Как подключить вольтметр
Как и любую физическую величину, напряжение можно измерить, для этого используется вольтметр. Но чтобы получить достоверные данные, его необходимо правильно подключить.
Принцип действия
Все устройства, которыми производятся измерения в электрических сетях, делятся на две группы: электромеханические и электронные.
Электромеханические аппараты
Это стрелочные приборы. Стрелка в них закреплена на рамке, на которую намотан провод. Эта катушка находится на одной оси с постоянным магнитом в приборах, используемых в сети постоянного тока, или с другой катушкой – в устройствах переменного напряжения.
Справка. Аппарат переменного тока в сети постоянного работать не будет, но устройство для измерения постоянного напряжения, если включить его через диодный мост, можно подключить в сеть переменного тока с потерей точности.
При прохождении тока по обмотке в ней наводится электромагнитное поле, взаимодействующее с магнитом или другой обмоткой, и рамка поворачивается. Вращению катушки со стрелкой препятствует пружина, поэтому угол поворота рамки соответствует току через неё и потенциалу на клеммах.
Для уменьшения колебаний стрелки устанавливается демпфер электромагнитный из алюминиевой пластины или пневматический, из поршня и цилиндра.
Для повышения точности стрелка снабжена противовесами, исключающими влияние силы тяжести, а сам механизм выполняется из легированной стали для уменьшения износа.
Электронные приборы
В электронных аппаратах чувствительным элементом является электронная плата, преобразующая входной сигнал в показания прибора. Питание такое устройство может получать от измеряемого напряжения или другого источника – внутренних батарей или внешнего питания.
Электронные вольтметры есть двух типов:
- Аналоговые. В них находится преобразователь входного сигнала в угол поворота стрелки, показывающий на шкале величину измеряемого напряжения. Недостаток аналоговых схем – в необходимости пересчитывать показания шкалы при изменении предела измерения;
- Цифровые. В таких приборах есть цифровой дисплей и преобразователь, отображающий входной сигнал в цифровом виде. При подключении устройства в сеть постоянного тока на табло показывается полярность подключения. Эти конструкции отличаются компактностью, а точность такого аппарата зависит от качества встроенного контроллера.
Подключение вольтметра
Напряжение на источнике питания или элементе цепи измеряется аппаратом, который подключается параллельно устройству.
Схема подключения вольтметра
Катушка прибора имеет низкое сопротивление, и при непосредственном включении в сеть ток будет большим. Для уменьшения потребляемого тока и влияния на электрическую сеть в цепь последовательно с аппаратом включаются добавочные сопротивления.
Важно! При включении вольтметра последовательно с нагрузкой он покажет напряжение источника питания с погрешностью из-за сопротивления нагрузки. Последовательно подсоединяют амперметр.
Постоянное напряжение
Способы измерения постоянного напряжения зависят от его величины:
- до 1 милливольта – цифровыми и аналоговыми аппаратами со встроенным усилителем;
- до 1000 вольт используют обычные аппараты различных систем;
- свыше 1 кВ измерения производятся электростатическими приборами, предназначенными для работы в высоковольтных сетях или обычными, включёнными через делитель.
Схема включения вольтметра с добавочными сопротивлениями
Увеличение предела измерения производится включёнием последовательно с прибором добавочного сопротивления Rдоб. Для увеличения предела в n раз общее сопротивление также необходимо увеличить в n раз и, учитывая сопротивление прибора Rпр, Rдоб=Rпр*(n-1). Показания шкалы также умножаются на n.
Переменное напряжение
Методы и типы устройств для измерения в сетях переменного тока зависят от величины напряжения и частоты сети:
- до 1 вольта – цифровые и аналоговые устройства с усилителями;
- до 1кВ и частотой до десятков кГц – выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы;
- при частоте до десятков мегагерц – термоэлектрические и электростатические аппараты.
Важно! Вольтметр переменного тока показывает действующее значение напряжения. При синусоидальной форме его величина в √3 (1,7) меньше амплитудного.
Расширение пределов измерения производится включением через разделительный или автотрансформатор, а также использованием добавочного сопротивления. Его величина рассчитывается аналогично измерениям в сети постоянного тока.
При использовании разделительного трансформатора показания прибора умножаются на коэффициент трансформации n=U1/U2.
Схема включения вольтметра и амперметра через трансформаторы
Подключение вольтметра необходимо производить по определённым схемам. Это делается для того, чтобы показания прибора соответствовали параметрам сети.
