По време на работа на домакински електрически уреди възникват ситуации, когато е необходимо измерване на напрежението. За да проверите функционалността на гнездата, еднополюсен индикатор не винаги е достатъчен: той ще провери наличието на фаза, но този метод няма да помогне за диагностициране на прекъсване на нулевия проводник. Същото важи и за грешки в осветлението. За да се определи целостта на удължителите и захранващите кабели на домакинските уреди, методът за измерване на напрежението е по-интуитивен.

С помощта на волтметър се откриват неизправности като некачествени контактни връзки, което намалява напрежението на товара. Индикаторът ще покаже наличието на фаза върху него, но поради недостатъчно напрежение електроуредът може да работи с намалена мощност (нагревател) или изобщо да не работи (телевизор, компютър, пералня).

Само измерването може да определи наличието на високо или ниско напрежение в електрическата мрежа. Пренапрежението е често срещана причина за повреда на домакински уреди. Електрическите уреди започват да консумират повече ток и работят в режим, който не е предвиден от производителя. Последицата от това е намаляване на работния ресурс. Лампите с нажежаема жичка с твърде високо напрежение не само изгарят по-бързо, но и експлодират при включване.

Подцененото мрежово напрежение е не по-малко опасно за домакинските електрически уреди. Електрическият инструмент прегрява и компресорът на хладилника се поврежда.

Причини и методи за измерване на колебанията на напрежението

Съгласно GOST 13109 напрежението в мрежата не трябва да излиза извън обхвата 198 - 242 V (220V ± 10%). Ако вашите лампи често се развалят, светлинният им поток се променя периодично или домакинските уреди се повредят при мистериозни обстоятелства, трябва да проверите нивото на напрежение в електрическата инсталация. За да избегнете ненужни повреди на електрически уреди, по-добре е да изключите всичко ненужно от мрежата до края на теста.

Измерванията се извършват или чрез постоянно наблюдение на волтметър или мултицет, свързан към мрежата, или чрез периодични (веднъж на половин час) измервания и записване на показанията. Напрежението в мрежата не е постоянно и варира в зависимост от нивото на натоварване. Най-висока ще бъде стойността през нощта, когато всички спят и не използват електроуреди.

В случай на колебания на напрежението и спадове, които се случват за кратко време, е полезно да се използват лампи с нажежаема жичка за наблюдение. Ако крушката внезапно намалее или светне по-ярко, в същия момент се измерва напрежението в мрежата. Причината за такива колебания е включването на мощни консуматори към мрежата, които намаляват напрежението във фазата, към която са свързани. В останалите фази напрежението може, напротив, да се увеличи.

Падането на напрежението, причинено от работата на заваръчната машина, лесно се открива с помощта на лампа с нажежаема жичка. Това ще намали яркостта на сиянието по време на заваряване и ще гори много слабо, когато електродът „залепне“. Всеки, който поне от време на време е използвал заваръчна машина, безпогрешно ще определи по ритъма на промените в яркостта на лампата, че спадовете на напрежението са причинени от нея.

Най-сериозната причина за промени в напрежението е нулево прекъсване в трифазна захранваща мрежа. Всички потребители на къща или село са равномерно разпределени в три фази. Ако има нула, напрежението е приблизително еднакво за всички и леко зависи от натоварването във фазите. Но когато се счупи, напрежението се преразпределя по такъв начин, че във фазата с минимално натоварване напрежението става най-високо. При натоварване, близко до нула, напрежението се доближава до 380 V.

Ако подозирате прекъсване на нулата (внезапни промени в яркостта на лампите, както нагоре, така и надолу, промяна в тона на компресора на хладилника или скоростта на въртене на електрически инструмент), незабавно изключете захранването на целия апартамент и измерване на напрежението на входа.

Линейни и фазови напрежения

Когато правите измервания в електрически табла, е полезно да знаете как мрежовото напрежение се различава от фазовото напрежение. На входа на трифазните панели има кабели с четири до пет жила. Три ядра са „фази“, четвъртото ядро ​​на четирижилен кабел е комбиниран неутрален проводник. Целта на двете останали жила на петжилния кабел е работната нула и защитната нула.

Напрежението между произволни две фази се нарича линеени равно на 380 V. Напрежението между фазовия и нулевия работен (комбиниран) проводник се нарича фазаи равно на 220 V. Напрежението между фазата и нулевия защитен проводник при нормална работа на мрежата е равно на фазовото напрежение, между защитния и работния проводник - нула.

Еднофазните панели получават захранване от дву- или трижилни кабели, всичките им прекъсвачи са еднополюсни. Напрежението в тях се измерва между фаза и нула и е само фазово, равно на 220 V.

