Как замерить напряжение в сети: Как проверить напряжение в розетке 220В мультиметром, как померить ток

Вольтметр.

Первый учёный, который сконструировал и создал достаточно мощную электрическую батарею постоянного тока, был известный итальянский физик Александро Вольта. Эта батарея получила название «вольтов столб» и состояла из нескольких тысяч кружочков из цинка и меди, которые разделялись пропитанными в соляной кислоте матерчатыми прокладками. Он использовал батареи с большим или меньшим количеством элементов. Маленькие батареи давали слабую искру, большие батареи сильную и яркую.

Учёный вплотную подошёл к количественному понятию напряжения, поэтому единицу разности потенциалов назвали его именем: «Вольт». В международной системе единиц СИ вольт обозначается буквой «V», отсюда напряжение переменного тока обозначается: VAC, а напряжение постоянного тока: VDC. У нас единица величины напряжения обозначается буквой «В» – вольт. Например, 220 В, 380 В и наиболее часто используемые производные: 10³-киловольт (kV), 10⁶-мегавольт, 10^-3-милливольт (mV), 10^-6-микровольт (μV). Другие большие или меньшие производные используются только в лабораторных условиях. Подробнее о производных величинах читайте на странице про сокращённую запись численных величин.

Для измерения напряжения или разности потенциалов используется прибор, который называется вольтметр. На снимке изображён щитовой стрелочный вольтметр, который может монтироваться на щите управления, какого либо устройства. Он используется только для измерения конкретной величины напряжения на одном из узлов данного устройства. Тот вольтметр, что изображён на фото, применяется для измерения постоянного напряжения до 15 вольт. Взгляните на его шкалу. Она ограничена 15 вольтами.

На принципиальных схемах условное изображение вольтметра может выглядеть вот так.

Из рисунка видно, что условное изображение вольтметра на схеме может быть разным. Если в кружке обозначена буква «V», то это означает, что данный вольтметр рассчитан на измерения величин напряжения, составляющих единицы – сотни вольт. Изображения с обозначением «mV» и «μV» указываются в тех случаях, если вольтметр рассчитан на измерение долей вольта – милливольт (1mV = 0,001V) и микровольт (1μV = 0,000001 V).

Иногда рядом с изображением вольтметра также указывается максимальная величина напряжения, которую способен измерить вольтметр. Например, вот так – 100 mV. Обычно эта величина указывается для встраиваемых стрелочных вольтметров. Превышать это напряжение не стоит, так как можно испортить прибор.

Кроме этого, рядом с выводами вольтметра могут быть проставлены знаки полярности подключения его в схему «+» и «-». Это касается тех вольтметров, которые применяются для измерения постоянного напряжения.

Следует отметить, что щитовые вольтметры это частный случай использования этих приборов. В лабораториях, на радиозаводах, в конструкторских бюро и радиолюбительской практике, вольтметры используются чаще всего в составе мультиметров, которые раньше назывались авометры, то есть ампер-вольт-омметр.

В настоящее время с развитием цифровой электроники стрелочные приборы отходят в прошлое и им на смену приходят цифровые мультиметры с удобной цифровой шкалой, автоматическим переключением предела измерения, малой погрешностью и высоким классом точности.

В радиолюбительской практике на смену «цешкам» и «авошкам» пришли компактные и удобные цифровые приборы. Работать с ними не сложно, но определённые меры безопасности применять необходимо.

Как измерить напряжение мультиметром?

Следует твёрдо помнить, что вольтметр, в отличие от амперметра подключается параллельно нагрузке.

Например, вам надо замерить напряжение на резисторе, который является частью электронной схемы. В таком случае переключаем мультиметр в режим измерения напряжения (постоянного или переменного – смотря какой ток течёт в цепи), устанавливаем наивысший предел измерения. По мере накопления опыта предел измерения вы научитесь выставлять более осознанно, порой пренебрегая данным правилом. Далее подключаем щупы мультиметра параллельно резистору. Вот как это можно изобразить в виде схемы.