Как подключить вольтметр
Вольтметр используют не только на уроках физики при изучении закона Ома и умения легко и быстро узнать значение напряжения при проведении лабораторных работ, но и зачастую он необходим в домашних условиях автомобилистам, радиолюбителям и т.д. Вольтметром можно определить есть ли напряжение в сети, настроить какую-либо радиоконструкцию, измерить количество вольт в батарее аккумулятора.
Основными элементами вольтметра являются: корпус, стрелка, шкала и клеммы. На клеммах обычно ставится знак «+» или «-», либо пометка делается цветом.
Классификаций вольтметров несколько. По принципу действия они бывают электронные и электромеханические, по назначению — импульсные, для сети постоянного и переменного токов, универсальные. Существует разделение их по способу применения, а также по типу конструкции они могут быть стационарные и переносные.
Во всех учебниках, методичках и всех других документах вольтметр обозначается кружком с латинской буквой V внутри – это обозначение принято по единой системе документации.
Электрическая цепь – это очень многогранное понятие, поэтому ответ о подключении не может быть однозначным. Подключение вольтметра необходимо осуществлять строго параллельно, участку, где происходит измерение, и это важно, поскольку в противном случае он выдаст в качестве результата не напряжение, а электродвижущую силу. В идеале, если вы хотите получить максимально точные показания, то у вольтметров должно быть большое сопротивление.
Как же устроен этот прибор? Стрелка элетромеханического вольтметра расположена на рамке между полюсами постоянного магнита, и когда ток начинает проходить через эту рамку стрелка отклоняется на некоторый угол, по которому можно дать оценку имеющегося напряжения.
Электронные вольтметры делятся на цифровые и аналоговые. В первых — измеряемый показатель отображается на дисплее, а во вторых в работу вступают стрелка и шкала. Аналоговые вольтметры преобразовывают напряжение из переменного в постоянное, и при его усилении поступает сигнал на детектор, который воздействует на стрелку и отклоняет ее на определенный угол.
Конечно, цифровые приборы гораздо точнее, чем аналоговые, поскольку устройство внутри цифрового вольтметра имеет более сложную структуру.
Рассмотрим также универсальные вольтметры. Они широко используются во многих сферах: для различных научных экспериментов, в лабораториях, в производстве и пр. У них есть масса возможностей, чтобы суметь определить напряжение в любом виде — в аналоговом, в цифровом в различных цепях и в различных условиях.
Переносные вольтметры очень компактны, удобны, и, кроме того, являются высокоточными, что, кстати, и отличает их от стационарных. Стационарные являются более дорогостоящими, располагаются в специальных корпусах, но, так же как и переносные, отличаются точностью измерений, что позволяет использовать их на многих производствах, лабораториях и т.д.
Общие рекомендации по подключению
Чтобы понять как подключить вольтметр, достаточно усвоить основное правило. Подключение вольтметра должно быть строго параллельным (не последовательным), и только так, иначе он покажет либо совершенно не те значения, либо вовсе выйдет из строя.
При параллельном соединении сила тока, которая действует на сам прибор, уменьшается, но сопротивление остается неизменно большим.
Надо сказать, что при подключении амперметра, все нужно делать наоборот, поэтому важно не перепутать амперметр с вольтметром.
Прежде чем начать измерения нужно дать оценку ситуации — подходит ли для этих измерений выбранный прибор. Для начала нужно выявить максимальную величину показаний для вольтметра. Кроме того, нужно определить в каких именно единицах будет показывать прибор (это могут быть не только вольты, но и милливольты или микровольты). Если не обратить должного внимания на этот момент, то прибор может просто напросто выйти из строя, ведь может случиться так, что показатели будут во много раз превышать допустимые значения.
Подключение вольтметра выглядит примерно так: прибор нужно присоединить к двум точкам. Между ними нужно произвести замер напряжения, таким образом, чтобы подсоединение было параллельно источнику питания. Если необходимо увеличить диапазон производимых измерений, то можно установить дополнительный резистор на обмотку устройства. Если это сделать, то на вольтметр пойдет измеряемого тока, и она будет пропорциональна сопротивлению. И при известном показателе сопротивления резистора легко определим напряжение.
Этот дополнительный резистор нужно установить внутрь прибора и это применяется еще и для того, чтобы уменьшить влияние температуры окружающей среды на значения, которые выдаст вольтметр. По этой причине материал, из которого он изготовлен должен иметь низкий температурный коэффициент. Его сопротивление меньше сопротивления в катушке, вследствие чего общее сопротивление прибора совершенно не зависит от температуры.
