Мерење напона

У аматерској радио пракси ово је најчешћа врста мерења. На пример, приликом поправке телевизора, напони се мере у карактеристичним тачкама уређаја, тачније на стезаљкама транзистора и микро кругова. Ако имате при руци дијаграм кола, а он приказује начине транзистора и микроцелера, искусном мајстору неће бити тешко пронаћи квар.

Приликом израде самостално састављених конструкција не може се изоставити мерење напона. Једини изузетак су класичне шеме, о којима пишу овако: "Ако је дизајн састављен из делова који се могу користити, тада није потребно прилагођавање, одмах ће радити."

По правилу, то су класични електронички склопови, на пример, мултивибратор. Исти приступ се може добити чак и за појачало аудио фреквенције, ако је монтирано на специјализованом чипу. Као добар пример, ТДА 7294 и још много чипова у овој серији. Али квалитет „интегрисаних“ појачала је мали, а прави познаваоци граде своје појачало на дискретним транзисторима, а понекад и на електронским цевима. И ево, то једноставно не можете без прилагођавања и с тим повезаних мерења стреса.

Како и шта мерити

Приказана на слици 1.

Слика 1

Можда ће неко рећи, рећи, шта се овде може мерити? И шта је смисао састављања таквог ланца? Да, вероватно је тешко наћи практичну примену за такву схему. А у образовне сврхе је сасвим погодан.

Прије свега, требали бисте обратити пажњу на то како је волтметар повезан. Пошто је једносмерни круг приказан на слици, волтметар је повезан у складу са поларношћу назначеном на уређају у облику знакова плус и минус. У основи, ова примедба важи за показивачки уређај: ако се поларитет не примети, стрелица ће одступати у супротном смеру, у смеру нулте поделе скале. Тако добијамо неку врсту негативне нуле.

Дигитални уређаји, мултиметри, у том погледу су демократскији. Чак и ако тест сонде спојени у обрнуту поларитет, напон ће се и даље мерити, само знак минус ће се појавити на скали пре резултата.

Још једна ствар коју треба приметити приликом мерења напона је опсег мерења уређаја. Ако је процењени напон у опсегу, на пример, 10 ... 200 миливолта, тада скала уређаја одговара 200 миливолти, а мерење напона на скали од 1000 волти мало је вероватно да ће дати разумљив резултат.

Такође би требало да изаберете опсег мерења у другим случајевима. За измерени напон од 100 волти, распон од 200 В па чак и 1000 В је сасвим погодан. Резултат ће бити исти. Што се тиче савремени мултиметар.

Ако мерења врше стари добри показивачки уређаји, за мерење напона од 100 В, требало би да изаберете опсег мерења када су очитања у средини скале, што омогућава тачније очитавање.

И још једна класична препорука за употребу волтметра, а то је: ако је величина измереног напона непозната, мерења треба започети постављањем волтметра на највећи опсег. Уосталом, ако је измерени напон 1В, а распон 1000В, највећа опасност је од погрешних очитавања уређаја. Ако се покаже обрнуто, опсег мерења је 1В, а измерени напон је 1000, куповина новог уређаја једноставно се не може избећи.

Шта ће показати волтметар

Али, можда се вратимо на слику 1 и покушаћемо да утврдимо шта ће се показати на оба волтметра. Да бисте то утврдили, морате искористите Охмов закон. Проблем се може решити у неколико корака.

Прво израчунајте струју у кругу. Да бисте то учинили, потребно је поделити напон извора (на слици је галванска батерија напоном 1,5 В) на отпор у кругу.Уз серијско повезивање отпорника, то ће једноставно бити збир њихових отпора. У облику формуле изгледа овако: И = У / (Р1 + Р2) = 4,5 / (100 + 150) = 0,018 (А) = 180 (мА).

Мала напомена: ако се израз 4,5 / (100 + 150) копира у међуспремник, затим залепи у прозор Виндовс калкулатора, након притиска на тастер "једнак" биће добијен резултат израчуна. У пракси се израчунавају још сложенији изрази који садрже квадратне и коврчаве заграде, степене и функције.

Друго, набавите резултате мерења, попут пада напона преко сваког отпорника:

У1 = И * Р1 = 0,018 * 100 = 1,8 (В),

У2 = И * Р2 = 0,018 * 150 = 2,7 (В),

Да бисте проверили исправност израчуна, довољно је додати обе резултирајуће вредности пада напона. Зброј мора бити једнак напону акумулатора.

Можда би се неко могао запитати: „А ако делич није од два отпорника, већ од три или чак од десет? Како одредити пад напона на сваком од њих? " На исти начин као у описаном случају. Прво морате одредити укупни отпор круга и израчунати укупну струју.

Након чега се та већ позната струја једноставно множи са отпор одговарајућег отпорника. Понекад морате да радите такве прорачуне, али постоји и једна ствар. Да не би било сумње у добијене резултате, струју у формулама треба заменити у Амперама, а отпор у Охма. Тада ће, без сумње, резултат бити у Волту.

Улазна импеданца волтметра

Сада су сви навикли да користе уређаје кинеске производње. Али то не значи да је њихов квалитет бескористан. Једноставно је да у нашој земљи нико није помислио да направи свој мултиметар, а тестери стрелица су очигледно заборавили како то учинити. Штета за државу.

Сл. 2. МултиметарДт838

Једном давно, у упутствима за инструменте наведена су њихова техничка својства. Конкретно, за волтметре и тестере за прекидаче, ово је био улазни отпор, и био је означен у кило-ома / волтима. Било је уређаја отпорности 10 К / В и 20 К / В. Потоњи су сматрани тачнијим, пошто је измерени напон смањен мање и показао је тачнији резултат. Наведено се може потврдити сликом 3.

