определение, формулы и как измеряется
В данной статье мы подробно разберем что такое напряжение, как просто его представить и измерить.
Определение
Напряжение — это электродвижущая сила, которая толкает свободные электроны от одного атома к другому в том же направлении.
В первые дни электричества напряжение было известно как электродвижущая сила (ЭДС). Именно поэтому в уравнениях, таких как закон Ома, напряжение представлено символом Е.
Алессандро Вольта
Единицей электрического потенциала является вольт, названный в честь Алессандро Вольта, итальянского физика, жившего между 1745 и 1827 годами.
Алессандро Вольта был одним из пионеров динамического электричества. Исследуя основные свойства электричества, он изобрел первую батарею и углубил понимание электричества.
Представление напряжения
Легче всего понять напряжении, представив давлении в трубе. При более высоком напряжении (давлении) будет течь более сильный ток. Хотя важно понимать, что напряжение (давление) может существовать без тока (потока), но ток не может существовать без напряжения (давления).
Напряжение часто называют разностью потенциалов, потому что между любыми двумя точками в цепи будет существовать разница в потенциальной энергии электронов. Когда электроны протекают через батарею, их потенциальная энергия увеличивается, но когда они протекают через лампочку, их потенциальная энергия будет уменьшаться, эта энергия покинет цепь в виде света и тепла.
Возьмите, например, обычную 1,5-вольтовую батарею AA, между двумя клеммами (+ и -) есть разность потенциалов 1,5 Вольт.
Напряжение или разность потенциалов — это просто измерение количества энергии (в джоулях) на единицу заряда (кулона). Например, в 1,5-вольтовой батарее AA каждый кулон (заряд) будет получать 1,5 вольт или джоулей энергии.
Напряжение = [Джоуль ÷ Кулон]
1 вольт = 1 джоуль на кулон
100 вольт = 100 джоулей на кулон
1 кулон = 6 200 000 000 000 000 000 электронов (6,2 × 10 18 )
В чем измеряется напряжение
Мы измеряем напряжение в единицах «Вольт», которые обычно обозначаются просто буквой «V» на чертежах и технической литературе. Часто необходимо количественно определить величину напряжения, это делается в соответствии с единицами СИ, наиболее распространенные величины напряжения, которые вы увидите:
- мегавольт (мВ)
- киловольт (кВ)
- вольт (В)
- милливольт (мВ)
- микровольт (мкВ)
Напряжение всегда измеряется в двух точках с помощью устройства, называемого вольтметром. Вольтметры являются либо цифровыми, либо аналоговыми, причем последний является наиболее точным. Вольтметры обычно встроены в портативные цифровые мультиметровые устройства, как показано ниже, они являются распространенным и часто важным инструментом для любого электрика или инженера-электрика. Обычно вы найдете аналоговые вольтметры на старых электрических панелях, таких как распределительные щиты и генераторы, но почти все новое оборудование будет поставляться с цифровыми счетчиками в качестве стандарта.
Портативный цифровой мультиметр с функцией вольтметра
На электрических схемах вы увидите устройства вольтметра, обозначенные буквой V внутри круга, как показано ниже:
Расчет напряжения
В электрических цепях напряжение может быть рассчитано в соответствии с треугольником Ома. Чтобы найти напряжение (V), просто умножьте ток (I) на сопротивление (R).
Напряжение (V) = ток (I) * сопротивление (R)
V = I *R
Пример
Ток в цепи (I) = 10 А
Сопротивление цепи (R) = 2 Ом
Напряжение (V) = 10 А * 2 Ом
Ответ: V = 20В
Резюме
- Напряжение — это сила, которая перемещает электроны от одного атома к другому
- Напряжение также известно как разность потенциалов
- Напряжение измеряется в единицах «вольт» (В)
- Батареи увеличивают потенциальную энергию электронов
- Лампочки и другие нагрузки уменьшают потенциальную энергию электронов
- Напряжение измеряется с помощью вольтметра
- Напряжение цепи можно рассчитать путем умножения тока и сопротивления
meanders.ru
Электрическое напряжение. Видеоурок. Физика 8 Класс
На прошлых уроках мы узнали о том, что такое сила тока, и о том, что эта величина характеризует действие электрического тока. Мы уже рассмотрели несколько факторов, от которых она зависит, теперь рассмотрим другие параметры, которые на нее влияют. Для этого достаточно провести простой эксперимент: подключить к электрической цепи сначала один источник тока, потом последовательно два одинаковых, а затем и три одинаковых источника, при этом каждый раз измеряя силу тока в цепи. В результате измерений будет видна простая зависимость: сила тока растет пропорционально количеству подключаемых источников. Почему же так получается? Функция источника тока – создавать электрическое поле в цепи, соответственно, чем больше включено последовательно в цепь источников, тем более сильное электрическое поле они создают. Из этого можно сделать вывод, что электрическое поле влияет на силу тока в цепи. При этом при перемещении зарядов по проводнику совершается работа электрического тока, что говорит о том, что работа электрического поля определяет силу тока в цепи.
С другой стороны, можно вспомнить аналогию между протеканием электрического тока в проводнике и воды в трубе. Когда речь идее о массе воды, протекающей через сечение трубы, то это можно сравнивать с величиной заряда, который прошел через проводник. А перепад высоты в трубе, который и формирует напор и течение воды, можно сравнить с таким понятием, как электрическое напряжение.
Для характеристики работы электрического поля по перемещению заряда введена такая величина, как электрическое напряжение.
Определение. Электрическое напряжение – физическая величина, которая равна работе электрического поля по перемещению единичного заряда из одной точки в другую.
Обозначение. 
напряжение.
Единица измерения. 
Названа единица измерения напряжения в честь итальянского ученого Алессанро Вольта (1745–1827) (рис. 1).
