Теперь возникает увлекательный вопрос: каким образом, просто взглянув на показания вольтметра, можно получить всю информацию, перечисленную в начале статьи? Давайте рассмотрим это поэтапно.
Какой вольтметр выбрать
Вольтметр — это прибор, предназначенный для измерения напряжения в электрических цепях. Определение, казалось бы, простое, и многим оно известно, даже тем, кто плохо разбирается в электричестве. Однако не стоит забывать, что вольтметр не является тем устройством, которое приобретают на всякий случай, чтобы он лежал без дела на полке. Это не тот инструмент первой необходимости, но в тех ситуациях, когда он действительно нужен, его невозможно заменить ничем другим. В настоящее время существует множество различных типов вольтметров, и между ними имеются как серьезные, так и принципиальные отличия. В этой статье мы подробно рассмотрим виды и типы вольтметров, их особенности, а также практическое применение. Тем не менее, стоит отметить, что этот материал не адресован специалистам, профессионально занимающимся электричеством и электроприборами; они, как правило, уже имеют все необходимые знания о вольтметрах. Эта статья будет полезна тем, кто впервые берет в руки этот прибор и хочет разобраться в том, какой из них лучше выбрать для покупки.
Начинать следует с классификации вольтметров. Хотя эта информация в основном теоретическая, она необходима для того, чтобы сделать обоснованный выбор. Основное предназначение прибора остается неизменным, но его функциональные возможности могут существенно различаться. Говоря проще, в некоторых сферах использование определенных типов вольтметров оказывается невозможным. Как правило, вольтметры классифицируют по способу исполнения, назначению и принципу действия. Начнем с последнего пункта: вольтметры делятся на две большие группы, о которых стоит рассказать отдельно и как можно более подробно. Выделяются электромеханические и электронные вольтметры, и между ними существует значительная разница. Рассмотрим их подробнее.
Электромеханические вольтметры
Работа электромеханических вольтметров основывается на линейной зависимости движения механического элемента от напряжения. Эти устройства имеют стрелочный механизм, который размещен на специальной рамке с обмоткой, находящейся на вращающейся оси внутри магнитного поля. Когда в рамке появляется напряжение, создается электромагнитное поле, и рамка поворачивается. Угол поворота стрелки зависит от величины напряжения. Это достаточно простое объяснение, и мы не будем углубляться в конструкцию электромеханического вольтметра, хотя стоит отметить, что они могут иметь различные конструкции в зависимости от их назначения, и мы обсудим эту тему позже.
Эти приборы также известны как аналоговые из-за наличия стрелки. Однако на самом деле это название не совсем точное, поскольку аналоговые модели могут существовать и среди электронных типов, и термин здесь больше относится к способу отображения информации. В то же время известно, что у стрелочных приборов есть недостаток: они не всегда отличаются высокой точностью. В случае электромеханических моделей точность измерений зависит от чувствительности магнитоэлектрического измерительного устройства. Здесь возникает проблема: чем выше электрическое сопротивление, тем большим будет уровень погрешности измерений. Поэтому при попытке измерить напряжение у источников с малой мощностью и высоким напряжением могут возникнуть трудности, и результаты могут оказаться заниженными.
Электронные вольтметры
Электронные вольтметры, в свою очередь, еще разделяются на аналоговые и цифровые. Между этими двумя подгруппами существуют значительные различия, и их стоит обсудить. Принцип работы аналоговых электронных вольтметров состоит в преобразовании переменного входного напряжения в постоянное, после чего оно усиливается и передается на детектор, который и отклоняет стрелку. Следует отметить, что чем больше значение напряжения, тем больше будет сдвиг стрелки. В цифровых моделях используется аналогово-цифровой преобразователь (АЦП). Другими словами, аналоговый сигнал преобразуется в цифровой вид и выводится на дисплей в виде числовых значений. Такие устройства считаются более точными, однако фактическая точность зависит от их внутреннего устройства и характеристик.
Как выбрать вольтметр
Когда речь идет о выборе вольтметра для домашних нужд или бытового использования, большинство людей склоняются к мультиметрам. Да, они могут быть несколько дороже, но при этом гораздо более универсальны. Это также относится к профессиональной деятельности в некоторых сферах, где мультиметры пользуются большим спросом. Но если вы все же решили выбрать именно вольтметр, процесс выбора не так уж сложен.