Как да измерим напрежението?

Инструменти, използвани за измервания:

— волтметър– специализиран уред, предназначен само за измерване на напрежение;

— мултиметър– комбинирано цифрово устройство, предназначено за измерване на редица електрически величини ();

— тестер- комбинирано аналогово устройство, което изпълнява функциите на мултиметър, но за разлика от него има скала със стрелка.

Преди употреба трябва да обърнете внимание на състоянието на изолацията на свързващите проводници на устройството и да проучите инструкциите за употребата му. Когато използвате мултиметри и тестери, изберете правилния тип ток и граница на измерване.

Границата на измерване винаги първоначално е зададена по-висока от очакваната. При измерване на напрежения в трифазно табло то не трябва да е по-ниско от 500 V.

При измерване на напрежение от източници на постоянен ток трябва да се спазва полярността на свързване на устройството. Това е много важно за тестера, тъй като ако има грешка във връзката, стрелката ще се отклони в обратната посока. Когато полярността е обърната, мултицетът ще покаже знак „–“ на индикатора пред измерената стойност. И не забравяйте да превключите устройството в режим на измерване на постоянно напрежение.

Електрическият ток се характеризира с величини като ток, напрежение и съпротивление, които са взаимосвързани. Преди да разгледаме въпроса как се измерва напрежението, е необходимо да разберем какво точно е това количество и каква е неговата роля при образуването на ток.

Как действа напрежението?

Общата концепция за електрически ток е насоченото движение на заредени частици. Тези частици са електрони, чието движение се извършва под въздействието на електрическо поле. Колкото повече заряди трябва да бъдат преместени, толкова повече работа се извършва от полето. Тази работа се влияе не само от тока, но и от напрежението.

Физическото значение на тази стойност е, че работата, извършена от тока във всяка секция на веригата, е свързана с количеството заряд, което преминава през тази секция. В процеса на тази работа положителен заряд се премества от точка, където има малък потенциал, към точка с висок потенциал. Така напрежението се определя като електродвижеща сила, а самата работа е енергия.

Работата, извършена от електрически ток, се измерва в джаули (J), а количеството електрически заряд е кулон (C). В резултат на това напрежението е съотношение 1 J/C. Получената единица напрежение се нарича волт.

За да обясните ясно физическото значение на стреса, трябва да се обърнете към примера с маркуч, пълен с вода. В този случай обемът на водата ще играе ролята на силата на тока, а налягането му ще бъде еквивалентно на напрежението. Когато водата се движи без накрайник, тя се движи свободно и в големи количества през маркуча, създавайки ниско налягане. Ако натиснете края на маркуча с пръст, обемът ще намалее, докато налягането на водата се увеличи. Самата струя ще измине много по-голямо разстояние.

Същото се случва и в електричеството. Силата на тока се определя от броя или обема на електроните, движещи се през проводника. Стойността на напрежението е по същество силата, с която тези електрони се избутват. От това следва, че при едно и също напрежение проводник, който провежда по-голямо количество ток, трябва да има и по-голям диаметър.

Единица за напрежение

Напрежението може да бъде постоянно или променливо, в зависимост от тока. Тази стойност може да бъде обозначена като буквата B (руско обозначение) или V, съответстващо на международното обозначение. За обозначаване на променливо напрежение се използва символът "~", който се поставя пред буквата. За постоянно напрежение има знак "-", но на практика той почти не се използва.

Когато разглеждаме въпроса как се измерва напрежението, трябва да се помни, че за това има не само волта. По-големите количества се измерват в киловолта (kV) и мегаволта (mV), което означава съответно 1 хиляда и 1 милион волта.

Как да измервате напрежение и ток

Ерата на научно-техническия прогрес изисква измерване на всичко. Електрическите мрежи не са изключение. За да направите тези измервания, е важно да знаете в какви единици се измерва напрежението. В най-разпространената система SI мерната единица за напрежение е обозначена като 1 волт или съкратено като 1V. Може също да бъде обозначен като 1V. Това обозначение е избрано в чест на италианския физик Алесандро Волта.

Какво е електрическо напрежение

Тя не може да съществува сама по себе си, както теглото. Има два случая, които изискват измерването му:

• Между различни възли на електрическа верига или краища на проводник. 1 волт е потенциалът, при който ток от 1 ампер произвежда 1 ват мощност;
• Силата на електростатичното поле се измерва между две точки на полето. Единицата за напрежение, 1 волт, е потенциалът, при който заряд от 1 кулон извършва 1 джаул работа.

