Что измеряет вольтметр и на что обратить внимание при выборе идеального устройства

Сегодня мы поговорим про мультиметры, для чего они предназначены, какие измерения делают и как правильно выбрать данный прибор.

Прогресс не стоит на месте

• Любой, кто хоть немного знаком с электрикой и радиоэлектроникой, неважно какой – электрические сети дома, радиоэлектроника бытовых проборов или бортовые сети автомобиля, знают, что определить место неисправности для ее устранения без контрольно-измерительных приборов очень затруднительно.
• Раньше для измерения каждого параметра требовался отдельный прибор – вольтметр, амперметр, омметр, что было не очень удобно и проведение контрольных измерений занимало достаточно времени.
• И это только для измерения основных параметров, а для проведения остальных измерений требовалось наличие дополнительных приборов и устройств.
• Сейчас на смену целому комплекту контрольно-измерительных приборов, каждый из которых выполнял замер только определенного параметра, пришел один прибор, способный заменить их все – мультиметр.
• 
• Помимо возможности измерения основных параметров электрической сети – напряжения, силы тока, сопротивления и частоты, мультиметры позволяют выполнить еще целый ряд измерительных и контрольных работ, поскольку функционал их очень широк.
• Конечно, функциональность мультиметра зависит от его внутреннего устройства, но все же большинство из них может дополнительно произвести замеры емкости конденсаторов, индуктивности катушек, работоспособности диодов и транзисторов, что важно для радиоэлектронщиков, проверить шумность и освещенность, выявить повреждения проводки и соединения.
• Читайте по теме — как проверить транзистор мультиметром.

Так что мультиметр – вещь универсальная и пригодится практически всем, кто хоть немного сталкивается с электрическими цепями. Но не все мультиметры одинаковы и к подбору данного устройства следует подходить серьезно.

Виды мультиметров

Вначале нужно определиться с видом этого прибора, а их два – аналоговый и электронный.

В аналоговом мультиметре все данные, которые измеряются показывает стрелкой на шкале.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ:  Что из инструмента должно быть у электрика

1. 
2. Сама шкала имеет разные градуировки, и каждая из них соответствует определенному параметру.
3. Основной недостаток такого вида мультиметров является неточность показаний.
4. В даже очень чувствительном приборе при измерении стрелка будет иметь определенные колебания, которые будут искажать показания.
5. 

Конечно, если точные измерения не требуются и проверяется только общее значение параметра, то и такой мультиметр сойдет. Но, в целом, аналоговые мультиметры свое практически «отжили» и встречаются сейчас редко.

Аналоговые мультиметры с рынка «вытеснили» электронные. Все измеряемые данные у них выводятся на цифровой дисплей, что значительно удобнее.

• Но есть переходные модели с аналоговым и цифровым дисплеем.
• 
• Ведь в аналоговом еще надо было приноровиться к правильному вычислению показаний стрелки на градуированной шкале.
• В цифровых же мультиметрах это все не требуется – измеренный показатель выводиться на дисплей в виде цифр, причем крупных, что значительно легче для восприятия.

Дополнительный функционал

Все мультиметры оснащены базовым набором функций, однако еще имеются и дополнительные. Поэтому при выборе следует и на них обращать внимание.

К примеру, если этот прибор будет использоваться в бытовых условиях – проверка напряжения, силы тока и т.д. в доме или бортовой сети авто, то вполне достаточно будет мультиметра с базовым набором функций.

1. Он и стоить будет дешевле, и его контрольно-измерительных возможностей будет достаточно.
2. Если же нужен такой прибор для промышленного использования или в радиоэлектронике, то лучше приобретать мультиметр с расширенным функционалом.
3. 
4. К примеру, прибор дополнительно может создавать тестовый сигнал, производить проверку полупроводниковых приборов, фиксировать измеренные показатели, автоматически определять пределы измерений.
5. Также к дополнительным функциям относятся возможности прибора, облегчающие работу с ним – таймер отключения, регулировка яркости дисплея, графическое изображение формы сигнала.
6. 

Основные характеристики, которые важно учитывать

При выборе мультиметра немаловажным являются его характеристики, а их несколько.

Погрешность

Ни один мультиметр совершенно точных измерений не покажет, всегда будет погрешность, но она может отличаться.

Погрешность у этих приборов варьируется от 0,025 до 3 %. При выборе мультиметра следует обращать внимание на данную характеристику.

• Если он приобретается для бытового использования, то можно брать и с погрешностью в 3 %, особо это на измерениях не скажется.
• А вот для работы с радиоэлектроникой лучше покупать прибор с как можно меньшей погрешностью.
• 

Диапазон измерений

1. Эта характеристика указывает минимальное и максимальное значение параметра, которое он может измерить.
2. Обычно по всем основным параметрам диапазон измерений указывается отдельно по каждому.
3. Выбор по этой характеристике зависит от сферы использования прибора.
4. Для бытовых условий достаточно будет и мультиметра с небольшим диапазоном, главное, чтоб он подходил для основных измерений.
5. Для промышленного же использования лучше приобретать мультиметр с широким диапазоном для каждого параметра.

Разрядность показаний дисплея

Эта характеристика указывает насколько точно прибор может вывести показания на дисплей.

