Для определения напряжения применяют: Электрическое напряжение. Вольтметр

Содержание

основные понятия, нахождение через силу тока и сопротивление

При проектировании схем различных устройств радиолюбителю необходимо производить точные расчеты c помощью измерительных приборов и формул. В электротехнике используются формулы для вычислений величин электричества (формулы напряжения, сопротивления, силы тока и так далее).

Общие сведения об электрическом токе
- Физический смысл
- Пагубное влияние на человека
- Единицы измерения
Цепи переменного и постоянного тока
Переменное однофазное напряжение
Рекомендации по выбору прибора

Общие сведения об электрическом токе

Электрическим током является процесс движения заряженных частиц (свободных электронов), имеющий вектор направленности. Частицы перемещаются под действием напряженности электрического поля, имеющей векторное направление. Это поле совершает работу по перемещению этих частиц. Влияют на работу электрического поля сила тока, напряжение и сопротивление.

Физический смысл

Под физическим смыслом понимается работа тока на участке, соотносящаяся с величиной заряда. Положительный заряд перемещается из одной точки, обладающей одним потенциалом, в другую, причем потенциал в этой точке отличается от предыдущего. В результате этого и возникает разность потенциалов, именуемая напряжением или ЭДС (электродвижущей силой).

Для полного понимания этого физического процесса и выяснения физического смысла напряжения необходимо провести аналогию с трубой. Допустим, труба наполнена водой и к ней прикручен кран для слива воды. Эта труба также оборудована краном для заливания воды с помощью мощного насоса.

Для демонстрации аналогии нужно открыть кран полностью, вода начнет выливаться и можно сделать вывод о незначительном давлении. Во втором случае спускной кран открыт не полностью и происходит набор воды при помощи насоса. В трубе создается давление и напор усиливается. Насос, создающий давление, и является в этом примере напряженностью электрического поля.

Электричество, если его не контролировать и не знать о пагубном влиянии на организм человека, способно создать множество проблем начиная от сгорания приборов и пожаров, и заканчивая угрозой жизни и здоровью человека. Техника безопасности очень важна в любой сфере.

Пагубное влияние на человека

Электричество очень опасно и является причиной несчастных случаев. Радиолюбители подвержены риску поражения электрическим током довольно часто. Некоторые радиолюбители пробуют наличие напряжения пальцами и пренебрегают техникой безопасности. Большинство из них считает опасным для жизни напряжение от 500 В, а 110 и 220 — не наносящими вреда здоровью. Удары от маломощных источников тока (маломощный силовой трансформатор, конденсатор), по их мнению, являются неопасными.

Согласно технике безопасности при работах с электричеством, они ошибаются, но есть и другая сторона этого вопроса: организм каждого человека индивидуален, обладает разными параметрами. Из этого утверждения следует, что смертельные характеристики электричества (напряжение и ток) индивидуальны для каждого человека. Одних может ударить 36 В, а других не пробивает и 220 В.

Действие электричества на организм человека зависит от нескольких факторов: силы и частоты, времени и пути прохождения через организм, сопротивления организма или участка тела, по которому протекает ток.

Исследованиями ученых установлено, что величина смертельного тока, поражающего сердце, составляет более 100 мА. Токи от 50 мА до 100 мА вызывают потерю сознания при кратковременном касании к поверхности, которая проводит ток. Токи до 50 мА могут стать причиной травм, например, падения с лестницы, выпускания из рук токоведущего проводника и т. д.

Влияние на фактор поражения еще оказывает и сопротивление тела человека. Сопротивление для каждого индивида определить сложно и диапазон его составляет от 30 кОм до 200 кОм. Эта величина зависит от множества факторов: толщины кожи, влажности тела и окружающей среды, усталости, нервно-эмоционального состояния, болезни и других факторов. Сопротивление резко уменьшается при повышенной влажности воздуха и работе на влажных участках.

Формула расчета напряжения, опасного для жизни, предполагая, что Rч = 2кОм и I = 60 мА, выглядит так: U = I * R = 0,06 * 2000 = 120 В. В этой ситуации опасным напряжением можно считать 120 В и выше.

