Как подключить амперметр, чтобы снять показания. Подключение амперметра и вольтметра в сети постоянного и переменного тока Подключение вольтметра к усилителю

Самодельщики, конструируя, разрабатывая и осуществляя самые разные схемы зарядных устройств или блоков питания, постоянно сталкиваются с немаловажным фактором - визуальным контролем за выходным напряжением и потребляемым током. Здесь весьма часто протягивает руку помощи Алиэкспресс, оперативно поставляя китайские цифровые измерительные приборы. В частности: цифровой ампервольтметр - прибор очень простой, доступный по цене и отображает вполне точные информационные данные.

Но новичкам ввод в эксплуатацию (подключение в схему ампервольтметра) может оказаться задачей проблематичной, т. к. измерительный приборчик приходит без документации и подключить быстро обозначенные цветом провода не каждому по плечу.

Изображение одного из популярнейших среди самодельщиков вольтамперметра выложено ниже,

это ампервольтметр на 100 вольт/10 ампер, он поставляется уже со встроенным шунтом. Многие радиолюбители такие измерительные приборы довольно часто приобретают для своих самоделок . Цифровой прибор может запитываться как от отдельных источников,

так и от одного эксплуатируемого и измеряемого источника напряжения. Но тут скрыт небольшой нюанс, необходимо соблюдать условие - напряжение используемого источника питания находилось в рамках 4,5-30 В.

Самодельщикам, которым еще не совсем понятно: толстый проводок черного цвета подключаем на минус блока питания, толстый проводок красного цвета - на плюс блока питания (засветятся показания шкалы вольтметра),

толстый проводок синего цвета подключаем к нагрузке, второй конец от нагрузки приходит на плюс блока питания (засветятся показания шкалы амперметра).

Напряжение – с этим термином мы довольно часто сталкиваемся в повседневной жизни. Иногда нам нужно измерить напряжение в сети, чтобы понять, почему какое-либо устройство работает неудовлетворительно или лампа накаливания горит довольно тускло. Для данного рода измерений используют вольтметры. Вольтметр подключается к измеряемому устройству только параллельно, почему это так?

Как известно электрическое напряжение – это отношение работы, совершенной электрическим полем по перемещению заряда А, к величине заряда q, U=A/q. Также оно характеризует электрическое поле, которое возникает при прохождении электрического тока.

В системе международных обозначений СИ обозначается как U и измеряют в вольтах (1 В = 1 Дж/Кл). Для того чтобы измерять напряжение на устройстве необходимо параллельно к нему подключить вольтметр.

Для того, чтоб при параллельном включении снизить ток, потребляемый вольтметром и соответственно потери электрической энергии внутри устройства, внутреннее измерительное сопротивление выбирается как можно больше . Если включить вольтметр в цепь последовательно, то в связи с большим внутренним сопротивлением получим фактически разрыв цепи. То есть потери при измерении напряжения будет слишком большими, что неприемлемо, а также измерения будут некорректными. Поэтому вольтметр подключают только параллельно:

Если измеряется постоянное напряжение от 1 до 1000 мкВ могут использовать , но чаше пользуются цифровыми вольтметрами. Значения от десятков милливольт до сотен вольт измеряют приборами таких систем как: электромагнитной, электродинамической, магнитоэлектрической. Также не брезгуют и электронными аналоговыми и цифровыми вольтметрами. Также при измерении могут использовать добавочные сопротивления:

Где Rv – это внутреннее сопротивление вольтметра, Rдоб1…3 – добавочные сопротивления, UmV – максимальное которое может измерять сам вольтметр, а U1…3 – которые он может измерять с добавочными сопротивлениями.

Сопротивления добавочных резисторов определяется по формуле:

Где m – масштабный коэффициент.

Если проводят измерения постоянных напряжений в несколько киловольт, то в большинстве случаев используют вольтметры электростатические, реже используют измерительные устройства других систем подключаемых через делитель:

Где резисторы R 1 , R 2 — резисторы выполняющие роль делителя, R изм. – измерительное сопротивление, с которого снимается напряжение.

Если измеряют переменные напряжения до единиц вольт, то используют аналоговыми, выпрямительными и цифровыми устройствами. От единиц до сотен вольт и частотном диапазоне до нескольких десятков килогерц применяют выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы. Если частота достигает нескольких десятков мегагерц, то в таком случае напряжение измеряют термоэлектрическими и электростатическими приборами.