Разрядность показаний у мультиметров может быть разная. Так, обычный бытовой мультиметр имеет 2,5-разрядный дисплей, который способен показывать значения с точностью до сотых после запятой.

• А вот 3,5-разрядный дисплей уже способен вывести значение с точностью до тысячных после запятой.
• Но стоит отметить, что точность зависит от погрешности, поэтому при большой погрешности тысячное значение 3,5-разрядного дисплея особой достоверности не будет иметь.
• 

Количество дисплеев

1. Эта характеристика больше подходит для тех, кто приобретает прибор для использования в радиоэлектронике или промышленной сфере.
2. Для бытовых условий вполне достаточно и обычного мультиметра с одним дисплеем.
3. А вот наличие двух дисплеев оценят те, кому по особенностям профессии приходится делать большое количество разнообразных замеров.

Питание мультиметра

• Большинство мультиметров в качестве источника питания используют обычные батарейки.
• Такого источника питания вполне достаточно для бытовых измерений, а вот для промышленных этого может оказаться недостаточно.
• Для такого использования производятся мультиметры с аккумуляторным источником питания.
• Образцы мультиметров и их характеристики.
• АКИП-GDM354А.
• 
• Мультиметр FLUKE-111.

На что нужно обратить внимание при выборе

Микросхемы, которые используются в этом приборе, обычно очень надежны, поэтому страна-производитель не так уж и важна. Это что касается внутренней начинки прибора.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ:  Как узнать уровень освещенности в помещениях

А вот внешность оценивать стоит. Сначала следует проверить общее качество сборки. Не должно быть болтающихся частей, половинки корпуса должны быть соединены надежно, без каких-либо зазоров.

1. Корпуса тоже могут быть нескольких видов, что учитывается при выборе.
2. Для бытовых условий пойдет и прибор в обычном пластиковом корпусе.
3. Для тех, кто будет использовать его в тяжелых условиях – предлагаются мультиметры в противоударном герметичном корпусе, который не пропускает влагу и пыль внутрь.

Посмотреть надо и на переключатели. Изготовленные из некачественного материала переключатели быстро разболтаются, и выполнять переключения для изменения параметров замеров будет затруднительно.

Входы на панели прибора тоже нужно проверить на безопасность. Они должны иметь пластиковые выступы по окружности, которые будут прикрывать место контакта выхода со штекером щупа, исключая возможность прикасания человека к контакту.

При подборе следует оценить и эргономичность мультиметра, он должен хорошо лежать в руке. Это обеспечит удобство использования прибора, что скажется на точности проведения измерений.

Провода должны иметь хорошее сечение, особенно это важно при измерении параметров с большими значениями. Защитная оплетка проводов должна быть без повреждений.

Концы электродов щупов должны быть хорошо заострены, что позволит подсоединять прибор для проведения измерений даже в мелкие точки контакта цепи.

Напоследок следует запросить сертификат качества продукта. Отсутствие его будет указывать на кустарное производство прибора, пользы от него будет мало, поскольку он либо быстро выйдет из строя, либо его показания будут далеко не точными.

Это и все, что следует знать при выборе такого довольно важного и нужного устройства как мультиметр.

Источник: https://ElektrikExpert.ru/kakoj-multimetr-vybrat.html

Выбираем качественный мультиметр для дома и работы

У уважающего себя домашнего мастера обязательно должен быть прибор для проверки всевозможных электрических параметров. С его помощью можно обнаружить обрыв провода, проверить наличие напряжения в розетке или аккумуляторе, узнать целостность лампы, ТЭНа, и прочих электро- и радиокомпонентов.

Цифровой электронный тестер измеряет такие параметры, как переменное и постоянное напряжение, электрическое сопротивление, переменный и постоянный ток, температуру, частоту, индуктивность, емкость конденсаторов и т.д.

В этой статье мы расскажем, как выбрать мультиметр и какой лучше для дома, работы и авто.

Основные критерии выбора

Не каждому мастеру нужны в обиходе все перечисленные выше функции, кому-то хватит и нескольких. Для строителя-электромонтажника вполне хватит выбрать простой мультиметр, который измерит напряжение, проверит сопротивление, прозвонит цепь. Поэтому приобретать дорогой тестер нет смысла.

Для техника-электрика, который обслуживает электрооборудование, будет полезным выбрать функцию «токовые клещи», позволяющую измерять нагрузку на работающем оборудовании без вмешательства в схему. Это в свою очередь позволит контролировать и предупреждать аварии.

Для мастеров КИП очень полезными будут остальные функции, связанные с радиокомпонентами: омметр, вольтметр, амперметр, измеритель емкости и индуктивности, частотомер и прочее.