Рис. 1. Алессанро Вольта (Источник)
Если привести стандартный пример о смысле всем известной надписи на любых домашних бытовых приборах «220 В», то она означает, что на участке цепи совершается работа 220 Дж по перемещению заряда 1 Кл.
Формула для расчета напряжения:
Где:
работа электрического поля по перенесению заряда, Дж;
заряд, Кл.
Следовательно, единицу измерения напряжения можно представить так:
Между формулами для вычисления напряжения и силы тока существует взаимосвязь, на которую следует обратить внимание: 
и 
. В обеих формулах присутствует величина электрического заряда 
, что может оказаться полезным при решении некоторых задач.
Для измерения напряжения используют прибор, который называется вольтметр (рис. 2).
Рис. 2. Вольтметр (Источник)
Существуют различные вольтметры по особенностям их применения, но в основе принципа их работы лежит электромагнитное действие тока. Обозначаются все вольтметры латинской буквой 
, которая наносится на циферблат приборов и используется в схематическом изображении прибора.
В школьных условиях используются, например, вольтметры, изображенные на рисунке 3. С их помощью проводятся измерения напряжения в электрических цепях при проведении лабораторных работ.
Рис. 3. Вольтметры
Основными элементами демонстрационного вольтметра являются корпус, шкала, стрелка и клеммы. Клеммы обычно подписаны плюсом или минусом и для наглядности выделены разными цветами: красный – плюс, черный (синий) – минус. Сделано это с целью того, чтобы заведомо правильно подключать клеммы прибора к соответствующим проводам, подключенным к источнику. В отличие от амперметра, который включается в разрыв цепи последовательно, вольтметр включается в цепь параллельно.
Безусловно, любой электрический измерительный прибор должен минимально влиять на исследуемую цепь, поэтому вольтметр имеет такие конструктивные особенности, что его через него идет минимальный ток. Обеспечивается такой эффект подбором специальных материалов, которые способствуют минимальному протеканию заряда через прибор.
Схематическое изображение вольтметра (рис. 4):
Рис. 4.
Изобразим для примера электрическую схему (рис. 5), в которой подключен вольтметр.
Рис. 5.
В цепи почти минимальный набор элементов: источник тока, лампа накаливания, ключ, амперметр, подключенный последовательно, и вольтметр, подключенный параллельно к лампочке.
Замечание. Лучше начинать сборку электрической цепи со всех элементов, кроме вольтметра, а его уже подключать в конце.
Существует множество различных видов вольтметров с различающимися шкалами. Поэтому вопрос о вычислении цены прибора в данном случае очень актуален. Очень распространены микровольтметры, милливольтметры, просто вольтметры и т. д. По их названиям понятно, с какой кратностью производятся измерения.
Кроме того, вольтметры делят на приборы постоянного тока и переменного тока. Хотя в городской сети и переменный ток, но на данном этапе изучения физики мы занимаемся постоянным током, который подают все гальванические элементы, поэтому нас и будут интересовать соответствующие вольтметры. То, что прибор предназначен для цепей переменного тока, принято изображать на циферблате в виде волнистой линии (рис. 6).
Рис. 6. Вольтметр переменного тока (Источник)
Замечание. Если говорить о значениях напряжений, то, например, напряжение 1 В является небольшой величиной. В промышленности используются гораздо большие значения напряжений, измеряемые сотнями вольт, киловольтами и даже мегавольтами. В быту же используется напряжение 220 В и меньшее.
На следующем занятии мы узнаем, что такое электрическое сопротивление проводника.
Список литературы
- Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. – М.: Мнемозина.
- Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
- Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
- Классная физика (Источник).
- YouTube (Источник).
- YouTube (Источник).
Домашнее задание
- Стр. 92: вопросы № 1, 2; стр. 93: вопросы № 1–4; стр. 95: вопросы № 1–4, упражнение № 16. Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
- Вычислите, какой заряд прошел через проводник, если при напряжении 36 В электрическое поле выполнило работу 72 Дж.
- Определите цену деления прибора:
(Источник) - Подготовьте доклад об устройстве вольтметра и видах этого прибора.
interneturok.ru
Напряжение и ток [Амперка / Вики]
Для того, чтобы электронный компонент совершал полезную работу: лампа — горела, двигатель — вращался, через него должен протекать электрический ток.
Ток создаётся электрическим потенциалом. Если сравнивать течение тока и течение жидкости, то электрический потенциал — это напор, а ток — это струя воды. Наличие потенциала самого по себе не достаточно для создания тока.
Во-первых, необходим проводник по которому ток будет течь. Например: медный провод. Если проводника нет, потенциал «утыкается» в воздух, а воздух очень хорошо препятствует течению электричества. Это аналогично тому, что вода не будет течь пока закрыт кран: давление есть — течения нет. Материалы, не позволяющие току течь называются диэлектриками. Позволяющие течь — проводниками. Позволяющие при одних условиях и не позволяющие при других — полупроводниками.
Во-вторых, необходима разность потенциалов. Ведь если с двух концов водопроводной трубы будет одинаковый напор, каким бы сильным он не был — течения внутри не будет. То же самое и с электричеством. Разность потенциалов называют напряжением.
Потенциал и напряжение (обозначаются буквой U или V) мерятся в вольтах; сила тока (обозначается буквой I) или просто ток — в амперах. В микроэлектронике обычно используются напряжения от долей вольт до десятков вольт и силы тока от долей миллиампер (мА) до сотен миллиампер.
По договорённости считается, что ток течёт в направлении от плюса к минусу.
По аналогии как вода течёт из области высокого давления к пустому концу трубы.