Первый шаг заключается в определении назначения прибора, то есть для какого типа тока он будет использоваться: переменный, импульсный и так далее. Здесь, в общем, все достаточно просто, так как модели уже изначально разделены по своим назначениям, и вам не нужно будет изобретать ничего нового. Далее следует обратить внимание на дополнительные характеристики. О каждом типе вольтметра можно написать отдельную статью, однако существует два основных параметра, на которые стоит обратить внимание:
1. **Диапазон напряжения**, в котором вольтметр способен работать. К примеру, это может быть диапазон от 0 до 600 В. Нижний предел всегда будет ноль, а верхний может сильно различаться. Не стоит пытаться измерить напряжение, превышающее предназначенный диапазон, поскольку это может не только привести к невозможности измерений, но и даже повредить прибор.
2. **Точность**. У вольтметров есть определенные классы точности, и чем ниже класс, тем выше точность прибора. Класс точности 0,5 означает погрешность в 0,5%. Исходя из ваших нужд, вы должны оценить, насколько точные измерения вам действительно важны. Доступны приборы с погрешностью 2,5% или даже 5%. В ряде случаев это может быть не критично, в других – очень существенно. Помните, чем более точный прибор, тем дороже он будет стоить, и наиболее точные вольтметры будут значительно дороже менее точных аналогов.
Эта информация является основой, необходимой для выбора вольтметра. Конечно, есть возможность углубиться в этот вопрос, обсудить правильную эксплуатацию и использование, но в данном контексте это не будет уместно, так как каждое устройство требует индивидуального подхода, и о каждом из них следует писать отдельно.
На чем основан принцип работы вольтметра
Вольтметры делятся по принципу действия на:
Первый тип вольтметров основывает свои измерения на взаимодействии различных конструктивных механизмов (рамки, стрелки, металлические наконечники) и протекающего напряжения. В результате этого взаимодействия создается электромагнитное поле, которое с помощью стрелки подает необходимую информацию. Полученное входное переменное напряжение преобразуется в постоянное. Чем выше входное напряжение, тем сильнее отклоняется указатель стрелки.
Цифровой вольтметр считается более точным по сравнению с аналоговыми. Принцип его работы основан на преобразовании входного напряжения в цифровой показатель, который отображается на экран. Точность результата зависит от уровня дискретности устройства. Технические и функциональные характеристики универсальных цифровых вольтметров позволяют использовать их как в производственных условиях, так и в лабораторных исследованиях или научных работах.
Особенности конструкции
Вольтметры могут быть стационарными или портативными. Стационарные приборы отличаются более сложной измерительной схемой по сравнению с портативными моделями. Одним из их преимуществ является широкий диапазон измерений.
Портативные вольтметры, в свою очередь, отличаются высокой мобильностью, что делает их удобными на объектах производственного цикла.
Какой вольтметр выбрать для автомобиля?
Если вы владелец современного автомобиля, скорее всего, в его конструкции уже предусмотрен бортовой вольтметр. Показания этого прибора могут отображаться в одном из меню или постоянно видны на панели приборов.
Если же вольтметр не установлен заводом-изготовителем, его достаточно легко подобрать отдельно, установить в удобном месте, подключить и пользоваться. Какой же вариант лучше выбрать? Какую модель предпочесть, чтобы она была надежнее и точнее?
На самом деле, в современном мире практически нет особой разницы, какой вольтметр приобрести для установки в автомобиле. Даже самые недорогие модели, произведенные в Китае, зачастую показывают напряжение достаточно точно. Для выбора рекомендуется следовать нескольким простым рекомендациям:
- Цифровые вольтметры более наглядные и компактные по сравнению с аналоговыми (стрелочными);
- Для автомобиля предпочтительнее купить вольтметр, чем комбинированный вольтамперметр (в таких моделях вольтметр более точный, поскольку амперметр в машине не так уж необходим);
- Наиболее удобные в установке — вольтметры, рассчитанные под разъем прикуривателя;
- Если вы выбираете модель с проводами, обратите внимание на их количество. Третий провод, как правило, сигнальный, позволяет управлять включением и выключением вольтметра, а также, возможно, регулировать яркость дисплея;
- Рекомендуется приобретать вольтметр с подсветкой, чтобы его показания были видны как в сумерках, так и в ночное время;
- Среди цифровых вольтметров стоит искать те модели, у которых после запятой отображаются две цифры (сотые доли вольта);
- Вольтметры, имеющие на дисплее вместо чисел абстрактные шкалы, такие как батарейка или аккумулятор, совершенно бесполезны;
- Не стоит приобретать вольтметры, способные измерять напряжение выше 50 вольт, так как в необходимых диапазонах от 11.0 до 15.00 вольт такие приборы обычно менее точные;
- Опыт показывает, что чем большего количества дополнительных функций (часы, термометр, барометр и так далее) наделен вольтметр, тем менее точно он измеряет напряжение;
- По возможности лучше выбрать вольтметр, который можно калибровать с помощью винта — это позволит сверить его показания с хорошим мультиметром перед установкой, если такой инструмент есть в вашем арсенале.