В действующих значениях, как правило градуируют шкалы приборов для измерения величин переменного тока. Поэтому при измерении необходимо это учитывать (если необходимо измерять амплитудные и средние значения, то их как правило пересчитывают по соответствующим формулам).

При проведении измерении в сетях переменного тока напряжением выше 1000 В могут использоваться как делители, так и трансформаторы напряжения или измерительные трансформаторы. Чаще используют трансформаторы, так как трансформатор не только понижает значение напряжения, но потенциально разделяет измерительную цепь от силовой. Измерения могут проводится теми же приборами, что и в выше описанных случаях. Схема включения приведена ниже:

Где FU1, FU2 – предохранители, защищающие измерительную цепь от короткого замыкания.

Внешний вид трансформатора однофазного:

Как видим, при проведении измерение различного рода напряжений могут использоваться как различного рода приборы (цифровые, аналоговые и т.д.), так и устройства (делители, трансформаторы). При проведении измерений важно учитывать каждый способ проведения измерений, для получения как можно более точного результата, а также корректного проведения измерительных работ.

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.

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.

П остоянное 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.

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.

Подключение вольтметра необходимо производить по определённым схемам. Это делается для того, чтобы показания прибора соответствовали параметрам сети.

Видео

Измерительные приборы необходимы при работе с электрическими схемами или сетями, потому что иным способом невозможно осуществлять измерения, контроль, анализ технического состояния цепей постоянного или переменного тока, а также подключенных в них различных потребителей. К таким приборам относится вольтметр. Что это за устройство, как устроено и где применяется, можно узнать из данной публикации, в которой собрана интересующая по теме информация. В статье расскажем, как пользоваться вольтметром, рассмотрим порядок действий.

Типы и виды вольтметров

В отличие от многофункционального тестера или мультиметра, вольтметр предназначен для измерений только одной величины — напряжения в электрических цепях или на их определенных участках. Несмотря на такую узкую специализацию, данный прибор имеет множество разновидностей по принципу действия, назначению и способу установки.

По принципу работы устройства делятся на:

1. Электронные, представленные аналоговыми и цифровыми моделями. Визуально они отличаются демонстрационными панелями, которые у аналоговых устройств имеют вид шкалы и стрелки, а у цифровых – электронного табло

Электронные цифровые вольтметры передают значение измеряемой величины на табло

1. Электромеханические, среди которых наиболее часто используются электромагнитные (просты в применении и недороги в изготовлении) и магнитоэлектрические (редко встречаются у простых электриков, больше задействуются в электролабораториях и исследовательских заведениях).

Вольтметр электромеханического типа со шкалой измерения напряжений до 150 В

Несмотря на свою доступность, электромагнитные вольтметры имеют существенный недостаток: большая индуктивность собственных обмоток, в результате чего точность прибора нельзя назвать высокой. Такие измерительные устройства часто используют в электрощитах на подстанциях и объектах промышленности. Читайте также статью: → « ».

Разделение по назначению:

• постоянного и переменного тока – для измерений напряжений в соответствующих названию цепях;
• универсальные – их схема позволяет с помощью переключателей переводить прибор в разные режимы измерений (постоянного либо переменного тока);
• импульсные – служат для измерений периодических импульсных сигналов либо одиночных импульсов;
• другие – имеют особенные назначения, не представляющие интереса для широкого круга пользователей.

По способу установки – можно сделать заключение исходя из названий: стационарные, щитовые, переносные.

Параметры оценки технических характеристик прибора

Вольтметр включается в электрическую цепь параллельно, поэтому чтобы не оказывать влияния на процесс протекания тока на участке измерения, он должен обладать большим внутренним сопротивлением. Чем выше этот показатель, тем точнее показания, снимаемые и демонстрируемые устройством . Все просто – ток идет по пути с наименьшими препятствиями, и чтобы снизить потери электроэнергии внутри схемы прибора, ее обеспечивают мощным сопротивлением. Если его включить в цепь последовательно, то потери напряжения не позволят произвести измерение, а параллельное подключение даст обратный эффект.