На самом деле, какое направление положительное, а какое отрицательное — условность. Исторически
так сложилось, что открытие отрицательно заряженных электронов, которые и формируют ток,
было сделано уже после того, как все договорились, что считать положительным течением
тока. Поэтому в силу той ошибки на практике ситуация такова: говорят, что ток течёт из точки
А в точку Б, хотя на физическом уровне электроны мчатся от точки Б к точке А. Чтобы не путаться, нужно
запомнить: в схемотехнике никто не вспоминает куда перемещаются электроны, положительное течение тока —
это течение из точки с большим потенциалом в точку с меньшим; в направлении тока перемещаются
Точку цепи, предоставляющую неограниченную возможность возврата/слива отработавших зарядов называют землёй (Ground, GND). Не нужно понимать «землю» в буквальном смысле. Ей может быть и отрицательный полюс батарейки, и корпус автомобиля, и, действительно, планета Земля. Для удобства считают, что земля — это потенциал в 0 В. Все остальные потенциалы считают относительно неё. Кроме того, в схемотехнике практически не пользуются понятием электрического потенциала: говорят, что напряжение в определённой точке составляет 12 В, на самом деле имеют в виду, что разность потенциалов между ней и землёй составляет 12 В.
Источники питания
Проходя по цепи, электрическая энергия расходуется: часть её идёт на совершение полезной работы, часть теряется, превращаясь в тепло. Чтобы устройство работало постоянно, требуется сила, которая бы удерживала напряжение в цепи. Её называют ЭДС (электродвижущая сила, electromotive force, EMF), а создают её источники питания. Примером компонента с ЭДС являются: обычные батарейки, солнечные батареи, трансформатор в блоке питания, моторчик вращаемый хомяком в колесе.
На схемах источник питания может указываться как в явном виде, собственным символом, так и в неявном: обозначается ноль контакт входного напряжения и земля без акцента на то, откуда энергия возьмётся. Таким образом, следующие схемы эквивалентны:
Мощность
Мощность — это количество переносимой энергии за единицу времени. Переносимая электрическая энергия обычно трансформируется конечными устройствами в другие формы: тепло, свет, звук и т.д. Единица измерения мощности — Ватт. Мощность P рассчитывается по формуле:
Различные компоненты расчитаны на разную мощность. Обычно в документации на компонент указывается при каком напряжении он работает и какой ток при этом потребляет. Есть компоненты, которые «возьмут» только то количество тока, которое им необходимо; есть те, которые будут гореть и плавиться, но заберут всё, что дают.
Предоставить нужное количество энергии в нужный момент в определённое место цепи — одна из главных задач разработчика схемы. Реализуется это с помощью соединения базовых компонентов (таких как, например, резисторы и транзисторы) в типовые, шаблонные схемы.
wiki.amperka.ru
| Символ | Значение |
|---|---|
| α | Коэффициент теплового расширения, альфа-частицы, угол, постоянная тонкой структуры, угловое ускорение, матрицы Дирака, коэффициент расширения,поляризованность, коэффициент теплоотдачи, коэффициент диссоциации, удельная термоэлектродвижущая сила, угол Маха, коэффициент поглощения, натуральный показатель поглощения света, степень черноты тела, постоянная затухания |
| β | Угол, бета-частицы, скорость частицы разделена на скорость света, коэффициент квазиупругой силы, матрицы Дирака, изотермическая сжимаемость, адиабатическая сжимаемость, коэффициент затухания, угловая ширина полос интерференции, угловое ускорение |
| Γ | Гамма-функция, символы Кристофеля, фазовое пространство, величина адсорбции, циркуляция скорости, ширина энергетического уровня |
| γ | Угол, фактор Лоренца, фотон, гамма-лучи, удельный вес, матрицы Паули, гиромагнитное отношение, термодинамический коэффициент давления, коэффициент поверхностной ионизации, матрицы Дирака, показатель адиабаты |
| Δ | Изменение величины (напр. Δx), оператор Лапласа, дисперсия, флуктуация, степень линейной поляризации, квантовый дефект |
| δ | Небольшое перемещение, дельта-функция Дирака, дельта Кронекера |
| ε | Электрическая постоянная, угловое ускорение, единичный антисимметричной тензор, энергия |
| ζ | Дзета-функция Римана |
| η | КПД, динамический коэффициент вязкости, метрический тензор Минковского, коэффициент внутреннего трения, вязкость, фаза рассеяния, эта-мезон |
| Θ | Статистическая температура, точка Кюри, термодинамическая температура, момент инерции, функция Хевисайда |
| θ | Угол к оси X в плоскости XY в сферической и цилиндрической системах координат, потенциальная температура, температура Дебая, угол нутации, нормальная координата, мера смачивания, угол Каббибо, угол Вайнберга |
| κ | Коэффициент экстинкции, показатель адиабаты, магнитная восприимчивость среды, парамагнитная восприимчивость |
| Λ | Космологическая постоянная, Барион, оператор Лежандра, лямбда-гиперон, лямбда-плюс-гиперон |
| λ | Длина волны, удельная теплота плавления, линейная плотность, средняя длина свободного пробега, комптоновского длина волны, собственное значение оператора, матрицы Гелл-Мана |
| μ | Коэффициент трения, динамическая вязкость, магнитная проницаемость, магнитная постоянная, химический потенциал, магнетон Бора, мюон, возведённая масса, молярная масса, коэффициент Пуассона, ядерный магнетон |
| ν | Частота, нейтрино, кинематический коэффициент вязкости, стехиометрический коэффициент, количество вещества, ларморова частота, колебательное квантовое число |
| Ξ | Большой канонический ансамбль, кси-нуль-гиперон, кси-минус-гиперон |
| ξ | Длина когерентности, коэффициент Дарси |
| Π | Произведение, коэффициент Пельтье, вектор Пойнтинга |
| π | 3.14159…, пи-связь, пи-плюс мезон, пи-ноль мезон |