Частота тока является еще одной опасной характеристикой, обладающей поражающим действием. При увеличении частоты опасность уменьшается прямо пропорционально. Ток оказывает и тепловое действие, поэтому считать высокочастотные токи безопасными нельзя.

Травмы, происходящие из-за электричества, называются электротравмами. Каждая из них несет в себе меньшую или большую опасность. Наиболее опасными являются травмы, полученные от электрической дуги, которая обладает высокой температурой от 5 тыс. до 12 тыс. градусов по Цельсию. Виды электрических травм:

Электрические ожоги происходят при тепловом воздействии на ткани организма человека, по которым течет ток.
Обожженные участки на коже возникают при прямом контакте ее с токоведущей частью проводника. Пораженный участок приобретает серый или бледно-серый цвет.
Металлизация кожи — пропитывание кожи частицами металла при коротком замыкании или сварке.
Механические повреждения — самопроизвольная судорога мышц, приводящая к падению. При падении происходят переломы, ушибы вывихи суставов и т. д.
Электроофтальмия — воспаление слизистой оболочки глаз при воздействии излучения электрической дуги.

Существует еще один вид поражения — электрический удар. Этот вид поражения можно условно разделить на 5 групп: без потери сознания; с потерей сознания, связанной с нарушением сердечной деятельности или без нее; клиническая смерть и электрический шок.

Единицы измерения

Работа электрического поля по перемещению заряда измеряется в Дж (Джоуль), заряд в Кл (кулон). Вот, как обозначается напряжение или его единица измерения: отношение этих величин (работа по перемещению в Дж к электрическому заряду в Кл) и является разностью потенциалов, измеряется в вольтах (В) и обозначается U. Разность потенциалов бывает:

Переменной (амплитуда и полярность изменяются с течением времени, в зависимости от характерной частоты).
Постоянной (имеет постоянное значение амплитуды и полярность есть величина постоянная).

А также у единиц измерения есть приставки, например, кВ (Киловольт = 1000В) и МВ (мегавольт = 1000000В). Существуют о совсем низкие значения, например, мВ (милливольт = 0,001В).

Цепи переменного и постоянного тока

В цепях постоянного и переменного тока U обладает различными свойствами и производит иные влияния на проводники. Для постоянного напряжения существуют законы по вычислению его характеристик, но для переменного способы вычисления показателей заметно отличаются. Разберем более подробно все различия и сходства.

Расчет и анализ цепей выполняется при помощи закона Ома: сила тока полной цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и источника питания.

Следствие из закона при условии пренебрежения внутренним сопротивлением источника электричества: сила тока участка цепи прямо пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

Запись закона Ома, из которого следует формула напряжения, тока и сопротивления: I = U / (Rц + Rвн), где I — сила тока, U — ЭДС, Rц — сопротивление цепи, Rвн — внутреннее сопротивление источника питания.

Формула силы тока через сопротивление и напряжение: I = U / Rц.

Формула напряжения электрического тока: U = I * Rц.

Для расчета мощности необходимо U умножить на I: P = U * I = U * U / R, где P — мощность.

Переменное однофазное напряжение

В цепях для переменного тока происходят совершенно другие явления и процессы, для них справедливы другие законы. Различают такие основные виды:

Мгновенное (разность потенциалов в конкретный промежуток времени: u = u (t)).
Амплитудное значение (максимальное значение мгновенного U в момент времени: u (t) = Uм * sin (wt + f), где w — угловая частота, t — конкретный момент времени и f — угол начальной фазы напряжения).
Среднее значение (для синусоиды равно нулю).
Среднеквадратичное — Uq (U за весь период колебаний и для синусоиды имеет вид: Uq = 0,707 * Uм).
Средневыпрямленное — Uv (среднее значение модуля U: Um примерно равно 0,9 * Uq).

В цепях 3-фазного тока различают 2 вида напряжений: линейное (фаза-фаза) и фазное (фаза-ноль). При соединении в цепь «треугольником» фазное и линейное U равны. В случае соединения «звездой» — фазное в 1,732050808 раз меньше линейного.

