Správné zapojení voltmetru při měření napětí

Pro charakterizaci elektrického proudu v obvodu již máme dvě fyzikální veličiny: proud ($I$) a napětí ($U$).

K měření proudu používáme ampérmetr. To znamená, že existuje zařízení na měření elektrického napětí.

Jak se nazývá zařízení pro měření napětí? To se nazývá voltmetr.
V této lekci se podíváme na jeho aplikaci, pravidla pro připojení k elektrickému obvodu a jeho další vlastnosti.

Voltmetr

Voltmetr je zařízení pro měření napětí na pólech zdroje proudu nebo na jiné části obvodu.

Voltmetry jsou vzhledově velmi podobné ampérmetrům. Jak je tedy rozlišit? Pokud je na stupnici ampérmetru uvedeno písmeno $A$, pak bude na stupnici voltmetru určitě písmeno $V$.

Voltmetry existují v různých typech. Záleží na jejich účelu. Nejčastěji se setkáte s popř demonstrace voltmetr (obrázek 1, a) popř laboratoř (Obrázek 1, b).

Jak už z názvů přístrojů tušíte, k předvádění pokusů slouží demonstrační voltmetr a laboratorní voltmetr využijete při provádění laboratorních prací.

Na stupnici každého voltmetru je nejvyšší (maximální) hodnota napětí, kterou je schopen změřit. Překročení tohoto limitu může vést k selhání zařízení.

Voltmetr v elektrickém obvodu

Voltmetr je připojen k určité části elektrického obvodu, kde je potřeba měřit napětí.

Vezměte prosím na vědomí, že pokud ampérmetr zapojený do série do elektrického obvodu bude ukazovat stejnou hodnotu proudu ve všech částech obvodu, pak s voltmetrem máme úplně jiný příběh. Je určen k měření napětí zap určitý úsek řetězce.

Pro označení schémat elektrického obvodu má voltmetr svůj vlastní symbol (obrázek 2). Vypadá jako kruh s písmenem $V$ uprostřed.

Pravidla pro připojení voltmetru k elektrickému obvodu

• Svorky voltmetru musí být připojeny k těm bodům v obvodu, mezi kterými musí být měřeno napětí. Toto spojení se nazývá paralelní (obrázek 3).

Více o funkcích paralelní připojení zařízení, ve kterých se budete učit následující lekce.

• Na jedné ze svorek voltmetru je nápis „+“ Vodič připojený k této svorce musí být připojen k vodiči vycházejícímu z kladný pól zdroj proudu (obrázek 4). Pokud zařízení připojíte nesprávně, ručička voltmetru se jednoduše začne odchylovat v opačném směru.

Měření napětí voltmetrem v elektrickém spotřebiči

Pomocí výše uvedených pravidel zkusme změřit napětí prostřednictvím praktických zkušeností.

Řekněme, že je třeba měřit pomocí elektrické lampy. Sestavme elektrický obvod skládající se z klíče, elektrické lampy a zdroje proudu. Pojďme se spojit důsledně ampérmetr v tomto obvodu. Připojíme voltmetr paralelní ke svorkám lampy (obrázek 5).

Schéma takového elektrického obvodu bude vypadat takto (obrázek 6).

Vezměte prosím na vědomí, že zde používáme ampérmetr k měření proudu v elektrické lampě. Jeho napětí měříme voltmetrem.

Ampérmetr je zapojen sériově a voltmetr paralelně.

Jaká by měla být síla proudu procházejícího voltmetrem v porovnání s proudem v obvodu? Liší se od síly proudu v celém obvodu?

Ano, je to jiné. Voltmetr je navržen tak, aby jím procházející proud byl extrémně malý ve srovnání s proudem v samotném elektrickém obvodu. To eliminuje změny napětí mezi body, ke kterým je voltmetr připojen. To také pomáhá získat přesnější hodnoty napětí.

Měření napětí voltmetrem na pólech zdroje proudu

Jak použít voltmetr k měření napětí na pólech zdroje proudu?

Abychom zjistili napětí na pólech zdroje proudu, můžeme k němu přímo připojit voltmetr (obrázek 7). Při připojování dbejte na polaritu! K takovému obvodu nelze připojit ampérmetr.

To je zajímavé: voltametr

Cvičení č. 2

Určete hodnotu dílku stupnice voltmetru zobrazeného na obrázku 5. Jaké napětí ukazuje?

Stupnice voltmetru na obrázku 5 je totožná se stupnicí voltmetru na obrázku 1, a. Cenu jeho rozdělení jsme určili již v předchozím cvičení. Divizní cena tohoto voltmetru je $1.5 space V$.

Na obrázku 5 ukazuje voltmetr hodnotu napětí rovnou $1.5 mezera V$.