Перед тем, как купить подходящий вольтметр для автомобиля, задумайтесь о том, где и как вы собираетесь его установить. Поместится ли он в выбранное место, как вы протянете провода, не будет ли он отвлекать вас во время вождения и не испортит ли он интерьер салона?
Как подключить вольтметр в автомобиле?
Как уже упоминалось, наиболее простой в подключении вольтметр — это прибор, предназначенный для установки в разъем прикуривателя. Такой вольтметр просто подключается вместо привычного прикуривателя, и это значительно упрощает установку. Также для этой цели можно использовать удлинитель или тройник для прикуривателя, что удобно, если вам также нужно подключить другие устройства, такие как видеорегистратор или зарядка для смартфона.
Что касается проводных моделях, здесь потребуется немного больше усилий. Рассмотрим вольтметр, у которого есть только два провода. Обычно они различаются по цвету, как правило, красный и черный. Если вы приобрели качественный вольтметр, то красный провод будет плюсом, а черный — минусом или массой.
Подключение любого вольтметра в автомобиле предполагает соединение с аккумуляторной батареей, что предпочтительно делать через плавкий предохранитель. Это, кстати, так же сделано в большинстве случаев подключения розеток прикуривателя — они соединяются с аккумулятором через предохранитель. Наилучший вариант — самостоятельно протянуть провода непосредственно к аккумуляторной батарее. В качестве альтернативы можно попытаться найти плюс и минус под обшивкой панели приборов или в месте подключения автомагнитолы. Однако еще раз подчеркнем, что лучше всего — протянуть два провода непосредственно к аккумулятору и установить в разрыв плюсового провода плавкий предохранитель.
А что делать, если оба провода, идущие от вашего вольтметра, одного цвета? Как определить, какой из них подключить к плюсу, а какой к минусу? Все довольно просто. Чтобы выяснить, какой из проводов соответствует плюсу, попробуйте измерить напряжение на обычной 9-вольтовой батарейке, известной как «крона». Если провода подключены правильно, на дисплее отобразится правильный вольтаж без знака минус и других ошибок. Останется лишь отметить, какой провод соответствует положительному и отрицательному выводам батарейки, и в таком последовательности подтянуть их к аккумулятору.
Следует учитывать, что на многих автомобильных вольтметрах не получится определить полярность проводов при помощи пальчиковой батарейки. Прибор просто не отреагирует на ее подключение, поскольку сам вольтметр питается от источника, напряжение которого он измеряет. Для его работы требует минимум 3-5 вольт, которых в обычной пальчиковой батарейке не хватает, там всего 1,5 В.
Как подключить вольтметр, который имеет три провода? Начать нужно с определения двух основных проводов — плюсового и минусового. Открывайте глаза на цветовую маркировку или, что более надежно, используйте измерение напряжения кроны. Третий провод в данном случае — сигнальный. Если его подключить к соответствующему проводу в автомобиле, вольтметр будет автоматически включаться и выключаться при повороте ключа в замке зажигания. Аналогично, сигнальный провод может быть подключен к автомагнитоле; именно туда он и предназначен подключаться. Обычно этот провод обозначается как АСС.
Аналоговые вольтметры подключаются аналогичным образом. Сначала определяется полярность проводов, после чего они соединяются с клеммами аккумулятора. Не забывайте про предохранитель. Если с прибором что-то случится, предохранитель защитит ваш автомобиль от возможного возгорания.
Вольтметр
Как следует из названия, этот измерительный прибор используется для анализа напряжения в цепях как постоянного, так и переменного тока. Подобно амперметрам, в зависимости от измеряемых величин (В, мВ, мкВ) различают и соответствующие вольтметры: PV1, PV2, PV3.
По принципу работы вольтметры также разделяются на аналоговые и цифровые. Их конструкция во многом схожа с устройствами амперметров.