определение определение силы электрического тока

Электричество давно стало незаменимым спутником всего человечества. Но для большинства обывателей оно представляет собой какое-то абстрактное понятие, с которым сложно разобраться и тем более понять. Но нет нечего сложного для усвоения. Простыми словами электричество можно охарактеризовать как упорядоченное перемещение заряженных частиц.

Определяющими характеристиками электрической энергии являются напряжение, сила тока и сопротивление. Рассмотрим более подробно что это за характеристики их определения, способы измерений и вычислений.

Определение силы электрического тока в электроцепи

Электрический ток, как говорилось выше, представляет собой упорядоченное перемещение заряженных частиц от одного электрода к другому. В металлах это электроны, в жидкостях – ионы, а их количество принято именовать зарядом. Одной из ключевых характеристик электротока является его сила или собственно отношение общего количества заряда к временному отрезку за который он проходит через отдельный участок.

Следовательно, определение силы тока в электроцепи или его величины можно выразить формулой:

I=q/t

q – количество заряда, а t – промежуток времени за которое он проходит этот определенный участок. В системе измерений СИ для определения единицы силы тока применяется ампер (сокращенно – «А»).

Зависимость силы тока от напряжения и сопротивления

Когда разговор заходит о токе, то наиболее часто речь идет о напряжении. В системе СИ оно обозначается в вольтах (В). Для общего понимания определения напряжения рассмотрим физику формирования электричества в общем. В двух словах это процесс выглядит следующим образом. Из одного места извлекаются электроны, тем самым создавая разряжение. В другой точке они накапливаются, образуя избыток, который стремится занять освободившееся место. Таким образом образуются отрицательный и положительный потенциал, разница между ними и будет являться искомым напряжением в электрической сети. Для определения величины напряжения применяется специальный измерительный прибор – вольтметр.

Для того чтобы определить силу тока, зная напряжение, необходимо ввести еще одно понятие – сопротивление электроцепи. Оно в упрощенном понимании представляет собой некую силу, затрудняющую движение электронов от одного электрода к другому. Измеряется сопротивление в омах. Определить его величину можно омметром. Воедино понятия напряжение, силы тока и сопротивления связывает закон Ома. Он является одним из основополагающих при расчете любой электрической схемы.

Величина силы тока. Определение в зависимости от напряжения и сопротивления.

Закон Ома относительно применения к участку цепи определяет силу тока как величину пропорционально обратную сопротивлению и прямо сопоставимую разности потенциалов. Соответствующая формула выглядит следующим образом:

I=U/R, в которой: R (Ом)– сопротивление на участке электрической схемы, а U(В) – напряжение или разность потенциалов на электродах.

Из уравнения видно, что при наличии стабильного напряжения в электроцепи сила тока будет снижаться при увеличении нагрузочного сопротивления. Эта закономерность привела к тому, что последовательное включение потребителей применяется очень редко. При параллельном включении нагрузки величина силы тока на отельных участках может быть разной (в зависимости от сопротивления), но на входе, в точке соединения она останется прежней.

Сила тока и его плотность

Одно из важных понятий в электротехнике является плотность электрического тока, которая характеризуется его силой по отношению к площади приложения. В системе СИ плотность тока обозначается буквой «J», единица измерения — А/мм2. Общий вид формулы следующий:

J= I/S, где I – сила в амперах, а S – площадь поперечного сечения провода в квадратных мм.

Следовательно, с точки зрения физики, плотность тока — это количество заряда, перемещаемого через единицу площади за определенное время Одним словом эта величина описывает степень электрической нагрузки на проводник и является одной из определяющих при выборе кабельной продукции соответствующего диаметра.

Плотность играет важную роль, т.к. любой элемент сети в т.ч. и токопроводящий провод обладает собственным сопротивлением. Следствием потери тока является нагрев проводника. Значительные потери могут привести к перегреву, вплоть до расплавления изоляции или материала жил.

