قياس الجهد المتردد. قياس جهد التيار المتردد مقياس جهد التيار المتردد

تقريبًا كل واحد منا، عاجلاً أم آجلاً، سيواجه (أو سيتعين عليه) مواجهة مهمة قياس الجهد الكهربائي.

قد تحتاج إلى هذا في واحدة من عدد لا حصر له من المواقف اليومية، وسيكون من الجيد أن تعرف مسبقًا كيف وبأي مساعدة يمكن القيام بذلك.

لقياس الجهد تحتاج فقط إلى جهاز واحد يسمى "متعدد"ومصدر للكهرباء. يعد قياس جهد البطارية الكاذبة أو مصدر طاقة الكمبيوتر المحمول أو الأسلاك المكشوفة في الشقة من أكثر الاستخدامات شيوعًا.

في هذه المقالة سوف ننظر إلى مثال كيفية قياس الجهد الكهربائيالطاقة باستخدام جهاز قياس متعدد منزلي.

كمثال على سبب حاجة الجميع إلى معرفة ذلك، يمكننا أن نستشهد بالعديد من المواقف اليومية: من خلال قياس الجهد الكهربي على البطارية، يمكنك فهم مدى "صحتها"، أو ربما يمكن التخلص منها بالفعل؛ المصباح الموجود في الثريا لا يضيء، على الرغم من أن المصباح الكهربائي جديد - إلا أنه يستحق التحقق، فقد تكون هناك مشكلة في الأسلاك؛ عند انقطاع التيار الكهربائي، من الجيد التحقق من اللوحة الموجودة في المدخل لمعرفة ما إذا كنت قد قمت بالفعل بقطع التيار الكهربائي عن الشقة بأكملها. بشكل عام، هناك الكثير من التطبيقات.

لقد تعاملنا مع المهام، والآن يستحق الحديث عما ستحتاجه للقياسات. في 99% من المواقف اليومية، ستحتاج فقط إلى مصدر طاقة تيار متردد أو مستمر "المقياس المتعدد" هو جهاز يقيس الجهد،ويسمى أيضا "اختبار"وغيرها من المؤشرات الكهربائية وتحديداً إحدى وظائفها - الفولتميتر. بالنسبة للقياسات المنزلية، فإن أبسط نموذج مناسب، والذي يمكن العثور عليه في المتجر بسعر 200 روبل.

وقليلا عن التيار. الجهد االكهربى التيار الكهربائيتقاس في فولت (الخامس). التيار نفسه يمكن أن يكون ثابت (DCV)أو متغير (أكف). في المنافذ والأسلاك المنزلية، يكون التيار متناوبًا دائمًا، ولكن في كل ما يحتوي على "+" و"-" (البطاريات والمراكم وما إلى ذلك) يكون ثابتًا. بادئ ذي بدء، حدد التيار الذي ستقوم بقياسه وحدد موضع التبديل المناسب على المقياس المتعدد: DCV - التيار المباشر، ACV - التيار المتردد.

القيم الرقمية على المتر المتعدد هي القيم القصوى المقاسة. إذا كنت لا تعرف تقريبًا الجهد الذي تحتاج إلى قياسه، فابدأ بضبطه على أعلى قيمة.

تجدر الإشارة إلى أن العديد من أجهزة القياس المتعددة الحديثة قادرة على تحديد التيار الذي يتم توفيره لها بنفسها - مباشر أو متناوب. إذا كان جهاز القياس المتعدد الخاص بك واحدًا من هذه العناصر، فبدلاً من مواضع تبديل DCV وACV، سيكون لديك موضع واحد - V. في هذه الحالة، ما عليك سوى ضبطه.

كيفية توصيل الأسلاك المتعددة

بعد الشراء، غالبًا ما يكون لدى العديد من المبتدئين سؤال: مكان إدخال الأسلاك (على وجه الدقة، يتم استدعاؤها تحقيقات) المتعدد وكيفية القيام بذلك بشكل صحيح.

تحتوي معظم أجهزة القياس المتعددة على ثلاثة موصلات سلكية وسلكين - أسود وأحمر. أسوديتم إدخال السلك في المقبس المحدد كوم, أحمرفي الفتحة حيث تتضمن الرموز التعيين V.

أما المقبس الثالث فهو يستخدم لقياس التيارات العالية ولا نحتاج إليه لقياس الجهد، ولكن بشكل عام، إذا لزم الأمر، يتم توصيل السلك الأحمر به، ويبقى السلك الأسود دائمًا في مقبس واحد.

كيفية قياس الجهد في منفذ

واحدة من المهام الأكثر شيوعا هي قياس الجهد في المقبسأو في الأسلاك الشقة. من السهل جدًا القيام بذلك باستخدام جهاز متعدد. كما كتبنا أعلاه، يتدفق التيار المتردد في المقابس، لذا لقياسه، تحتاج إلى ضبط المفتاح الموجود على جهاز القياس المتعدد على المنطقة خل التفاح.

