений с R1, потому что слишком много ток (около 90 мА) также может повредить тестовый транзистор. В-четвертых, объем технических характеристик ограничивает количество чувствительности и точности погрешности, что степень падения напряжения постоянного тока 0-0.05 мА-0,5 мА-5 мА — 50 мА -500 мА-5 А 0,3 В 2,5 процента, чем величина ограничения постоянного напряжения 0-0,25 В-1 В-2,5 В-10 В-50 В-250 В-500 В-1000 В-2500 В 20 К / В 2,5 5 больше, чем процентный предел Расчет количества переменного напряжения 0-10 В-50 В-250 В (45-65-500 Гц) -500 В-1000 В-2500 В (45-65 Гц) 4K / В 5 или более процентных значений ограничивают величина сопротивления постоянному току R1, R10, R100, R1K, R10K R1 центр шкалы от 2,5 до 16,5 процентной шкалы вычисление длины дуги 10 футов для обозначения процентного расчета значения уровня звука-10d B ~ +22 d B 0 дБ = 1 мВт 600 hFE 0 ~ 300hFE транзистор увеличения постоянного тока конденсатор индуктивности 20 ~ 1000H 0.001 ~ 0,3 мкФ В. Примечания 1. Мультиметр Хотя двойная защита, но при использовании следует придерживаться следующих процедур, чтобы предотвратить случайное повреждение. (1) измерение высокого напряжения или высокого тока, чтобы избежать перегорания, выключите питание, количество изменений ограничено. (2) неизвестное количество измеренного напряжения или тока, следует сначала выбрать максимальное количество значений, которые будут считываться первыми, прежде чем постепенно переноситься в соответствующее пространство для получения относительно точных показаний и во избежание перегорания цепи.(3) случайное сгорание предохранителя из-за перегрузки, вы можете открыть коробку, поставив на стол однотипный предохранитель (0,5 А / 250 В). 2. Измеряя давление, мы должны стоять на сушке изоляционной плиты и одной рукой, чтобы предотвратить несчастные случаи. 3. Удельное сопротивление файла следует регулярно проверять с помощью сухой замены, чтобы обеспечить точность. обычно не попадает мультиметр, должен заглохнуть диск файл 250В переменного тока; такие как долго следует удалить аккумулятор, чтобы предотвратить коррозию и электрогидравлическое переливное повреждение других частей.»
Наслаждайтесь!

Разница между вольтметром и амперметром (со сравнительной таблицей)

Вольтметр — это прибор, который измеряет напряжение между двумя точками цепи, а амперметр измеряет ток, протекающий в цепи. Напряжение измеряется в вольт и , а ток измеряется в ампер. Таким образом, единицей измерения напряжения вольтметр является вольт, а единицей измерения амперметра — ампер.

Другое существенное различие между вольтметром и амперметром — это архитектура подключения . Вольтметр подключается параллельно к нагрузке, когда мы хотим измерить напряжение на ней. Амперметр включен в цепь последовательно. Это связано с тем, что величина тока одинакова для всех компонентов, последовательно включенных в цепь, в то время как напряжение одинаково для компонентов, которые подключены параллельно между двумя точками в цепи.

Другие важные различия между вольтметром и амперметром описаны ниже в сравнительной таблице.

Состав: вольтметр и амперметр

1. Сравнительная таблица
2. Определение
3. Ключевые отличия
4. Заключение

Сравнительная таблица

Параметры	Вольтметр	Амперметр
Определение	Измерительный прибор, который измеряет разность напряжений между двумя точками.	Измерительный прибор, измеряющий ток, протекающий в цепи.
Подключение	Параллельное подключение	Последовательное подключение
Единица шкалы откалибрована	Шкала откалибрована в вольтах	Шкала откалибрована в амперах
Идеальное сопротивление	Бесконечное	Ноль
Практическое сопротивление	Высокое сопротивление по сравнению с амперметром	Очень низкое сопротивление по сравнению с вольтметром
Точность	Менее точна, чем амперметр	Более точна, чем вольтметр

Определение

Вольтметр

Вольтметр — это измерительный прибор, который измеряет разность напряжений между двумя точками при параллельном подключении между этими точками.Вольтметр состоит из катушки , помещенной в магнитное поле .