В заключение отметим, что данные определения силы тока, через основные характеристики носят общий характер. В частных случаях используются дополнительные данные которые влияют на точность вычислений, но не искажают обобщенного представления о физики электричества и взаимосвязи значений.

Что такое закон Ома? | Fluke

Закон Ома — это формула, используемая для расчета соотношения между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи.

Для студентов, изучающих электронику, закон Ома (E = IR) так же важен, как уравнение относительности Эйнштейна (E = mc²) для физиков.

E = I x R

При расшифровке это означает напряжение = ток x сопротивление , или вольт = ампер x ом , или В = А x Ом .

Названный в честь немецкого физика Георга Ома (1789-1854), закон Ома касается ключевых величин, действующих в цепях: цепи В случае, если вам интересно: Напряжение E Вольт (В) Давление, запускающее поток электронов E-термин) Ток I AMPERE, AMP (A) Скорость потока электрического.

Ω = греческая буква омега

Если два из этих значений известны, технические специалисты могут изменить закон Ома для расчета третьего. Просто измените пирамиду следующим образом:

Если вы знаете напряжение (E) и силу тока (I) и хотите знать сопротивление (R), уменьшите X R в пирамиде и рассчитайте оставшееся уравнение (см. первое или последнее уравнение). слева, пирамида вверху).

Примечание: Сопротивление нельзя измерить в работающей цепи, поэтому закон Ома особенно полезен, когда его необходимо рассчитать. Вместо того, чтобы отключать цепь для измерения сопротивления, технический специалист может определить R, используя приведенный выше вариант закона Ома.

Теперь, если вы знаете напряжение (E) и сопротивление (R) и хотите узнать ток (I), вычеркните X из I и вычислите оставшиеся два символа (см. среднюю пирамиду выше).

А если вы знаете ток (I) и сопротивление (R) и хотите знать напряжение (E), умножьте нижние половины пирамиды (см. третью, или крайнюю правую, пирамиду вверху).

Попробуйте выполнить несколько расчетов на основе простой последовательной цепи, включающей только один источник напряжения (батарея) и сопротивление (свет). В каждом примере известны два значения. Используйте закон Ома, чтобы вычислить третий.

Пример 1: Напряжение (E) и сопротивление (R) известны.

Какой ток в цепи?

I = E/R = 12 В/6 Ом = 2 А

Пример 2: Напряжение (E) и ток (I) известны.

Какое сопротивление создает лампа?

R = E/I = 24 В/6 А = 4 Ом

Пример 3: Ток (I) и сопротивление (R) известны. Какое напряжение?

Какое напряжение в цепи?

E = I x R = (5A)(8Ω) = 40 В

Когда Ом опубликовал свою формулу в 1827 году, его ключевой вывод заключался в том, что количество электрического тока, протекающего через проводник, равно прямо пропорционально приложенному к нему напряжению. Другими словами, требуется один вольт давления, чтобы протолкнуть один ампер тока через сопротивление в один ом.

Что проверять с помощью закона Ома

Закон Ома можно использовать для проверки статических значений компонентов схемы, уровней тока, источников напряжения и падения напряжения. Если, например, контрольно-измерительный прибор обнаруживает измеренный ток выше нормального, это может означать, что сопротивление уменьшилось или напряжение увеличилось, что привело к возникновению ситуации с высоким напряжением. Это может указывать на проблему с питанием или цепью.

В цепях постоянного тока (постоянного тока) измерение тока ниже нормального может означать, что напряжение уменьшилось или сопротивление цепи увеличилось. Возможными причинами повышенного сопротивления являются плохие или ослабленные соединения, коррозия и/или поврежденные компоненты.

Нагрузки в цепи потребляют электрический ток. Нагрузками могут быть любые компоненты: небольшие электрические устройства, компьютеры, бытовая техника или большой двигатель. К большинству этих компонентов (нагрузок) прикреплена заводская табличка или информационная наклейка. Эти паспортные таблички содержат сертификаты безопасности и несколько идентификационных номеров.