Ефект на Джоузефсън

От 1990 г. има друга дефиниция на електрическото напрежение. Стойността му е свързана с честотния стандарт и цезиевия часовник. В този случай се използва нестационарният ефект на Джоузефсън; когато специална матрица се облъчва с радиация с честота 10-80 GHz, върху нея се появява потенциал, чиято стойност не зависи от експерименталните условия.

RMS напрежение

Големината на електрическия потенциал между секциите на мрежата се определя от количеството топлина или работа, извършена за определено време. Но това важи само за постоянен ток. Променливото напрежение има синусоидална форма. При максималната амплитуда тя е максимална, а при прехода от положителна полувълна към отрицателна е нула.

Следователно за изчисленията се използва средната стойност, която се нарича „ефективна стойност“, която при изчисленията се приравнява на константа със същата стойност.

Различава се от максимума с 1,4 пъти или √2. За 220V мрежа максималната стойност е 311V. Това е важно при избора на кондензатори, диоди и други елементи на електронни схеми.

Определяне на напрежението

Как се измерва напрежението? Това става със специален уред – волтметър. Той може да има различен дизайн, да бъде цифров или показалец, но съпротивлението му трябва да е възможно най-високо и токът трябва да е минимален. Това е необходимо, за да се сведе до минимум влиянието на устройството върху мрежата и загубите в проводниците, преминаващи от източника на захранване към волтметъра.

DC мрежа

Тези измервания се правят с магнитоелектрически инструменти. Напоследък широко се използват устройства с цифрови дисплеи.

Най-лесният начин е да свържете устройството директно към мястото на измерване. Това е възможно при редица условия:

• Границата на измерване е по-голяма от очаквания максимум. Ако не е известно преди началото на измерванията, тогава трябва да се избере най-голямата граница и последователно да се намали;
• Спазвайте полярността на връзката. Ако връзката е неправилна, стрелката ще се отклони в обратната посока и цифровият дисплей ще покаже отрицателна стойност.

Ако границата на измерване е недостатъчна, тя може да бъде разширена с помощта на допълнително съпротивление. Тя може да бъде външна или вътрешна. Можете да използвате множество съпротивления и да ги превключвате, за да промените границата на устройството. Ето как работи мултицет.

AC захранване

Напрежението се измерва в мрежа с променлив ток с инструменти от всички видове, с изключение на магнитоелектрическите. Тези устройства могат да се използват само като се свържат към изхода на токоизправителя.

Има няколко начина за увеличаване на границата на измерване. За да направите това, допълнително едно от устройствата е свързано към устройството:

• допълнителна устойчивост;
• при постоянна честота на мрежата се използват кондензатори вместо съпротивление;
• Най-често срещаният вариант е използването на трансформатор на напрежение.

Изискванията към измервателните уреди и допълнителните аксесоари са същите като при уредите за постоянен ток.

По същество терминът се отнася до потенциалната разлика, а единицата за напрежение е волтът. Волт е името на учения, който постави основите на всичко, което сега знаем за електричеството. И този човек се казваше Алесандро.

Но това се отнася до електрическия ток, т.е. тази, с помощта на която работят обичайните ни домакински електроуреди. Но има и понятието механичен параметър. Този параметър се измерва в паскали. Но сега не става въпрос за него.

На какво е равен волт?

Този параметър може да бъде постоянен или променлив. Това е променлив ток, който "тече" в апартаменти, сгради и конструкции, домове и организации. Електрическото напрежение представлява амплитудни вълни, показани на графиките като синусоида.

Променливият ток се обозначава в диаграмите със символа "~". И ако говорим за това на какво е равен един волт, тогава можем да кажем, че това е електрическо действие във верига, където, когато протича заряд, равен на един кулон (C), се извършва работа, равна на един джаул (J).

Стандартната формула, по която може да се изчисли е:

U = A:q, където U е точно желаната стойност; „A“ е работата, която електрическото поле (в J) извършва, за да пренесе заряд, а „q“ е точно самият заряд, в кулони.

Ако говорим за постоянни стойности, тогава те практически не се различават от променливите (с изключение на конструктивната графика) и се произвеждат от тях, като се използва изправителен диоден мост. Диодите, без да пропускат ток от едната страна, сякаш разделят синусоидата, премахвайки полувълните от нея. В резултат на това вместо фаза и нула получаваме плюс и минус, но изчислението остава в същите волта (V или V).