Вот так плавно мы переходим к определению так называемого шунта. Как видим из схемы, вольтметр, который измеряет напряжение на резисторе R1, создаёт параллельный путь току, который протекает по электрической цепи. При этом часть тока (I_шунт) ответвляется и течёт через измерительный прибор – вольтметр PV1. Далее опять возвращается в цепь.

В данном случае вольтметр PV1 шунтирует резистор R1 – создаёт обходной путь для тока. Для электрической цепи вольтметр – это шунт – обходной путь для тока. По закону ома, напряжение на участке цепи зависит от протекающего по этой цепи тока. Но мы ведь ответвили часть тока в цепи и провели эту часть через вольтметр. Поскольку сопротивление резистора неизменно, а ток через резистор уменьшился (I_R1), то и напряжение на нём изменилось. Получается, что вольтметром мы измеряем напряжение на резисторе, которое образовалось после того, как мы подключили к схеме измерительный прибор. Из-за этого образуется погрешность измерения.

Как же уменьшить воздействие измерительного прибора на электрическую цепь при проведении измерений? Необходимо увеличить, так называемое «входное сопротивление» измерительного прибора – вольтметра. Чем оно выше, тем меньшая часть тока шунтируется измерительным прибором и более точные данные мы получаем при измерениях.

Современные цифровые мультиметры обладают достаточно большим входным сопротивлением и практически не влияют на работу схемы при проведении измерений. При этом точность измерений, естественно, достаточно высока.

Ранее все приборы были стрелочные, а для того, чтобы высоким напряжением не вывести прибор из строя применялись резистивные шунты, которые уменьшали величину измеряемого напряжения до безопасной величины. Но эти шунты вносили так называемое «паразитное сопротивление» и это сказывалось на точности измерений.

Поэтому в лабораторных условиях использовались специальные ламповые вольтметры, которые обладали большим входным сопротивлением и некоторые из них имели класс точности в доли процента.

Перейдём к практике…

Прежде всего, не забывайте, что есть переменное (англ. сокращение – VAC) и постоянное напряжение (VDC). Профессиональные приборы сами определяют, с каким напряжением вы работаете, и сами переключаются в нужный режим и на требуемый поддиапазон измерений.

На снимке показана часть панели управления популярного и недорогого тестера DT-830B.

Хорошо видно, что пределы измерения переменного напряжения ограничены величинами: 750 вольт (750 V~) и 200 вольт (200 V~). Понятно, что к силовым промышленным сетям с этим прибором не стоит и близко подходить. Шкала постоянного и импульсного напряжения несколько больше: от 200 милливольт (200 mV) до тысячи вольт (1000).

Как уже говорилось, чтобы замерить напряжение на участке схемы, нужно выбрать переключателем пределов измерения самый большой предел измерения и подключить щупы мультиметра параллельно тому участку цепи, на котором производится замер.

Если предел измерения подходит – то на дисплее появятся показания. Если этого не происходит, то отключаем вольтметр от схемы, уменьшаем предел измерения на один шаг. Повторяем измерение. И так далее до получения показаний.

Имейте в виду, что провода измерительных щупов со временем изнашиваются. При этом нарушается электрический контакт. Перед проведением любых измерений проверяйте целостность щупов!

Также часто бывает необходимо замерить напряжение на выходе блока питания или химического источника тока (батарейки или аккумулятора).

Выбираем ту секцию на панели прибора, которая отвечает за измерение постоянного напряжения. Выставляем предел чуть больше того напряжения, что мы хотим измерить. Далее подключаем щупы прибора в соответствии с полярностью и изменяем предел измерения в сторону уменьшения до тех пор, пока на табло не появятся данные.

На фото показан замер напряжения составной батареи из трёх батареек 1,5V с помощью мультиметра Victor VC9805A+. Для измерения выбран предел 20V.

Аналогично замеряется напряжение на герметичном свинцовом аккумуляторе.

Стоит понимать, что таким образом мы замеряем так называемую ЭДС. ЭДС или электродвижущая сила — это напряжение на клеммах аккумулятора без подключенной нагрузки. Если к аккумулятору подключить какой-либо прибор, то напряжение будет чуть меньше.

Никогда не касайтесь руками оголённых щупов! Небольшим напряжением от 1,5-вольтовой батарейки вас, конечно, не убьёт, но вот при измерении напряжений более 24 вольт могут быть серьёзные последствия от удара током.