Cvičení č. 3

Nakreslete schéma obvodu složeného z baterie, žárovky, spínače, ampérmetru a voltmetru pro případ, kdy voltmetr měří napětí na pólech zdroje proudu.

Schéma takového obvodu je znázorněno na obrázku 9. Upozorňujeme, že ampérmetr je v obvodu zapojen sériově a voltmetr je zapojen paralelně.

Voltmetr do auta je velmi užitečné zařízení, které umožňuje neustále sledovat aktuální stav palubní sítě. Mnoho lidí jej podceňuje v domnění, že má omezené funkce, které nestojí za pozornost. Voltmetr však dokáže hodně, protože napětí palubní sítě vozidla se v různých provozních režimech liší. Proto vám doporučujeme, abyste se seznámili s možnostmi tohoto zařízení, jak jej vybrat, nainstalovat a porozumět indikátorům, které produkuje.

Proč potřebujete voltmetr v autě?

Obecně platí, že když se voltmetr v autě používá dovedně, umožňuje sledovat:

• Kolik % je baterie nabitá nebo vybitá?
• Jak baterie drží zátěž při startování motoru, když je startér v chodu.
• Nabíjí se baterie normálně z generátoru při volnoběhu a za jízdy?
• Jakou zátěž palubní síť zatěžují různá zařízení – osvětlení, výkonná akustika, střídač a tak dále.
• Stupeň opotřebení baterie.

Jak všechny tyto informace získat a dešifrovat pomocí na první pohled dosti primitivního zařízení je podrobně popsáno níže. A nejprve je třeba vybrat a nainstalovat voltmetr do auta.

Jaký voltmetr si mám vybrat pro své auto?

Pokud jste majitelem moderního vozu, pak je s největší pravděpodobností již součástí balení palubní voltmetr. Údaje přístrojů najdete v některém z menu, nebo jsou standardně trvale zobrazeny na nějakém místě na přístrojové desce.

Pokud výrobce v autě neposkytuje voltmetr, lze jej snadno vybrat samostatně, poté nainstalovat na vhodné místo, připojit a používat. Jakou možnost si mám vybrat? Který je lepší, spolehlivější, přesnější?

V dnešní době totiž není prakticky žádný rozdíl, jaký voltmetr koupit pro instalaci do auta. Dokonce i ty upřímnější levné modely čínské výroby zpravidla ukazují napětí docela přesně. Můžete se řídit těmito jednoduchými doporučeními:

• digitální voltmetry jsou vizuálnější a kompaktnější než analogové (ukazovátko);
• pro auto je lepší koupit jednoduchý voltmetr než kombinovaný voltametr (u takových modelů je voltmetr přesnější a v autě není potřeba ampérmetr);
• Nejsnáze se instalují voltmetry určené pro konektor zapalovače cigaret;
• pokud si vyberete model s vodiči pro připojení, věnujte pozornost jejich počtu – třetí vodič, obvykle signální vodič, umožňuje ovládat zapínání a vypínání voltmetru a případně i jas displeje;
• je velmi vhodné zakoupit podsvícený voltmetr, aby jeho hodnoty byly viditelné za soumraku a v noci;
• mezi digitálními voltmetry je lepší zvolit takový, který zobrazuje dvě číslice (setiny voltu) za desetinnou čárkou (tečkou);
• Voltmetry jsou naprosto zbytečné, místo čísel se na displeji zobrazuje abstraktní stupnice v podobě baterie nebo akumulátoru;
• neměli byste brát vysokonapěťové voltmetry schopné měřit napětí vyšší než 50 voltů (v požadovaném rozsahu od 11.0 do 15.00 voltů, taková zařízení zpravidla nejsou příliš přesná);
• jak ukazuje reálná zkušenost, čím více doplňkových funkcí voltmetr má (hodiny, teploměr, barometr, ampérmetr atd.), tím méně přesně takový přístroj měří napětí;
• pokud je to možné, je lepší dát přednost voltmetru, který umožňuje kalibraci pomocí šroubu (před instalací lze jeho hodnoty zkontrolovat pomocí dobrého multimetru, pokud jej máte na farmě).

Před pořízením vhodného voltmetru do auta si rozmyslete, kam a jak jej nainstalujete. Vejde se tam, jak z toho povedeš dráty, bude to odvádět pozornost od řízení, bude to kazit interiér?

Jak připojit voltmetr v autě?

Jak bylo uvedeno výše, nejjednodušší voltmetr k připojení je ten, který je určen pro instalaci do zásuvky zapalovače cigaret. Takové zařízení stačí zapojit místo samotného zapalovače cigaret a je to. K instalaci můžete také použít prodlužovací kabel nebo T-kus pro stejný konektor. To se bude hodit, pokud zásuvku zapalovače cigaret používáte k něčemu jinému – k napájení DVR, nabíjení smartphonu nebo k určenému účelu.