Когда ток течет по замкнутому контуру, через него может ощущаться влияние магнитного поля. Таким образом, если катушка с током помещена во внешнее магнитное поле , на нее будет действовать магнитная сила, из-за которой катушка будет отклоняться, и стрелка вольтметра указывает на конкретное значение на шкале вольтметра.

Вся эта конструкция известна как система индикаторов , поскольку она обозначена стрелкой.Использование магнитной силы для отклонения катушки для индикации напряжения является принципом аналогового вольтметра . , С другой стороны, цифровой вольтметр использует устройства аналогово-цифрового преобразования, чтобы аналоговое напряжение можно было преобразовать в цифровое.

Цифровые вольтметры сейчас очень популярны. Единица измерения напряжения — вольты. Таким образом, измерительный прибор отображает результаты в вольтах. Термин вольт используется для обозначения напряжения, потому что Алессандро Вольта обнаружил электрическую батарею.Таким образом, единица напряжения, обеспечиваемого батареей, хранится в его имени.

Вольтметры доступны в различных диапазонах; Он может измерять от милливольт до гигавольт . Вольтметр также снабжен пружинным устройством, так что, когда ток, протекающий через катушку, прекращается, пружина позволяет катушке отклонять стрелку в сторону нуля.

Сопротивление вольтметра

В идеале, сопротивление вольтметра должно быть бесконечным. Это связано с тем, что при параллельном подключении он не должен отводить ток из цепи, но для создания магнитного эффекта и отталкивания необходимо отводить некоторое количество тока. Таким образом, практически сопротивление вольтметра не может быть бесконечным, но оно будет небольшой величины.

Амперметр

Амперметр — это измерительный прибор, который измеряет ток, протекающий в цепи. Он включен в цепь последовательно. Он также состоит из катушки с током, которая находится в магнитном поле.Когда через катушку начинает течь ток, вокруг катушки создается магнитное поле.

Если эту катушку поместить во внешнее магнитное поле, то магнитное поле, созданное поперек катушки с током, будет испытывать силу отталкивания. Эта сила отталкивания позволит катушке отклонить стрелку шкалы амперметра.

Чем выше сила тока, протекающего через катушку, тем на больше будет отклонение стрелки на .Таким образом, амперметр показывает значение тока, протекающего в цепи. Единица измерения тока — Ампер . Таким образом, шкала амперметра выражена в амперах.

Может измерять различные диапазоны, такие как микроампер, миллиампер. Амперметр, измеряющий микроампер, называется микроамперметром. Точно так же тот, который измеряет ток в миллиамперах, называется миллиамперметром.

Сопротивление амперметра

В идеальном случае сопротивление амперметра должно быть ноль, , потому что оно должно пропускать весь ток, протекающий в цепи через него, только тогда он будет давать точное значение тока, протекающего в цепи, но в реальном сценарии это невозможно.

Практически амперметр обладает определенным значением сопротивления. Таким образом, каким бы эффективным ни был амперметр, он будет давать незначительные ошибки в измерениях, поскольку они обладают малым значением сопротивления

.

Ключевые различия между вольтметром и амперметром

1. Измерение: Ключевое различие между вольтметром и амперметром состоит в том, что оба эти устройства измеряют разные величины. Один измеряет напряжение, а другой измеряет ток. Вольтметр измеряет разность напряжений между двумя точками в цепи, а амперметр измеряет ток в цепи.
2. Способ подключения: Вольтметр включается в цепь параллельно, а амперметр — последовательно.
3. Сопротивление: Сопротивление вольтметра намного выше, чем сопротивление амперметра. В идеале вольтметр должен иметь бесконечное сопротивление, а идеальные амперметры — нулевое сопротивление.
4. Точность: Точность амперметра выше, чем точность вольтметра.

Заключение

Вольтметр измеряет разность напряжений между двумя точками в цепи, а амперметр измеряет ток, протекающий по цепи.Если мы хотим измерить ток, протекающий через нагрузку, нам нужно подключить амперметр последовательно с нагрузкой. А если мы хотим измерить напряжение на нагрузке, нам нужно подключить вольтметр параллельно нагрузке.