Чтобы руки оставались свободными используйте зажимы типа «крокодил», но подключать их нужно при отключенном от сети приборе. Часто возникает необходимость измерять напряжение на рабочей плате, в разных её точках.

Если вы работаете с низковольтным устройством, бойтесь только закоротить щупами отдельные проводники. Для замеров напряжения в устройстве, как правило, применяется следующая методика.

• Соедините «земляной» щуп прибора и «землю» платы как можно надёжнее. Работать одним щупом всегда удобнее. Для тех, кто не в курсе, «земляным» или «общим» щупом у прибора называется тот щуп, который подключается к разъёму «COM». Обычно он чёрного цвета. Сокращение «COM» получено от английского слова common – «общий».

• Наденьте на рабочий щуп прибора кусочек трубки ПВХ, оставив только крохотный острый кончик. Это делать не обязательно, но желательно. При случайном касании щупом соседних проводников трубка ПВХ изолирует контакты и убережёт от короткого замыкания.

• По принципиальной схеме, в контрольных точках проведите нужные вам замеры по отношению к «земле» — корпусному или по-другому общему проводу. Высокое входное сопротивление тестера работу вашей схемы не нарушит.

Измерение переменного напряжения производится аналогичным образом. Можно для пробы измерить переменное напряжение электросети в собственной квартире.

На снимке видно, что установлен максимальный предел 750 вольт (напряжение переменное – V~). При установке этого предела на индикаторе высвечиваются две буквы: HV – высокое напряжение (сокращение от англ. – High Voltage). Поскольку напряжение переменное, то полярность не имеет значения. В данном случае величина напряжения сети – 217 вольт.

Как уже говорилось, при работе с высоким напряжением следует соблюдать правила электробезопасности.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Какие бывают припои?

• Как сделать печатную плату маркером?

Как защитить электроприборы от перепадов напряжения в сети – рекомендации инженеров

10 декабря 2021

Сегодня мы решили обратиться к опыту квалифицированных специалистов российских научно-производственных предприятий – лидеров отрасли разработки и производства электрооборудования. В данной статье ведущие инженеры дадут ряд советов и рекомендаций, призванных помочь потребителям электроэнергии в ответе на вопрос: как защитить электроприборы от перепадов сетевого напряжения?

Содержание

Совет 1. Не будьте безоговорочно уверены в безопасности своей электросети

Более «проблемными» считаются сети в частном секторе и загородной местности. И это вполне справедливо – некачественная электроэнергия чаще всего встречается именно там.

Однако риск возникновения сетевых отклонений существует и в городских кварталах с многоквартирной жилой застройкой, а также на промышленных предприятиях и объектах коммерческой недвижимости.

Важно!
Гарантийное обслуживание всех изделий ГК «Штиль» выполняется только авторизованными сервисными центрами. Для получения консультации по возникшей проблеме и заключения о необходимости ремонта, заполните заявку на гарантийный ремонт ниже.

Важно!
Поломки техники, вызванные отклонением сетевых параметров от установленных норм – не гарантийные случаи. Устранение таких неисправностей осуществляется за счет владельца! Отметим, что взыскать понесённый ущерб с энергоснабжающей организации в реалиях отечественного судопроизводства довольно проблематично.

Совет 2. Знайте врага в лицо!

Для успешной борьбы с сетевыми проблемами необходимо в каждом конкретном случае определять их тип. Легче всего выявить хронические повешенное или пониженное напряжение – достаточно замерить параметры электросети в разное время суток и в разные дни недели.

Важно!
Самостоятельные замеры допустимы только при наличии навыков в безопасном использовании специальных приборов (вольтметр, мультиметр и т.п.). В противном случае рекомендуется прибегнуть к услугам квалифицированного электрика.

Резкие сетевые перепады можно либо засечь с помощью постоянного мониторинга сетевых параметров, либо диагностировать по косвенным признакам. В их число входят:

• колебания яркости у освещения;
• самопроизвольные скачки мощности у приборов с электродвигателями;
• внезапное отключение, «уход в ошибку» или перезагрузка включенного в сеть оборудования (возможен также беспричинный сброс ранее установленных настроек).

