Эксперт раздела "Вопрос электрику", автор статей.
Электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования, опыт работы более 5 лет.

Как измерить напряжение переменного и постоянного тока

Измерение напряжения – для непрофессионального электрика задача, на первый взгляд не простая, но если разобраться, то окажется, что нет ничего проще (при условии наличия специальных измерительных инструментов). Данный навык может понадобиться как при домашнем ремонте бытовых электроприборов или проверке в однофазной или в трехфазной сети переменного тока, так и при работе с цепями постоянного тока: при проверке на аккумуляторе мультиметром или на генераторе автомобиля, а также на блоке питания компьютера. Чтобы помочь вам разобраться с тем, как это делается, мы решили написать статью о том, как измерить напряжение переменного и постоянного тока.

Чем измерять

Основным инструментом здесь является вольтметр. Он может быть выполнен, как в виде отдельного устройства, так и включен в многофункциональный измерительный инструмент, называемый цифровым мультиметром.

Мультиметр

Цифровым, потому что данный прибор имеет дисплей для отображения значений измеряемой величины и использует цифровые схемы для измерений (например, микроконтроллер), а не универсальную измерительную головку как старые стрелочные приборы. Также некоторые мультиметры оборудованы токоизмерительными клещами, но используются и для измерения напряжения и сопротивления на участке цепи.

Современные токоизмерительные клещи меряют не только ток, но и сопротивление, напряжение и проверяют диоды

В зависимости от конкретной ситуации необходима различная точность измерения. Для домашних целей нет необходимости покупать дорогой и точный аппарат, поэтому домашние мастера зачастую пользуются дешевым китайским мультиметром (например, наиболее популярны модели DT838 или DT830).

Универсальные измерительные приборы часто называют «тестер»

Для профессиональных целей в лабораториях и ремонтных мастерских пользуются наиболее точным и сложным прибором – осциллографом. Наиболее популярными моделями этих устройств являются советские с1-94 и с1-65, а также российский аппарат ads 2061m и зарубежные типа hantek и прочих.

Осциллограф С1-65Советские мастера обычно пользовались стрелочным тестером или «цешкой».

Цешка или Ц20Цешка – прибор Ц20, советский мультиметр, предназначенный для измерения под нагрузкой напряжения в сети постоянного и переменного тока до 600В, силы постоянного тока до 750 мА и сопротивления до 500кОм. Также применяют приборы ц4313, ц4353. Измерения, которые производят данные приборы – тоже являются достаточно точными, поэтому некоторые электрики и радиолюбители пользуются им и по сей день.

Ц4313

Как измерить напряжение мультиметром

Начнем с основ. Любым прибором и в любом случае вольтметр подключается параллельно элементу, на котором измеряют напряжение. Любой мультиметр в режиме измерения напряжения – это вольтметр. Последовательно подключают только амперметр при измерении силы тока.

Вольтметр подключают параллельно элементу, на котором измеряют напряжение

В дешевых мультиметрах (и во многих дорогих) есть 3 или 4 разъёма для подключения щупов, обычно это:

  • COM – общий, обычно черного цвета и в него всегда вставляют щуп (соответственно тоже черный);
  • VΩmA – для измерения напряжения, сопротивления, проверки диодов и или тока малой величины (до 200 мА), обычно красного цвета;
  • 10А (20А) – для измерения тока большой величины.

На рисунке ниже вы видите самую распространенную модель китайского мультиметра (DT-830 или просто «830-й»). Стрелками показаны разъёмы для подключения щупов, а зеленым цветом выделен разъём, в который нужно вставить красный щуп если вы хотите измерить напряжение.

Разъёмы для подключения щупов

Для того, чтобы измерить напряжение в цепи, необходимо произвести несколько манипуляций с прибором. Для начала нужно определится с видом напряжения: постоянное (DC или знак =) или переменное (AC или знак ~), и установить переключатель в нужное положение.

Нужные нам пределы измерения

Далее выставить тем же переключателем предел измерения. Если на приборе он меньше, чем измеряемая величина то провести измерение не получится.

Поэтому первое измерение производят с максимального предела, постепенно снижая его до получения значения нужной размерности. Например, если вы не знаете какое напряжение в цепи, ставьте максимальный предел, на приведенном фото — 1000 Вольт, проведите измерение, если на экране показало «12 Вольт», то снизьте предел до 20В, чтобы узнать точное значение до десятых или сотых долей.

Некоторые устройства автоматически определяют предел и вид напряжения, поэтому переключение не требуется.

Подключение прибора в цепь производится с помощью щупов: один (красный) к плюсу (или фазе), второй (черный) к минусу (или нулю). Если щупы подключены в обратной последовательности — черный к плюсу, а красный к минусу, то значение на дисплее будет с минусом.