نحن نعلم أن الجهد يجب أن يكون حوالي 220 فولت، لذلك إذا كان لديك مقياس متعدد كما في المثال من الصورة أعلاه، فاضبط المفتاح على العلامة أكبر من القيمة المتوقعة، في هذه الحالة على 750 في نطاق ACV.

بعد إعداد الجهاز، حان الوقت لوضع أصابع المسبار في المقبس. لا يهم أي سلك يتم إدخاله في أي فتحة في المقبس. بشكل عام، لا يوجد ما نخاف منه هنا، والشيء الرئيسي هو التمسك بالجزء المعزول من المجسات وعدم لمس الجزء المعدني الخاص بها (على الرغم من أنه من الصعب جدًا القيام بذلك حتى مع وجود رغبة قوية)، وكذلك لا للسماح لهم بلمس بعضهم البعض أثناء إدخالهم في المقبس، وإلا فقد تتسبب في حدوث ماس كهربائي.

إذا فعلت كل شيء بشكل صحيح، فسوف تعرض شاشة جهاز القياس المتعدد الجهد الحالي في المنفذ والأسلاك الداخلية.

في حالتنا، هذا 235.8 فولت - ضمن الحدود الطبيعية. لن ترى أبدًا 220 فولتًا بالضبط على الشاشة، لذا فإن الخطأ +-20 أمر طبيعي.

كيفية قياس البطارية أو جهد البطارية

جميع أنواع البطاريات والمراكم المختلفة، بشكل عام، كل ما ترى فيه "+" و"-" كلها مصادر للتيار الكهربائي المباشر. قياس جهد التيار المستمر ليس أكثر صعوبة من قياس الجهد المتردد.

للقيام بذلك، خذ، على سبيل المثال، بطارية AA الأكثر عادية. يتصل أحمرسلك متعدد مع "+" - الاتصال الثالث للبطارية و أسودمع "-" - أنت. إذا قمت بتوصيلهم في الاتجاه المعاكس، فلن يحدث شيء سيء، فسيتم عرض القراءات ببساطة على شاشة المتر المتعدد بعلامة ناقص، شيء من هذا القبيل.

عادةً ما يكون جهد البطاريات منخفضًا، لذا لا داعي للخوف من الضغط على المسبار بأصابعك. حتى 20 فولت، على الأرجح لن تشعر بأي شيء. في حالة وجود بطارية AAA - فهي الحد الأقصى للجهد 1.5 فولت، وهو أمر ليس مخيفا على الإطلاق بالنسبة للبشر.

وكما نرى من قراءات المتر المتعدد، فإن جهد البطارية هو 1.351 فولت، مما يعني أن البطارية لا تزال مشحونة بالكامل ويمكن استخدامها.

وبطريقة مماثلة، يمكنك فحص أي بطاريات أخرى وقياس جهدها، وكما تعلم الآن، لا يوجد شيء معقد في هذا الأمر.

للقياس جهد التيار المتردديتم استخدام الأجهزة الكهروميكانيكية التناظرية (الكهرومغناطيسية، والكهروديناميكية، ونادرا ما الحث)، والأجهزة الإلكترونية التناظرية (بما في ذلك أنظمة المعدل) وأدوات القياس الرقمية. يمكن أيضًا استخدام المعوضات وأجهزة الذبذبات والمسجلات والأدوات الافتراضية لإجراء القياسات.

عند قياس الجهد المتناوب، ينبغي التمييز بين القيم اللحظية والسعة والمتوسطة والفعالة للجهد المطلوب.

يمكن تمثيل الجهد المتناوب الجيبي في شكل العلاقات التالية:

أين ش (ر)- قيمة الجهد اللحظي، V؛ ش م -قيمة جهد السعة، V؛ (U - متوسط ​​قيمة الجهد، V ت -فترة

(ت = 1//) الجهد الجيبي المطلوب، ق؛ ش-قيمة الجهد الفعال، V.

يمكن عرض القيمة اللحظية للتيار المتردد على راسم الذبذبات الإلكتروني أو باستخدام مسجل تمثيلي (مسجل الرسم البياني).

يتم قياس القيم المتوسطة والسعة والفعالة للجهود المتناوبة بواسطة المؤشر أو الأجهزة الرقمية للتقييم المباشر أو معوضات الجهد المتردد. نادرًا ما يتم استخدام أدوات قياس القيم المتوسطة والسعة. تتم معايرة معظم الأجهزة بقيم الجهد الفعالة. ومن هذه الاعتبارات، تم تقديم قيم الإجهاد الكمي كتاب مدرسي، يتم إعطاؤها، كقاعدة عامة، بالقيم الفعالة (انظر التعبير (23.25)).

عند قياس الكميات المتغيرة، يكون لشكل الفولتية المرغوبة أهمية كبيرة، والتي يمكن أن تكون جيبية أو مستطيلة أو مثلثة وما إلى ذلك. تشير جوازات السفر الخاصة بالأجهزة دائمًا إلى الفولتية التي تم تصميم الجهاز لقياسها (على سبيل المثال، لقياس الجيبي أو المستطيل الفولتية). في هذه الحالة، تتم الإشارة دائمًا إلى معلمة جهد التيار المتردد التي يتم قياسها (قيمة السعة، القيمة المتوسطة أو القيمة الفعالة للجهد المقاس). كما ذكرنا سابقًا، يتم استخدام معايرة الأجهزة في الغالب في القيم الفعالة للجهود المتناوبة المطلوبة. وبسبب هذا، يتم إعطاء جميع الفولتية المتغيرة التي تم النظر فيها أيضًا بقيم فعالة.

