+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

В чем измеряется напряжение электрического тока


В чем измеряется напряжение: единица измерения напряжения

О том, что в электротехнике есть такое понятие, как напряжение, знают многие. Напряжение может быть постоянным или переменным, оно может иметь различные величины и разную форму. Но в отличие от силы тока объяснить, что называется электрическим напряжением, могут далеко не все. Также многие знают, что напряжение измеряется в Вольтах, но что это за величина? Постараемся разобраться в этих и подобных вопросах.

Что такое электрическое напряжение?

Прежде чем разбираться в таких тонкостях, вспомним, что такое электрический ток. Упорядоченное движение заряженных частиц по замкнутой цепи называется электрическим током. А теперь подумаем, что заставляет эти заряженные частицы двигаться? Есть несколько способов заставить их перемещаться:

  • механическое;
  • химическое;
  • фотоэлектрическое;
  • статистическое;
  • атмосферное;
  • биологическое.

Для широкого пользования применяют первые два способа, их и разберем. При механическом способе вокруг катушки вращается магнит, или, наоборот, вокруг магнита вращается катушка, не так важно, главное, чтобы они двигались относительно друг друга.

Когда происходит такой процесс, в катушке электроны начинают двигаться вслед за магнитным полем, на концах катушки появляется заряд противоположного знака. То есть на одном конце имеется положительный заряд, на другом отрицательный.

Если катушку соединить проводом, то по проводу пойдет ток, потому что противоположно заряженные частицы притягиваются. А раз на концах катушки имеется разность потенциалов, то они стремятся соединиться, провод помогает им в этом.

Логично, что чем больше заряда накапливается на концах катушки, тем сильнее будет притяжение. Вот эту разность зарядов, в большинстве случаев, принято считать напряжением.

Единица измерения напряжения

Само по себе напряжение не производит работу, это делают заряды, перемещающиеся по цепи. Например, при движении электронов по вольфрамовой нити, электроны сталкиваются с атомами вольфрама и отдают ему часть энергии.

Благодаря этому нить нагревается и испускает электромагнитное излучение: тепло и свет. Но чтобы нить накалилась до необходимой температуры, необходимо точно знать сопротивление ее и подаваемое напряжение. В чем измеряется напряжение?

Единицей измерения напряжения служит Вольт. В русском обозначении используется буква В, в международном – V. Что понимается под напряжением в 1В? При таком напряжении по цепи должен идти постоянный ток величиной 1 А и совершаться работа мощностью 1 Вт.

Электрическое напряжение измеряется в Вольтах, названа эта величина в честь итальянского ученого Алессандро Вольта

По другому определению при напряжении в 1 В для перемещения заряда в 1 Кулон совершается работа в 1 Джоуль. Если более подробно рассматривать, в каких единицах измеряется напряжение, то следует отметить более крупную величину в 1 кВ (киловольт) и более мелкие: 1 мВ (милливольт), 1 мкВ (микровольт). Более подробную информацию можно увидеть в приведенной таблице:

От чего зависит напряжение

Как было показано выше, источники питания могут иметь разную природу. Так, грозовой разряд может достигать напряжения в 100 МВ и более, а в живом организме до нескольких вольт: у электрического ската 200–250 В; электрического угря до 650В. Гальванические элементы рассчитаны на питание приборов, для которых они предназначены и имеют напряжение до нескольких десятков вольт.

Также электрическое напряжение зависит от норм страны, где оно используется. Хотя напряжение на электростанциях имеет небольшое значение, с помощью трансформаторов его поднимают до нескольких десятков или сотен киловольт. Это снижает потери при передачах его на большие расстояния.

Каким прибором измеряется напряжение

Важно знать не только в чем измеряется напряжение, но и с помощью какого прибора можно произвести это измерение. Для этого потребуется вольтметр.

Несколько десятилетий назад существовали стрелочные приборы. В них стрелка отклонялась под действием электромагнита, выполненного в виде рамочной катушки, расположенной в постоянном магните. В современных приборах применяется жидкокристаллическое табло, а показания определяются встроенной микросхемой.