Таким образом, для оценки функциональности измерительного устройства принимаются во внимание следующие показатели:

1. Внутреннее сопротивление
2. Границы напряжений, доступных для измерения конкретным устройством. Большинство современных приборов универсальны и способны отображать величины от десятых частей вольта до 1 кВ, чего вполне достаточно для работы электрика, однако существуют микро-, милливольтметры, а также киловольтметры, которые чаще используются специалистами и требуют наличия определенных знаний и навыков

Милливольтметр внешне похож на вольтметр, но диапазон измерений значительно ниже

1. Допускаемая погрешность, то есть точность измерений. Данный показатель обычно незначителен, но его необходимо учитывать для установления реального напряжения сети.

Практическая рекомендация: прежде чем приступить к работе с вольтметром, необходимо внимательно изучить его характеристики, потому что если прибор рассчитан на диапазон меньших значений, чем реальное напряжение в цепи, он может выйти из строя.

Для расширения границ диапазона измеряемых значений могут использоваться дополнительные сопротивления. Это производится по следующей схеме:

Простая схема включения добавочных резисторов для расширения допустимых границ измерений

Где Rv – сопротивление прибора, UmV – диапазон измерений конкретного устройства, Rdob 1-3 – добавочные резисторы, U1, U2, U3 – измененные границы доступных для исследования напряжений.

Пользование вольтметром дома

Перед началом работы с применением измерительного прибора необходимо:

• убедиться, что данное устройство соответствует напряжению, под которым предположительно находится участок цепи;
• что прибор соответствует типу напряжения (постоянное или переменное) – постоянное помечается знаком =, переменное обозначается ~;
• проверить правильность установки вольтметра – некоторые стрелочные модели требуют определенного положения при работе (вертикального или горизонтального), о чем на корпусе сделана соответствующая пометка.

При производстве измерений на участках электрической цепи с напряжением 60 и более вольт, рекомендуется использовать диэлектрические резиновые перчатки и щупы с повышенной изоляцией . Читайте также статью: → « ».

Регулировка настройки прибора (корректировка) пошагово

Для некоторых вольтметров обязательной процедурой перед практическим использованием является настройка. Это касается аналоговых моделей со шкалой и стрелкой. Как правило, после простоя, стрелка смещается либо ниже ноля, либо выше него, в результате чего в показания прибора может вкрасться погрешность. Чтобы этого не произошло необходимо произвести корректировку, а именно:

• найти на лицевой панели устройства миниатюрный настроечный винт;
• с помощью мелкой плоской отвертки провернуть винт в одну и другую сторону, добившись выставления стрелки строго на «0»;
• несколько раз переместить прибор, убедиться в устойчивости настройки.

Проверка и выставление «нулевого показателя» — обязательная процедура перед каждым использованием аналоговой модели .

Пошаговая инструкция измерения напряжения

Измерение напряжения в электрической цепи производится в следующем порядке:

1. Вольтметр подготавливается к работе. Помимо описанных выше действий необходимо подсоединить провода. У аналоговых приборов для этого в верхнем торце имеются контакты с винтами. Иногда они имеют отметки «+» и «-», к ним прикручиваются провода. У электронных моделей провода снабжены разъемами, а в корпусе предусмотрены гнезда для них
2. Переключатель на цифровом приборе устанавливается в положение «вкл»
3. На универсальном вольтметре выставляется тип измеряемого напряжения и диапазон его значений. Если величина не известна, то во избежание перенапряжения и выхода прибора из строя, устанавливается max предел, а потом постепенно понижается до получения читаемых значений
4. Щупами произвести контакт с проводниками или клеммами на интересующем участке цепи, при этом подключение должно быть параллельным, как показано на схеме. Ничего сложного в данном процессе нет, главное правильно произвести все действия.

Обзор производителей измерительных приборов

Современный рынок измерительных приборов представлен многими торговыми марками, производящими продукцию высокого качества, обладающей прекрасными характеристиками. Без особого труда, на страницах интернет магазинов можно найти любую интересующую модель электромеханического или электронного вольтметра. В качестве примера можно привести товары некоторых брендов, занявших достойное место среди производителей измерительного оборудования из разных стран мира.