لتوسيع حدود قياس الفولتميتر الجهد المتردد، يتم استخدام مقاومات إضافية ومحولات الأجهزة والسعات الإضافية (مع أجهزة النظام الكهروستاتيكي).

لقد تمت بالفعل مناقشة استخدام مقاومات إضافية لتوسيع حدود القياس في القسم الفرعي 23.2 فيما يتعلق بمقاييس الجهد المباشر، وبالتالي لم يتم تناولها في هذا القسم الفرعي. كما لا تؤخذ في الاعتبار محولات قياس الجهد والتيار. وترد معلومات عن المحولات في الأدب.

مع دراسة أكثر تفصيلاً لاستخدام السعات الإضافية، يمكن استخدام سعة إضافية واحدة لتوسيع حدود قياس الإحصائيات الكهربائية للفولتميتر (الشكل 23.3، أ)أو يمكن استخدام حاويتين إضافيتين (الشكل 23.3، ب).

بالنسبة لدائرة ذات سعة إضافية واحدة (الشكل 23.3، أ) قياس الجهد شموزعة بين السعة الفولتميتر ج ذوالسعة الإضافية C تتناسب عكسيًا مع القيم س ي و س

بالنظر إلى ذلك يو ج = يو- أوي،يمكن كتابتها

أرز. 23.3. مخطط لتوسيع حدود القياس الكهروستاتيكي

الفولتميتر:

أ- دائرة بسعة إضافية واحدة؛ ب- دائرة بحاويتين إضافيتين؛ ش- قياس الجهد المتردد (قيمة جذر متوسط ​​التربيع) ؛ C، C، C 2 - حاويات إضافية؛ السيرة الذاتية-سعة الفولتميتر الكهروستاتيكي المستخدم الخامس؛ ش ج- انخفاض الجهد عبر السعة الإضافية C؛ يو ضد -قراءة الفولتميتر الكهروستاتيكي

حل المعادلة (23.27) ل ش،نحصل على:

من التعبير (23.28) يترتب على ذلك أنه كلما زاد الجهد المقاس شبالمقارنة مع الحد الأقصى للجهد المسموح به لآلية كهروستاتيكية معينة، يجب أن تكون السعة أصغر معمقارنة بالقدرة معك.

تجدر الإشارة إلى أن الصيغة (23.28) صالحة فقط مع العزل المثالي للمكثفات المكونة للمكثفات معو ج ضد .إذا كان هناك خسائر في العازل الذي يعزل ألواح المكثف عن بعضها البعض، فستنشأ أخطاء إضافية. وبالإضافة إلى ذلك، قدرة الفولتميتر ج ذيعتمد على الجهد المقاس ش،منذ من شتعتمد قراءات الفولتميتر، وبالتالي المواضع النسبية للصفائح المتحركة والثابتة التي تشكل آلية القياس الكهروستاتيكية. الظرف الأخير يؤدي إلى ظهور خطأ إضافي آخر.

يتم الحصول على أفضل النتائج إذا تم استخدام مكثفين إضافيين C (و C 2) بدلاً من سعة إضافية واحدة، لتشكيل مقسم جهد (انظر الشكل 23.3، ب).

بالنسبة لدائرة تحتوي على مكثفين إضافيين، تكون العلاقة التالية صحيحة:

أين ش -انخفاض الجهد عبر المكثف ج ذ

بالنظر إلى ذلك يمكن كتابتها

حل المعادلة (23.30) ل ش،نحصل على:

من التعبير (23.31) يمكننا أن نستنتج أنه إذا كانت سعة المكثف C 2 الذي يتصل به الفولتميتر تتجاوز بشكل كبير سعة الفولتميتر نفسه، فإن توزيع الجهد يكون مستقلاً عمليًا عن قراءة الفولتميتر. وبالإضافة إلى ذلك، في ج 2 " ج ذالتغير في مقاومة العزل للمكثفات C و C 2 والتردد

الجدول 23.3

حدود وأخطاء قياس الجهود المتناوبة

كما أن الجهد المقاس له تأثير ضئيل على قراءات الجهاز. أي أنه عند استخدام حاويتين إضافيتين، يتم تقليل الأخطاء الإضافية في نتائج القياس بشكل كبير.

حدود قياس الجهود المتناوبة بالأجهزة أنواع مختلفةوأصغر الأخطاء لهذه الأجهزة موضحة في الجدول. 23.3.

وكأمثلة، يوضح الملحق 5 (الجدول أ.5.1). المواصفات الفنيةالفولتميتر العالمي الذي يسمح لك بقياس الفولتية المتناوبة، من بين أمور أخرى.

وفي الختام، تجدر الإشارة إلى ما يلي.