Осторожно! При измерении напряжения переключатель выбора измеряемых величин не должен оказаться в области измерения тока, это неизбежно приведет к выходу прибора из строя.

У некоторых может возникнуть вопрос: что лучше, отдельный вольтметр или мультиметр? Не имеет значения, каким прибором измеряется напряжение, все они приспособлены для этого. Те погрешности, которые содержатся в широко распространенных приборах, вполне допустимы для бытовых измерений.

Качество же прибора не зависит от его сложности или функциональности, как правило, это связано с недобросовестностью или неопытностью производителя.

Виды напряжения

Во время измерения напряжения важно знать, с каким родом напряжения мы имеем дело. Дело в том, что для получения желаемого результата необходимо:

  • знать род тока;
  • иметь представление о возможной величине;
  • знать возможности прибора.

От рода тока будет зависеть, в какой области прибора следует устанавливать круговой переключатель. Также может иметь значение расположения щупов относительно клемм источника питания. Хотя многие приборы защищены от неправильного выбора шкалы измерений, неправильно выбранная шкала может значительно повлиять на показания.

Мультиметры способны измерять постоянное и переменное напряжение, но что касается переменного тока, здесь они ограничены в выборе. Рассмотрим это более подробно.

Постоянное напряжение

Электрическое напряжение бывает:

  • постоянное;
  • переменное.

К постоянному току традиционно относят следующие источники:

  • гальванические элементы, солнечные батареи;
  • выпрямители;
  • генераторы постоянного тока.

Из них только первый источник действительно считается постоянным. По определению постоянным называется ток, не изменяющийся по величине и направлению. Выпрямители выдают однонаправленный пульсирующий ток, у которого есть своя частота.

Использование сглаживающих фильтров снижает эти колебания, но полностью не устраняет их, по крайней мере, в большинстве выпрямителях. Что касается генераторов, то у них и вовсе напряжение «скачет» от нуля до максимального значения. Это тоже требует сглаживание импульсов.

Гальванические элементы, как и солнечные батареи, на самом деле выдают постоянный ток. Конечно, при разряде элемента напряжение падает, но это происходит независимо от самого источника.

Для измерения постоянного напряжения необходимо соблюдать полярность. Поэтому щупы многих вольтметров или их провода окрашиваются в разные цвета.

Переменное напряжение

К переменному току можно отнести:

  • синусоидальный;
  • пульсирующий;
  • выпрямленный и сглаженный.

Синусоидальный ток отличается от других видов тем, что напряжение переходит нулевую отметку. В одном периоде напряжение с нуля доходит до максимального положительного значения, а затем снижается до максимального отрицательного значения, переходя нулевое значение. Пульсирующее и выпрямленное напряжения измеряются постоянным вольтметром, в то время как синусоидальный измеряется переменным вольтметром.

Синусоидальный ток многим отличается от постоянного. Например, различают способ измерения:

  • фазный;
  • линейный.

Фазное напряжение измеряется между нулевым проводом и фазой, в то время как линейное измеряется между фазами. Поскольку напряжение во времени постоянно меняется, можно определить его разные значения:

  • мгновенное;
  • амплитудное;
  • среднее;
  • среднеквадратическое;
  • средневыпрямленное.

Мгновенным напряжением называется напряжение, соответствующее мгновенному значению по времени. То есть оно может иметь любое значение как в положительной области, так и в отрицательной.

Амплитудное – напряжение между двумя максимальными значениями периода. Среднее значение в переменном токе равно нулю.

Среднеквадратическое, это именно то значение, которое показывает мультиметр. Средневыпрямленное напряжение приравнивается к постоянному току.

Мы разобрали не только, в чем измеряется напряжение, но и разницу между постоянным и переменным напряжением. Узнали, что переменное напряжение можно измерять различными способами. Вся эта информация поможет лучше понимать специфичные формулировки, связанные с напряжением.