Слика 3

Слика приказује делил напона два отпорника. Отпор сваког отпорника је 1КΩ, напон напајања је 3В. Лако је претпоставити, чак и није потребно ништа разматрати, да ли ће на сваком отпорнику бити тачно пола напона.

Замислите сада да мерења врши ТЛ4 уређај који у режиму мерења напона има улазну импедансу од 10К / В. На напону наведеном на дијаграму, прилично је погодна граница мерења од 3В, при којој ће укупни отпор волтметра бити 10 * 3 = 30 (КОхм).

Тако се испоставило да је додатних 30КΩ паралелно са отпорником отпори 1КΩ. Тада ће укупни отпор када се паралелно повеже бити 999.999 Охм. Иако нешто мањи, али не пуно. Стога ће грешка резултата мерења напона бити занемарљива.

Ако оба отпорника раздјелника имају номиналну вриједност од 1 мегаохм, тада ће резултати израчуна изгледати овако:

Укупни отпор паралелно спојеног волтметра и отпорника Р1 бит ће мањи од мањег, а израчунавањем ће бити 29.126КΩ. Они који не верују могу у пракси прерачунати према формулама за паралелно повезивање отпора.

Укупна струја у разводном кругу: И = У / (Р1 + Р2) = 3 / (1000 + 29.126) = 0.0029150949446423470012418304464176 (мА).

Вриједности отпора замијењене су у кило-охима, тако да се струја испоставила у милиамперима. Онда се испостави да ће волтметар показати

0.0029150949446423470012418304464176 * 29.126 ≈ 0.085 В.

И половина се очекивала, тј. један и по волти! Ако је струја у милиамперима, отпор је у кило-охима, резултат се добија у волтима. Иако није по систему СИ, понекад то чине.

Наравно, такав делилник је помало нереалан: зашто ставити напоре отпорности од 1 мегохм на напон од само 3В? Или се можда такав деливач користи негде, само напон на њему мора се мерити са потпуно другим уређајем.

На пример, један од најјефтинијих кинеских мултиметара ДТ838, у свим распонима мерења напона, има улазни отпор од 1 мегохм, много већи од уређаја у претходном примеру. Али то не значи уопште да су метри стрелице надмашили своју старост. У неким случајевима су једноставно незаменљиви.

Мерење наизменичног напона

Све методе и препоруке које се односе на мерење константног напона такође важе за променљиве: волтметар је спојен паралелно са одељком круга, улазни отпор волтметра треба да буде што већи, опсег мерења треба да одговара измереном напону. Али приликом мерења наизменичних напона треба узети у обзир још два фактора, која константни напон немају. Ово је фреквенција напона и његов облик.

Мерења се могу извршити помоћу две врсте инструмената: било савременим дигиталним мултиметром, било антеилувијским испитивачем. Наравно, оба уређаја у овом мерењу су укључена у режим мерења наизменичних напона. Оба уређаја су дизајнирана за мерење напона синусоидног облика, и истовремено ће се показати рмс вредност.

Ефективни напон У је 0,707 амплитудног напона Ум.

У = Ум / √2 = 0.707 * Хм, одакле се може закључити да је Ум = У * √2 = 1.41 * У

Овде је примерен продорни пример. Када је мерио наизменични напон, уређај је показао 220В, што значи да је вредност амплитуде према формули

Ум = У * √2 = 1,41 * У = 220 * 1,41 = 310В.

Овај се израчун потврђује сваки пут када напон мреже буде исправљен диодним мостом након чега постоји барем један електролитички кондензатор: ако измерите константан напон на излазу моста, уређај ће показати само 310В. Ову цифру треба имати на уму, она може бити корисна у развоју и поправци уређаја за напајање.

Наведена формула важи за све стресове ако имају синусоидни облик. На примјер, након падајућег трансформатора долази до промјене од 12 В. Затим, након исправљања и изравнавања кондензатора, добијамо

12 * 1,41 = 16,92 скоро 17В. Али то је ако оптерећење није повезано. Када је оптерећење повезано, једносмерни напон ће пасти на скоро 12В. У случају када је облик напона различит од синусног таласа, ове формуле не раде, уређаји не показују шта се од њих очекивало. При овим напонима мерења врше други инструменти, на пример, осцилоскоп.

Други фактор који утиче на очитавање волтметра је фреквенција. На пример, дигитални мултиметар ДТ838, у складу са својим карактеристикама, мери наизменичне напоне у фреквенцијском опсегу 45 ... 450 Хз. Нешто бољи у том погледу је стари ТЛ4 показивач теста.

У опсегу напона до 30В, његов фреквенцијски опсег је 40 ... 15000Хз (готово цео распон звука може се користити за подешавање појачала), али с повећањем напона, дозвољена фреквенција опада. У опсегу 100В је 40 ... 4000Хз, 300В 40 ... 2000Хз, а у опсегу 1000В само 40 ... 700Хз. Ево неоспорне победе над дигиталним уређајем. Ове бројке такође важе за синусоидне напоне.

Иако понекад нису потребни подаци о облику, фреквенцији и амплитуди измјеничних напона. На пример, како утврдити да ли локални осцилатор краткоталасног пријемника ради или не? Зашто пријемник ништа не "ухвати"?

Испада да је све врло једноставно ако користите показивачки уређај. Потребно га је укључити на било које ограничење за мерење наизменичних напона и помоћу једне сонде (!) Додирнути прикључке локалног транзистора осцилатора. Ако постоје високофреквентне осцилације, онда их детектују диоде унутар уређаја, а стрелица ће одступити до неког дела скале.