أخطاء في قياس التيارات (المباشرة والمتناوبة) بأجهزة من نفس النوع وفي ظروف متساويةهناك دائمًا المزيد من الأخطاء في قياس الفولتية (سواء الثابتة أو المتناوبة). إن الأخطاء في قياس التيارات المتناوبة والفولتية بأجهزة من نفس النوع وفي ظل ظروف متساوية تكون دائمًا أكبر من الأخطاء في قياس التيارات والفولتية المباشرة.

أكثر معلومات مفصلةيمكن الحصول على الأسئلة المطروحة من .

الوحدة الأساسية لقياس الجهد الكهربائي هي الفولت. اعتمادا على الحجم، يمكن قياس الجهد فولت(في)، كيلو فولت(1 كيلو فولت = 1000 فولت)، ميلي فولت(1 مللي فولت = 0.001 فولت)، ميكروفولت(1 ميكروفولت = 0.001 مللي فولت = 0.000001 فولت). في الممارسة العملية، غالبا ما يتعين عليك التعامل مع فولت وميليفولت.

هناك نوعان رئيسيان من التوتر - دائمو عامل. تعمل البطاريات والمراكم كمصدر للجهد المستمر. يمكن أن يكون مصدر الجهد المتردد، على سبيل المثال، الجهد في الشبكة الكهربائية لشقة أو منزل.

لقياس استخدام الجهد الفولتميتر. هناك الفولتميتر مفاتيح(التناظرية) و رقمي.

اليوم، تعد أجهزة قياس الفولتميتر المؤشرة أقل شأنا من الأجهزة الرقمية، لأن الأخيرة أكثر ملاءمة للاستخدام. إذا، عند القياس باستخدام مؤشر الفولتميتر، يجب حساب قراءات الجهد على مقياس، ثم باستخدام مقياس رقمي، يتم عرض نتيجة القياس على الفور على المؤشر. ومن حيث الأبعاد، فإن أداة المؤشر أدنى من الرقمية.

لكن هذا لا يعني عدم استخدام أدوات المؤشر على الإطلاق. هناك بعض العمليات التي لا يمكن رؤيتها باستخدام أداة رقمية، لذلك يتم استخدام المفاتيح بشكل أكبر في المؤسسات الصناعية والمختبرات ومحلات التصليح وما إلى ذلك.

على الكهرباء مخططات الدوائريُشار إلى الفولتميتر بدائرة بحرف لاتيني كبير " V" داخل. بجوار رمزتتم الإشارة إلى الفولتميتر من خلال تعيين الحرف الخاص به " بو."والرقم التسلسلي في الرسم التخطيطي. على سبيل المثال. إذا كان هناك اثنين من الفولتميتر في الدائرة ، فبجانب الفولتميتر الأول يكتبون " بو 1"، وعن الثاني" بو 2».

عند قياس الجهد المباشر، يشير الرسم البياني إلى قطبية توصيل الفولتميتر، أما إذا تم قياس الجهد المتردد، فلا يتم الإشارة إلى قطبية التوصيل.

يتم قياس الجهد بين نقطتينالدوائر: في الدوائر الإلكترونية بين إيجابيو ناقصالقطبين، في المخططات الكهربائيةبين مرحلةو صفر. الفولتميتر متصل بالتوازي مع مصدر الجهدأو بالتوازي مع قسم السلسلة- مقاوم أو مصباح أو حمل آخر يجب قياس الجهد عليه:

لنفكر في توصيل الفولتميتر: في الرسم البياني العلوي، يتم قياس الجهد عبر المصباح HL1وفي نفس الوقت على مصدر الطاقة GB1. في الرسم البياني أدناه، يتم قياس الجهد عبر المصباح HL1والمقاوم ر1.

قبل قياس الجهد، تحديد ذلك منظروتقريبية مقاس. والحقيقة هي أن جزء القياس من الفولتميتر مصمم لنوع واحد فقط من الجهد، وهذا يؤدي إلى نتائج قياس مختلفة. الفولتميتر لقياس الجهد المباشر لا يرى الجهد المتردد، ولكن الفولتميتر لقياس الجهد المتردد، على العكس من ذلك، يمكنه قياس الجهد المباشر، لكن قراءاته لن تكون دقيقة.

من الضروري أيضًا معرفة القيمة التقريبية للجهد المقاس، حيث تعمل أجهزة قياس الفولتميتر في نطاق جهد محدد بدقة، وإذا ارتكبت خطأ في اختيار النطاق أو القيمة، فقد يتلف الجهاز. على سبيل المثال. نطاق قياس الفولتميتر هو 0...100 فولت، مما يعني أنه لا يمكن قياس الجهد إلا ضمن هذه الحدود، لأنه إذا تم قياس الجهد فوق 100 فولت، فسوف يفشل الجهاز.

بالإضافة إلى الأجهزة التي تقيس معلمة واحدة فقط (الجهد، التيار، المقاومة، السعة، التردد)، هناك أجهزة متعددة الوظائف تقيس كل هذه المعلمات في جهاز واحد. يسمى هذا الجهاز اختبار(في الغالب أدوات قياس المؤشر) أو المتر الرقمي.