| ρ | Удельное сопротивление, плотность, плотность заряда, радиус в полярной системе координат, сферической и цилиндрической системах координат, матрица плотности, плотность вероятности |
| Σ | Оператор суммирование, сигма-плюс-гиперон, сигма-нуль-гиперон, сигма-минус-гиперон |
| σ | Электропроводность, механическое напряжение (измеряемое в Па), постоянная Стефана-Больцмана, поверхностная плотность, поперечное сечение реакции,сигма-связь, секторная скорость, коэффициент поверхностного натяжения, удельная фотопроводимость, дифференциальное сечение рассеяния, постоянная экранирования, толщина |
| τ | Время жизни, тау-лептон, интервал времени, время жизни, период, линейная плотность зарядов, коэффициент Томсона, время когерентности, матрица Паули,тангенциальный вектор |
| Υ | Y-бозон |
| Φ | Магнитный поток, поток электрического смещения, работа выхода, диссипативная функция Рэлея, свободная энергия Гиббса, поток энергии волны, оптическая сила линзы, поток излучения, световой поток, квант магнитного потока |
| φ | Угол, электростатический потенциал, фаза, волновая функция, угол, гравитационный потенциал, функция, Золотое сечение, потенциал поля массовых сил |
| Χ | X-бозон |
| χ | Частота Раби, температуропроводность, диэлектрическая восприимчивость, спиновая волновая функция |
| Ψ | Волновая функция, апертура интерференции |
| ψ | Волновая функция, функция, функция тока |
| Ω | Ом, телесный угол, количество возможных состояний статистической системы, омега-минус-гиперон, угловая скорость прецессии, молекулярная рефракция,циклическая частота |
| ω | Угловая частота, мезон, вероятность состояния, ларморова частота прецессии, Боровская частота, телесный угол, скорость течения |
tetran.ru
Расшифровка обозначений на мультиметре. Как обозначаются переменный и постоянный ток и напряжение
Мультиметр – один из самых необходимых и многофункциональных приборов электрика. Наверняка все помнят, как на уроках физики в школе измеряли напряжение вольтметром, сопротивление – омметром, силу тока – амперметром. Так вот, мультиметр воплотил в себе все эти измерительные приборы, а также несколько других, о которых чуть ниже расскажем подробнее.
Сам по себе мультиметр работать не будет, все зависит от знания мастера и умения пользоваться этим прибором. То есть, чтобы измерить какой-либо параметр, сначала нужно правильно выставить переключатель, знать какой щуп в какое гнездо воткнуть, и так далее. Поэтому, прежде чем брать прибор в руки, нужно научиться им правильно пользоваться.
| Внимание! В данной статье описывается стандартный мультиметр с наиболее распространенными функциями. В зависимости от модели мультиметра, его функционал может быть больше и включать в себя дополнительные возможности. Здесь описываются только те, которые имеются практически в каждом приборе, а также расшифровка обозначений на мультиметре. |
Вкратце опишем основные компоненты прибора:
- 1. Электронное табло
- 2. Шкала обозначений
- 3. Переключатель
- 4. Кнопка “ВКЛ/ВЫКЛ” (вместо нее бывает специальное положение для регулятора)
- 5. Разъемы для щупов
- 6. Специальные разъемы для проверки транзисторов (присутствуют на некоторых тестерах)
- 7. Индикатор прозвонки (зуммер и светодиод красного цвета)
- 8. Батарейка
Из всего вышеперечисленного самым важным моментом является шкала обозначений, так как если вы неправильно выставите регулятор, то можете сжечь измеряемую радиодеталь или сам прибор. Поэтому расшифровка обозначений на мультиметре очень важный момент при работе с этим прибором.
Обозначения на мультиметре
Шкала обозначений включает в себя круговой переключатель положений, а также символы, обозначающие те или иные параметры, разбитые на сектора.
Каждый сектор отвечает за измерение одного конкретного параметра (например сопротивления). Внутри сектора имеется несколько положений регулятора, каждое положение обозначает измеряемый номинал. Каждый сектор обозначается специальным символом. Все сектора разделяются между собой линиями.
Куда подключать щупы мультиметра
Щупы для мультиметра идут в комплекте. Один щуп – красный, второй – черный. Корпус щупа выполнен из диэлектрика, на конце – заостренный металлический стержень
Внимание! Помните золотое правило: красный – всегда плюс, черный – всегда минус. Поэтому важно не перепутать гнезда подключения, иначе есть риск запутаться. Красный щуп всегда кидаем на плюс, черный – на минус.
Щупы подключаются к специальным гнездам, также имеющим обозначения. Самих гнезд может быть три или четыре, в зависимости от модели мультиметра.
Гнезда для подключения щупов:
- 1. Гнездо “СОМ” – обозначает минус (масса, общий). В него подключается щуп черного цвета. Всем известно, что при замере переменного напряжения, допустим, в розетке, полярность не имеет значения. Тем не менее, следуйте следующему правилу: если есть определенный провод (щуп) и для него имеется специальное отверстие, то нужно подключать этот провод именно в это отверстие, так как черный цвет провода недвусмысленно нам намекает на то что он – минусовой.
- 2. Гнездо «VΩCX+» — обозначает плюс, к нему подключается красный провод. Это гнездо используется при измерении сопротивления, напряжения, частоты, температуры, проверки диодов и транзисторов. Проще говоря, это гнездо используется во всех измерениях, за исключением измерения силы тока.
- 3. Гнездо “20А” – специальное гнездо. К нему подключается красный щуп, а функция этого гнезда – измерение силы тока величиной до 20 ампер. 20 ампер это очень большая сила тока, поэтому будьте осторожны. Опять же, очень важное правило: при измерении силы тока, прибор (в нашем случае – мультиметр) нужно подключать к цепи последовательно и только так. Если рядом с этим гнездом увидите надпись “UNFUSED”, то имейте ввиду, что измерение производится без использования предохранителя, поэтому постарайтесь не сжечь прибор. Также нужно знать, как обозначается постоянный ток на мультиметре.