Ниже мы предоставим наиболее надежные модели для каждой профессии, а сейчас хотелось бы вкратце остановиться на основных моментах, которые нужно учитывать при выборе мультиметра в 2017 году:

1. Стрелочный или цифровой. Конечно же цифровой, т.к. он обладает большим количеством функций и высокой точностью.
2. Функциональные возможности. Об этом мы уже сказали и подробно поговорим ниже, когда предоставим обзор мультиметров.
3. Наличие подсветки и кнопки удержания показаний, с ними намного удобнее осуществлять измерения.
4. Погрешность работы, может варьироваться от 0,025 до 3%. Чем меньше погрешность, тем точнее тестер.
5. Конструкция. Вы должны выбрать удобный для работы мультимер, ориентируясь на его размер, исполнение элементов управления и прочие немаловажные вещи.
6. Степень защиты от влаги, пыли и ударных нагрузок. Чем выше степень, тем качественнее тестер и дольше будет его срок службы.
7. Класс электробезопасности. Не менее важный критерий выбора, на который нужно определенно обращать внимание. Согласно стандартам существует 4 класса: CAT 1 — можно проводить замеры в низковольтных сетях, CAT 11 — сетях питания, CAT 111 — распределительных цепях внутри зданий, CAT 1V — распределительных цепях вне зданий. Защита может быть обеспечена посредством предохранителей (электромеханическая) или более надежная — электронная. Рекомендуем выбрать цифровой мультиметр с электронной защитой.
8. Фирма. Не менее важный показатель, на который нужно обращать внимание. Хорошими производителями цифровых тестеров в 2017 году являются компании Mastech и UNI-T.

Кратко обо всем этом рассказывает специалист на видео:

Рассмотрим в статье, на наш взгляд, распространенные и популярные модели мультиметров, которые можно выбрать для дома, работы и диагностики авто.

Обзор лучших моделей

DT-830B

DT- 830B с него стоит начать свое знакомство, если у вас никогда не было измерительного прибора. Недорогой аппарат с набором необходимых параметров, которые могут понадобиться начинающим и опытным электрикам, а также домашним мастерам.

Небольших размеров прибор, питание от батареи крона 9V. Есть ЖК индикатор, переключатель функций, два щупа красный и черный, три гнезда 20А, V A Ω, COM для выбора вида замера параметров. Что касается функций, мультиметр может измерять:

• постоянный ток с пределами от 20 mA до 200 mA, а также через отдельное гнездо в пределах 10A;
• переменное напряжение до 200V и до 500V;
• постоянное напряжение в пределах 200 mV до 500V;
• сопротивление до 2000 кОм;
• проверка диодов;
• определение параметров транзисторов.

Ахиллесовой пятой данного устройства является неправильный выбор параметров измерения. Если выбрать функцию прозвонки или замер сопротивления и промерять напряжение сети, тестер выйдет из строя.

Данная модель очень популярна для дома и широко представлена на нашем рынке. Существуют модификации 830 модели, отличаются как внешним видом так и наличием тех или иных функций.

Подробнее об этом вы можете узнать на видео:

Подведя итог хотелось бы отметить, что выбор этого недорогого мультиметра разумен в том случае, если он будет использоваться в электромонтажных работах по дому либо на стройке.

C266 (DT-266)

На базе предыдущей модели измерительного узла собирают не менее замечательный тестер C266 (DT-266), который мы также рекомендуем вам выбрать.

Его особенностью являются токоизмерительные клещи и кнопка фиксации измерения. Когда проверка происходит в таких местах оборудования, что цифровой индикатор исчезает из поля зрения или же физически недоступен, с правой стороны прибора есть кнопка, которую во время замера фиксируют и результат не пропадает с экрана мультиметра, пока кнопка нажата.

В остальном он мало чем отличается от предыдущего участника обзора. Его часто выбирают для работы электрики. Конструктивно он массивнее 830 модели.

Присутствует ЖК индикатор и переключатель, три гнезда для подключения щупов, токовые клещи, переключатель, а также питание от батарейки крона.

 В зависимости от фирмы производителя мультиметр может отличаться некоторыми функциональными различиями, размещением элементов управления и диапазонов измерения.

Данный прибор поможет измерить:

• переменное напряжение до 750V;
• постоянное 1000V;
• ток постоянный 20А;
• переменный ток 1000А, измерить «клещами»;
• сопротивление 20 МОм;
• прозвонить на целостность электрическую цепь 200 Ом;
• узнать температуру, с помощью выносной термопары 750℃.

Также есть модели, снабженные тестером транзисторов и диодов, поэтому если вам нужны для работы в радиомастерской эти функции, можете выбрать подходящий мультиметр.

М812

Следующий участник нашего обзора М812. Мал да удал, это про него. Швейцарский нож электрика, при маленьких размерах и весе 90 грамм.

Такой тестер легко поместится в карман, не займет много места.

Этот мультиметр заслуженно пользуется популярностью у автоэлектриков для ремонта и диагностики автомобильного оборудования, поэтому если вам нужен тестер именно для этого, рекомендуем выбрать М812.

• 
• Конструктивно он выполнен в классическом корпусе и имеет трехразрядный индикатор, переключатель режимов, три гнезда для подключения щупов, а также разъем для тестирования диодов и транзисторов.
• М812 поможет узнать такие параметры:

• постоянное и переменное напряжение в пределах 500V;
• постоянный ток от 10 mA до 10А, через дополнительный разъем;
• целостность цепи со звуковой индикацией;
• сопротивление измеряемого участка до 2 МОм;
• проверит электронные полупроводниковые компоненты;
• наличие генератора сигналов для проверки усилителей и прочей радиотехники.

Если вы хотите выбрать мультиметр для авторемонта или же диагностики мотоциклов, этот вариант определенно заслуживает внимания.