S drátovými modely si budete muset pohrát. Nejprve zvažte voltmetr, který má pouze dva vodiče. Obvykle jsou vždy ve dvou různých barvách, jako je červená a černá. Pokud voltmetr, který jste si zakoupili, není vyloženě falešný, pak je červený vodič „plus“ a černý vodič je „mínus“ nebo „zem“.

Jakýkoli voltmetr v autě je připojen přímo k baterii. Je lepší, když přes pojistku. Takto jsou mimochodem připojeny téměř všechny zásuvky zapalovače – přímo k baterii přes pojistku. Odpovídající vodiče pro připojení voltmetru k baterii je nejlepší prodloužit sami. Alternativně můžete zkusit najít „plus“ a „mínus“ pod obložením přístrojové desky nebo v místě připojení autorádia. Opakujeme však, že je nejlepší vést oddělené dva vodiče přímo k baterii a nainstalovat pojistku do mezery v kladném vodiči.

Co byste měli dělat, když oba vodiče vycházející ze zakoupeného voltmetru mají stejnou barvu? Kterou kam mám připojit? Je to velmi jednoduché. Chcete-li zjistit, který vodič odpovídá „plus“ a který „mínus“, zkuste pomocí voltmetru změřit napětí běžné 9voltové baterie, lidově nazývané „koruna“. Při správném zapojení vodičů se na displeji zobrazí správné napětí bez znaménka mínus a dalších chyb. Zbývá pouze označit vodiče podle polarity baterie a přitáhnout je k baterii ve stejném pořadí.

Na mnoha automobilových voltmetrech je nemožné určit polaritu vodičů pomocí AA baterie. Zařízení jednoduše nebude reagovat na jeho připojení. Děje se tak proto, že samotný voltmetr je napájen ze zdroje, jehož napětí měří. A pro svůj provoz většinou vyžaduje minimálně 3-5 voltů, což AA baterie prostě nemá (je tam jen 1,5 V).

Jak připojit voltmetr v autě, pokud z něj vycházejí tři vodiče? Musíte začít identifikací dvou hlavních vodičů – kladného a záporného. Můžete se pohybovat buď podle barevného značení, nebo (což je spolehlivější) měřením napětí korunky. Třetí zbývající vodič je signální vodič. Pokud jej připojíte k příslušnému vodiči v autě, voltmetr se po otočení klíčku v zapalování automaticky vypne a zapne. Stejným principem se připojuje signální vodič k autorádiu. Mimochodem, můžete to tam připojit. Označuje se písmeny ACC.

Analogové voltmetry jsou zapojeny stejným způsobem. Nejprve se určí polarita vodičů a poté se připojí k odpovídajícím svorkám baterie. Pojistka by se také neměla zanedbat. Pokud se se zařízením cokoliv stane, pojistka ochrání váš vůz před požárem.

Jak používat voltmetr v autě?

Nyní je nejzajímavější, jak zjistit všechny informace, které byly uvedeny na začátku článku, pomocí jednoduchých čísel na voltmetru? Jdeme popořadě.

Na kolik % je baterie nabitá?

Procento nabití baterie lze určit podle toho, kolik voltů produkuje v klidu. To je velmi důležitá podmínka, která musí být splněna. Proto s tím začneme. Jak uvést baterii do klidu? Stačí nechat 8-12 hodin odležet. V tomto stavu je baterie obvykle ráno, pokud bylo auto včera používáno a nebylo zaparkováno pozdě večer. Přes noc se baterie „uklidnila“, napětí na ní se vyrovnalo a z toho můžete určit, na kolik procent je nabitá.

Jak se to dělá? Plně funkční autobaterie v klidu by měla produkovat napětí od 11,7 V do 12,7 V. Navíc pokud voltmetr ukazuje 12,7 V, pak je baterie nabitá na 100% a pokud 11,7 V, tak je naopak vybitá na nulu. Připomeňme, že baterie musí být usazená a v době měření nesmí být zapnutá žádná zátěž (hudba, rozměry, gadgety atd.).

Krása této metody spočívá v tom, že z napětí baterie, která je v klidu a bez zatížení, lze střední hodnoty určit v procentech. K tomu stačí porovnat desetiny voltu s desítkami procent. Pokud je například napětí baterie 12,6 V, odečteme 10 % od 100 % a dostaneme nabití baterie na 90 %. V souladu s tím je 12,5 V 70 % a tak dále až do úplného vybití.

