Osoba koja je daleko od električnih kola, napona, struja i otpora teško da će moći odmah odgovoriti na ovo pitanje: šta mjeri voltmetar? Pošto je odgovor očigledan, ako samo pročitate drugu polovinu naslova članka, malo detaljnije ćemo otkriti ovu temu. Posebno ćemo razmotriti mjerenje napona u svakodnevnom životu, karakteristike uređaja, princip rada.
Definicija
Voltmetar je mjerni uređaj koji vam omogućava da dobijete vrijednost napona ili elektromotorne sile u DC ili AC kolu. Opseg instrumenta može se proširiti do 1000 V ili više. Sve zavisi od njegove namjene. Da biste bolje razumjeli šta je to, razmotrite definiciju elektromotorne sile. Pošto se vrlo često miješa sa mrežnim naponom, trebalo bi ih odvojiti jedno od drugog.
EMF i napon: razlika
Dakle, EMF je fizička veličina koja karakterizira rad koji obavljaju bilo koje sile neelektrične prirode da bi se pokrenulejedinični pozitivni naboj duž konture koja se razmatra. U najčešćem slučaju pokazuje sposobnost izvora energije da stvori jednu ili drugu potencijalnu razliku u dvije razmaknute točke u krugu. Meri se, kao i napon, u voltima. Razlikuje se od njega po tome što karakteriše napajanje u stanju mirovanja, odnosno bez povezivanja na mrežu.
Kada postoji struja u kolu, odnosno zatvoreno, pojavljuje se još jedan poznatiji koncept - napon. Štoviše, može se uzeti i za sam izvor napajanja na njegovim terminalima i u bilo kojem dijelu kruga. Mjerenje napona je identifikacija razlike potencijala između dvije razmaknute tačke. Za izvor napajanja, obično je nešto manji od elektromotorne sile kada je uključen u strujni krug. Zapravo, i EMF i napon su isti, s jedinom razlikom koji fizički proces generiše potencijalnu razliku između dvije tačke na kojima se vrši mjerenje.
Vrste voltmetara
Ovdje treba razlikovati dvije glavne vrste: prijenosne i stacionarne. Prijenosni instrument za mjerenje napona ne može se vući samo rukom. Obično uključuje funkcionalnost za provjeru struja i otpora u kolu, kao i temperaturu vodiča, itd. Stacionarni uređaji su često strukturno integrisani sa samom mrežom, u kojoj se merenje obavlja, na primer, u električnim centralama, panelima, itd.
Što se tiče klasifikacije prema principudjelovanja, tada možemo razlikovati nekoliko vrsta elektromehaničkih voltmetara i dvije vrste elektronskih. Potonji su analogni i digitalni. Elektromehanički voltmetri koriste sistem magnetnih pretvarača za dobijanje očitavanja napona. Elektronski uređaji digitaliziraju primljeni signal pomoću ADC-a. Očitavanja voltmetra, u zavisnosti od principa prezentacije podataka, prikazuju se ili strelicom ili na posebnom digitalnom displeju.
Još jedna klasifikacija - prema namjeni. Omogućava vam da podijelite uređaje na DC i AC brojila, kao i na fazno osjetljive, impulsne i univerzalne. Za potonje, dostupan je gotovo čitav niz signala čiji napon treba znati.
Glavne specifikacije
Ovisi o namjeni uređaja. Na primjer, DC voltmetar obično ima nekoliko mjernih opsega, pa će njihov broj biti jedna od najvažnijih tehničkih karakteristika. Osim toga, skoro svi uređaji imaju određenu ulaznu impedanciju, koja, uzgred budi rečeno, zavisi od naponskog raspona dijela strujnog kola koji se proučava.
I dalje bitne karakteristike su, naravno, greške, kao i rezolucija skale ili minimalni korak očitavanja, ako je riječ o digitalnom voltmetru. Ako je korisnik dobio univerzalni uređaj za mjerenje napona, granice veličina s kojima može raditi, na primjer, struje, otpori, temperature, kao iopsezi, greške i frekvencije za promjenjive signale.