Похожие материалы на сайте:

  • Сколько Ватт в одном киловатте
  • Почему возрастает ток при коротком замыкании
  • Мощность электрического тока

Электрическое напряжение. Определение, объяснение простыми словами, единица измерения, формула

Одним из самых фундаментальных терминов в электротехнике является термин «электрическое напряжение». В этой статье мы объясним, что это такое и как его рассчитать.

Объяснение простыми словами

Электрическое напряжение U является той самой причиной, которая «заставляет» протекать электрический ток I. Электрическое напряжение всегда возникает, когда заряды разделены друг от друга, то есть все отрицательные заряды на одной стороне, а все положительные — на другой. Если соединить эти две стороны электропроводящим материалом, потечет электрический ток.

Общепринятое определение термина «электрическое напряжение».

Электрическое напряжение (или просто напряжение) — это разность потенциалов между двумя точками в электрическом поле. Это движущая сила для электрического заряда.

Потенциал в электрическом поле — это энергия заряженного тела, не зависящая от его электрического заряда. Для пояснения вы можете посмотреть на сравнение с водяным контуром чуть ниже в статье.

Есть другое определение (из учебника по физике 8 класса):

Напряжение — это физическая велuчuна, характеризующая электрическое поле. Электрическое напряжение между двумя точками электрического поля численно равно работе, совершенной при переносе между ними заряда 1 Кл силами электрического поля.

Сравнение с использованием модели протекания воды.

Хорошей аналогией, которая поможет вам представить себе электрическое напряжение и потенциал, является водяной контур. В этой схеме у вас есть два бассейна на разной высоте, которые соединены трубой. В этой трубе вода может перетекать из верхнего бассейна в нижний. Затем вода перекачивается обратно в верхний бассейн с помощью насоса, как показано на рисунке ниже.

Электрическое напряжение — сравнение с использованием модели протекания воды

В своих размышлениях вы теперь легко можете сравнить насос с источником электрического напряжения. Кроме того, поток воды можно сравнить с электрическим током. Насос транспортирует воду из нижнего бассейна в верхний. Оттуда она самостоятельно течет обратно в нижний бассейн. В данном примере насос является приводом для потока. Чем больше разница в высоте, тем сильнее поток. Решающим фактором является потенциальная энергия верхнего бассейна. Вы можете сравнить разность энергий двух бассейнов с разностью электрических потенциалов. Проще говоря, большая разница в высоте соответствует большему электрическому напряжению.

Формула

Формула для электрического напряжения U, согласно закона Ома для участка цепи, имеет вид

U = R * I .

Как видно из этой формулы, если электрическое напряжение остается неизменным, то чем больше электрическое сопротивление (R), тем меньше сила тока (I).

Другая формула для расчета электрического напряжения такова:

U = P / I .

То есть электрическое напряжение U равно мощности деленной на силу тока I.

Единица измерения электрического напряжения

Единицей измерения электрического напряжения в СИ является Вольт, сокращенно В (в честь итальянского учёного А. Вольта).

1 вольт (1 В) — это напряжение между двумя точками электрического поля, при переносе между которыми заряда 1 Кл совершается работа 1 Дж.

[U] = 1 В

Теперь вы можете объяснить смысл надписи 4,5 В или 9 В на круглой или плоской батарейке. Смысл в том, что при переносе с одного полюса источника на другой (через спираль лампочки или другой проводник) заряда 1 Кл силами электрического поля может быть совершена работа соответственно 4,5 Дж или 9 Дж.

В электротехнике напряжение может варьироваться от микровольт (1 мкВ = 1 * 10-6 В) и миливольт (1 мВ = 10-3 В), до киловольт (1 кВ = 1 * 103 В) и мегавольт (1 МВ = 106 В)

Вы можете преобразовать отдельные единицы измерения следующим образом:

1 В = 1000 мВ, 1 мВ = 1000 мкВ, 1 МВ = 1000 кВ, 1 кВ = 1000 В.