Než začnete tuto techniku ​​používat, bylo by dobré zkontrolovat unikající proud, když je vůz vypnutý a všechna zařízení jsou vypnutá. Pokud jsou někteří spotřebitelé v režimu spánku, mohou odebírat poměrně hodně proudu z baterie. To způsobí pokles napětí a údaje získané pomocí popsané metody budou nepřesné. Nejpřesnější % lze zjistit pouze při úplném odpojení baterie od palubní sítě. Pokud je svodový proud normální (50-100 mA), bude procento nabití velmi přesné.

Jak baterie udrží zátěž při startování motoru?

Během provozu startéru zažívá baterie největší zatížení, nesrovnatelné s ostatními spotřebiči automobilu. Proudy v tuto chvíli dosahují stovek ampér, což způsobuje velmi znatelný pokles napětí i na nové a plně nabité baterii.

Tak tady to je. Pokud budete při startování motoru věnovat pozornost voltmetru, můžete zjistit, jak dobře vaše baterie zvládne velkou zátěž. Pokud je baterie plně funkční a není příliš opotřebovaná, pak by odběr neměl být větší než 2-3 desetiny voltu. To znamená, že pokud jste se dostali do auta ráno a napětí bylo 12,5 V a během procesu spouštění motoru kleslo na 12,3 V, znamená to, že baterie perfektně drží zátěž.

Tato metoda vám mimochodem umožňuje určit nejen zdraví baterie, ale také samotný startér. Pokud máte například nainstalovanou zcela novou (nebo relativně čerstvou) baterii, na kterou jste si jisti, a pokles napětí při startu je stále obrovský (klesne na 11-10 V nebo méně), znamená to, že existují zjevné problémy se startérem. Buď se zasekává, nebo dochází k opotřebení kartáčů nebo ke zkratu ve vinutí. Špatný kontakt na svorkách startéru může také způsobit specifické poklesy napětí.

Nabíjí se baterie normálně z generátoru?

Když je motor v chodu, alternátor musí vyrábět elektřinu, z níž se část vrací do baterie a nabíjí ji. Chcete-li zjistit, že nabíjení skutečně probíhá, můžete zde určit příslušné zařízení.

Kolik by měl voltmetr ukazovat, když auto jede? Zde se ukazatele na různých autech dost liší. Pokud vezmeme ideální napětí, které označuje plně nabitou baterii, pak odpovídá 14,4 V. Existuje však několik nuancí.

1. Za prvé, pokud byla baterie před nastartováním motoru silně vybitá, pak v prvních minutách bude nabíjecí napětí o něco nižší, než by mělo být. Může být dokonce nižší než 14 V (například 13,7-13,8). To je v pořádku. Časem se zvýší a dosáhne zadaného parametru.
2. Za druhé, normálně se nabíjecí napětí u různých aut liší. Závisí to na generátoru a na rychlosti otáčení klikového hřídele a na vlastnostech nebo provozuschopnosti reléového regulátoru. Obecně platí, že pokud se nabíjecí napětí velmi liší od ideálních 14,4 V, měli byste vzít své auto k dobrému autoelektrikáři.
3. Za třetí, při záporných okolních teplotách se má za to, že baterie obecně není schopna přijmout náboj z generátoru po dobu první půl hodiny. Z toho vyplývá, že ihned po nastartování v silném mrazu nebude nabíjecí napětí zdaleka ideální. Pokud celý systém funguje správně, po zahřátí motorového prostoru a samotné baterie se hodnoty voltmetru vyrovnají.

Zátěž z palubních zařízení a stupeň opotřebení baterie

Tato metoda vám umožňuje zjistit, jak silně je palubní síť zatížena určitými spotřebiteli. To je zvláště užitečné, pokud některý z nich používáte offline. Sledováním napětí voltmetrem se vyhnete úplnému vybití baterie a nezůstanete někde v lese, na rybačce nebo na pikniku sami s autem, které nenastartuje.

Zátěž se určuje velmi jednoduše. Chcete-li to provést, musíte porovnat hodnoty voltmetru, když je zařízení vypnuté a když běží. Podle stupně poklesu napětí můžete posoudit výkon spotřebiče a jak rychle vybije vaši baterii.

Co se týče míry opotřebení baterie, lze ji zjistit i každodenním sledováním toho, jak se napětí baterie chová v klidu. Pokud tedy baterie každý den ráno produkuje méně a méně napětí, pak je problém. Samovybíjení baterie se buď zvýšilo, nebo se během jízdy dostatečně nenabíjí. Tyto stejné příznaky mohou pomoci identifikovat náhlé zvýšené svodové proudy a další problémy s elektrickým systémem vozidla.

© 2005-2024 Autohudok – internetový obchod v Petrohradu Copyright, všechna práva vyhrazena.
Petrohrad, Ispytatelev Ave., 30b