Мигание ламп и сбои в работе электроники могут сигнализировать и о несинусоидальной форме сетевого напряжения, ещё один характерный симптом данной проблемы – некорректная работа электродвигателей. Их мощность падает, а сопровождающие работу тепловыделение, шум и вибрация возрастают.

Совет 3.

Он зависит, во-первых, от характерных для сети проблем, а во-вторых, от необходимого нагрузке качества электропитания. Если одним устройствам достаточно только отключения в момент критического перенапряжения, то другим для корректного функционирования понадобится постоянное поддержание номинального значения и синусоидальной формы сетевого напряжения.

Требуемый от защиты функционал и определяет средство, на основе которого она будет выстраиваться.

Важно!
Вышеперечисленные средства защиты допустимо комбинировать между собой. Например, хорошим решением будет связка:

В ней:

• задача стабилизатора или ИБП – защита нагрузки согласно возможностям своего функционала;
• задача УЗИП защита стабилизатора или ИБП от опасных воздействий импульсного перенапряжения.

Совет 4. Будьте внимательны к параметрам средства защиты

Перед покупкой устройства изучите его характеристики и убедитесь, что они соответствуют состоянию вашей сети, а также требованиям нагрузки. При возникновении каких-либо сложностей обязательно проконсультируйтесь со специалистами, лучше всего с представителями либо производителя, либо его официального дилера (продавцы в стороннем магазине могут не обладать всей полнотой информации о конкретном изделии).

В случае стабилизатора или ИБП первостепенный параметр – выходная мощность. Её значение должно быть больше максимально возможного энергопотребления нагрузки, рекомендованный размер превышения составляет 30%.

Важно!
При сравнении выходной мощности прибора и потребляемой мощности нагрузки необходимо убедиться, что обе величины представлены в одинаковых единицах измерения.

Кроме мощности, при выборе стабилизатора и ИБП следует обращать внимание на следующие характеристики:

• точность – важно максимальное совпадение между фактическим выходным напряжением и требуемым номиналом;
• форма выходного напряжения – в приоритете синусоида;
• диапазон входного напряжения (для стабилизатора) – залогом эффективной работы устройства является попадание в данный диапазон характерных для сети отклонений;
• скорость срабатывания (для стабилизатора) и время переключения на батареи (для ИБП) – чем меньше времени прибор затрачивает на соответствующую его типу задачу, тем лучше;
• продолжительность работы в автономном режиме (для ИБП) – должна перекрывать либо длительность типичного для сети перерыва в электропитании, либо время необходимое для корректного выключения защищаемых устройств.

Совет 5. В процессе эксплуатации средств защиты соблюдайте все установленные их производителями правила

Стабилизатор, ИБП, РКН и т.д. – нужно размещать, подключать, использовать и обслуживать в строгом соответствии с требованиями руководства по эксплуатации и прочих сопровождающих изделие документов. Только тогда они смогут выполнить все соответствующие их функционалу задачи!

Важно!
Нарушение эксплуатационных запретов и приведенных в инструкциях к приборам мер безопасности недопустимо и может повлечь опасность для жизни и здоровья человека.

Совет 6. Не экономьте на покупке

Определившись с типом и параметрами необходимого вам средства защиты проанализируйте соответствующую ему нишу рынка. Выбирать по «ценовому низу» не рекомендуется – обычно там находятся не самые долговечные изделия с пониженным функционалом. Лучше заплатить чуть больше и стать обладателем надёжного и по-настоящему эффективного устройства.

Совет 7. Выбирайте только проверенные бренды

Крупные торговые марки «с историей» не только следят за своей репутацией и стараются выпускать максимально качественную продукцию, но и имеют развитую клиентоориентированную поддержку.

К таким производителям относится и Группа Компаний Штиль, оборудование которой уже более двадцати лет успешно решает задачи по повышению качества электроэнергии как в бытовом секторе, так и в промышленности.