لن نتوقف عند جهاز الاختبار، فهذا هو موضوع مقال آخر، ولكن دعنا ننتقل مباشرة إلى جهاز القياس الرقمي المتعدد. بالنسبة للجزء الأكبر، يمكن لأجهزة القياس المتعددة قياس نوعين من الجهد ضمن نطاق 0...1000 فولت. لسهولة القياس، تم تقسيم كلا الجهدين إلى قطاعين، وداخل القطاعات إلى نطاقات فرعية: جهد التيار المستمر له خمسة نطاقات فرعية، والجهد المتردد له نطاقان فرعيان.

كل نطاق فرعي له الحد الأقصى للقياس الخاص به، والذي يُشار إليه بقيمة رقمية: 200 م, 2 فولت, 20 فولت, 200 فولت, 600 فولت. على سبيل المثال. عند الحد "200 فولت"، يتم قياس الجهد في حدود 0...200 فولت.

الآن عملية القياس نفسها.

1. قياس جهد التيار المستمر.

أولا نقرر منظرالجهد المقاس (تيار مستمر أو تيار متردد) وانقل المفتاح إلى القطاع المطلوب. على سبيل المثال، لنأخذ بطارية AA، الجهد الثابت لها هو 1.5 فولت. نختار قطاع الجهد الثابت وفيه حد القياس هو “2V” ومدى قياسه 0…2 فولت.

يجب إدخال أسلاك الاختبار في المقابس كما هو موضح في الشكل أدناه:

أحمرعادة ما يسمى مقياس العمق إيجابي، ويتم إدخاله في المقبس، مقابله توجد أيقونات للمعلمات المقاسة: "VΩmA"؛
أسوديسمى مقياس العمق ناقصأو عامويتم إدخاله في المقبس الذي يوجد مقابله رمز "COM". يتم إجراء جميع القياسات المتعلقة بهذا المسبار.

نلمس القطب الموجب للبطارية بالمسبار الموجب، والقطب السالب بالقطب السالب. تظهر نتيجة القياس البالغة 1.59 فولت على الفور على مؤشر المتر المتعدد. كما ترون، كل شيء بسيط جدا.

الآن هناك فارق بسيط آخر. إذا تم تبديل المجسات الموجودة على البطارية، ستظهر علامة ناقص أمامها، مما يشير إلى عكس قطبية اتصال المتر المتعدد. يمكن أن تكون علامة الطرح مريحة للغاية في عملية إعداد الدوائر الإلكترونية، عندما تحتاج إلى تحديد الناقلات الإيجابية أو السلبية على اللوحة.

حسنًا، لنفكر الآن في الخيار الذي تكون فيه قيمة الجهد غير معروفة. سوف نستخدم بطارية AA كمصدر للجهد.

لنفترض أننا لا نعرف جهد البطارية، وحتى لا نحترق الجهاز، نبدأ بالقياس من الحد الأقصى “600 فولت”، وهو ما يتوافق مع نطاق القياس 0.600 فولت. باستخدام مجسات المتر المتعدد نلمس أقطاب البطارية وعلى المؤشر نرى نتيجة القياس تساوي " 001 " تشير هذه الأرقام إلى عدم وجود جهد أو أن قيمته صغيرة جدًا، أو أن نطاق القياس كبير جدًا.

دعنا نذهب إلى الأسفل. نقوم بنقل المفتاح إلى الوضع "200V" الذي يتوافق مع نطاق 0...200 فولت، ونلمس أعمدة البطارية بالمسابير. أظهر المؤشر قراءات تساوي " 01,5 " من حيث المبدأ، هذه القراءات كافية بالفعل للقول أن جهد بطارية AA هو 1.5 فولت.

ومع ذلك، فإن الصفر الموجود في المقدمة يشير إلى خفض الجهد وقياس الجهد بشكل أكثر دقة. ننزل إلى الحد "20V" الذي يتوافق مع المدى 0...20 فولت، ونأخذ القياس مرة أخرى. وأظهر المؤشر " 1,58 " الآن يمكننا أن نقول على وجه اليقين أن جهد بطارية AA هو 1.58 فولت.

وبهذه الطريقة، دون معرفة قيمة الجهد، يجدونه، ويتناقص تدريجيًا من حد القياس المرتفع إلى حد منخفض.

هناك أيضًا مواقف يتم فيها عرض الوحدة "" في الزاوية اليسرى من المؤشر عند إجراء القياسات. 1 " تشير الوحدة إلى أن الجهد أو التيار المقاس أعلى من حد القياس المحدد. على سبيل المثال. إذا قمت بقياس جهد 3 فولت عند الحد "2V"، فسوف تظهر وحدة على المؤشر، حيث أن نطاق قياس هذا الحد هو 0...2 فولت فقط.

ويبقى هناك حد آخر "200 متر" بمدى قياس 0...200 مللي فولت. يهدف هذا الحد إلى قياس الفولتية الصغيرة جدًا (الميلي فولت)، والتي يتم مواجهتها أحيانًا عند إعداد بعض تصميمات راديو الهواة.

2. قياس جهد التيار المتردد.