Технические специалисты обращаются к паспортным табличкам на компонентах, чтобы узнать стандартные значения напряжения и силы тока. Если во время тестирования техники обнаруживают, что обычные значения не регистрируются на их цифровых мультиметрах или токоизмерительных клещах, они могут использовать закон Ома, чтобы определить, какая часть цепи дает сбой, и исходя из этого определить, в чем может заключаться проблема.

Основы науки о цепях

Цепи, как и вся материя, состоят из атомов. Атомы состоят из субатомных частиц:

Протоны (с положительным электрическим зарядом)
Нейтроны (бесзарядные)
Электроны (отрицательно заряженные)

Атомы остаются связанными силами притяжения между ядром атома и электронами в его внешней оболочке. Под влиянием напряжения атомы в цепи начинают реформироваться, и их компоненты проявляют потенциал притяжения, известный как разность потенциалов. Взаимно притягивающиеся свободные электроны движутся навстречу протонам, создавая поток электронов (ток). Любой материал в цепи, который ограничивает этот поток, считается сопротивлением.

Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.

Связанные статьи

Устранение неполадок в неисправных двигателях с помощью проверки сопротивления изоляции
Безопасность электрических испытаний — подготовка к испытаниям без напряжения

Введение в электронное оборудование

Введение

В этом семестре вы будете изучать электричество и магнетизм. Чтобы сделать ваше пребывание здесь более познавательным, мы разработали это лабораторное задание, чтобы познакомить вас с некоторым оборудованием, которое вы будете использовать в этом курсе. Некоторые термины, которые будут использоваться, будут более подробно объяснены в последующих лабораторных работах, но здесь они будут использоваться без особых объяснений, чтобы вы могли начать работу.

Вам нужно будет распечатать копию этого документа. Ответы не будут отправлены в электронном виде. Версию для печати можно найти, нажав кнопку печати в правом верхнем углу этой страницы.

Вот список оборудования, которое вы будете использовать сегодня:

DC ( D прямой C текущий) блок питания. Это источник напряжения, полярность которого не меняется, как в AC ( A переменный C ток) источник напряжения. Стандартные электрические розетки подают напряжение переменного тока. Использование этого источника питания будет таким же, как использование сухой батареи, за исключением того, что вы сможете изменять используемое напряжение.

Генератор сигналов. Это устройство генерирует сигнал переменного тока в виде синусоидальной, пилообразной или прямоугольной волны. Частота (скорость изменения полярности сигнала), а также амплитуда (которая в этом упражнении будет равна напряжению) могут варьироваться по выбору пользователя. Это будет более безопасная и гибкая альтернатива использованию переменного напряжения от настенной розетки.

Цифровой мультиметр. Как следует из названия, это устройство измеряет (или метр ) несколько величин, связанных с электрическими цепями. Мультиметр может использоваться как вольтметр (для измерения напряжения), амперметр (для измерения тока, как постоянного, так и переменного) и омметр (для измерения сопротивления).

Осциллограф. Этот элемент оборудования выглядит самым запутанным из всего оборудования, которое вы будете использовать сегодня. Однако по сути это просто вольтметр, который может показывать изменения напряжения во времени.

Часть 1. Измерение напряжения, тока и сопротивления с помощью цифрового мультиметра

Для этой лаборатории предусмотрено три разных мультиметра: Fluke 77, Radio Shack и Tenma. Работа этих мультиметров очень похожа, поэтому мы сосредоточимся здесь на Fluke 77. Большая центральная ручка используется для определения типа выполняемого измерения. Типы измерений, которые могут быть выполнены: напряжение переменного тока (Ṽ), напряжение постоянного тока

(В),

Постоянное напряжение ниже 300 мВ

(300 мВ),

сопротивление (Ом), переменный ток (М) и постоянный ток

(А).