Наименование продукции	Модель прибора	Торговая марка	Страна производитель	Цена, руб.
B 7-78/1	Вольтметр универсальный цифровой	АКИП	Россия	65 895
34401 A	//	Agilent	США	103 600
ABM-4401	//	Актаком	Россия	74 141
GDM-78261	//	Good Will Instrument Co., ltd	Тайвань	73 108

Данные модели приборов имеют схожие технические показатели и работают с цепями постоянного и переменного тока в диапазонах измеряемого напряжения от 1 мкВ до 750-1000 В. Ценовые значения представляют усредненные данные интернет-магазинов Москвы, приведены для сравнения и не могут быть использованы для ссылок и составления смет.

Помимо дорогих многофункциональных универсальных приборов существует множество более доступных и не менее надежных устройств, с помощью которых можно производить измерения напряжения. Например, аналоговый вольтметр CEC 96 400 V-C-2 от торговой марки Circutor S.A. из Испании (цена 12 138 руб.) или продукция от бренда Voltcraft, стоимость которой представлена от 10 000 руб. Читайте также статью: → « ».

Пользователь сможет подобрать изделие с интересующими его параметрами в любом ценовом сегменте. Однако ориентироваться нужно не только на ценовые значения, но и на область применения, для которой прибор приобретается . Большинству пользователей для применения в быту вполне достаточно будет приобрести тестер «мультиметр», в котором предусмотрена и функция измерения напряжения. Такие изделия широко представлены разными торговыми марками: Ctlsa Messgerate, Proskit, Sturm, UNI-T и другими.

Практическая рекомендация: для использования в электрических лабораториях нужны более точные, но соответственно дорогие магнитоэлектрические вольтметры. На различных подстанциях и электрических щитах более востребованными будут встраиваемые (щитовые) или стационарные модели.

Наиболее распространенные ошибки при пользовании вольтметром

Довольно часто при использовании измерительного оборудования, из-за неправильных действий возникают ситуации, которые могут привести к поражению человека электрическим током либо выходу прибора из строя. Ниже приведены ошибки, допускаемые пользователями во время работы с вольтметрами.

• Перед началом измерений не производится анализ участка цепи, к которому будет подключаться вольтметр. Например, при проверке блока автоматики, с подаваемым напряжением 18 В на электромагнитной станции, прибор выставляется на указанную величину, однако в ходе работы возникает необходимость произвести измерения на другом участке цепи, обтекаемом напряжением 380 В. Если не настроить прибор на нужную величину, он может просто перегореть. Также устройство может выйти из строя если не переключить его соответственно типу измеряемого напряжения (постоянное/переменное).
• Ввиду схожести по внешнему виду, вольтметр может быть перепутан и принят за амперметр и включен в электрическую цепь последовательно. В данном случае измерения будут недоступны, но если перепутать вольтметр с милливольтметром, то это может привести к утрате дорогостоящего измерительного оборудования.
• От длительного использования изоляция проводов на щупах прибора может надломиться и оголится проводник. Некоторые пользователи склонны удалить щупы вовсе, и далее действовать зачищенными концами провода. Это небезопасно, особенно при работе с напряжением, превышающим 60 В и может привести к поражению электрическим током. Лучше приобрести новые щупы, которые в настоящее время вполне доступны.
• В целях экономии покупатель может соблазниться низкой ценой прибора от неизвестного производителя, в результате чего получить не соответствующий требованиям или совершенно не пригодный для работы вольтметр. Чтобы этого не произошло, лучше приобретать измерительную технику известных брендов в специализированных магазинах, при этом требовать сертификат соответствия и проверять наличие гарантийного срока (у качественной продукции он не ниже 12 месяцев).

В заключении стоит отметить, что вольтметры относятся к востребованной категории измерительных приборов для электрических цепей. Пользоваться ими не сложно, но не стоит легкомысленно подходить к этому процессу. Всегда необходимо соблюдать внимательность и правила безопасности, потому что электрические цепи и приборы являются источником повышенной опасности.

Сталкиваясь с необходимостью узнать величину напряжения на участке электрической цепи, многие задаются вопросом: как подключить вольтметр? Это очень просто, но нужно знать несколько простых правил.

Этот прибор относится к измерительным. С его помощью осуществляется отсчет, измерение напряжения и электродвижущей силы в электросетях. Его подключают параллельно нагрузке или источнику питания.