لا تختلف عملية قياس الجهد المتردد عن قياس الجهد المباشر. والفرق الوحيد هو أنه بالنسبة للجهد المتناوب، فإن قطبية المجسات غير مطلوبة.

ينقسم قطاع الجهد المتردد إلى نطاقين فرعيين 200 فولتو 600 فولت.
عند الحد "200 فولت"، يمكنك، على سبيل المثال، قياس جهد الخرج للملفات الثانوية لمحولات خفض الجهد، أو أي جهد آخر في نطاق 0...200 فولت. عند الحد "600 فولت"، يمكنك قياس الفولتية 220 فولت، 380 فولت، 440 فولت أو أي جهد آخر في نطاق 0...600 فولت.

على سبيل المثال، دعونا نقيس جهد الشبكة المنزلية بجهد 220 فولت.
نقوم بتحريك المفتاح إلى الوضع "600V" ونقوم بإدخال مجسات المتر المتعدد في المقبس. ظهرت نتيجة القياس 229 فولت على الفور على المؤشر. كما ترون، كل شيء بسيط جدا.

وشيء آخر.
قبل القياس الجهد العاليتأكد دائمًا من أن عزل مجسات وأسلاك الفولتميتر أو جهاز القياس المتعدد في حالة جيدة، بالإضافة إلى ذلك، تحقق من حد القياس المحدد. وفقط بعد كل هذه العمليات يتم أخذ القياسات. بهذه الطريقة ستحمي نفسك وجهازك من المفاجآت غير المتوقعة.

وإذا بقي أي شيء غير واضح، فشاهد الفيديو الذي يوضح كيفية قياس الجهد والتيار باستخدام مقياس متعدد.

في الممارسة العملية، يجب إجراء قياسات الجهد في كثير من الأحيان. يتم قياس الجهد في هندسة الراديو والأجهزة والدوائر الكهربائية وما إلى ذلك. يمكن أن يكون نوع التيار المتردد نابضًا أو جيبيًا. مصادر الجهد هي إما مولدات التيار.

يحتوي جهد التيار النبضي على معلمات السعة والجهد المتوسط. مصادر هذا الجهد يمكن أن تكون مولدات النبض. يتم قياس الجهد بالفولت ويشار إليه بـ "V" أو "V". إذا كان الجهد متناوبًا، فإن الرمز " ~ "، للجهد المستمر يشار إلى الرمز "-". يُشار إلى الجهد المتردد في الشبكة المنزلية بـ 220 فولت تقريبًا.

هذه أدوات مصممة لقياس خصائص الإشارات الكهربائية والتحكم فيها. تعمل راسمات الذبذبات على مبدأ انحراف شعاع الإلكترون، مما ينتج عنه صورة لقيم الكميات المتغيرة على الشاشة.

قياس الجهد المتردد

وفق الوثائق التنظيميةيجب أن يكون الجهد في الشبكة المنزلية مساوياً لـ 220 فولت مع دقة انحراف قدرها 10٪، أي أن الجهد يمكن أن يختلف في حدود 198-242 فولت. إذا أصبحت الإضاءة في منزلك خافتة، أو بدأت المصابيح تتعطل بشكل متكرر، أو أصبحت الأجهزة المنزلية غير مستقرة، فللتعرف على هذه المشكلات والقضاء عليها، تحتاج أولاً إلى قياس الجهد الكهربي في الشبكة.

قبل القياس، يجب عليك إعداد جهاز القياس الموجود لديك للاستخدام:

• تحقق من سلامة عزل أسلاك التحكم باستخدام المجسات والنصائح.
• اضبط المفتاح على جهد التيار المتردد، بحد أعلى يبلغ 250 فولت أو أعلى.
• أدخل أطراف أسلاك التحكم في المقابس أداة قياس، على سبيل المثال، . لتجنب الأخطاء، من الأفضل إلقاء نظرة على تسميات المقابس الموجودة في العلبة.
• قم بتشغيل الجهاز.

يوضح الشكل أنه تم تحديد حد القياس وهو 300 فولت على جهاز الاختبار، و700 فولت على جهاز القياس المتعدد. تتطلب بعض الأجهزة ضبط عدة مفاتيح مختلفة على الوضع المطلوب لقياس الجهد: نوع التيار، ونوع القياس، وكذلك إدخال أطراف الأسلاك في مآخذ معينة. يتم إدخال نهاية الطرف الأسود في جهاز القياس المتعدد في مقبس COM (المقبس المشترك)، ويتم إدخال الطرف الأحمر في المقبس الذي يحمل العلامة "V". هذا المقبس شائع لقياس أي نوع من الجهد. يستخدم المقبس الذي يحمل علامة "ma" لقياس التيارات الصغيرة. يتم استخدام المقبس الذي يحمل العلامة "10 A" لقياس كمية كبيرة من التيار، والتي يمكن أن تصل إلى 10 أمبير.