Чувствительность измерителя можно выбрать, нажав желтую кнопку в центре ручки. Счетчик оснащен дисплеем

цифр (четыре полных цифры плюс первая цифра, которая может быть либо 1, либо ничего), поэтому могут отображаться положительные или отрицательные значения от 0 до 19 999. Нажатие желтой кнопки может сдвинуть десятичную точку, или вы можете использовать функцию автодиапазона, которая автоматически устанавливает десятичную точку. Всегда следует использовать максимально чувствительную шкалу, чтобы получить максимальное количество значащих цифр.

Рисунок 1

В нижней части мультиметра находятся четыре разъема. Они используются для подключения измеряемого объекта к мультиметру. Для измерения напряжения постоянного тока, напряжения переменного тока и сопротивления используйте два разъема с маркировкой «VΩ» и «COM». При измерении напряжения разъем «VΩ» (красный) является положительным, а разъем «COM» (черный) отрицательным. Для измерения переменного или постоянного тока используйте разъем «10 А» или «300 мА» и разъем «СОМ». Гнездо «300 мА» предназначено для измерения токов менее 300 мА, а гнездо «10 А» — для измерения токов более 300 мА, но менее 10 А. Если вы когда-либо не уверены в величине тока в цепи, всегда лучше сначала использовать более высокое соединение на 10 А, чтобы избежать повреждения счетчика или перегорания предохранителя для нижнего соединения на 300 мА. Если вы обнаружите, что ваш измеритель не работает должным образом, вы можете проверить целостность предохранителя, используя другой мультиметр для измерения сопротивления цепи амперметра (которое должно составлять всего несколько Ом, а не «OL» для перегрузки или бесконечного сопротивления, что обычно указывает на то, что предохранитель перегорел и его необходимо заменить). Если вашему мультиметру требуется много времени для стабилизации при измерении напряжения, возможно, батарея разряжена (обозначается символом «разряженная батарея» на дисплее). Инструктор лаборатории может помочь вам, если вам нужна помощь в замене предохранителя или батареи. Точность мультиметров указана в приложении.

Как пользоваться цифровым мультиметром

В этом сегменте мы будем измерять напряжение, ток и сопротивление с помощью цифрового мультиметра. Напряжение — это разность электрических потенциалов между двумя точками в цепи, измеряемая в единицах Вольт . Ток это количество электричества, протекающего через сегмент цепи , измеряемое в единицах
Ампер или Ампер . Сопротивление сопротивление току, измеряемое в единицах Ом .

Измерение напряжения

Сначала создайте простую схему, подключив маленькую лампочку к источнику питания с помощью двух штекеров типа «банан». Убедитесь, что блок питания повернут до упора (ручка управления должна быть полностью повернута против часовой стрелки).

Примечание: цвет проводов не имеет решающего значения. Цвет помогает определить полярность (красный для положительного, черный для отрицательного) и используется в качестве стандартного визуального средства.

Медленно поворачивайте ручку управления блоком питания по часовой стрелке до тех пор, пока лампочка не начнет светиться со средней яркостью (ручка должна находиться примерно на полпути к максимальному значению на шкале, точное положение не критично). Будьте осторожны, чтобы не сжечь лампочку при подаче слишком большого напряжения! Не изменяйте эту настройку, так как она будет использоваться в процедуре, следующей за этой. Теперь измерим напряжение, которое источник питания подает на схему.

Предостережение: НЕ поворачивайте блок питания намного дальше, чем наполовину — установка более высокого напряжения может привести к повреждению ламп!

Включите мультиметр, настройте его на измерение напряжения постоянного тока и подключите провода от мультиметра к источнику питания. Провода должны подключаться к мультиметру в гнездо с пометкой «COM» (минусовая клемма) и гнездо с пометкой «V». Затем эти провода должны подключаться к источнику питания поверх проводов к лампочке (стиль «контейнера»). Теперь вы измеряете напряжение через две клеммы блока питания. В отведенном месте на печатной копии рабочего листа запишите напряжение с правильными единицами измерения и погрешностью.

Примечание: Согласно данным производителя, измерительные приборы Fluke 77 рассчитаны на точность ±(0,3% от показаний + младший значащий разряд) для напряжений от 0,001 В до 320 В. (Пример: 10,00 В ±(0,03 + . 01) В. Точность счетчиков Micronta составляет ±(0,5 % от показаний + младшая значащая цифра) для напряжений от 300 мВ до 3 В и ±(1,0 % от показаний + младшая значащая цифра) для напряжений от 3 В. и 1000 В.