Оба являются измерительными приборами, используемыми для измерения электрической энергии. Электрическая энергия может быть измерена либо с точки зрения напряжения, либо с точки зрения тока, и, таким образом, мы можем рассчитать электрическую мощность с помощью любого из этих параметров.

В настоящее время цифровые мультиметры очень популярны для измерения электрических величин.Вместо того, чтобы использовать два разных измерителя для измерения тока и напряжения, мы можем использовать один инструмент для измерения тока, а также напряжения .

Что измеряют вольтметры и амперметры? — Реабилитацияrobotics.net

Что измеряют вольтметры и амперметры?

Вольтметр — это прибор, используемый для измерения разности электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи. Амперметр — это измерительное устройство, используемое для измерения электрического тока в цепи.

Какой тип комбинации сопротивления и вольтметра?

Вольтметры подключаются параллельно к любому измеряемому напряжению устройства. Параллельное соединение используется, потому что объекты, находящиеся параллельно, испытывают одинаковую разность потенциалов. (Обратите внимание, что заглавная буква E обозначает ЭДС, а r обозначает внутреннее сопротивление источника разности потенциалов.)

Что такое шкала вольтметра?

Вольтметр, прибор, измеряющий напряжение постоянного или переменного электрического тока по шкале, обычно градуированной в вольтах, милливольтах (0.001 вольт) или киловольт (1000 вольт). Потенциометр работает путем сравнения измеряемого напряжения с известным напряжением; он используется для измерения очень низких напряжений.

Вольтметры подключены последовательно или параллельно?

Вольтметр устанавливается параллельно источнику напряжения для получения полного напряжения и должен иметь большое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь. Амперметр подключается последовательно, чтобы через ответвление протекал полный ток, и должен иметь небольшое сопротивление, чтобы ограничить его влияние на цепь.

У вольтметров высокое сопротивление?

Вольтметр

имеет высокое сопротивление, потому что он измеряет разность напряжений между двумя разными точками, но он не должен изменять количество тока, проходящего через элемент между этими двумя точками.

Что произойдет, если параллельно подключить амперметр?

Когда амперметр подключен параллельно цепи, сопротивление цепи уменьшается. Следовательно, от батареи потребляется больше тока, что приводит к повреждению амперметра.

Почему Амперметр горит параллельно?

Сопротивление амперметра очень низкое. При параллельном подключении амперметра сопротивление цепи значительно уменьшается. Следовательно, в цепи протекает большой ток, который может привести к возгоранию цепи.

Почему вольтметр имеет высокое сопротивление?

Вольтметр измеряет разность напряжений между двумя разными точками (скажем, на разных сторонах резистора), но он не должен изменять величину тока, проходящего через элемент между этими двумя точками.Поэтому он должен иметь очень высокое сопротивление, чтобы через него не проходил ток.

Что произойдет, если вольтметр имеет низкое сопротивление?

Вольтметр всегда подключается параллельно устройству для измерения напряжения на нем. Теперь, если вольтметр имеет низкое сопротивление, тогда ток будет разделяться и течь через вольтметр, тем самым давая неверные или нежелательные результаты по устройству.

Какое сопротивление у идеального вольтметра и почему?

В идеальной ситуации, когда вольтметр может измерять фактическую разность потенциалов в двух точках, через него не должен проходить ток, и, следовательно, его сопротивление должно быть бесконечным.Амперметр соединен последовательно с токоведущим проводом для измерения тока, проходящего через него.

Почему вольтметр подключен параллельно и у него высокое сопротивление?

Идеальный вольтметр имеет высокое сопротивление, потому что это устройство с высоким сопротивлением, поэтому его подключают параллельно, чтобы минимизировать результирующее сопротивление. Он минимизирует ток через вольтметр, так что он будет точно измерять напряжение между двумя точками.

Какое сопротивление у вольтметра?

Внутреннее сопротивление идеального вольтметра бесконечно, поскольку оно не должно пропускать ток через вольтметр.Вольтметр измеряет разность потенциалов, он подключен параллельно.

Какое сопротивление должен иметь вольтметр?