DT9208A

Следующим в нашем обзоре помощник для домашнего мастера и электрика тестер DT9208A. Если вы хотите подобрать мультиметр до 1000 рублей, по цене и качеству он будет одним из лучших.

Этот измерительный прибор серьезно выглядит. Большой индикатор с регулируемым наклоном. Откидывающаяся ножка, благодаря которой прибор можно расположить максимально удобно и информативно относительно пользователя.

Корпус закрыт дополнительным ярким чехлом, который выполняет защитные функции. Большой переключатель функций, две кнопки: питание и память. Эта модель снабжена таймером выключения.

Полезная функция, которая экономит емкость кроны и ресурс переключателя функций.

По отношению к ранее описанным тестерам, данный прибор имеет расширенный диапазон измерений. На корпусе имеется четыре разъема для подключения щупов. Диапазон замеров постоянного напряжения поделен на — 200mV, 2V, 200V, 1000V. Для переменного 750V, 200V, 20V. Диапазон измерения тока разбит на — 20 µA, 20 mA, 200 mA, 20А для постоянного и 200 mA, 20А переменного.

Помимо этого мультиметр позволяет производить замеры сопротивления и целостность цепи со звуковым оповещением, проверить p-n переход диода или тиристора. Диапазон измерения разбит на зуммер, 200 Ом, 2к, 20к, 200к, 2М, 20М, 200М. Присутствует функция измерения логических уровней для проверки цифровых устройств.

 Также имеется возможность измерить частоту с диапазоном 2 kHz и 200 kHz.

Для проверки всевозможных преобразователей и генераторов, входное сопротивление в режиме частотомера составляет 10МОм, то есть влияние на измеряемые цепи минимальны.

 Еще одним плюсом будет измерение конденсаторов от 2000 п, 20 н, 200н, 2 мкф и 20 мкф. Помимо этого с помощью DT9208A можно узнать температуру, а также проверить транзисторы. DT9208A лучше выбрать радиолюбителю, т.к.

в нем есть все необходимое для ремонта электроники.

МС 8229

1. Последним в нашем обзоре будет комбайн всевозможных измерений МС 8229.
2. 
3. Данный агрегат снабжен трехстрочным ЖК индикатором с подсветкой. Кроме классических видов измерения, он поможет узнать еще такие параметры:

• уровень освещенности;
• уровень звука;
• влажность;
• температура.

Технические характеристики:

1. Мультиметр оснащен световым и звуковым оповещением о неправильном подключении измерительных проводов.
2. Возможен ручной или автоматический выбор диапазона.
3. Защита от перегрузки обеспечивается на всех пределах измерения.
4. Максимальное допустимое напряжение между входными гнездами и землей: переменное (эффективное значение) или постоянное 1000В.
5. Предельная рабочая высота: 2000 м (7000 футов).
6. Дисплей: жидкокристаллический, позволяет отображение трех показаний одновременно. Максимальное отображаемое значение: 3999.
7. Индикация полярности: автоматическая, «–» указывает на отрицательную полярность.
8. Индикация перегрузки: «0L» или «-0L».
9. Время выборки: около 0,4 секунды.
10. Индикация размерности: отображаются единица и режим измерения.
11. Время автоотключения мультиметра: 30 минут.
12. Характеристики самовосстанавливающегося предохранителя (F1): 500мА/250В.
13. Плавкий предохранитель (F2): 10А/250В (быстродействующий).
14. Источник питания: три батареи на 1.5В, AAA.
15. Индикация разряженной батареи: значок » » на дисплее.
16. Температурный коэффициент: < 0,1 × погрешность/°C.
17. Рабочая температура: от 0°C до 40°C (от 32°F до 104°F).
18. Температура хранения: от -10°C до 50°C (от 10°F до 122°F).
19. Габаритные размеры: 195 x 92 x 55 мм.
20. Масса: около 400г (включая батарею).

Данный аппарат рекомендуем выбрать профессиональным мастерам сервисов по ремонту электронных устройств (бытовой техники, ноутбуков и т.д.), а также инспекторам для измерения таких показателей, как освещенность рабочего места, уровень шума в цеху и прочее.

Помимо этого рекомендуем посмотреть видео, на котором предоставлено сравнение популярных моделей:

Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, как выбрать мультиметр и какой лучше для дома, работы и диагностики авто. Надеемся, наши советы по выбору были для вас полезными.

Держите ваш прибор в чистоте, не допускайте эксплуатацию с щупами с поврежденной изоляцией. Соблюдайте технику безопасности.

Будет интересно прочитать:

Источник: https://samelectrik.ru/vybiraem-kachestvennyj-multimetr-dlya-doma-i-raboty.html

Что показывает вольтметр, или математика розетки

О чем эта статья

Сегодня я ненадолго отступлю от своей обычной темы о визуальном программировании контроллеров и обращусь к теме измерений напряжения прямо в ней, в розетке! Родилась эта статья из дискуссий за чаем, когда разразился спор среди «всезнающих и всеведающих» программистов о том, чего многие из них не понимают, а именно: как измеряется напряжение в розетке, что показывает вольтметр переменного напряжения, чем отличается пиковое и действующие значения напряжений. Скорее всего, это статья будет интересна тем, кто начинает творить свои устройства. Но, возможно, поможет и кому-то опытному освежить память. В статье рассказано о том, какие напряжения есть в сети переменного тока, как их измеряют и о том, что следует помнить при проектировании электронных схем. Всему дано краткое и упрощённое математическое обоснование, чтобы было ясно не только «как», но и «почему». Кому не интересно читать про интегралы, ГОСТы и фазы — могут сразу переходить к заключению.