Напряжение питания:

Что означает отрицательное значение напряжения? (подсказка : полярность )

Измерение тока

Теперь мы будем использовать мультиметр для измерения тока в цепи. Поскольку измерение тока в цепи сильно отличается от измерения напряжения в двух точках цепи , нам придется настроить способ подключения мультиметра к цепи. Цепь цепи должна быть разорвана, а амперметр подключен так, чтобы ток принудительно проходил через мультиметр.

Выключите питание, не касаясь ручки управления. Отсоедините провода мультиметра от блока питания. На мультиметре переместите провод из гнезда с маркировкой «V» в гнездо с маркировкой «300 мА». Теперь удалите один из проводов, идущих к лампочке, и замените его мультиметром и его проводами. Подключите один провод от мультиметра к блоку питания, а другой к лампочке. Настройте мультиметр на измерение ампер постоянного тока и снова включите источник питания. Ваш счетчик должен теперь измерять ток, протекающий через цепь. В отведенном ниже месте запишите ток с правильными единицами измерения и погрешностью. В отведенном месте на печатной копии рабочего листа запишите напряжение с правильными единицами измерения и погрешностью.

Примечание: Счетчики Fluke 77 рассчитаны с точностью ±(1,5% от показания + 2 · младшая значащая цифра) для токов до 10 А. Счетчики Micronta рассчитаны с точностью ±(1,0% от показания + младшая значащая цифра) для токов до 30 мА, ±(1,5 % от показаний + младшая значащая цифра) для токов от 30 мА до 300 мА и ±(2,0 % от показаний + младшая значащая цифра) для токов от 0,3 А до 10 А.

Ток в цепи:

Что означает отрицательное значение тока?

Измерение сопротивления

Мы будем использовать мультиметр для последнего измерения этой цепи. Измерим сопротивление лампочки. Сопротивление измеряется аналогично измерению напряжения. Провода счетчика размещаются по обе стороны от элемента цепи, и сопротивление считывается со счетчика. Разница между измерением напряжения и измерением сопротивления заключается в том, что мультиметр, переведенный в режим сопротивления, пропускает небольшой ток через элемент схемы, используя собственную батарею. Измерения сопротивления должны выполняться при удалении компонента из цепи.

Снова отключите питание. Полностью выньте лампочку из цепи. Установите ручку управления мультиметра в положение, отмеченное «Ω» (это греческий символ омега, который используется для обозначения омов). Подсоедините провод с одной стороны лампочки к разъему VΩ, а другой провод от разъема COM к другой стороне лампочки. Обязательно запишите свое значение на листе с правильными единицами измерения.

Примечание : Измерители Fluke 77 рассчитаны на точность ±(0,5% от показания + младший разряд) для сопротивлений до 3,2 МОм. Счетчики Micronta имеют точность ±(1,0% от показаний + младшая значащая цифра) для сопротивлений до 300 кОм, ±(2,0% от показаний + младшая значащая цифра) для сопротивлений от 300 кОм до 3 МОм и ±( 3,5% от показаний + младший разряд) для сопротивлений от 3 МОм до 30 МОм.

Сопротивление лампочки (питание выключено): 9 Ом0004

Часть 2. Измерение напряжения с помощью осциллографа

Эта часть лабораторной работы будет очень похожа на часть 1, поскольку вы будете измерять напряжение в простой цепи постоянного тока. Однако в этом случае вы будете использовать осциллограф.