إذا قمت بقياس الجهد باستخدام السلك الذي تم إدخاله في المقبس "10 أ"، فسوف يفشل الجهاز أو ينفجر المصهر. لذلك، يجب أن تكون حذرا عند أداء أعمال القياس. في أغلب الأحيان، تحدث الأخطاء في الحالات التي تم فيها قياس المقاومة لأول مرة، ثم نسيان التبديل إلى وضع آخر، يبدأون في قياس الجهد. في هذه الحالة، يحترق المقاوم المسؤول عن قياس المقاومة داخل الجهاز.

بعد إعداد الجهاز، يمكنك البدء في القياسات. إذا لم يظهر أي شيء على المؤشر عند تشغيل المقياس المتعدد، فهذا يعني أن البطارية الموجودة داخل الجهاز قد انتهت صلاحيتها وتتطلب الاستبدال. في أغلب الأحيان، تحتوي المقاييس المتعددة على "كرونا"، والتي تنتج جهدًا يبلغ 9 فولت. مدة الخدمة حوالي سنة، اعتمادا على الشركة المصنعة. إذا لم يتم استخدام المقياس المتعدد لفترة طويلة، فقد يكون التاج معيبًا. إذا كانت البطارية جيدة، فيجب أن يُظهر المقياس المتعدد واحدًا.

يجب إدخال مجسات الأسلاك في المقبس أو لمسها بأسلاك عارية.

ستعرض شاشة المتر المتعدد على الفور قيمة جهد الشبكة شكل رقمي. على مقياس القرص، سوف تنحرف الإبرة بزاوية معينة. يحتوي اختبار المؤشر على عدة مقاييس متدرجة. إذا نظرت إليهم بعناية، يصبح كل شيء واضحا. تم تصميم كل مقياس لقياس معين: التيار أو الجهد أو المقاومة.

تم ضبط حد القياس على الجهاز على 300 فولت لذلك عليك العد على الميزان الثاني الذي حده 3 ويجب ضرب قراءات الجهاز في 100. الميزان له قيمة قسمة تساوي 0.1 فولت، وبذلك نحصل على النتيجة الموضحة في الشكل، وهي حوالي 235 فولت. وهذه النتيجة ضمن الحدود المقبولة. إذا تغيرت قراءات العداد باستمرار أثناء القياس، فقد يكون هناك ضعف في الاتصال في توصيلات الأسلاك الكهربائية، مما قد يؤدي إلى حدوث شرارة وأعطال في الشبكة.

قياس الجهد المستمر

مصادر الجهد الثابت هي البطاريات أو البطاريات ذات الجهد المنخفض أو البطاريات التي لا يزيد جهدها عن 24 فولت. ولذلك، فإن لمس أقطاب البطارية ليس خطيرًا وليس هناك حاجة إلى تدابير أمان خاصة.

لتقييم أداء البطارية أو أي مصدر آخر، من الضروري قياس الجهد عند أقطابها. بالنسبة لبطاريات AA، توجد أعمدة الطاقة في نهايات العلبة. القطب الموجب يحمل علامة "+".

يتم قياس التيار المباشر بنفس طريقة قياس التيار المتردد. والفرق الوحيد هو ضبط الجهاز على الوضع المناسب ومراقبة قطبية الأطراف.

عادة ما يتم وضع علامة على جهد البطارية على العلبة. لكن نتيجة القياس لا تشير بعد إلى صحة البطارية، حيث يتم قياس القوة الدافعة الكهربائية للبطارية. تعتمد مدة تشغيل الجهاز الذي سيتم تركيب البطارية فيه على سعته.

لتقييم أداء البطارية بدقة، من الضروري قياس الجهد مع الحمل المتصل. بالنسبة لبطارية AA، فإن المصباح الكهربائي العادي بقوة 1.5 فولت مناسب كحمل. إذا انخفض الجهد قليلاً عند تشغيل الضوء، أي بما لا يزيد عن 15%، فإن البطارية مناسبة للتشغيل. إذا انخفض الجهد بشكل كبير، فيمكن أن تعمل هذه البطارية فقط ساعة حائط، والتي تستهلك القليل جدًا من الطاقة.

لقد اعتبرنا بالفعل أن الجهد المتردد يتميز بقيم لحظية ومتوسطة ومتوسطة تصحيح وجذر متوسط ​​مربع.

تتم معايرة معظم مقاييس الفولتميتر، باستثناء مقاييس النبض، بقيم الجذر المتوسط ​​التربيعي (rms)، والتي تساوي 0.707 من قيمة السعة. إذا كانت معاملات الشكل معروفة، فيمكن استخدام أحد المعلمات لتحديد المعلمات الأخرى. عند قياس الفولتية الجيبية، يتم تحديد القيمة اللحظية (السعة) كـ U=Umeas*1.41، حيث Umeas هي القيمة الفعالة أو U=1.1*Usv (إذا تم قياس متوسط ​​القيمة المصححة). عند قياس الإشارات غير الجيبية، يجب أيضًا إجراء تصحيحات على القراءات.

يتم استخدام الأجهزة الكهروميكانيكية والكهروحرارية والإلكترونية لقياس الجهد المتردد. يتم تحديد اختيار الجهاز حسب حدود الجهد وشروط القياس والدقة المطلوبة.