Для аналоговых моделей часто указывается максимальный уровень напряжения в схемах, чтобы была возможность правильно подобрать измерительный прибор. Кроме того, при измерении постоянного тока иногда указывается полярность подключения устройства.
Сфера применения
Амперметры и вольтметры находят широкое применение в различных отраслях промышленности, таких как электрические и тепловые энергетические предприятия, радиотехника, а также высокосложные области машиностроения. Они также крайне важны в физических лабораториях. Эти устройства могут использоваться и в быту, например, для контроля показателей работы системы электроснабжения автомобиля.
Широкий ассортимент амперметров и вольтметров для как промышленного, так и бытового использования можно найти в ТВК ЭлектроЦентр и на сайте интернет-магазина stv39.ru.
Калининградская обл., Большое Исаково, ул. Старокаменная, 35
Пн-Пт — с 8:30 до 18:30,
Сб — с 9:00 до 18:00
Вс — Выходной
1. Общие положения
1.2. Сайт Интернет-магазина stv39.ru (в дальнейшем — Сайт) принадлежит ИП Звереву И.В.
1.3. Настоящее Соглашение регулирует правоотношения между администрацией интернет-магазина stv39.ru (далее — Администрация сайта) и пользователем данного сайта.
1.4. Администрация сайта оставляет за собой право в любое время вносить изменения, добавления или удалять пункты настоящего соглашения без предварительного уведомления пользователя.
1.5. Оно продолжается в использовании сайта пользователем, что означает согласие с соглашением и изменениями в нем.
1.6. Пользователь несет персональную ответственность за проверку данного соглашения на наличие внесенных изменений.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам из комплекта, вам необходимо добавить его в личный кабинет.
2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.
3. Следите за статистикой просмотров видеоуроков учениками.
Конспект урока «Вольтметр. Измерение напряжения»
Для измерения напряжения используют вольтметр. Внешне вольтметр похож на амперметр, однако он подключается в цепь иначе.
Напряжение существует исключительно между определенными точками, поэтому при включении вольтметра в цепь требуется параллельное подключение. Как и у амперметра, у вольтметра имеются две клеммы, одна из которых обозначена знаком +. Эта клемма должна соединяться с положительным полюсом для корректной работы прибора.
Напряжение не может существовать в одной точке, что делает бессмысленным само понятие напряжения. Когда мы говорим о напряжении на участке цепи, мы имеем в виду разницу напряжений между двумя конкретными точками. Чтобы измерить напряжение между полюсами источника, клеммы подключают непосредственно к источнику. Например, если подключить вольтметр к полюсам стандартной пальчиковой батарейки, мы увидим, что её напряжение составляет от одного до полутора вольт.
Задача 1. На рисунке показана цепь, в которой ток в лампочке измеряется с помощью амперметра. В цепь включается вольтметр, как показано на рисунке. Амперметр показывает 500 мА, а вольтметр — 5 В. Что покажут приборы при нажатии на выключатель?
При нажатии на выключатель, лампочка выключается из цепи, и по ней прекращается ток. Поэтому амперметр будет показывать 0 А. Вольтметр, в свою очередь, измеряет напряжение между полюсами источника, и выключение лампочки никак не повлияет на это напряжение. Следовательно, вольтметр продолжит показывать 5 В.
Задача 2. Одна клемма вольтметра подключена к выключателю. Вольтметр показывает 12 В. Что он будет показывать при нажатии на выключатель?
Конечно, вольтметр покажет 0 В, поскольку при нажатии на выключатель подключенная к нему клемма отключится из цепи, и, по сути, вольтметр потеряет соединение.
Задача 3. У вас есть рубильник, позволяющий контролировать силу тока в цепи. У рубильника есть пять положений: 0, 1, 2, 3 и 4 А. В цепи подключена лампочка и вольтметр. В данный момент напряжение составляет 4 В, а ток — 2 А. Сможете ли вы поддерживать постоянную яркость лампочки, если напряжение может удвоиться, уменьшиться в полтора раза или сократиться на 2 В?
Необходимо рассмотреть, от чего зависит яркость лампочки. Мы уже упоминали, что яркость изменяется в зависимости от колебаний напряжения из-за различной работы тока. В данной ситуации у нас есть возможность изменять силу тока. Значит, нужно постараться изменить силу тока так, чтобы компенсировать изменения напряжения и тем самым поддерживать работу лампочки постоянной. Именно это и является сутью заданной проблемы: сможем ли мы сохранить постоянную работу лампочки.