- 4. Гнездо “MACX” – гнездо для измерения силы тока малых значений микро- и миллиампер. Если рядом окажется надпись «0.2А MAX FUSED» — значит измерение производится с защитой прибора предохранителем, максимальное значение измерения – 0.2 ампера.
На приборе может быть нарисован красный треугольник с надписью “МАХ 600V” (значения могут отличаться в зависимости от модели мультиметра). Это максимальное значение измерения напряжения. Нельзя замерять напряжение выше этого параметра.
Внимание! Если вам неизвестны пределы измеряемого значения – устанавливайте регулятор на максимальное значение, по мере измерения – двигайтесь в меньшую сторону. Например, мы знаем, что измеряемый прибор (например, аккумулятор) имеет постоянное напряжение, но не знаем примерный диапазон (то-ли 24 вольта, то-ли 12 вольт, а может быть и 1.6 вольт). В этом случае устанавливаем регулятор на максимальное значение сектора измерения постоянного напряжения и двигаемся в меньшую сторону.
Очень важно! Проводя любые измерения, ни в коем случае не держитесь пальцами за металлическую часть щупа, особенно при каких-либо измерениях опасного напряжения или силы тока.
Диапазоны переключателя мультиметра
Сначала затронем тему включения и выключения мультиметра. Обычно присутствует кнопка “ON/OFF”, но на некоторых моделях мультиметров имеется специальный сектор с таким же названием. Также есть тестеры, которые выключаются самостоятельно, спустя некоторое время.
Сам же регулятор, или переключатель – кому как больше нравится, модно крутить хоть по часовой, хоть против часовой стрелки. Что измерить какой-либо параметр – просто переведите регулятор в нужный сектор на нужное значение.
Важно! Сектора обозначаются буквами, номиналы – цифрами.
Расшифровка обозначений на мультиметре, которую нужно запомнить раз и навсегда:
- 1. DCV – сектор измерения постоянного напряжения
- 2. ACV – сектор измерения переменного напряжения
- 3. DCA – сектор измерения силы постоянного тока
- 4. ACA – сектор измерения переменного тока
Как обозначается сопротивление на мультиметре
Из школьного курса физики мы помним, что сопротивление измеряется в Омах, в честь немецкого физика Георга Симона Ома. Обозначение на мультиметре — «Ω», номиналы сопротивления на стандартном приборе следующие: 20 Ом, 200 Ом, 2 кОм, 20 кОм, 200 кОм, 2 МОМ, 20 МОМ, 200 МОМ. В зависимости от модели используемого мультиметра диапазон значений может быть иным.
Измерение этого параметра является очень популярным как в радиоэлектронике, так и в электрике. С помощью сопротивления можно очень быстро проверить работоспособность лампочки, спирали, провода и т.д.
Для измерения сопротивления переставьте регулятор в сектор «Ω» и выберите нужное значение.
Обозначение постоянного напряжения на мультиметрах
Напряжение измеряется в Вольтах, в честь итальянского физика Алессандро Вольта. Выше мы уже писали, что сектор измерения постоянного напряжения обозначается аббревиатурой “DCV”. Но, на многих моделях вместо этого сокращения используют символ “V－”. В этом сокращении буква “V” обозначает напряжение, а символ “－” – постоянное.
Также, чтобы не перепутать сектор постоянного напряжения с переменным, запомните следующее: диапазон значений сектора постоянного напряжения шире, чем диапазон переменного.
Для измерения постоянного напряжения необходимо выставить регулятор на нужное значение в секторе “V－”.
Внимание! Если в процессе измерения вы перепутали полюса, то на дисплее отобразится то же самое значение, но со знаком “－”. В этом нет ничего страшного.
Обозначение переменного напряжения
Переменное напряжение также измеряется в Вольтах. Аббревиатура “ACV”, либо, как в предыдущем случае, сокращение “V~” – обозначение на мультиметре, расшифровка – “v” – напряжение, знак “~” — переменное.
Для электрика этот параметр является основной задачей, поскольку в розетках, выключателях и т.д. всегда используется переменное напряжение. Наши сети работают на 220 Вольт, а на мультиметре присутствуют значения 700 В (750В) и 200 В.
Один знакомый как-то раз спросил меня, для чего на мультиметре имеется значение в 200 Вольт, если в сети используется переменное напряжение 220, а переменка в 200 Вольт и ниже вообще не используется. Так вот, примите к сведению: практически вся Америка использует стандарт 110 Вольт переменного напряжения.
При замере переменного напряжения полярность не важна. То есть при измерении напряжения в розетке без разницы, в какой разъем розетки вы воткнете красный и черный щуп.
Как обозначается постоянный ток на мультиметре
Сила тока измеряется в Амперах в честь французского физика Анри Ампера. На мультиметре сектор измерения постоянного тока обозначается как DCA, либо просто DC. Регулятор, как и в предыдущих случаях, выставляется на нужное для измерения значение в секторе DC.
Не забывайте о том, что для измерения силы тока прибор подключается последовательно. Что это значит? Для измерения силы тока мы разрываем цепь.
Например, нам нужно замерить силу тока в фазном проводе. Нельзя просто взять и прикоснуться в двух местах щупами к проводу. Должен быть разрыв провода (или цепи), именно в этот разрыв мы подключаем прибор.
Как обозначается переменный ток на мультиметре
Не каждый тестер способен измерить силу переменного тока, но на некоторых моделях такая функция присутствует. На вопрос “как обозначается переменный ток на мультиметре” ответим: аналогично обозначению переменного напряжения, сектор переменного тока обозначается как «A~».
Вообще, мультиметр плохо подходит для измерения переменного тока. Лучше для этой цели использовать токоизмерительные клещи.
Что такое сектор hFE?
Некоторые владельцы мультиметров могут увидеть у себя на приборе сектор hFE, а в придачу к нему – два гнезда по четыре разъема в каждом. Этот сектор отвечает за проверку транзисторов (измерение значения коэффициента передачи тока). Гнезда подписаны “NPN” и “PNP”, а разъемы – буквами “E”, “B”, “C”.