Электрическое напряжение в цепи

Для источников напряжения в схемах обычно используется один из следующих символов.

Источники напряжения и электрическая цепь

Источник напряжения всегда имеет два соединения/полюса. Полюс «плюс» и полюс «минус». Само напряжение обозначено стрелкой напряжения (UQ). Для источников оно всегда отображается от плюса к минусу. 

Электрическое напряжение, падающее на резисторе, также можно обозначить стрелкой напряжения (на схеме обозначена как красная стрелка UR ). Это указывает на техническое направление электрического тока.

Также часто можно услышать термин «напряжение холостого хода» или «напряжение источника». Это выходное напряжение ненагруженного источника, т.е. источника, к которому ничего не подключено. Если цепь замкнута с нагрузкой, то можно измерить только напряжение на полюсах источника.

Электрические напряжения при последовательном и параллельном соединении

У нас уже есть статья о последовательном и параллельном соединении проводников, в котором мы обсуждаем эту тему более подробно. Поэтому здесь мы рассмотрим лишь некоторые основы.

При последовательном соединении компоненты подключаются в ряд.

Электрическое напряжение при последовательном соединении

Здесь электрическое напряжение источника делится на резисторы. Этот момент также описывается вторым правилом Кирхгофа. Здесь применимо следующее:

UQ = U1 + U2 + U3

то есть напряжение источника равно сумме электрических напряжений на отдельных резисторах. Напряжение источника по-разному распределяется по разным резисторам.

В электрической цепи с параллельным соединением компоненты расположены, соответственно, параллельно друг относительно друга. Это можно увидеть на следующей схеме.

Электрическое напряжение в параллельной цепи

Здесь гораздо проще определить электрические напряжения на резисторах, так как при параллельном соединении:

UQ = U1 = U2 = U3

Поэтому электрическое напряжение на резисторах такое же высокое, как и электрическое напряжение источника.

Измерение электрического напряжения

Приборы для измерения напряжения, также называемые вольтметрами, всегда подключаются параллельно потребителю, на котором необходимо измерить электрическое напряжение.

Одним из наиболее часто используемых вольтметров является цифровой мультиметр (DMM), поэтому мы покажем вам процедуру измерения напряжения с помощью DMM. Сначала необходимо установить тип электрического напряжения (DC — постоянный ток или AC — переменный ток).

Для постоянного тока необходимо обратить внимание на правильную полярность, т.е. подключить плюс к положительному полюсу. На следующем этапе необходимо выбрать правильный диапазон измерения. Если вы не можете оценить, насколько велика измеряемая величина, установите наибольший возможный диапазон и двигайтесь от него вниз, пока не найдете нужный. Наконец, вам нужно только «считать» электрическое напряжение прибором.

Примеры типовых значений электрического напряжения

Для некоторых применений соответствующее электрическое напряжение можно найти в таблице ниже.

Светодиод1,2 — 1,5 В
Зарядное устройство USB5 В
Напряжение автомобильного аккумулятора12, 4 — 12,8 В
Напряжение в розетке (среднеквадратичное или действующее значение)230 В
Высоковольтные линии электропередач (ЛЭП)60 кВ — 1 МВ

Вы можете видеть, что на высоковольтных линиях присутствует напряжение до мегавольт. Такие большие электрические напряжения используются для того, чтобы уменьшить потери в длинных линиях.

Решающим фактором для потребителя является мощность P, которую можно рассчитать для постоянного напряжения с помощью формулы:

P = U * I

Это означает, что электрический ток I так же важен для потребителя, как и электрическое напряжение. Согласно закону Ома, зависимость между током и напряжением имеет вид:

U = R * I .

Если напряжение остается неизменным, сопротивление определяет величину тока. Чтобы проиллюстрировать это, представьте следующее. У вас есть три разных бассейна, которые заполнены одинаковым количеством воды. Каждый бассейн имеет слив, который различается по сечению, т.е. в одном бассейне сливная труба очень маленькая, а в другом — очень большая.