Вступление

Когда люди начинают говорить о напряжении в розетке, очень часто стереотип «в розетке 220В» скрывает от их взора реальное положение дел.

Начнем с того, что согласно ГОСТ 29322-2014, сетевое напряжение должно составлять 230В±10% при частоте 50±0,2Гц (межфазное напряжение 400В, напряжение фаза-нейтраль 230В).

Но в том же ГОСТ имеется примечание: «Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять».

Согласитесь, что это уже совсем не то однозначное «в розетке 220В», к которому мы привыкли. А когда речь начинает идти о «фазном», «линейном», «действующем» и «пиковом» напряжениях — вообще каша получается знатная. Так сколько же вольт в розетке?

Чтобы ответить на этот вопрос начнем с того, как измеряется напряжение в сети переменного тока.

Как измерять переменное напряжение?

Прежде, чем углубиться в дебри цепей переменного тока и напряжения, вспомним школьную физику цепей тока постоянного.

Цепи постоянного тока — вещь простая.

Если мы возьмем некоторую активную нагрузку (пусть это будет обычная лампа накаливания, как на рисунке) и воткнем ее в цепь постоянного тока, то все, что происходит в нашей цепи будет характеризоваться всего двумя величинами: напряжением на нагрузке U и током, протекающим через нагрузку I.

Мощность, которая потребляется нагрузкой однозначно вычисляется по формуле, известной со школы: .

Или, если учесть, что по закону Ома , то мощность P, потребляемую нагрузкой-лампочкой, можно вычислить по формуле .

С переменным напряжением все куда сложнее: в каждый момент времени — оно может иметь разное мгновенное значение. Следовательно, в разные моменты времени, на нагрузке, подключенной к источнику переменного напряжения (например, на лампе накаливания, воткнутой в розетку) будет выделяться разная мощность. Это очень неудобно с точки зрения описания электрической цепи. Но нам повезло: форма напряжения в розетке синусоидальная. А синусоида, как известно, полностью описывается тремя параметрами: амплитудой, периодом и фазой. В однофазных сетях (а обычная розетка с двумя дырочками именно и есть однофазная сеть) про фазу можно забыть. На рисунке подробно показаны два периода сетевого однофазного напряжения. Того самого, что в розетке. Рассмотрим, что означают все эти буковки на рисунке.

Период T — это время между двумя соседними минимумами или соседними максимумами синусоиды. Для осветительной сети РФ этот период составляет 20 миллисекунд, что соответствует частоте 50Гц. Частота колебаний напряжения электрической сети выдерживается очень точно, до долей процента.

Очевидно, что в любых двух точках синусоиды, отстоящих друг от друга на целое число периодов, напряжения всегда равны между собой.

Амплитуда Um — это максимальное напряжение, пик синусоиды. Про действующее напряжение Uд поговорим чуть ниже.

Напряжение в розетке (или однофазной сети) описывается формулой

где t — текущий момент времени, Um — амплитуда (или пиковое значение) напряжения, T — период сетевого напряжения. Если с однофазным переменным напряжением более или менее все ясно, то попробуем посчитать мощность, которая выделяется на нашей любимой лампе накаливания, при втыкании ее прямо в розетку. Так как лампа накаливания является активной нагрузкой (а это значит, что ее сопротивление не зависит от частоты напряжения и тока), то мгновенная мощность, выделяемая на лампе накаливания, воткнутой в розетку, будет вычисляться по формуле

где t — текущий момент времени, а R — сопротивление лампы накаливания при нагретой спирали. Зная амплитуду переменного напряжения Um, можно записать:

• Можете сами подставить вместо функцию и взять интеграл, если не верите.

Понятно, что мгновенная мощность — неудобный параметр, да и на практике не особо нужный. Поэтому практически обычно применяется мощность, усредненная за период. Именно усредненная мощность указана на лампочках, нагревателях и прочих бытовых утюгах. Рассчитывается усредненная мощность в общем случае по формуле: А для нашей синусоиды — по гораздо более простой формуле: Не думайте, что про мощность я вспомнил просто так, из вредности. Сейчас поймете, зачем она нам была нужна. Переходим к следующему вопросу.

Что же показывает вольтметр?

Для цепей постоянного тока, тут все однозначно — вольтметр показывает единственное напряжение между двумя контактами.

С цепями переменного тока все опять сложнее. Некоторые (и этих некоторых не так мало, как я убедился) считают, что вольтметр показывает пиковое значение напряжения Um, но это не так!

На самом деле, вольтметры обычно показывают действующее или эффективное, оно же среднеквадратичное, напряжение в сети Uд.

Разумеется, речь идет о вольтметрах переменного напряжения! Поэтому, если будете измерять вольтметром напряжение сети, обязательно убедитесь, что он находится в режиме измерения переменного напряжения.