Краткое описание осциллографов

Осциллограф работает очень похоже на телевизионную трубку, где пучок электронов направляется к задней части экрана переменными электрическими и магнитными полями. Экран покрыт люминофорным покрытием, которое флуоресцирует при попадании электронов. Дальнейшее, более подробное обсуждение можно найти в ряде электронных справочных материалов. Наиболее важными элементами управления осциллографа являются настройки усиления и развертки. коэффициент усиления настройка (измеряется в вольт на деление ) регулирует масштаб вертикальной напряжения координаты. Настройка развертки (измеряется в секундах на деление ) регулирует горизонтальный масштаб горизонтальной времени координаты. Экран осциллографа очень похож на декартову систему координат. Оси координат разделены на крупные деления (длиной около 1 см) и более мелкие деления между более крупными.

Рисунок 2

Большие деления по вертикали называются единицами усиления вольт на деление. Таким образом, если бы вы измеряли напряжение батареи типа АА (максимум 1,5 вольта) с настройкой усиления 1 вольт/деление, вы бы увидели, что горизонтальная трасса прицела появляется на 1,5 больших деления выше центральной линии (при правильном измерении). полярности; ниже линии с обратной полярностью). Если установить усиление на 2 вольта/деление, кривая появится на 3 единицы выше центральной линии.

Большие деления на горизонтальной шкале называются единицами развертки в секундах на деление. Чем выше значение развертки, тем больше будет отображаться сигнальная трасса (например, широкоугольный объектив на
камера). Низкая настройка развертки увеличивает меньшую часть трассы сигнала. Настройка развертки поможет вам разместить кривую сигнала на экране, чтобы по ней можно было проводить более точные измерения.
Развертка чаще всего используется при работе с сигналом переменного тока, тогда как усиление используется для регулировки сигналов переменного и постоянного тока.

Примечание: Внутренние ручки настроек усиления и развертки должны быть полностью повернуты по часовой стрелке, чтобы обеспечить правильную калибровку; в противном случае ваши измерения могут быть неточными.

Процедура

Напряжение постоянного тока

Сначала вам нужно включить осциллограф и убедиться, что он правильно настроен. Вы должны увидеть ярко-зеленую горизонтальную линию на экране. Отрегулируйте вертикальное положение линии трассировки, пока она не совпадет с центральной линией сетки осциллографа. Отрегулируйте интенсивность и/или фокус, пока не получите тонкую сфокусированную линию. Теперь вы готовы визуально измерить напряжение вашего источника питания постоянного тока.

Подсоедините провода типа «банан» от источника питания к осциллографу (помните полярность!). Как и раньше, установите напряжение примерно на половину максимального значения. Если вы больше не видите горизонтальную кривую, отрегулируйте настройку усиления, пока кривая снова не станет видимой. В своем рабочем листе запишите настройку усиления и смещение кривой на экране.

Настройка усиления на осциллографе:

Количество разделов:

Напряжение питания:

Что означает отрицательное значение напряжения?

Генератор сигналов и напряжение переменного тока

Теперь мы будем иметь дело с сигналом переменного тока. Этот сигнал поступает от генератора сигналов . Эти устройства могут показаться такими же запутанными, как осциллограф, с таким же количеством ручек и переключателей; генератор сигналов делает именно то, что следует из его названия: он генерирует сигнал. Вы указываете частоту и форму сигнала (мы будем иметь дело только с синусоидальными и прямоугольными волнами), и он генерирует сигнал в соответствии с вашими требованиями. Наиболее важными органами управления являются переключатели диапазонов , функциональные переключатели и ручка точной регулировки . С помощью переключателей диапазона вы можете регулировать частоты от доли цикла в секунду (Гц) до миллионов циклов в секунду (МГц). Функция переключает выбор между синусоидальной, прямоугольной и пилообразной волновой структурой. Ручка точной настройки сообщает вам, в каком диапазоне (выбранном переключателями диапазонов) вы находитесь. Ручка обычно имеет шкалу от 0 до 1. Таким образом, если вы выбрали диапазон 1 кГц и установили ручку примерно на 0,75, вы будете иметь дело с сигналом, частота которого составляет около 750 Гц.

ПРИМЕЧАНИЕ. Всегда поворачивайте ручку регулировки амплитуды до максимального значения (т.

Для определения напряжения применяют: Электрическое напряжение. Вольтметр — урок. Физика, 8 класс.