Существует два типа транзисторов: транзистор типа “PNP-переход”, транзистор типа “NPN-переход”. Буквы “E”, “B”, “C” обозначают “эмиттер”, “база”, “коллектор” соответственно.
Чтобы проверить транзистор, выставьте регулятор на сектор hFE, посмотрите распиновку его ножек, тип транзистора, потом вставьте сам транзистор в нужный разъем. Если ваш транзистор неисправен, то прибор покажет значение “0”. Конечно, многих начинающих электриков пугает аббревиатура hFE, но для этого и нужна расшифровка обозначений на мультиметре, чтобы все непонятное стало понятным.
Тест диодов
Выше упоминалось, что практически в каждом мультиметре есть специальный светодиод и зуммер. Кроме этого, на шкале измерений должен быть сектор с нарисованным диодом. Это все необходимо для проверки диодов на работоспособность, а также проверки целостности цепей и всего прочего, сопротивлением не больше 50 Ом.
Чтобы проверить диод, нужно вспомнить о его свойствах. Диод пропускает ток только в одну сторону. Выставляем регулятор на значок диода и начинаем проверять, меняя полюса. Исправный диод в одном положении на дисплее выдаст значение 1, при этом светодиод загорится, а зуммер запищит. При смене полюсов – мультиметр покажет значение диода, например, 436 милливольт. Неисправный диод – будет прозваниваться в обе стороны.
Это лишь поверхностные принципы работы диода, но для проверки исправности диода мультиметром этого достаточно.
Проверка емкости конденсаторов
Чтобы измерить емкость конденсатора необходимо установить переключатель в диапазон F (Фарад). Для проверки ёмкости конденсатора мультиметр должен иметь эту функцию. Чтобы произвести измерение, используют гнёзда -CX+. «-» и «+» означают полярность подключения.
Диапазон измерения емкости в данном мультиметре варьируется от 200 микрофарад до 20 наноФарад.
Что означает kHz?
Этот параметр присутствует не на всех приборах. “Hz” – единица измерения частоты (Герц). С помощью данного сектора можно измерить частоту сигнала.
Для чего нужна кнопка hold
Такая кнопка тоже присутствует не на всех приборах, полное ее название – “Data hold”. Она служит для того, чтобы зафиксировать полученные данные на дисплее. Нужное значение будет отображаться ровно до повторного нажатия этой кнопки. Кто-то считает ее бесполезной, кто-то периодически ее использует.
Похожие материалы на сайте:
Понравилась статья — сохрани на стену!
electricvdome.ru
Основные величины и меры электрического тока
На этой страничке кратко излагаются основные величины электрического тока. По мере необходимости, страничка будет пополняться новыми величинами и формулами.
Сила тока – количественная мера электрического тока, протекающего через поперечное сечение проводника. Чем толще проводник, тем больший ток может по нему течь. Измеряется сила тока прибором, который называется Амперметр. Единица измерения — Ампер (А). Сила тока обозначается буквой – I.
Следует добавить, что постоянный и переменный ток низкой частоты, течёт через всё сечение проводника. Высокочастотный переменный ток течёт только по поверхности проводника – скин-слою. Чем выше частота тока, тем тоньше скин-слой проводника, по которому течёт высокочастотный ток. Это касается любых высокочастотных элементов — проводников, катушек индуктивности, волноводов. Поэтому, для уменьшения активного сопротивления проводника высокочастотному току, выбирают проводник с большим диаметром, кроме того, его серебрят (как известно, серебро имеет очень малое удельное сопротивление).
Напряжение (падение напряжения) – количественная мера разности потенциалов (электрической энергии) между двумя точками электрической цепи. Напряжение источника тока – разность потенциалов на выводах источника тока. Измеряется напряжение вольтметром. Единица измерения — Вольт (В). Напряжение обозначается буквой – U, напряжение источника питания (синоним — электродвижущая сила) может обозначаться буквой – Е.
Узнайте больше о напряжение в нашей статье.
Мощность электрического тока – количественная мера тока, характеризующая его энергетические свойства. Определяется основными параметрами – силой тока и напряжением. Измеряется мощность электрического тока прибором, который называется Ваттметр. Единица измерения — Ватт (Вт). Мощность электрического тока обозначается буквой – Р. Мощность определяется зависимостью:
Коснусь практического применения этой формулы на примере: Представьте, что у Вас есть электронагревательный прибор, мощность которого Вам не известна. Чтобы узнать потребляемую прибором мощность, измерьте ток и умножьте его значение на напряжение. Либо наоборот, имеется прибор мощностью 2 кВт (киловатт), на напряжение сети 220 вольт. Как узнать силу тока в кабеле питающего этот прибор? Мощность делим на напряжение, получаем ток: I = P / U = 2000 Вт/220 В = 9,1 А.
Потребляемая электроэнергия – суммарное значение потребляемой мощности от источника электрической сети за единицу времени. Измеряется потребляемая электроэнергия счётчиком (обыкновенным квартирным). Единица измерения – киловатт*час (кВт*ч).
Сопротивление элемента цепи – количественная мера, характеризующая способность элемента электрической цепи сопротивляться электрическому току. В простом виде, сопротивление это обыкновенный резистор. Резистор может использоваться: как ограничитель тока – добавочный резистор, как потребитель тока – нагрузочный резистор. Источник электрического тока так же обладает внутренним сопротивлением. Измеряется сопротивление прибором называемым Омметром. Единица измерения — Ом (Ом). Сопротивление обозначается буквой – R. Связано с током и напряжением законом Ома (формулой):
где U – падение напряжения на элементе электрической цепи, I – ток, протекающий через элемент цепи.
