КАК ИЗМЕРИТЬ ПЕРЕМЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ С ПОМОЩЬЮ МУЛЬТИМЕТРА

Ссылка на страничку сайта Магазина Gtest(R) с номенклатурой мультиметров, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого Раздела

Простые измерения напряжения с помощью мультиметра являются наиболее часто используемой функцией в этих инструментах. Некоторые из них сложнее понять, чем другие, и это определенно касается сравнения переменного и постоянного напряжения.

 Важно понимать, что такое переменное напряжение, поскольку оно привносит в цепь ряд других эффектов, которые постоянный ток сам по себе не обеспечивает.

 Как измерить напряжение переменного тока?

Измерение постоянного напряжения с помощью мультиметра — простая задача: поместите вывод COM в контрольную точку, а вывод V — в точку измерения. Показания показывают непрерывное, неизменное напряжение в этой точке. Это идеально подходит для цепей, работающих от батарей и источников питания переменного тока в постоянный.

В каждом аспекте промышленных и жилых электрических систем есть другой тип измерения напряжения, который не менее важен, переменное напряжение. Просто измерить напряжение не так уж и сложно, на самом деле оно не сильно отличается от постоянного тока, но понимание того, какое влияние переменный ток оказывает на цепь, — это чрезвычайно важно.

Во-первых, AC означает «переменный ток», что означает, что энергия подается путем приложения напряжения в обоих направлениях, причем полярность меняется много раз в секунду.

Рисунок 1 – Цифровой мультиметр с автоматическим выбором диапазона и ЖК-дисплеем для измерения переменного или постоянного напряжения, силы тока, сопротивления и т. д.

Частота чередования означает, что оно будет достигать максимального напряжения 60 раз в секунду (хотя и очень ненадолго), а затем падать до минимального напряжения столько же раз, снова очень ненадолго. Напряжение будет проводить точно такое же количество времени как положительным, так и отрицательным, что очень важно понимать для измерения напряжения.

RMS или среднеквадратичное отклонение

Важно, чтобы существовало два разных способа считывания напряжения. На шкале измерения постоянного тока вы можете увидеть напряжение только как моментальный снимок этого точного момента. Если есть какое-либо отклонение, оно будет отображено по крайней мере так быстро, как может обновиться ЖК-экран. Попытка использовать эту же шкалу для измерения переменного напряжения будет слишком быстрой, чтобы увидеть.

Напряжение будет меняться на сотни вольт 60 раз в секунду. Мгновенное напряжение будет меняться слишком быстро, чтобы экран мог его уследить, и слишком быстро, чтобы его можно было прочитать, даже если бы он был способен читать так быстро.

В этих чередующихся случаях счетчик больше интересует не мгновенное значение, а значение за длительный период времени или то, сколько мощности вы можете фактически получить из приложенного напряжения. Это можно назвать «какое постоянное напряжение вам нужно будет применить, чтобы получить ту же выходную мощность». Существуют математические формулы, которые связывают минимум и максимум с эквивалентным выходным постоянным током.

Есть несколько стратегий, используемых для получения этих значений. Поскольку математические формулы могут показаться простым решением, они не всегда используются, поскольку реальные ситуации не всегда свободны от ошибок и аномалий. Вместо этого есть несколько других методов:

Используйте реальную схему преобразования постоянного тока, чтобы превратить переменное напряжение в постоянное и измерить выходной сигнал нагрузочного резистора. Иногда это небольшой нагреватель, и измеряется температура. Это работает для всех видов необычных переменных волн.

Преобразовать переменный ток в постоянный и получить среднее значение, затем масштабировать это значение до правильного значения среднеквадратичного корня. Простые средние значения сложны, потому что среднее значение переменной волны равно нулю вольт! Это просто и легко, но это работает только для идеальных волн, что не всегда реально.

Измерение и регистрация напряжений в течение некоторого времени, а затем расчет среднеквадратичного значения, что имеет сложную основу, но сводится к индивидуальным расчетам для каждой волны.

Первый и последний варианты могут привести к лучшим результатам, когда волна не очень хорошая и идеальная. Это называется «True RMS» и может быть напечатано на большинстве высококачественных измерителей.

Другие эффекты от переменного тока

Переменные напряжения вызывают два других основных изменения в цепи, которые необходимо учитывать. Поэтому полезно иметь возможность измерить, сколько переменного напряжения было применено, а также использовать часто включаемое измерение вторичной частоты (Гц)

Конденсаторы пропускают ток, когда волна чередуется. В чистых цепях постоянного тока они не пропускают ток. Этот ток может кардинально изменить рабочие свойства цепи, если ток течет, когда его быть не должно. В случае емкостной цепи переменный ток будет больше постоянного тока.

Рисунок 2 – Мультиметр «карманного» размера.

Индукторы обеспечат дополнительное сопротивление при подаче переменного напряжения. В цепи постоянного тока спиральный провод ничем не отличается от прямого провода, но когда напряжение меняется, сопротивление увеличивается. В этих индуктивных цепях переменный ток будет меньше постоянного тока.

Во многих случаях в напряжении будет как постоянная, так и переменная часть. Она чередуется, но не идеально до тех же самых положительных и отрицательных уровней. Некоторые измерители способны это измерить, но часто требуется осциллограф, что немного сложнее, чем один мультиметр.

Процесс измерения переменного напряжения довольно прост и идентичен измерениям постоянного тока. Просто поместите два провода мультиметра в соответствующие точки цепи и измерьте разницу напряжений. Но важно знать разницу между мгновенными значениями постоянного тока и эквивалентными значениями переменного тока, чтобы знать, какой из них подходит для различных случаев.

Магазин Gtest® - авторизованный поставщик мультиметров в Украину: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/multimetry