Člověk, který je daleko od elektrických obvodů, napětí, proudů a odporů, bude stěží schopen okamžitě odpovědět na tuto otázku: co měří voltmetr? Vzhledem k tomu, že odpověď je zřejmá, pokud si právě přečtete druhou polovinu nadpisu článku, odhalíme vám toto téma trochu podrobněji. Zejména budeme zvažovat měření napětí v každodenním životě, vlastnosti zařízení, princip činnosti.
Definice
Voltmetr je měřicí zařízení, které umožňuje získat hodnotu napětí nebo elektromotorické síly ve stejnosměrném nebo střídavém obvodu. Dosah přístroje se může rozšířit až na 1000 V nebo více. Vše závisí na jeho účelu. Abyste lépe pochopili, co to je, zvažte definici elektromotorické síly. Protože je velmi často zaměňováno se síťovým napětím, měly by být od sebe odděleny.
EMF a napětí: rozdíl
EMP je tedy fyzikální veličina, která charakterizuje práci vykonanou pohybem jakýchkoli sil neelektrické povahyjednotkový kladný náboj podél uvažovaného obrysu. V nejběžnějším případě ukazuje schopnost zdroje energie vytvořit ten či onen potenciální rozdíl ve dvou od sebe vzdálených bodech obvodu. Měří se, stejně jako napětí, ve voltech. Liší se od něj tím, že charakterizuje napájení při nečinnosti, tedy bez připojení k síti.
Když je v obvodu proud, to znamená, že je uzavřený, objeví se další známější pojem - napětí. Navíc může být použit jak pro samotný zdroj energie na jeho svorkách, tak v jakékoli části obvodu. Měření napětí je identifikace rozdílu potenciálu mezi dvěma vzdálenými body. U zdroje energie je to obvykle o něco menší než elektromotorická síla, když je zařazen do obvodu spotřeby. Ve skutečnosti jsou EMF i napětí stejné, s jediným rozdílem, jaký fyzikální proces generuje potenciální rozdíl mezi dvěma body, ve kterých se provádí měření.
Typy voltmetrů
Zde je třeba rozlišovat dva hlavní typy: přenosné a stacionární. Přenosný přístroj na měření napětí lze táhnout nejen rukou. Obvykle zahrnuje funkčnost pro kontrolu proudů a odporů v obvodu, jakož i teploty vodičů atd. Stacionární zařízení jsou často konstrukčně integrována se samotnou sítí, ve které se měření provádí např. v elektrických rozvaděčích, panelech atd.
Pokud jde o klasifikaci podle principuakcí, pak můžeme rozlišit několik typů elektromechanických voltmetrů a dva typy elektronických. Poslední jmenované jsou analogové a digitální. Elektromechanické voltmetry používají systém magnetického převodníku k získání údajů o napětí. Elektronická zařízení digitalizují přijímaný signál pomocí ADC. Hodnoty voltmetru, v závislosti na principu prezentace dat, jsou zobrazovány buď pomocí šipky nebo na speciálním digitálním displeji.
Ještě jedna klasifikace - podle účelu. Umožňuje rozdělit přístroje na stejnosměrné a střídavé měřiče, dále na fázově citlivé, pulzní a univerzální. Pro ty druhé je k dispozici téměř celý rozsah signálů, jejichž napětí je třeba znát.
Hlavní specifikace
Závisí na účelu zařízení. Například stejnosměrný voltmetr má obvykle několik měřicích rozsahů, takže jejich počet bude jednou z nejdůležitějších technických charakteristik. Navíc téměř všechna zařízení mají určitou vstupní impedanci, která mimochodem závisí na rozsahu napětí studované části obvodu.
Stále důležitou charakteristikou jsou samozřejmě chyby, stejně jako rozlišení stupnice nebo minimální krok odečtů, mluvíme-li o digitálním voltmetru. Pokud uživatel obdržel univerzální zařízení pro měření napětí, limity veličin, se kterými je schopen pracovat, např. proudy, odpory, teploty, ale irozsahy, chyby a frekvence pro proměnné signály.