Рассеиваемая (поглощаемая) мощность элемента электрической цепи – значение мощности рассеиваемой на элементе цепи, которую элемент может поглотить (выдержать) без изменения его номинальных параметров (выхода из строя). Рассеиваемая мощность резисторов обозначается в его названии (например: двух ваттный резистор — ОМЛТ-2, десяти ваттный проволочный резистор – ПЭВ-10). При расчёте принципиальных схем, значение необходимой рассеиваемой мощности элемента цепи рассчитывается по формулам:
Для надёжной работы, определённое по формулам значение рассеиваемой мощности элемента умножается на коэффициент 1,5 , учитывающий то, что должен быть обеспечен запас по мощности.
Проводимость элемента цепи – способность элемента цепи проводить электрический ток. Единица измерения проводимости – сименс (См). Обозначается проводимость буквой — σ. Проводимость — величина обратная сопротивлению, и связана с ним формулой:
Если сопротивление проводника равно 0,25 Ом (или 1/4 Ом), то проводимость будет 4 сименс.
Частота электрического тока – количественная мера, характеризующая скорость изменения направления электрического тока. Имеют место понятия — круговая (или циклическая) частота — ω, определяющая скорость изменения вектора фазы электрического (магнитного) поля и частота электрического тока — f, характеризующая скорость изменения направления электрического тока (раз, или колебаний) в одну секунду. Измеряется частота прибором, называемым Частотомером. Единица измерения — Герц (Гц). Обе частоты связаны друг с другом через выражение:
Период электрического тока – величина обратная частоте, показывающая, в течение, какого времени электрический ток совершает одно циклическое колебание. Измеряется период, как правило, с помощью осциллографа. Единица измерения периода — секунда (с). Период колебания электрического тока обозначается буквой – Т. Период связан с частотой электрического тока выражением:
Длина волны высокочастотного электромагнитного поля – размерная величина, характеризующая один период колебания электромагнитного поля в пространстве. Измеряется длина волны в метрах (м). Длина волны обозначается буквой – λ. Длина волны связана с частотой и определяется через скорость распространения света:
Электрическая ёмкость – количественная мера, характеризующая способность накапливать энергию электрического тока в виде электрического заряда на обкладках конденсатора. Обозначается электрическая ёмкость буквой – С. Единица измерения электрической ёмкости — Фарада (Ф).
Магнитная индуктивность – количественная мера, характеризующая способность накапливать энергию электрического тока в магнитном поле катушки индуктивности (дросселя). Обозначается магнитная индуктивность буквой – L. Единица измерения индуктивности — Генри (Гн).
Реактивное сопротивление конденсатора (ёмкости) – значение внутреннего сопротивления конденсатора переменному гармоническому току на определённой его частоте. Реактивное сопротивление конденсатора обозначается — ХС и определяется по формуле:
Реактивное сопротивление катушки индуктивности (дросселя) – значение внутреннего сопротивления катушки индуктивности переменному гармоническому току на определённой его частоте. Реактивное сопротивление катушки индуктивности обозначается ХL и определяется по формуле:
Резонансная частота колебательного контура – частота гармонического переменного тока, на которой колебательный контур имеет выраженную амплитудно-частотную характеристику (АЧХ). Резонансная частота колебательного контура определяется по формуле:
, или
Добротность колебательного контура — характеристика, определяющая ширину АЧХ резонанса и показывающая, во сколько раз запасы энергии в контуре больше, чем потери энергии за один период колебаний. Добротность учитывает наличие активного сопротивления нагрузки. Добротность обозначается буквой – Q.
Для последовательного колебательного контура в RLC цепях, в котором все три элемента включены последовательно, добротность вычисляется:
где R, L и C — сопротивление, индуктивность и ёмкость резонансной цепи, соответственно.
Для параллельного колебательного контура, в котором индуктивность, емкость и сопротивление включены параллельно, добротность вычисляется:
Скважность импульсов – это отношение периода следования импульсов к их длительности. Скважность импульсов определяется по формуле:
meanders.ru
Что такое напряжение, ток, сопротивление: разбираемся на примерах
Не имея определенных начальных знаний об электричестве, тяжело себе представить, как работают электрические приборы, почему вообще они работают, почему надо включать телевизор в розетку, чтобы он заработал, а фонарику хватает маленькой батарейки, чтобы он светил в темноте.
И так будем разбираться во всем по порядку.
Электричество
Электричество – это природное явление, подтверждающее существование, взаимодействие и движение электрических зарядов. Электричество впервые было обнаружено еще в VII веке до н.э. греческим философом Фалесом. Фалес обратил внимание на то, что если кусочек янтаря потереть о шерсть, он начинает притягивать к себе легкие предметы. Янтарь на древнегреческом – электрон.
Вот так и представляю себе, сидит Фалес, трет кусок янтаря о свой гиматий (это шерстяная верхняя одежда у древних греков), а затем с озадаченным видом смотрит, как к янтарю притягиваются волосы, обрывки ниток, перья и клочки бумаги.
Данное явление называется статическим электричеством. Вы можете повторить данный опыт. Для этого хорошенько потрите шерстяной тканью обычную пластмассовую линейку и поднесите ее к мелким бумажным кусочкам.
Следует отметить, что долгое время это явление не изучалось. И только в 1600 году в своем сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле» английский естествоиспытатель Уильям Гилберт ввел термин – электричество. В своей работе он описал свои опыты с наэлектризованными предметами, а также установил, что наэлектризовываться могут и другие вещества.
Далее на протяжении трех веков самые передовые ученые мира исследуют электричество, пишут трактаты, формулируют законы, изобретают электрические машины и только в 1897 году Джозеф Томсон открывает первый материальный носитель электричества – электрон, частицу, благодаря которой возможны электрические процессы в веществах.
Электрон – это элементарная частица, имеет отрицательный заряд примерно равный -1,602·10-19 Кл (Кулон). Обозначается е или е–.