Измерване на напрежение

Преди това за измерване на този параметър се използва само аналогов волтметър. Сега на рафтовете на магазините за електротехника има много широка гама от подобни устройства вече в цифров дизайн, както и мултиметри, както аналогови, така и цифрови, с помощта на които се измерва така нареченото напрежение. Такова устройство може да измерва не само големината, но и силата на тока, съпротивлението на веригата и дори става възможно да се провери капацитетът на кондензатора или да се измери температурата.

Разбира се, аналоговите волтметри и мултиметри не осигуряват същата точност като цифровите, чийто дисплей показва единицата за напрежение до стотни или хилядни.

При измерване на този параметър волтметърът е свързан към веригата паралелно, т.е. ако е необходимо да се измери стойността между фаза и нула, сондите се прилагат един към първия проводник, а другият към втория, за разлика от измерването на ток, където устройството е свързано последователно към веригата.

В електрическите схеми волтметърът се обозначава с буквата V, заобиколена от кръг. Различните видове такива устройства измерват, освен волта, различни единици напрежение. Като цяло се измерва в следните единици: миливолт, микроволт, киловолт или мегаволт.

Стойност на напрежението

Стойността на този параметър на електрическия ток в нашия живот е много висока, защото дали съответства на необходимия зависи от това колко ярко ще горят лампите с нажежаема жичка в апартамента и ако са инсталирани компактни флуоресцентни лампи, тогава възниква въпросът дали или изобщо няма да светят. Издръжливостта на всички осветителни и домакински електроуреди зависи от неговите пренапрежения и затова наличието на волтметър или мултицет у дома, както и възможността да го използвате, се превръщат в необходимост в наше време.

Електрическият ток (I) е насоченото движение на електрическите заряди (йони в електролитите, електрони на проводимостта в металите).
Необходимо условие за протичане на електрически ток е затворената верига.

Електрическият ток се измерва в ампери (A).

Производните единици за ток са:
1 килоампер (kA) = 1000 A;
1 милиампер (mA) 0,001 A;
1 микроампер (µA) = 0,000001 A.

Човек започва да усеща през тялото си ток от 0,005 А. Ток със сила над 0,05 А е опасен за човешкия живот.

Електрическо напрежение (U)се нарича потенциална разлика между две точки в електрическото поле.

Мерна единица електрическа потенциална разликае волт (V).
1 V = (1 W) : (1 A).

Изведените единици за напрежение са:

1 киловолт (kV) = 1000 V;
1 миливолт (mV) = 0,001 V;
1 микроволт (µV) = 0,00000 1 V.

Съпротивление на участък от електрическа веригае величина, която зависи от материала на проводника, неговата дължина и напречно сечение.

Електрическото съпротивление се измерва в ома (ома).
1 Ohm = (1 V) : (1 A).

Производните единици на съпротивление са:

1 kiloOhm (kOhm) = 1000 Ohm;
1 мегаом (MΩ) = 1 000 000 ома;
1 милиом (mOhm) = 0,001 ома;
1 микроом (µом) = 0,00000 1 ом.

Електрическото съпротивление на човешкото тяло, в зависимост от редица условия, варира от 2000 до 10 000 ома.

Електрическо съпротивление (ρ)се нарича съпротивлението на проводник с дължина 1 m и напречно сечение 1 mm2 при температура 20 ° C.

Реципрочната стойност на съпротивлението се нарича електрическа проводимост (γ).

Мощност (P)е количество, което характеризира скоростта, с която се преобразува енергията, или скоростта, с която се извършва работа.
Мощността на генератора е величина, която характеризира скоростта, с която механичната или друга енергия се преобразува в електрическа енергия в генератора.
Потребителската мощност е количество, което характеризира скоростта, с която електрическата енергия се преобразува в отделни участъци на веригата в други полезни видове енергия.

Единицата за мощност в системата SI е ват (W). Тя е равна на мощността, при която 1 джаул работа се извършва за 1 секунда:

1W = 1J/1сек

Производни единици за измерване на електрическа мощност са:

1 киловат (kW) = 1000 W;
1 мегават (MW) = 1000 kW = 1 000 000 W;
1 миливат (mW) = 0,001 W; o1i
1 конска сила (hp) = 736 W = 0,736 kW.

Мерни единици за електрическа енергияса:

1 ват-секунда (W sec) = 1 J = (1 N) (1 m);
1 киловатчас (kWh) = 3,6 106 W сек.

Пример. Токът, консумиран от електродвигател, свързан към мрежа 220 V, е 10 A за 15 минути. Определете енергията, консумирана от двигателя.
W*sec, или разделяйки тази стойност на 1000 и 3600, получаваме енергия в киловатчаса:

W = 1980000/(1000*3600) = 0,55 kWh

Маса 1. Електрически величини и единици