Оговорюсь, что «пиковые вольтметры», показывающие амплитудные значения напряжения, тоже существуют, но на практике при измерении напряжения питающей сети в быту обычно не применяются. Разберемся, почему такие сложности. Почему бы не измерять просто амплитуду? Зачем выдумали какое-то «действующее значение» напряжения?

А все дело в потребляемой мощности. Я ведь не просто так писал о ней. Дело в том, что действующее (эффективное) значение переменного напряжения равно величине такого постоянного напряжения, которое за время, равное одному периоду этого переменного напряжения, произведет такую же работу, что и рассматриваемое переменное напряжение.

1. Или, по-простому, лампочка накаливания будет светить одинаково ярко, воткнем ли мы ее в сеть постоянного напряжения 220В или в цепь переменного тока с действующим значением напряжения 220В.
2. Заметим, что подкоренное выражение и есть та самая «усредненная за период мощность», стоит только поделить это выражение на сопротивление нагрузки R.
3. где Uд — действующее или среднеквадратичное значение напряжение (то самое, которое обычно показывает вольтметр), а Um — амплитудное значение.
4. Ну и, наконец, посчитаем, чему же равна амплитуда напряжения в розетке «на 220В«:
5. В худшем случае, если у вас сеть на 240В, да еще и с допуском +10%, амплитуда будет аж !

Для тех, кто уже знаком с интегралами или еще не забыл математику, приведу общую формулу расчета действующего напряжения произвольной формы: Из этой формулы также становится ясно, почему действующее (эффективное) значение переменного напряжения также называют «среднеквадратичным». Применительно к синусоидальной форме напряжения, страшный интеграл после несложных преобразований превратится в простую формулу: Действующее напряжение хорошо тем, что для активной нагрузки, расчет усредненной мощности полностью совпадает с расчетом мощности на постоянном токе: Это и не удивительно, если вспомнить определение действующего значения напряжения, которое было дано чуть выше.

Поэтому, если хотите, чтобы ваши устройства, питающиеся от сети, работали стабильно и не сгорали, выбирайте элементы, которые выдерживают пиковые напряжения не менее 400В. Разумеется, речь идет об элементах, на которые непосредственно подаётся сетевое напряжение.

Отмечу, что для не-синусоидальной формы сигнала действующее значение напряжения рассчитывается по иным формулам. Кому интересно — могут сами взять интегралы или обратиться к справочникам. Нас же интересует питающая сеть, а там всегда должна быть синусоида.

Фазы, фазы, фазы…

Помимо обычной однофазной осветительной сети ~220В все слышали и о трехфазной сети ~380В. Что такое 380В? А это межфазное эффективное напряжение.

Помните, я сказал, что в однофазной сети про фазу синусоиды можно забыть? Так вот, в трехфазной сети этого делать нельзя!

Если говорить по простому, то фаза — это сдвиг во времени одной синусоиды относительно другой. В однофазной сети мы всегда могли принять за начало отсчета любой момент времени — на расчеты это не влияло.

В трехфазной сети необходимо учитывать насколько одна синусоида отстоит от другой. В трехфазных сетях переменного тока каждая из фаз отстоит от другой на треть периода или на 120 градусов.

Если мы возьмем осциллограф с тремя лучами и прицепимся к трем фазам и одному нулю, то увидим такую картину.

«Синяя» фаза — начинается от нуля отсчета. «Красная» фаза — на треть периода (120 градусов) позже. И, наконец «зеленая» фаза начинается на две трети периода (240 градусов) позже «синей». Все фазы абсолютно симметричны друг относительно друга.

Какую именно фазу брать за точку отсчета — не важно. Картина будет одинаковой. Математически можно записать уравнения всех трех фаз:

• «Синяя» фаза:
• «Красная» фаза:
• «Зеленая» фаза:

Если измерить напряжение между любой из фаз и нулем в трехфазной сети — то получим обычные 220В (или 230В или 240В — как повезет, см. ГОСТ).

А если измерить напряжение между двумя фазами — то получим 380В (или 400В или 415В — не забываем об этом).

То есть трехфазная сеть — многолика. Ее можно использовать как три однофазные сети с напряжением 220В или как одну трехфазную сеть с напряжением 380В.

Откуда взялось 380В? А вот откуда.

Если мы подставим в формулу расчета действующего напряжения наши данные о двух любых фазах, то получим:

1. Uдф — действующее межфазное, оно же линейное напряжение.

или, упрощая:

Учитывая, что амплитуда каждой фазы получим, чтодля межфазного напряжения. На рисунке наглядно показано, как образуется межфазное напряжение, которое обозначено F1-F2 из двух фазных напряжений фаз F1 и F2. Напряжение фаз F1 и F2 измеряется относительно нулевого провода. Линейное напряжение F1-F2 измеряется между двумя разными фазными проводами.

• Для наихудшего случая (сеть 240В и межфазное напряжение 415В, да еще 10% сверху) амплитуда межфазного напряжения составит:
• Учтите это при работе в трехфазных сетях и выбирайте элементы, рассчитанные не менее, чем на 650В, если им предстоит работать между двумя фазами!