Напряжение
Чтобы заставить перемещаться заряженные частицы от одного полюса к другому необходимо создать между полюсами разность потенциалов или – Напряжение. Единица измерения напряжения – Вольт (В или V). В формулах и расчетах напряжение обозначается буквой V. Чтобы получить напряжение величиной 1 В нужно передать между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж (Джоуль).
Для наглядности представим резервуар с водой расположенный на некоторой высоте. Из резервуара выходит труба. Вода под естественным давлением покидает резервуар через трубу. Давайте условимся, что вода – это электрический заряд, высота водяного столба (давление) – это напряжение, а скорость потока воды – это электрический ток.
Таким образом, чем больше воды в баке, тем выше давление. Аналогично с электрической точки зрения, чем больше заряд, тем выше напряжение.
Начнем сливать воду, давление при этом будет уменьшаться. Т.е. уровень заряда опускается – величина напряжения уменьшается. Такое явление можно наблюдать в фонарике, лампочка светит все тусклее по мере того как разряжаются батарейки. Обратите внимание, чем меньше давление воды (напряжение), тем меньше поток воды (ток).
Электрический ток
Электрический ток – это физический процесс направленного движения заряженных частиц под действием электромагнитного поля от одного полюса замкнутой электрической цепи к другому. В качестве частиц, переносящих заряд, могут выступать электроны, протоны, ионы и дырки. При отсутствии замкнутой цепи ток невозможен. Частицы способные переносить электрические заряды существуют не во всех веществах, те в которых они есть, называются проводниками и полупроводниками. А вещества, в которых таких частиц нет – диэлектриками.
Принято считать направление тока от плюса к минусу, при этом электроны движутся от минуса к плюсу!
Единица измерения силы тока – Ампер (А). В формулах и расчетах сила тока обозначается буквой I. Ток в 1 Ампер образуется при прохождении через точку электрической цепи заряда в 1 Кулон (6,241·1018 электронов) за 1 секунду.
Вновь обратимся к нашей аналогии вода – электричество. Только теперь возьмем два резервуара и наполним их равным количеством воды. Отличие между баками в диаметре выходной трубы.
Откроем краны и убедимся, что поток воды из левого бака больше (диаметр трубы больше), чем из правого. Такой опыт – явное доказательство зависимости скорости потока от диаметра трубы. Теперь попробуем уравнять два потока. Для этого добавим в правый бак воды (заряд). Это даст большее давление (напряжение) и увеличит скорость потока (ток). В электрической цепи в роли диаметра трубы выступает сопротивление.
Проведенные эксперименты наглядно демонстрируют взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Подробнее о сопротивлении поговорим чуть позже, а сейчас еще несколько слов о свойствах электрического тока.
Если напряжение не меняет свою полярность, плюс на минус, и ток течет в одном направлении, то – это постоянный ток и соответственно постоянное напряжение. Если источник напряжения меняет свою полярность и ток течет то в одном направлении, то в другом – это уже переменный ток и переменное напряжение. Максимальные и минимальные значения (на графике обозначены как Io) – это амплитудные или пиковые значения силы тока. В домашних розетках напряжение меняет свою полярность 50 раз в секунду, т.е. ток колеблется то туда, то сюда, получается, что частота этих колебаний составляет 50 Герц или сокращенно 50 Гц. В некоторых странах, например в США принята частота 60 Гц.
Сопротивление
Электрическое сопротивление – физическая величина, определяющая свойство проводника препятствовать (сопротивляться) прохождению тока. Единица измерения сопротивления – Ом (обозначается Ом или греческой буквой омега Ω). В формулах и расчетах сопротивление обозначается буквой R. Сопротивлением в 1 Ом обладает проводник к полюсам которого приложено напряжение 1 В и протекает ток 1 А.
Проводники по-разному проводят ток. Их проводимость зависит, в первую очередь, от материала проводника, а также от сечения и длины. Чем больше сечение, тем выше проводимость, но, чем больше длина, тем проводимость ниже. Сопротивление – это обратное понятие проводимости.
На примере водопроводной модели сопротивление можно представить как диаметр трубы. Чем он меньше, тем хуже проводимость и выше сопротивление.
Сопротивление проводника проявляется, например, в нагреве проводника при протекании в нем тока. Причем, чем больше ток и меньше сечение проводника – тем сильнее нагрев.
Мощность
Электрическая мощность – это физическая величина, определяющая скорость преобразования электроэнергии. Например, вы не раз слышали: «лампочка на столько-то ватт». Это и есть мощность потребляемая лампочкой за единицу времени во время работы, т.е. преобразовании одного вида энергии в другой с некоторой скоростью.
Источники электроэнергии, например генераторы, также характеризуется мощностью, но уже вырабатываемой в единицу времени.
Единица измерения мощности – Ватт (обозначается Вт или W). В формулах и расчетах мощность обозначается буквой P. Для цепей переменного тока применяется термин Полная мощность, единица измерения – Вольт-ампер (В·А или V·A), обозначается буквой S.
И в завершение про Электрическую цепь. Данная цепь представляет собой некоторый набор электрических компонентов, способных проводить электрический ток и соединенных между собой соответствующим образом.
Что мы видим на этом изображении – элементарный электроприбор (фонарик). Под действием напряжения U (В) источника электроэнергии (батарейки) по проводникам и другим компонентам обладающих разными сопротивлениями R (Ом) от плюса к минусу течет электрический ток I (А) заставляющий светиться лампочку мощностью P (Вт). Не обращайте внимания на яркость лампы, это из-за плохого давления и малого потока воды батареек.
Фонарик, что представлен на фотографии, собран на базе конструктора «Знаток». Данный конструктор позволяет ребенку в игровой форме познать основы электроники и принцип работы электронных компонентов. Поставляется в виде наборов с разным количеством схем и разного уровня сложности.
imolodec.com