من بين الأجهزة الكهروميكانيكية، يتم استخدام الأجهزة الكهرومغناطيسية والكهروديناميكية والكهروستاتيكية بشكل رئيسي.

يتم تصنيف الفولتميتر المتردد وفقًا لمعايير مختلفة:

حسب الغرض: نبض، تيار متردد، حساس للطور، انتقائي، عالمي؛

بطريقة القياس: التقييم المباشر والمقارنة مع المقياس؛

وفقًا لمعلمة الجهد المقاسة: السعة، والجذر المتوسط، والمتوسط ​​المصحح؛

حسب نوع المؤشر: المؤشر والرقمي.

تستخدم معظم أجهزة قياس الجهد الكهرومغناطيسي عند ترددات 50 هرتز. فئة الدقة - 2.5 - 0.5 الفولتميتر الكهروديناميكي لها نفس نطاق التردد، ولكن فئة دقة أعلى (0.1). معادلة المقياس تربيعية بطبيعتها. المزايا: بساطة التصميم وإمكانية الاستخدام المباشر في دوائر الجهد المتناوب والموثوقية. العيوب - حساسية منخفضة، استهلاك كبير من دائرة القياس، مقياس غير متساو.

يتم استخدام الفولتميتر الكهروستاتيكي لقياس الفولتية العالية (حتى 100 كيلو فولت). فئة الدقة 1.

قياس الجهد العالي التردد له خصائصه الخاصة. لكي لا يؤثر الجهاز على دائرة القياس، من الضروري أن تكون مقاومة الإدخال الخاصة به كبيرة وسعة الإدخال صغيرة قدر الإمكان.

في ممارسة القياسات الإلكترونية الراديوية، يتم استخدام الفولتميتر الإلكتروني والمقوم على نطاق واسع. ويفسر ذلك حقيقة أن الفولتميتر الإلكتروني يتمتع بمقاومة دخل عالية في كل من الترددات العالية والمنخفضة، وحساسية عالية عند استخدام مكبر للصوت، واستهلاك منخفض من دائرة القياس.

قياس الجهد المتردد بطريقة التقدير المباشر.

الفولتميتر الإلكترونية.

تم تصميم المخططات التفصيلية لمقاييس الفولتميتر الإلكترونية بشكل أساسي وفقًا لمخططين: أجهزة قياس الميليفولتميتر والفولتميتر لقياس الفولتية العالية. يتم عرضها في الشكل M2-8.

الشكل M2-8. الفولتميتر الإلكتروني لقياس الفولتية المتناوبة.

تتكون أجهزة قياس الفولتميتر لقياس الفولتية العالية من جهاز إدخال، ومحول جهد تيار متردد إلى تيار مستمر (كاشف)، ومضخم تيار مستمر، وجهاز قياس النظام الكهرومغناطيسي. تتميز أجهزة قياس الميليفولتميتر بوجود مضخم جهد متردد أمام الكاشف، مما يعمل على زيادة الحساسية.

يتم إنشاء الفولتميترات ذات القيمة المتوسطة وفقًا للمخطط الهيكلي من النوع الأول مع محولات الجهد المتردد إلى التيار المستمر بناءً على القيمة المتوسطة. أبسط الفولتميترات المتوسطة هي الفولتميتر المعدل مع المحولات المصنوعة على الثنائيات.

الفولتميتر الانتقائي.

انتقائي، أي. تستخدم أجهزة قياس الفولتميتر الانتقائية على نطاق واسع لدراسة طيف الإشارات غير الدورية. هذه هي أجهزة استقبال متغايرة حساسة للغاية يتم ضبطها على تردد معين أو نطاق ترددي ضيق. يظهر رسم تخطيطي مبسط للفولتميتر الانتقائي في الشكل م2-9.

الشكل M2-9. دائرة الفولتميتر الانتقائية

يتم تغذية إشارة التردد المقاسة Fc من خلال جهاز الإدخال إلى الخلاط، حيث تصل الإشارة من المذبذب المحلي أيضًا. في الخلاط، يتم تحويل الإشارة المقاسة إلى تردد متوسط ​​ويتم تضخيمها بواسطة مكبر الصوت. عند إخراج مكبر الصوت يوجد مقياس الفولتميتر مع مؤشر رقمي أو مؤشر الاتصال.

نبض الفولتميتر.يتم قياس الفولتية النبضية باستخدام مقاييس الفولتميتر النبضية، والتي تم تصميمها وفقًا لدائرة الفولتميتر الإلكتروني التناظري مع كاشف السعة. في هذه الدوائر يتم تحويل جهد النبضة إلى جهد مستمر وقياس قيمته. في هذه الدائرة، من الممكن قياس سعة النبضات الإيجابية فقط؛ أما بالنسبة للنبضات السلبية، فيجب تشغيل الصمام الثنائي في الاتجاه المعاكس. تتم معايرة الفولتميتر النبضي الخاص بقيم السعة. في كثير من الأحيان، يتم استخدام طرق قياس الذبذبات، والتي لا تسمح فقط بقياس سعة النبضات، ولكن أيضًا لمراقبة شكلها.