Osoba koja je daleko od električnih krugova, napona, struja i otpora teško će moći odmah odgovoriti na ovo pitanje: što mjeri voltmetar? Budući da je odgovor očit, ako samo pročitate drugu polovicu 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 omogućuje da dobijete vrijednost napona ili elektromotorne sile u DC ili AC krugu. Raspon instrumenta može se proširiti do 1000 V ili više. Sve ovisi o njegovoj namjeni. Da biste bolje razumjeli što je to, razmotrite definiciju elektromotorne sile. Budući da se vrlo često miješa s mrežnim naponom, treba ih odvojiti jedno od drugog.
EMF i napon: razlika
Dakle, EMF je fizička veličina koja karakterizira rad bilo koje sile neelektrične prirode da se pomaknejedinični 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. Mjeri se, kao i napon, u voltima. Razlikuje se od njega po tome što karakterizira napajanje u stanju mirovanja, odnosno bez spajanja na mrežu.
Kada postoji struja u krugu, odnosno zatvoren je, 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 točke. 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 stvara razliku potencijala između dvije točke na kojima se vrši mjerenje.
Vrste voltmetara
Ovdje treba razlikovati dvije glavne vrste: prijenosni i stacionarni. Prijenosni instrument za mjerenje napona ne može se vući samo rukom. Obično uključuje funkcionalnost za provjeru struja i otpora u krugu, kao i temperaturu vodiča itd. Stacionarni uređaji često su strukturno integrirani sa samom mrežom, u kojoj se mjerenje obavlja, na primjer, u električnim razvodnim pločama, pločama itd.
Što se tiče klasifikacije prema principudjelovanja, tada možemo razlikovati nekoliko vrsta elektromehaničkih voltmetara i dvije vrste elektroničkih. Potonji su analogni i digitalni. Elektromehanički voltmetri koriste sustav magnetskih pretvarača za dobivanje očitanja napona. Elektronički uređaji digitaliziraju primljeni signal pomoću ADC-a. Očitavanja voltmetra, ovisno o principu prikaza podataka, prikazuju se ili strelicom ili na posebnom digitalnom zaslonu.
Još jedna klasifikacija - prema namjeni. Omogućuje vam podjelu uređaja na DC i AC brojila, kao i na fazno osjetljive, pulsne i univerzalne. Za potonje je dostupan gotovo cijeli raspon signala čiji napon treba znati.
Glavne specifikacije
Ovisi o namjeni uređaja. Primjerice, DC voltmetar obično ima nekoliko mjernih raspona, pa će njihov broj biti jedna od najvažnijih tehničkih karakteristika. Osim toga, gotovo svi uređaji imaju određenu ulaznu impedanciju, koja, usput rečeno, ovisi o rasponu napona ispitivanog dijela strujnog kruga.
Još uvijek važne karakteristike su, naravno, pogreške, kao i razlučivost skale ili minimalni korak očitanja, ako je riječ o digitalnom voltmetru. Ako je korisnik dobio univerzalni uređaj za mjerenje napona, granice veličina s kojima može raditi, npr. struje, otpori, temperature, kao irasponi, pogreške i frekvencije za promjenjive signale.
Princip rada
Ukupni rad uređaja uvelike ovisi o implementaciji. Ako se radi o elektromehaničkom voltmetru, postoji magnetski sustav koji je osjetljiv na struju koja teče. Ovisno o njezinoj vrijednosti, povećava se i odstupanje strelice pokazivača, koja je mehanički spojena na strujni krug, okvir ili nešto drugo što služi za pretvaranje struje u krugu. Točnost takvih uređaja nije vrlo visoka, jer ne dopušta dobivanje visokih vrijednosti ulaznog otpora, što znači da unosi ozbiljna izobličenja u mjerenja, budući da se u krug dodaje parazitska vodljivost.
Digitalni voltmetri, koji su nedavno postali široko rasprostranjeni u svakodnevnom životu, ispod poklopca imaju veliki broj elektronike. To je zbog pretvorbe analognog signala primljenog na ulazu uređaja u digitalni oblik pomoću ADC-a. Za one koji su stvarno zainteresirani postoji velika količina literature na tu temu. Takav voltmetar, čija cijena varira unutar nekoliko stotina rubalja, naravno, ne tvrdi da ima širok raspon mogućnosti i veliku točnost, ali je sasvim sposoban izmjeriti napon na terminalima akumulatora automobila ili u mreža od 220 V.
Veza u lancu
Voltmetar u krugu je uvijek spojen paralelno s opterećenjem ili izvorom napajanja, ako trebate izmjeriti njegov EMF ili napon na stezaljkama. Zato postoje tako strogi zahtjevi za ulaznu impedanciju uređaja, budući da je takva vezapodrazumijeva pojavu dodatne vodljivosti u krugu.
Voltmetar, čija je cijena barem malo visoka, ni u kojem slučaju ne smijete spajati serijski u krug. U suprotnom, korisnik riskira jednostavno spaljivanje uređaja, a da nema vremena saznati o čemu se radi. Čak i ako preživi takvo barbarsko postupanje, njegovim očitanjima ne treba vjerovati, jer struja u krugu doživljava ozbiljne promjene kada je voltmetar spojen na ovaj način, opet gurajući u nepoznato mogućnost poznavanja stvarnog napona dionice u kojoj mjerenja su napravljena.
Mjere sigurnosti pri radu
Budući da je otpor samog voltmetra u većini slučajeva prilično velik, te se spojni krug koristi paralelno, rizik od bilo kakvog ozbiljnog strujnog udara u niskonaponskom krugu je minimalan. Međutim, ako govorimo o industrijskim uređajima, posebno u stacionarnoj verziji, to podrazumijeva ogromne vrijednosti izmjerenih vrijednosti i napona i, najvjerojatnije, struja. Stoga ovdje sigurnosne mjere moraju biti na najvišoj razini, a bez dovoljno znanja, gumenih rukavica, prostirki i drugih odgovarajućih mjera, naravno, svaka aktivnost je kontraindicirana. Ono što voltmetar mjeri najvjerojatnije je vrlo opasno po život, stoga preporučujemo da ne iskušavate sudbinu. U svakom slučaju, ne biste trebali dirati gole žice, čak i ako je krug po definiciji niskonaponski.
Zaključak
Odgovarajući na pitanje što mjeri voltmetar, mirazmotriti općenito svoj uređaj, glavne tehničke karakteristike, klasifikaciju. Naravno, ova kratka recenzija ne tvrdi da je sveobuhvatna, pogotovo s obzirom na nedostatak osnovnog znanja o elektrotehnici kod čitatelja.
Rezimirajući, treba napomenuti da voltmetar mjeri, naravno, napon u dijelu strujnog kruga na koji je spojen paralelno. Inače će njegovo svjedočenje biti nepouzdano, a da ne govorimo o opasnosti od mogućeg gubitka skupe opreme. Čitatelj treba biti oprezan kada uređaj koristi kod kuće, jer je kontakt s visokonaponskim dijelovima strujnih krugova opasan po život.