Схема подключения вольтметра
Схема подключения вольтметра стала понятна из предыдущего раздела, где указывалось основное правило для подключения, но, будет не лишним повториться, что подключение в цепь должно быть выполнено так, чтобы прибор был расположен напротив источника питания. При этом нужно не забыть, что сопротивление должно быть большое, на течение токов это влиять не будет.
При любых работах, связанных с электричеством, не стоит забывать об элементарных правилах безопасности, которые гласят о том, что ни в коем случае нельзя прикасаться к оголенным проводам руками, необходимо обязательно использовать средства защиты.
Цифровой вольтметр
tranvask Новичок Maalot 9
26 Июля 17, 10:13
Купил цифровой вольтметр на 220в.
Подключаю к регулятору напряжения под нагрузкой 1 кВт. 220в — все нормально, начинаю уменьшать до 150в — вольтметр издает непонятный треск и неприятный запах. Как с этим бороться?
Kotische Академик Саратов 8.1K 2.5K
Отв.1 26 Июля 17, 21:26
Видешь огромный конденсатор последовательно с резистором включен?
Это делитель напряжерия дающий прибору питание.
Тиристорный регулятор создает высокочастотные гармоники, для которых этот конденсатор представляет из себя короткое замыкание.
Через конденсатор пролетают короткие импульсы большого тока, на резисторе и защитных диодах возникают импульсы высокого напряжения.
Оно там даже искрить может!
Не расчитан сей прибор на такое использование!
m16 Модератор Тамбов 1.9K 1K
Отв.2 26 Июля 17, 22:34
Как с этим бороться? tranvask, 26 Июля 17, 10:13
для этого нужно:
— срисовать схему вольтметра
— найти на схеме делитель измерительной части
— в вольтметре физически отделить измерительную часть от входа вольтметра
— подключение: вход вольтметра (штатный) подключаем к к сети а измерительных вход подключаем после симистора (к тэну)
правда сей вольтметр будет показывать величину далёкую от истины, но как показометр сгодится.
tranvask Новичок Maalot 9
Отв.3 29 Июля 17, 12:51
Мне этот вольтметр именно как показометр и нужен — мне температуру держать. Я понял, что если отделить измерительную часть от входа вольтметра, он не будет трещать и гореть. Паяльником владею, дорожку перерезать тоже смогу, но
«- срисовать схему вольтметра
— найти на схеме делитель измерительной части»
прошу помощи, квалификации не хватит. Готовой схемы такого вольтметра в сети не нашел.
Попробую добавить еще несколько фотографий, может понятнее будет, где и что.
m16 Модератор Тамбов 1.9K 1K
Отв.4 31 Июля 17, 08:50
синий резистор отпаиваешь от кондёра, подключаешь по схеме. должно работать.
Киса Кандидат наук Великомихайловка 481 196
Отв.5 31 Июля 17, 20:58
tranvask,я таких три штуки выписал.Благо всего по 85 рублей за штуку с бесплатной доставкой.Еще не пришли.То же хотел измерять напряжение после диммера.Оказывается все не так просто.
Отпишись,что получилось по совету m16/
tranvask Новичок Maalot 9
Отв.6 01 Авг. 17, 08:47
Я, честно говоря, в электронике не очень разбираюсь. BT138-H , где такой найти? На Алиэкспресс есть BT138-600E, но надо заказать 10 штук, а потом еще 1-2 месяца ждать. Нашел на соседнем форуме решение для электронного вольтметра YB27A на 220в — YB27A,
alcodistillers.ru/forum/viewtopic.php?id=977
но не могу сообразить, как его применить к моему вольтметру.
m16 Модератор Тамбов 1.9K 1K
Отв.7 01 Авг. 17, 09:33, через 47 мин
не обращай внимание , условная схема условного РМ.
Подключаю к регулятору напряжения под нагрузкой 1 кВт. tranvask, 26 Июля 17, 10:13
у тебя есть свой РМ . на условной схеме симистор твоего РМ
tranvask Новичок Maalot 9
Отв.8 02 Авг. 17, 07:11
Я трезво оценил свои возможности — не хочу лезть в регулятор. Если сгорит вольтметр — ну и фиг с ним. А если напутаю чего в регуляторе напряжения — вся система выйдет из строя. Может все-таки можно в самом вольтметре разделить питание и измерение?
Klim Научный сотрудник Новокузнецк 1.7K 539
Отв.9 02 Авг. 17, 08:10, через 59 мин
Да скорей всего можно.Надо только знать куда и сколько подать со стороннего источника питания,батарейки допустим.Может на сайте паяльник поискать,наверняка вопрос такой рассматривали.
m16 Модератор Тамбов 1.9K 1K
Отв.10 02 Авг. 17, 08:20, через 11 мин
Может все-таки можно в самом вольтметре разделить питание и измерение? tranvask, 02 Авг. 17, 07:11
а это что?