Постоянное электрическое напряжение можно определить по тому, что все емкости заполнены на одинаковую высоту. Если слив узкий в нижней части, он представляет собой большое сопротивление. Ток здесь может течь только медленно. Если сечение сливной трубы больше, то сопротивление меньше и, соответственно, может протекать больший ток.

Измерения напряжения – испытания и измерения

Испытания и измерения

Напряжения обычно измеряют, помещая измерительный прибор параллельно измеряемый компонент или цепь (нагрузка). Измерительный прибор должен иметь бесконечный входной импеданс (сопротивление), чтобы он не поглощал энергию от проверяемой цепи и, следовательно, измерить истинное напряжение. точность измерения напряжения зависит от полного импеданса измерительное устройство по сравнению с измеряемой нагрузкой. Когда входное сопротивление измерительного прибора в 10 раз больше измеряемой нагрузки, ошибка обычно допустима. Если эта ошибка недопустима, более высокий вход следует использовать прибор для измерения импеданса.

Метод мультиметра

Обычный элемент контрольно-измерительного оборудования — мультиметр. Мультиметр содержит схема, которая позволяет использовать его как вольтметр, амперметр, или омметр. Обычно оно способно измерение как переменного, так и постоянного напряжения до нескольких сотен вольт. Большинство мультиметры имеют высокое входное сопротивление и вряд ли нарушить проверяемую цепь.

Очевидным недостатком аналогового мультиметра является присущий низкая точность, связанная с движениями счетчика (движущимися стрелками), которые используется в мультиметре. При выполнении измерений любым аналоговым мультиметром вы должны знать о неточностях, вызванных параллаксом. Параллакс определяется как кажущееся смещение положения объекта из-за различия двух точек зрения. В случае метров, это означает, что позиция указателя метра будет казаться на разное положение на шкале в зависимости от угла, под которым счетчик просматривается.

Аналоговый мультиметр.

Цифровой мультиметр во многих случаях обеспечивает точность около ±0,1%. Они отображают показания в числовом виде. Эти дисплеи прямого считывания устранить проблему параллакса, уменьшить ошибку и увеличить скорость измерения. Данные с этих счетчиков в цифровом формате также могут обрабатываться компьютерами, принтеры и записывающее оборудование. Цифровые мультиметры обычно компактны. и легкий; многие поставляются с перезаряжаемыми батареями, что делает их идеальными для портативное использование в полевых условиях.

Цифровой мультиметр.

Верхние частотные ограничения цифровых мультиметров обычно варьируются от 1 кГц до до более 1 МГц, в зависимости от модели. Их верхние частотные ограничения могут, однако его можно значительно расширить за счет использования дополнительных радиочастотных датчиков. Когда вы выполняете Измерения напряжения переменного тока с помощью цифрового мультиметра, помните, что они Устройства индикации RMS .

Метод осциллографа

Измерение напряжения можно произвести с помощью осциллографа. Осциллографы имеют высокое входное сопротивление и обычно не нагружает тестируемую цепь. Однако осциллографы в первую очередь предназначены для наблюдения за формой сигнала и обычно менее точны, чем другое испытательное оборудование, используемое для измерять постоянное или переменное напряжение.

Осциллограф.

Измерять постоянное напряжение осциллографом удобно только при определенных условиях. обстоятельства; например, когда другие измерения выполняются на одно и то же оборудование с осциллографом или мультиметром. нет в наличии. Неоспоримым преимуществом осциллографа является его способность следить за уровнем пульсаций переменного напряжения на постоянном напряжении. Эта особенность делает осциллограф незаменимый помощник при поиске и устранении неисправностей источников питания постоянного тока с чрезмерная пульсация, вызванная неисправностью компонента.

Основным преимуществом использования осциллографа для измерения напряжения переменного тока является то, что форму волны можно наблюдать; следовательно, ошибки измерения сложного пика напряжения сведены к минимуму.