Funkční princip
Celkový provoz zařízení silně závisí na implementaci. Pokud se jedná o elektromechanický voltmetr, je zde magnetický systém citlivý na protékající proud. V závislosti na jeho hodnotě se také zvětšuje odchylka šipky ukazatele, která je mechanicky spojena s obvodem, rámem nebo něčím jiným, co se používá k převodu proudu v obvodu. Přesnost takových zařízení není příliš vysoká, protože neumožňuje získat vysoké hodnoty vstupního odporu, což znamená, že vnáší do měření vážné zkreslení, protože do obvodu je přidáno parazitní vedení.
Digitální voltmetry, které se v poslední době rozšířily do každodenního života, mají pod pokličkou velké množství elektroniky. To je způsobeno konverzí analogového signálu přijatého na vstupu zařízení do digitální podoby pomocí ADC. Pro opravdové zájemce je k tématu k dispozici velké množství literatury. Takový voltmetr, jehož cena se pohybuje v řádu stovek rublů, si samozřejmě nečiní nárok na široké možnosti a velkou přesnost, ale je docela schopný měřit napětí na svorkách autobaterie nebo v síť 220 V.
Spojení v řetězci
Voltmetr v obvodu je vždy zapojen paralelně se zátěží nebo zdrojem napájení, pokud potřebujete změřit jeho EMF nebo napětí na svorkách. To je důvod, proč jsou tak přísné požadavky na vstupní impedanci zařízení, protože takové zapojeníimplikuje vzhled dodatečné vodivosti v obvodu.
V žádném případě nezapojujte do obvodu voltmetr, jehož cena je alespoň trochu vysoká. V opačném případě se uživatel vystavuje riziku, že zařízení jednoduše spálí, aniž by měl čas zjistit, o co vlastně šlo. I když přežije takové barbarské zacházení, jeho naměřeným hodnotám by se nemělo věřit, protože proud v obvodu prodělává vážné změny, když je voltmetr zapojen tímto způsobem, což opět odsouvá do neznáma možnost znát skutečné napětí úseku, ve kterém měření jsou provedena.
Provozní bezpečnostní opatření
Vzhledem k tomu, že odpor samotného voltmetru je ve většině případů poměrně velký a připojovací obvod je proto použit paralelně, je riziko jakéhokoli vážného úrazu elektrickým proudem v nízkonapěťovém obvodu minimální. Pokud však mluvíme o průmyslových zařízeních, zejména ve stacionární verzi, znamená to obrovské hodnoty naměřených hodnot jak napětí, tak pravděpodobně i proudů. Zde proto musí být bezpečnostní opatření na nejvyšší úrovni a bez dostatečných znalostí, gumových rukavic, žíněnek a dalších vhodných opatření je samozřejmě jakákoliv činnost kontraindikována. To, co měří voltmetr, je s největší pravděpodobností velmi životu nebezpečné, proto doporučujeme nepokoušet osud. V žádném případě byste se neměli dotýkat holých vodičů, i když je obvod podle definice nízkonapěťový.
Závěr
Na otázku, co měří voltmetr, odpovídáme myposuzuje obecně jeho zařízení, hlavní technické vlastnosti, klasifikaci. Tato krátká recenze si samozřejmě nečiní nárok na to, aby byla vyčerpávající, zvláště s ohledem na čtenářův nedostatek základních znalostí elektrotechniky.
Shrneme-li, je třeba poznamenat, že voltmetr měří samozřejmě napětí v části obvodu, ke které je paralelně připojen. Jinak bude jeho svědectví nespolehlivé, nemluvě o nebezpečí možné ztráty drahého vybavení. Čtenář by měl být při používání zařízení doma opatrný, protože kontakt s vysokonapěťovými částmi obvodů je životu nebezpečný.