Инверторные стабилизаторы напряжения и онлайн ИБП Штиль смогут защитить электроприборы и от перепадов напряжения, и от прочих сетевых проблем. Полный модельный ряд данных изделий представлен в официальном интернет-магазине компании. Его главные преимущества – развернутое описание каждой модели, разбивка продукции по сферам применения и возможность быстрой связи с консультантами, которые помогут клиенту в подборе устройства. Покупка и доставка оформляются и оплачиваются прямо на сайте. Получить прибор можно в любом регионе России.

Измерение напряжения в цепях переменного тока

Измерение напряжения в цепях переменного тока

Существует три различных показателя напряжения переменного тока: В _P-P , В _P и В _RMS . Последний, В _СКЗ , обычно измеряют вольтметром переменного тока. Здесь мы рассмотрим вершину напряжение, В _P , измерено осциллографом.

Где измерять?

В большинстве цепей переменного тока контрольной точкой является заземление цепи. В схемах SPARKS отрицательный осциллограф щуп уже подключен к цепи заземления — так же, как функция заземление генератора.

Рассмотрим простой переменный ток схема на рисунке 1. Мы можем подключить щуп вольтметра к трем возможным точкам:

• Точка 1: Будет считано напряжение источника питания (функциональный генератор).
• Точка 2: Будет считано падение напряжения на резисторе.
• Точка 3: Будет показан постоянный ноль, так как он имеет тот же потенциал, что и земля.

В осциллографе SPARKS, Канал А автоматически показывает сигнал в точке 1 — источнике питания. Итак, размещение датчик канала B в точке 2 (или аналогичной) является единственным другим значимым измерение.

Хотя пример здесь использует схему резистор-индуктор (RL), те же принципы применимы к другим Цепи переменного тока в SPARKS.

Измерение цепи RL

Рассмотрим схему в Рисунок 1 и измерение в точке 2, показанное на рисунке 2. Уведомление что:

• Резистор R соединен с землей, поэтому…
• Щуп осциллографа, помещенный в точку 2, измеряет падение напряжения, В _R .
• Кривая В _R показывает меньшее напряжение, чем напряжение питания E .
• Напряжение питания E опережает V _R на разность фаз φ .

Использование вольт/дел. значения и вертикальное положение пиков, мы можем вычислить меру напряжения для каждого канала. Здесь оба отображаются с масштабом по вертикали 5,00 В/дел. Канал B показывает, что В _R имеет пиковое напряжение около 1,1 деления × 5,00 В/дел = 5,5 В.

Что вызывает напряжение В _R на рисунке 1? Это результат тока в цепи. Таким образом, при измерении V _R , по Закону Ома узнаем кое-что о цепи переменного тока ток: I = В _R /R .

Например, мы можем наблюдать разность фаз тока этой цепи. Смотрите расстояние между двумя похожими точки, где кривые поднимаются и пересекают горизонтальную ось? Здесь мы видим, что напряжение источника E на канале A – это , опережающий В _R на канале B (такой же, как ток цепи I ) примерно на 50 мкс с. Как и ожидалось, в последовательной индуктивной цепи напряжение Е опережает ток I. Как, по вашему мнению, будут отличаться кривые при использовании емкостной схемы серии ?

Измерение напряжения переменного тока с помощью адаптера переменного тока — документация OpenEnergyMonitor 0.0.1

Измерение напряжения переменного тока необходимо для расчета активной мощности, полной мощности и коэффициента мощности. Это измерение можно выполнить безопасно (не требуя работы с высоким напряжением) с помощью адаптера питания от переменного тока к переменному. Трансформатор в адаптере обеспечивает изоляцию от сети высокого напряжения.

На этой странице кратко описана электроника, необходимая для сопряжения адаптера питания переменного тока с Arduino.

Как и в случае измерения тока с помощью датчика ТТ, основная задача электроники формирования сигнала, подробно описанная ниже, — настроить выход адаптера переменного тока так, чтобы он соответствовал требованиям аналоговых входов Arduino: а  положительное напряжение между 0 В и опорным напряжением АЦП (обычно 5 В или 3,3 В — emontx).

 пиковое_напряжение_выход = R1 / (R1 + R2) x пиковое_напряжение_вход =
10 кОм / (10 кОм + 100 кОм) х 12,7 В = 1,15 В