Если измеряемое напряжение велико и не может быть уменьшено до полезного значения цепями ослабления внутри осциллографа, внешним резистивным или можно использовать емкостный делитель напряжения. Такие делители напряжения часто снабжены испытательными комплектами осциллографов и называются высоковольтными пробниками . Когда измеряется напряжение импульсов или других сложных сигналов, Выбранный высоковольтный датчик должен быть сконструирован таким образом, чтобы не искажать измеряемое значение. сигнал. Большинство пробников имеют регулируемые (компенсирующие) конденсаторы, которые используются для настройки симметрии отображаемой формы волны. Вы настраиваете пробник, контролируя либо выходной сигнал калибратора осциллограф или заведомо хороший сигнал и регулировка пробника для симметричного отображать.

При использовании осциллографа для измерения напряжения переменного тока убедитесь, что верхнее частотный диапазон осциллографа не превышен; иначе неточно значения будут отображаться. Наиболее часто используемые осциллографы имеют частотная характеристика от постоянного тока примерно до 50 МГц.

экспериментальная физика - Как вы физически измеряете напряжение и силу тока?

Задавать вопрос

спросил

Изменено 4 года назад

Просмотрено 2к раз

$\begingroup$

Краткая версия: Как именно (современные) измерители напряжения/амперметра измеряют числа, которые они делают, исходя из первых принципов? Ссылки высоко ценятся.


Мы измеряем длину линейкой, время часами и массу весами. Все единицы таких величин относятся к какому-то общепринятому стандарту, например, к палке фиксированной длины, определенному интервалу времени, определенному количеству воды при фиксированных условиях и т. д. Нам, людям, относительно легко понять эти величины.

А как насчет напряжения и тока? Я понимаю, как вы можете определить электрические поля экспериментально — получить определенное количество заряда на объекте и измерить силу (отклик), ощущаемую этим заряженным объектом. Аналогично с магнитными полями — пошлите несколько зарядов через магнитное поле и измерьте их реакцию. Чтобы измерить напряжение в двух точках, я полагаю, вы могли бы подключить небольшой «резистор» между двумя точками и измерить, насколько он нагревается при определенных фиксированных условиях (поддерживаемых в вашем измерительном устройстве).

Я уверен, что мое интуитивное понимание всей этой "феноменологии" напряжения и тока основано на оборудовании 19-го века, но это единственное оборудование, которое я когда-либо видел интуитивно сломанным. Современное электрическое оборудование более загадочно (я уверен, из-за присущей ему сложности).

Каждый раз, когда я пытаюсь найти объяснение тому, как мультиметры действительно измеряют напряжение и ток, я встречаю круговые объяснения вроде «Вы измеряете напряжение, подключая параллельно резистор и измеряя падение напряжения на нем или ток, проходящий через него». это» и «Ток измеряется путем последовательного подключения резистора и измерения напряжения на нем». Пожалуйста, я просто хочу интуитивный и прямой ответ. Я также был бы очень признателен за ссылку на какую-то статью/обсуждение по этому поводу.

  • экспериментальная физика
  • измерения

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Аналоговый амперметр, называемый гальванометром, пропускает ток вблизи стержневого магнита, который физически прикреплен к стрелке индикатора. Магнитное поле окружает ток, сила которого пропорциональна величине тока, поэтому угол наклона стрелки меняется. Умный калибратор рисует метки в разных местах под концом стрелки, соответствующие разным токам в гальванометре.

Я считаю, что все аналоговые счетчики по своей сути являются гальванометрами; Я бы хотел, чтобы меня поправили.

Цифровые счетчики на основе транзистора. Существует множество различных устройств, которые можно назвать «транзисторами», и множество конфигураций одного и того же транзистора, которые могут выполнять разные функции. Обычная конфигурация заключается в том, что транзистор действует как переключатель, управляемый током (для биполярных транзисторов) или как переключатель, управляемый напряжением (для полевых транзисторов), где ток или напряжение на «базовой» клемме транзистора определяет является ли путь между терминалом «эмиттер» и терминалом «коллектор» изолирующим или проводящим. Вы можете использовать набор транзисторов для создания компаратора, цифрового устройства, выход которого «высокий» или «низкий» в зависимости от того, какой из его входов находится под более высоким напряжением, и вы можете использовать серию компараторов с соответствующими опорными напряжениями для построения аналого-цифровой преобразователь.