Основные характеристики прибора

Правильно подключить вольтметр поможет знание его устройства и принципов работы. Вид обычного переносного вольтметра известен каждому. Это прямоугольная коробка с фронтальным экраном, рычажками, кнопками и разъемами для контактов. Он оборудуется ручкой, на которую его можно ставить в приподнятом положении, также она служит для его переноски. Есть также очень компактные варианты, похожие на амперметр. Это просто маленькая коробочка с клеммами и шкалой со стрелкой.

Некоторые приборы, схожие с амперметром, отличить можно по знаку V на табло. В схемах его изображают такой же буквой, но в кружке. Так же как у первого, на одном его конце есть знак «+». Его обязательно подсоединяют к плюсовому концу источника, то есть к точке с положительным значением цепи. В противном случае указатель будет показывать в противоположную правильному направлению сторону.

Чем больше сопротивление внутри устройства, тем лучше, поскольку в таком случае сопротивление имеет наименьшее влияние на объект измерения, поэтому показания его более точны и диапазон применения шире.

Есть достаточно разнообразное количество модификаций:

• по принципу функционирования (электромеханические, статические, электронные);
• по назначению (импульсные, постоянного/переменного тока, чувствительные к фазе, селективные, универсальные);
• стационарные, щитовые, переносные.

Более техническое определение вольтметра звучит так: гальванометр с большой чувствительностью, значительным сопротивлением, оборудованный табло, на котором отображаются показатели разности потенциалов, или электровозбудительный показатель в вольтах.

Вернуться к оглавлению

Принцип действия вольтметра

Он измеряет разнообразные значения тока, протекающего сквозь прибор. Принцип работы един для всех приборов, а конструкция может быть очень разнообразной.

Некоторые такие приборы устаревшего производства состоят из катушки тоненькой проволоки, она расположена меж концами магнита в форме подковы с железной стрелкой, которая двигается на оси. Ток течет в этой катушке. Намагниченный указатель двигается от силы тока: чем он сильнее, тем значительнее ее отклонение (то есть чем существеннее разница потенциалов концов проволоки катушки).

Некоторые не имеют магнитов, ток проходит через катушку, вбирая внутрь тонкую металлическую трубку, проще говоря, двигает относительно катушки цилиндрик из металла, расположенного на оси.

В приборах, рассчитанных на переменный ток, ток пропускается через специальным способом установленную проволоку, отчего она нагревается, тем самым меняет свой размер, что и отображает индикатор.

При замерах надо учитывать сопротивление при нагреве и вычислять поправку, поэтому конструкция некоторых устройств сделана уже таким образом, чтобы измерять с поправкой.

Вернуться к оглавлению

Первое, о чем надо знать: если включить прибор в цепь последовательным способом, он может выйти из строя.

Параллельное подсоединение используется, поскольку оно уменьшает ток.

Вольтметр подключается таким способом, чтобы его мощное сопротивление не меняло показатели измерений. При последовательном подсоединении мощность тока в цепи станет минимальной.

Правильно устройство подсоединяется в цепь параллельно ее части: так оно не влияет на течение токов, потому и сопротивление необходимо большое. Не нужно путать вольтметр с амперметром, который включается последовательно, потому что сопротивления в нем должно быть минимум.

Ток, который течет через прибор, намного меньше протекающего по тестируемой области цепи. Внутри его нет влияющих сил. Разность концов клемм одинаковая с напряжением, потому он измеряет его.

Подсоединение прибора выглядит так. Для замеров напряжения, которое есть меж двух выбранных точек в электрической цепи, его просто нужно присоединить к ним так, чтобы такое подсоединение находилось параллельно источнику питания. Вольтметр не оказывает практически никакого влияния на ток, вследствие его пропускания через себя, поскольку создается специально для этого со значительным сопротивлением. Поэтому он не причиняет никаких утрат энергии.

С целью расширить диапазон замеров последовательно к обмотке устройства монтируют дополнительный резистор. В таком случае на измеритель идет лишь часть измеряемого тока, она является пропорциональной сопротивлению прибора. При известном резисторном сопротивлении у вольтметра определяют показатель напряжения.

Такой резистор встраивается внутрь прибора, он одновременно используется с целью уменьшения влияния температур среды на показатели вольтметра. Для этого он изготавливается из материала с низким температурным коэффициентом, его сопротивление меньше такового в катушке, и поэтому общее сопротивление прибора почти не зависит от температуры.