Princip rada
Ukupni rad uređaja u velikoj mjeri ovisi o implementaciji. Ako je u pitanju elektromehanički voltmetar, postoji magnetni sistem koji je osjetljiv na struju koja teče. U zavisnosti od njene vrednosti povećava se i odstupanje strelice pokazivača, koja je mehanički spojena na kolo, okvir ili nešto drugo čime se pretvara struja u kolu. Preciznost ovakvih uređaja nije velika, jer ne dozvoljava dobijanje visokih vrednosti ulaznog otpora, što znači da unosi ozbiljna izobličenja u merenja, jer se u kolo dodaje parazitska provodljivost.
Digitalni voltmetri, koji su nedavno postali rasprostranjeni u svakodnevnom životu, imaju veliki broj elektronike ispod poklopca. To je zbog konverzije analognog signala primljenog na ulazu uređaja u digitalni oblik pomoću ADC-a. Za one koji su zaista zainteresovani postoji velika količina literature na ovu temu. Takav voltmetar, čija cijena varira unutar nekoliko stotina rubalja, naravno, ne tvrdi da ima širok raspon mogućnosti i veliku preciznost, ali je sasvim sposoban izmjeriti napon na terminalima akumulatora automobila ili u mreža od 220 V.
Veza u lancu
Voltmetar u kolu je uvijek povezan paralelno sa opterećenjem ili izvorom napajanja, ako trebate izmjeriti njegov EMF ili napon na terminalima. Zbog toga postoje tako strogi zahtjevi za ulaznu impedanciju uređaja, budući da postoji takva vezaimplicira pojavu dodatne provodljivosti u kolu.
Voltmetar, čija je cijena barem malo visoka, ni u kom slučaju ne treba spajati serijski u kolo. U suprotnom, korisnik rizikuje da jednostavno spali uređaj, a da nema vremena da sazna o čemu se radi. Čak i ako preživi takav varvarski tretman, njegovim očitanjima ne treba vjerovati, jer struja u kolu pretrpi ozbiljne promjene kada se voltmetar poveže na ovaj način, opet gurajući u nepoznato mogućnost saznanja stvarnog napona dionice u kojoj mjerenja su napravljena.
Mjere sigurnosti pri radu
Budući da je otpor samog voltmetra u većini slučajeva prilično velik, a spojni krug se shodno tome koristi paralelno, rizik od bilo kakvog ozbiljnog strujnog udara u niskonaponskom kolu je minimalan. Međutim, ako je riječ o industrijskim uređajima, posebno u stacionarnoj verziji, to podrazumijeva ogromne vrijednosti izmjerenih vrijednosti i napona i, najvjerovatnije, struja. Dakle, ovdje sigurnosne mjere moraju biti na najvišem nivou, a bez dovoljno znanja, gumenih rukavica, prostirki i drugih odgovarajućih mjera, naravno, svaka aktivnost je kontraindicirana. Ono što voltmetar mjeri najvjerovatnije je vrlo opasno po život, pa preporučujemo da ne iskušavate sudbinu. U svakom slučaju, ne biste trebali dirati gole žice, čak i ako je strujni krug po definiciji niskonaponski.
Zaključak
Odgovarajući na pitanje šta voltmetar mjeri, miUopšteno se razmatra njegov uređaj, glavne tehničke karakteristike, klasifikacija. Naravno, ova kratka recenzija ne tvrdi da je sveobuhvatna, posebno ako se ima u vidu da čitalac nema osnovno znanje o elektrotehnici.
Rezimirajući, treba napomenuti da voltmetar mjeri, naravno, napon u dijelu kola na koji je spojen paralelno. U suprotnom će njegovo svjedočenje biti nepouzdano, a da ne govorimo o opasnosti od mogućeg gubitka skupe opreme. Čitalac treba da bude oprezan kada uređaj koristi kod kuće, jer je kontakt sa visokonaponskim delovima strujnih kola opasan po život.