Как видим, что действующее межфазное напряжение больше амплитуды синусоидального напряжения одной фазы. Амплитуда межфазного напряжения составляет: Надеюсь, теперь понятно что показывает вольтметр переменного тока?

Заключение

Итак, очень кратко, почти на пальцах, мы ознакомились с тем какие напряжения действуют в бытовых сетях переменного тока. Подведем краткие итоги всего, изложенного выше.

• Фазное напряжение — это напряжение между фазой и нулевым проводом.
• Линейное или межфазное напряжение — это напряжение между двумя разными фазными проводами одной трехфазной сети.
• В сетях переменного тока РФ действуют три, хоть и близких, но разных стандарта (фазное/линейное): 220В/380В, 230В/400В и 240В/415В переменного тока с частотой 50Гц.
• Вольтметр переменного тока обычно показывает действующее (оно же среднеквадратичное, оно же эффективное) напряжение, которое в раза меньше, чем пиковое (амплитудное) напряжение в сети.
• В наихудшем с точки зрения стандартов случае пиковое фазное напряжение составляет примерно 373В, а пиковое линейное напряжение — 645B. Это следует учитывать при разработке электронных схем.

Надеюсь эта статья помогла кому-то разобраться в теме и ответить для себя на некоторые вопросы.

Отправлять предложения и пожелания, замеченные опечатки и просто мнения можно в комментарии или на почту: shiotiny@yandex.ru.

Источник: https://habr.com/post/470612/

Как выбрать цифровой вольтметр

Сергей Александров

Фото © depositphotos.com

В обязанности домашнего мастера входит огромный перечень различных видов
работ: начиная от ремонта сантехники и заканчивая диагностикой бытовых и
автомобильных электросетей.

Помимо необходимых для выполнения таких работ
инструментов (например, изолированных отверток, бокорезов и прочего), в
арсенале домашнего мастера должен присутствовать минимальный набор
диагностических приборов, которые могут понадобиться при ремонте различных
домашних электроприборов и диагностике бытовой электропроводки. Одним из таких
приборов является цифровой электронный вольтметр.

Данный тип измерительных приборов отличается высокой точностью определения
параметров измерения, а также скоростью реагирования на изменение параметров
тока.

Так как выпускаемые приборы различаются по функциональным возможностям,
чтобы выбрать подходящее изделие, первоначально нужно определиться с целями его
применения. Например, в последнее время приобретает все большую популярность миниатюрный
цифровой встраиваемый вольтметр, устанавливаемый в домашние электрощитки. Такое
устройство позволит в любой момент узнать о текущем напряжении в сети.

Кроме того, для удачного выбора прибора, оптимально соответствующего своим
задачам, желательно иметь представление о характеристиках выпускаемых сейчас
приборов.

Далее будут рассмотрены основные виды цифровых вольтметров, а также
рассмотрены основные области их применения.

Виды цифровых вольтметров

Существующие
модели этих приборов можно разделить на несколько групп по их функциональным
возможностям.

В зависимости от
типа измеряемого тока различают:

• цифровой
  вольтметр постоянного тока
• цифровой
  вольтметр переменного тока

Как следует из названия, отличие заключается в возможности прибора измерять
постоянный либо переменный ток.

Для бытового использования необходимо
приобретать исключительно универсальные модели, способные осуществлять оба типа
измерений, так как в случае возникновения необходимости, скажем, в цифровом
вольтметре для автомобиля, модель, предусматривающая измерение только
переменного тока, не подойдет.

По количеству измерения фаз различают:

• цифровой
  трёхфазный вольтметр
• цифровой
  однофазный вольтметр

Первый вариант применяется в основном на входящем кабеле в многоквартирных
домах, либо при подключении частного дома к трехфазному кабелю. В большинстве
случаев такой функционал не нужен, так как питание электросети квартир
осуществляется при помощи однофазного кабеля.

По типу измеряемых величин:

• приборы
  с возможностью измерения только показателей напряжения тока
• приборы,
  предусматривающие возможность измерения многих параметров прохождения тока в
  сети

К первому типу относят приборы, которые
позволяют измерить только напряжение и характеристики частоты (для переменного
тока).

Сегодня более распространены приборы,
позволяющие проводить измерение помимо напряжения также и других величин. В
основном такие изделия способны измерять силу тока и сопротивление. Более
дорогие модели обладают возможностью измерения параметров емкости электрических
накопителей (конденсаторов), показателей индуктивности и так далее.

Учитывая тот факт, что для бытового
использования такое количество измеряемых параметров не нужно, желательно выбрать
прибор, позволяющий измерять напряжение и силу тока, а также сопротивление
проводника.

По области применения можно различать:

• универсальный
  вольтметр
• цифровой вольтметр din
• цифровой автомобильный вольтметр

Первый вариант из перечисленных
представляет собой мобильный прибор для измерения параметров тока в различных
сетях. Подключение к измеряемой сети осуществляется при помощи набора щупов,
что позволит подключаться к любым возможным контактным площадкам в измеряемой
сети.

Второй вариант представляет собой миниатюрный цифровой вольтметр, применяемый
для стационарной установки в бытовой электрощиток. Используются такие
устройства для мониторинга напряжения в домашней сети. В большинстве случаев
способны предоставлять информацию исключительно относительно уровня напряжения.