1- цепь измерения
2- цепь питания
3- общий
tranvask Новичок Maalot 9
Отв.11 02 Авг. 17, 17:07
Я не могу понять твою схему. Можно схему типа такой?
Синий резистор параллельно конденсатору — это вроде фильтр. Что, мне его разделить?
tranvask Новичок Maalot 9
Отв.12 12 Авг. 17, 08:28
Синий резистор параллельно конденсатору — это вроде фильтр. Что, мне его разделить? tranvask, 02 Авг. 17, 17:07
глупость написал.
Я отпаял резистор от конденсатора. Когда подаю 220в в цепь питания, не подключая цепь измерения — вольтметр должен показывать 0?
Он вообще ничего не показывает.
tranvask Новичок Maalot 9
Отв.13 04 Сент. 17, 09:51
Идей больше нет, буду использовать для контроля входящего напряжения.
Триод Доктор наук Харьков 515 273
Отв.14 04 Сент. 17, 14:55
Может все-таки можно в самом вольтметре разделить питание и измерение? tranvask, 02 Авг. 17, 07:11
можно, подай стабилизированые 5В от любого гальванически развязаного источника типа сетевой юсб зарядки мобильника в паралелль конденсатору 16В 330мкф.
а цепь измерения будет 1-3 как тебе выше посоветовали.
Важно знать! Информация для новичков
Библиотека самогонщика
Выбор аппарата
Выбор бочки
Пользователю Правила
Соглашение
Обратная связь
Тех. поддержка
Поддержать ресурс
Все размещаемые материалы отражают исключительно мнения их авторов и могут не совпадать с мнением Администрации форума ХоумДистиллер.
© 2024 ХоумДистиллер (форум самогонщиков, пивоваров, виноделов, ректификаторов, зерновиков) & Simple Machines LLC
ПК версия
Добро пожаловать на ХоумДистиллер!
Хорошо, что ты зашел к нам, у нас много полезной информации и отличный ПОИСКОВИК в помощь!
Предупреждаем, Форум использует cookie файлы.
Как подключить вольтметр в цепь 220 вольт
Шкала гальванометра имеет `N=100` делений, цена деления $$ \delta =1\mathrm.$$. Внутреннее сопротивление гальванометра $$ _=\mathrm \mathrm.$$. Как из этого прибора сделать вольтметр для измерения напряжений до $$ U=100 \mathrm$$ или амперметр для измерения токов силой до $$ I=1\mathrm$$?
Максимально допустимый ток `I_max` через гальванометр равен цене деления, умноженной на число делений: `I_max=delta*N=1*100=100` мкА. При максимальном токе напряжение на приборе максимально и по закону Ома (8) равно
Для использования этого гальванометра в качестве амперметра для измерения токов силой до `I=1` А необходимо параллельно с ним включить шунт, сопротивление которого найдём по формуле (15):
В этом случае максимальному отклонению стрелки на шкале гальванометра соответствует ток в цепи силой `I=1` А.
Для использования этого гальванометра в качестве вольтметра для измерения напряжений до `U=100` В необходимо последовательно с ним включить добавочное сопротивление, величину которого найдём из (16):
`R_»д»=(U/U_max -1)R_G=((100)/(0,1)-1)*10^3=999` кОм.
В этом случае максимальному отклонению стрелки на шкале гальванометра соответствует напряжение между точками подключения `U=100` В.
Для измерения сопротивления `R` проводника собрана электрическая цепь, показанная на рис. 11. Вольтметр `V` показывает напряжение `U_V=5` В. Показание амперметра `A` равно `I_A=25` мА. Найдите величину `R` сопротивления проводника. Внутренне сопротивление вольтметра `R_V=1,0` кОм. Внутреннее сопротивление амперметра `R_A=2,0` Ом.
Ток `I_A`, протекающий через амперметр, равен сумме токов `I_V` и `I_R`, протекающих через вольтметр и амперметр соответственно. Напряжения на резисторе `U_R=I_R*R` и вольтметре `U_V=I_V*R_V` одинаковы и равны показанию `U_V` вольтметра. Таким образом, приходим к системе уравнений
определяет величину `R` сопротивления проводника по результатам измерений. Заметим, что для приведённой схемы величина внутреннего сопротивления амперметра оказалась несущественной: `R_A` не входит в ответ.