Я почти уверен, что самые распространенные мультиметры на рынке представляют собой аналого-цифровые преобразователи, построенные на полевых транзисторах, которые по своей сути являются устройствами измерения напряжения.

Для более экзотического подхода вы можете прочитать о «балансе ватт» Kibble.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Краткий ответ: Отклонение из-за магнетизма или напряжения оцифровки.

(Большинство) Аналоговые счетчики основаны на механизме Д'Арсоноваля. Это просто гальванометр, который вызывает отклонение из-за тока.

Счетчик D'Arsonoval работает как электродвигатель. Постоянные полюса и железные сегменты образуют подковообразный магнит. Катушка (сделанная из манганиновой или константиновой проволоки, чтобы сделать измеритель нечувствительным к температуре) сформирована вокруг цилиндрического железного сердечника, но не прикреплена к нему.

Ток проходит через подвижную катушку, которая образует магнитное поле. Это поле взаимодействует с постоянными магнитами, вызывающими отклонение. Чем сильнее течение, тем больше отклонение. Прогиб линейный. Полномасштабный ток вызовет максимальное отклонение. 50%, отклонение на половину шкалы. 200% полного тока, и стрелка будет пытаться пройти туда, как правило, повреждая стрелку.

Характеристики этой движущейся катушки (пример: сопротивление 100 Ом и полный ток 1 мА) позволяют превратить движение в любой аналоговый измеритель. Амперметр постоянного тока — шунтирующий резистор, вольтметр постоянного тока — последовательный резистор, омметр — последовательный резистор + батарея и т. д. Для преобразования переменного тока в постоянный ток требуются диоды, но тот же подход.

Все схемы рассчитаны на ограничение тока до 1 мА, полный ток. Добавьте параллельно шунтирующий резистор 0,1001 Ом и соответствующую аналоговую шкалу, и счетчик станет амперметром на 1 А.

Добавьте резистор 119,9 кОм последовательно с механизмом измерителя с соответствующей аналоговой шкалой, и вы превратите механизм измерителя, который измеряет ток, в вольтметр на 120 В.

Все аналоговые счетчики имеют погрешность (от 1% до 3%), поскольку они крадут ток из цепи, которую измеряют.

Цифровые счетчики еще проще. По своей сути они имеют аналого-цифровой преобразователь. Вход подается на резистор с высоким импедансом. Входное значение сравнивается с опорным напряжением и преобразуется в цифры. Current использует внутренний шунтирующий резистор для генерации напряжения для преобразования. Погрешности зависят от масштаба и обычно составляют ± последнюю цифру.

$\endgroup$

$\begingroup$

Для прикола, вот совершенно другой тип амперметра: Измеритель максимального потребления:

(моё собственное изображение)

Они работают на тепловом основании, подобно автоматическому выключателю. Ток, протекающий через спиральный элемент, нагревает его, заставляя его расширяться и перемещать иглу. Эту катушку можно увидеть за желтой ручкой.

Измерители максимального потребления используются, потому что тепловой элемент оказывает усредняющее действие, позволяя ему игнорировать кратковременные всплески, такие как лифты или запуск больших двигателей. Приведенное значение больше указывает на то, насколько горячими являются различные компоненты электроустановки, расположенные выше по потоку, что является основным ограничивающим фактором максимального количества потребляемой мощности.

Вторая стрелка, обычно окрашенная в красный цвет, показывает максимальное значение с момента последнего сброса. Это позволяет измерить максимальный спрос, даже если он возникает в то время, когда никого нет.

В этом случае счетчик также включает в себя более типичный счетчик с подвижным железом, который считывает показания по второй шкале снизу направо с осью вверху слева.

PS: Эта установка могла быть немного завышена.


Learn more