КАК ИЗМЕРИТЬ ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ МУЛЬТИМЕТРА

Ссылка на страницу сайта Магазина Gtest® с номенклатурой мультиметров, а также рекомендуемыми приборами и статьями для дальнейшего самообразования приведена в конце данного раздела.

Как измерить напряжение переменного тока мультиметром

Простые измерения напряжения с помощью мультиметра являются одной из наиболее часто используемых функций этого измерительного прибора. Однако некоторые аспекты работы с переменным напряжением значительно сложнее для понимания, чем измерение постоянного напряжения.

Важно понимать природу переменного напряжения, поскольку оно создаёт в электрической цепи ряд эффектов, отсутствующих при работе только с постоянным током.

Особенности измерения переменного напряжения

Измерение постоянного напряжения мультиметром достаточно просто: щуп COM подключается к контрольной точке, а щуп V - к точке измерения. Прибор отображает стабильное значение напряжения, характерное для аккумуляторов, батарей и источников постоянного питания.

В промышленных и бытовых электрических системах широко используется другой тип напряжения - переменное напряжение (AC). Процесс его измерения практически не отличается от измерения постоянного напряжения, однако понимание принципов работы переменного тока имеет важное значение для правильной интерпретации результатов.

Обозначение AC (Alternating Current) означает переменный ток, при котором полярность напряжения многократно изменяется в течение каждой секунды.

Рисунок 1 - Цифровой мультиметр с автоматическим выбором диапазона для измерения переменного и постоянного напряжения, силы тока и сопротивления.

Частота изменения напряжения означает, что сигнал многократно достигает максимального положительного и отрицательного значения. Например, при частоте 50 Гц происходит 50 полных циклов изменения полярности за секунду.

Именно поэтому переменное напряжение ведёт себя иначе, чем постоянное, и требует специальных методов обработки и измерения.

RMS или среднеквадратичное значение

При измерении постоянного напряжения мультиметр отображает мгновенное значение сигнала. Для переменного напряжения такой подход неприменим, поскольку напряжение изменяется слишком быстро для отображения на экране.

Поэтому мультиметр определяет эквивалентное значение постоянного напряжения, которое обеспечило бы такую же мощность в нагрузке. Это значение называется RMS (Root Mean Square) или среднеквадратичным значением.

Существует несколько способов определения RMS:

• преобразование переменного напряжения в постоянное с последующим измерением;
• вычисление среднего значения и его масштабирование;
• цифровая обработка множества измерений и математический расчёт RMS.

Наиболее точные результаты обеспечивают мультиметры с функцией True RMS, которые корректно измеряют даже сигналы сложной формы.

Почему важно измерять RMS

Для большинства электрических устройств среднеквадратичное значение является более важным параметром, чем мгновенное напряжение, поскольку именно оно определяет реальную мощность, передаваемую нагрузке.

Именно поэтому бытовое напряжение сети обозначается как 230 В, хотя амплитудное значение синусоиды значительно выше.

Другие эффекты переменного тока

Переменное напряжение создаёт дополнительные эффекты в электрических цепях, отсутствующие в цепях постоянного тока. Поэтому при анализе систем часто важно учитывать не только напряжение, но и частоту сигнала.

Конденсаторы проводят переменный ток благодаря постоянному изменению полярности напряжения. В цепях постоянного тока после зарядки они практически прекращают пропускать ток.

Рисунок 2 - Компактный цифровой мультиметр для измерения электрических параметров.

Катушки индуктивности, наоборот, создают дополнительное сопротивление переменному току. В цепях постоянного тока катушка практически не отличается от обычного проводника, однако при увеличении частоты её сопротивление возрастает.

Во многих электронных устройствах одновременно присутствуют как постоянная, так и переменная составляющие напряжения. Для детального анализа таких сигналов часто используют осциллографы, поскольку обычный мультиметр не всегда способен отобразить все особенности формы сигнала.

Практическое измерение переменного напряжения

Для измерения переменного напряжения выполните следующие действия:

1. Переключите мультиметр в режим ACV.
2. Подключите чёрный щуп к разъёму COM.
3. Подключите красный щуп к разъёму V.
4. Прикоснитесь щупами к двум точкам измерения.
5. Считайте показания с дисплея.

Главное - понимать разницу между мгновенными значениями напряжения и среднеквадратичными значениями RMS, которые отображаются большинством современных цифровых мультиметров.

Заключение

Измерение переменного напряжения мультиметром практически не отличается от измерения постоянного напряжения. Однако правильная интерпретация результатов требует понимания принципов работы переменного тока и среднеквадратичных значений RMS.

Современные мультиметры с функцией True RMS обеспечивают высокую точность измерений даже для сигналов сложной формы и являются незаменимым инструментом для электриков, инженеров и специалистов по обслуживанию электрооборудования.

купить мультиметр в Украине