Вольтметр — это устройство, используемое для измерения разности потенциалов на резисторе или комбинации резисторов. Сопротивление идеального вольтметра должно быть бесконечным. Это связано с тем, что вольтметр подключен параллельно в цепь через резистор / резисторы.

Как увеличен диапазон вольтметра?

Диапазон вольтметра можно увеличить, последовательно подключив к нему подходящие высокие резисторы.Диапазон вольтметра можно уменьшить за счет уменьшения его сопротивления. Это можно сделать, подключив подходящее сопротивление параллельно вольтметру.

Можно ли увеличить или уменьшить диапазон данного вольтметра?

Мы можем уменьшить диапазон данного вольтметра, подключив подходящее сопротивление параллельно высокому сопротивлению, уже включенному последовательно с гальванометром, работающим как вольтметр, так что эффективное сопротивление вольтметра, умноженное на ток (Ig), дает требуемый потенциал. измеряемая разница…

Почему в вольтметре используется умножитель?

Последовательное сопротивление, которое используется в вольтметре постоянного тока, также называется последовательным сопротивлением умножителя или просто умножителем.Он в основном ограничивает количество тока, протекающего через гальванометр, чтобы ток счетчика не превышал значение отклонения полной шкалы.

Можно ли уменьшить или увеличить диапазон данного вольтметра?

Диапазон данного вольтметра можно как увеличивать, так и уменьшать. должен быть подключен последовательно к катушке гальванометра. С другой стороны, чтобы уменьшить диапазон вольтметра, необходимо уменьшить R. Это можно сделать, поместив подходящее сопротивление параллельно сопротивлению.

Как увеличен диапазон амперметра?

Полный ответ: Итак, чтобы увеличить диапазон амперметров, нам нужно подключить параллельно подходящее низкоомное соединение. Чтобы увеличить протекание тока в амперметре на 10%, нам нужно уменьшить значение сопротивления, чтобы количество тока проходило через сопротивление, а через амперметр протекало больше тока.

Зачем нужно увеличивать ассортимент инструментов?

Например, движущиеся катушки инструментов могут безопасно переносить максимальный ток около 50 мА, а падение потенциала на движущейся катушке составляет около 50 мВ.Следовательно, становится необходимым, чтобы измеряемые ток и напряжение были уменьшены и доведены до диапазона прибора.

Можно ли увеличить диапазон амперметра вольтметра?

Мы можем увеличить диапазон данного амперметра, используя подходящий шунт параллельно с амперметром, но мы не можем уменьшить диапазон амперметра по причине, объясненной в предыдущем вопросе.

Почему нельзя уменьшить диапазон амперметра?

Диапазон амперметра можно увеличить, но нельзя уменьшить.Причина в том, что последовательный резистор не может изменить ток, который приведет к полному отклонению.

Какой наименьший счетчик амперметра?

Найдите наименьшее количество амперметров и вольтметров, указанных ниже

Амперметр	Вольтметр
Для амперметра мы видим, что 10 делений равны 0,2 ампера, поэтому наименьшее количество = 0,2 / 10 = 0,02 A	Для вольтметра мы видим, что 10 делений равны 1 вольт, поэтому наименьшее количество = 1/10 = 0.1 В

Как можно увеличить диапазон гальванометра?

Отв. Последовательно подключив к нему сопротивление. . . . Лайн разница в работе амперметра переменного тока.

Как увеличить показания амперметра?

Амперметр имеет сопротивление R, начальный индекс, A, конечный индекс, равно 20, \ Omega, RA = 20 Ом и может дать максимальное показание тока 100 м, А, 100 мА. Чтобы увеличить ток, который может измерять амперметр, его можно разместить параллельно с резистором, известным как шунтирующий резистор, как показано на рисунке ниже.

Какое сопротивление у идеального амперметра?

ноль

Какой шунт требуется для увеличения диапазона в N раз?

Для увеличения диапазона амперметра в n раз необходимо значение шунта (G = сопротивление гальванометра) 1. G / n. 2.

Как рассчитать шунт, необходимый для увеличения?

Решение

1. В схеме, показанной на рисунке, I и Ig — это ток через цепь и гальванометр соответственно.

   No related posts.