Для контроля уровня напряжения в бортовой сети автомобиля применяют цифровой
вольтметр, устанавливаемый в прикуриватель.

Использование подобных устройств способно
предотвратить возможность разряда аккумуляторной батареи вследствие низкого
уровня тока, вырабатываемого генератором.

Стоит отметить, что использование подобных устройств в основном
распространено среди владельцев отечественных автомобилей.

Устанавливать цифровой
вольтметр в современное авто зарубежного производства в большинстве случаев
бессмысленно, так как уже имеющаяся в таких машинах система контроля заряда
аккумулятора и эффективный генератор способны поддерживать уровень заряда
батареи на требуемом уровне.

Также одним из параметров различия является диапазон измеряемых напряжений.
В этом случае также необходимо исходить из предполагаемой области использования
прибора.

Например, для использования в быту желательно выбрать цифровой
вольтметр с диапазоном измерения до 220 вольт.

Оптимальным выбором будет прибор
с некоторым запасом по диапазону измерения (например, до 300 В) для возможности
фиксации повышенного напряжения.

Для автомобиля подойдет вольтметр цифровой на 12 вольт. При желании
контролировать повышение уровня напряжения над допустимым порогом можно
приобрести вольтметр цифровой на 24в.

Как выбрать вольтметр

• Чтобы выбрать прибор,
  способный осуществлять необходимые измерения, но при этом не имеющий ненужных
  возможностей, излишне повышающих цену прибора, первоначально нужно определиться
  с целями применения.
• В том случае, если потребителем не планируется проводить диагностику
  домашних электроприборов, а единственной требуемой функцией приобретаемого
  вольтметра будет измерение напряжения в бытовой сети, оптимальным выбором будет
  мини цифровой вольтметр, устанавливаемый в домашний электрощиток.
• Такой прибор позволит в любой момент получить информацию относительно
  уровня напряжения в бытовой сети без необходимости выполнения дополнительных
  манипуляций (например, нет надобности каждый раз подключаться щупами к
  розетке).

Для контроля текущего уровня напряжения в бортовой сети автомобиля подойдет
цифровой встраиваемый вольтметр постоянного тока. Большинство таких изделий для
упрощения установки рассчитаны на подключение к разъему прикуривателя.

Допустимый предел измеряемого напряжения у большинства изделий позволяет
обнаруживать как пониженное, так и повышенное напряжение. Учитывая низкий
уровень напряжения измеряемого тока, а также подключение к прикуривателю,
который имеет защиту плавким предохранителем, риск при использовании такого
устройства минимален. Учитывая данные факты, особых требований при выборе
такого изделия нет. Лучшим выбором будет изделие с цифровой индикацией
напряжения.

При необходимости проведения диагностики электроприборов, а также различных
фрагментов домашней электросети, потребуется приобретение мобильного прибора с
набором щупов. В данном случае необходимо обратить внимание на функциональные
возможности прибора и особенности его изготовления.

Выбрать желательно изделие с возможностью измерения как постоянного, так и
переменного тока, что обеспечит расширение спектра задач, для которых можно
использовать данный прибор.

Профессиональные модели с возможностью измерения параметров трехфазного
тока приобретать для использования в быту не имеет смысла. Такие приборы
достаточно дороги, а учитывая питание бытовой электросети от однофазного тока,
преимущественное большинство возможностей этих дорогих приборов останется
невостребованным.

Также имеющиеся у многих цифровых вольтметров возможности измерения
параметров синусоиды переменного тока, вычисления средних значений напряжения
за определенный промежуток времени и тому подобное, для домашнего мастера
абсолютно не нужны.

Стоит обратить внимание и на диапазон измеряемых напряжений.

Вольтметр
цифровой на 220в обеспечит возможность проведения необходимых измерений, но для
более точного представления о параметрах тока в сети желательно выбрать прибор
с определенным запасом по уровню измеряемых величин (например, с пределом
измеряемого напряжения 300 В). Большинство
современных моделей имеют предел измеряемого напряжения на уровне 600 В, чего
вполне достаточно.

Определенное влияние на цену прибора оказывает уровень защиты его корпуса
от пробоя. При использовании в быту не имеет смысла приобретать изделие с
высокой защитой, так как бытовое напряжение на уровне 220 В не обладает
способностью пробивать значительный слой изоляции. Минимального уровня защиты,
соблюдаемого при изготовлении таких приборов, будет вполне достаточно.

Единственное, на что необходимо обратить внимание в данном случае – не
стоит брать изделия неизвестных производителей в небольших торговых
точках. Работа с электричеством в любом
случае содержит определенный риск для жизни и здоровья, поэтому приобретаемый
прибор должен быть изготовлен с соблюдением технических норм.

Также необходимо остановиться на стремлении ряда энтузиастов, желающих
сделать цифровой вольтметр своими руками.

Поэтому
перед тем, как сделать цифровой вольтметр, желательно обдумать необходимость
таких действий, стоимость приобретения комплектующих и затраты времени. В
большинстве случаев лучше приобрести готовое изделие.

Источник: http://krugznaniy.ru/article/kak-vyybraty-cifrovojj-volytmetr/