Неправильная полярность щупов и минус на перед значениями на дисплее

Примеры измерений

Измерение напряжения может понадобится при множестве ситуаций, как в быту, так и в производстве. Рассмотрим наиболее распространенные из них.

В бытовой сети

Мультиметром в розетке 220В проводят измерения, когда необходимо понять, есть ли скачки напряжения и насколько реальное значение, отличается от стандартного. Отклонения значений часто бывают в нестабильных сетях, особенно в небольших городах и посёлках. А всем известно, что скачки напряжения негативно сказываются на электрических приборах и оборудовании и могут привести к выходу их из строя.

Сколько вольт в розеткеЕще это делают выявления обрыва и разомкнутой цепи при устранении разных неисправностей сети (если цепь разорвана – напряжение будет равно 0 или близко к нему) или для определения фазы. Поиск фазы производят относительно земли или нуля, то есть замыкая один щуп на контакт заземления, а второй поочередно на контакты в розетке.

Зная напряжение и силу тока в сети, можно вычислить потребляемую мощность. Для этого используется формула:

P=U×I

В автомобиле

Для выявления неисправностей аккумуляторной батареи, генератора автомобиля, якоря стартера или катушки зажигания, а также участка электрической цепи нужно знать значение напряжения, поэтому тут также важны поиск значения вольтметром или мультиметром. Такая необходимость возникает достаточно часто в отечественных автомобилях (например ваз 2114, ваз 2107), но нередко это нужно сделать и в импортных моделях.

Измерение на аккумуляторе автомобиля

Иногда возникает необходимость проверки напряжения линейного выхода магнитолы или усилителя автомобиля, для диагностики правильности работы. Этим обычно занимаются профессиональные автомобильные электрики. Они знают, что в зависимости от модели магнитолы значение на выходе может достигать от 200 до 5000 миллиВольт, точные данные обычно указаны в паспорте устройства.

Прозвонка датчиков (например, дмрв — датчик массового расхода воздуха) и диагностика правильности их работы тоже производится с помощью мультиметра. Для этого при запущенном двигателе подключают мультиметр к датчику и сравнивают показания прибора с номинальными значениями из технических характеристик соответствующего датчика.

В производственных целях

В производственных целях измерения производят профессиональными приборами: цифровым осциллографом. Значения с этого прибора получают путем изучения формы сигнала на его дисплее. Это делают на промышленных предприятиях при диагностики правильной работы оборудования или выпускаемой продукции, в радиолюбительской практике при наладке и настройке схем и в мастерских по ремонту электроники.

Работа с осциллографомОценка измеряемой величины происходит либо с помощью курсорных измерений — курсор устанавливается на определенную точку в осциллограмме и на дисплее выводятся необходимые величины.

Данные об измеренияхНо это доступно только в цифровых осциллографах, в аналоговых моделях с электронно-лучевой трубкой на экране есть только координатная сетка, в зависимости от установленного усиления «вольт/деление», количество вольт считают по клеточкам этой сетки.

1 – переключатель усиления вольт/дел, 2 — сетка или деления на экранеВ других сферах производства, например, в строительстве, может возникнуть необходимость в ремонте различных приборов. Например, изучение холостого хода сварочного инвертора может помочь в его ремонте, оценка значения напряжения батарейки шуруповерта может сказать о её емкости и износе.

В компьютерах

Оценка правильной работы ЮСБ портов компьютера или зарядного устройства необходима для того, чтобы знать действительное значение напряжения на выходе. Это важно для дорогих и чувствительных гаджетов, зарядки телефона или зарядки ноутбука (для их правильной зарядки и долговечности).

Также вольтметром можно измерить напряжение в блоке питания, а прибором, измеряющим силу тока (амперметром) измерить значение тока. Мультиметром можно выявить и отсутствие напряжении в компьютерных цепях, например, если нет минуса, то не будет и напряжения.

Измерение напряжения 5-вольтовой шины — красный и черный проводВ частных случаях при ремонте компьютерного оборудования проверяют напряжение на оперативной памяти (ддр2, ддр3), жёсткого диска, шлейфа дисплея или питания.

Измерение напряжения на 12 вольтовой шине (желтый и черный провод), на примере питания процессора 4 pin

Также при ремонте микросхем компьютера (и не только, например, на ардуино) прибором тестируют напряжение конденсатора, резистора, на полюсах источника тока, напряжение стабилизации стабилитрона и прочее. Все эти измерения требуют определенных знаний и навыков, поэтому производятся профессиональными ремонтниками устройств.

Вот мы и разобрались в том, как производится измерение напряжения постоянного и переменного тока. Сделать это предельно просто. Вольтметр или мультиметр всегда подключают в цепь параллельно. При последовательном подключении этого сделать не удастся, потому что у вольтметров большое внутреннее сопротивление и через него просто не будет протекать ток.

Материалы по теме:

(1 голосов)
Загрузка...
Обсудить на форуме

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *