Основні фактори при вимірах напруги

Напруга - проста на перший погляд тема, але водночас надзвичайно складна, з тисячами сценаріїв, що включають невидимі сили потоку електронів навколо нас.

Ці 7 фактів можуть вас здивувати!

7 фактів про напругу, які варто знати кожному електронщику

1. Напруга - це не одинична величина, а різниця двох значень

Досить просто запитати: «Яка напруга у цій точці ланцюга?» І справді, якщо хтось ставить таке питання, зазвичай мається на увазі вимірювання відносно нейтралі або негативного полюса джерела живлення. Але сама концепція набагато глибша - напруга завжди є різницею потенціалів між двома точками.

Несправності в електричних колах виникають через неправильну величину струму. Це може бути як повна відсутність струму через обрив проводу, так і надмірний струм через перегрів або коротке замикання. Тому важливо розрізняти поняття «напруга в точці ланцюга» та «напруга на елементі ланцюга».

Головне правило: завжди переконуйтеся, що чорний щуп COM мультиметра підключений до правильної точки відліку.

Рисунок 1. Для вимірювання напруги вирішальне значення мають два вимірювальні дроти, на відміну від вимірювання тиску, з яким часто порівнюють напругу.

2. Напруга присутня завжди і всюди

У повсякденному житті ми рідко замислюємося над тим, що напруга існує практично навколо кожного предмета. Саме тому існують цілі галузі, присвячені боротьбі зі статичною електрикою.

Статичний заряд може накопичуватися на одязі, меблях, пластикових поверхнях та навіть на людському тілі. Найчастіше це проявляється як невелика іскра при дотику до металевого предмета.

Особливо небезпечна статична електрика у трьох випадках:

• поблизу легкозаймистих парів на автозаправках;
• при роботі з чутливою електронікою;
• у виробництві мікроелектроніки.

Завжди пам'ятайте про необхідність заземлення або вирівнювання потенціалів перед роботою з чутливими електронними компонентами.

3. Напруга пов'язана зі струмом, але не залежить від нього

Закон Ома пов'язує напругу, струм та опір лінійною залежністю. При постійному опорі збільшення напруги призводить до пропорційного збільшення струму.

Проте напруга може існувати навіть за відсутності струму. Найпростіший приклад - розімкнений електричний ланцюг. У такому випадку струм відсутній, але різниця потенціалів між двома точками все одно існує.

Тому в розімкненому ланцюгу ми вимірюємо так звану потенційну напругу.

Малюнок 2. Ця батарея є простим прикладом розімкненого кола - напруга присутня, але струм відсутній.

4. Вольтметри не можуть показувати миттєву напругу

Цифрові вольтметри обмежені швидкістю оновлення показів, тому не здатні відображати кожну короткочасну зміну сигналу.

Аналогові прилади також мають власні обмеження, оскільки стрілці потрібен час для реагування на зміну сигналу.

Фактично більшість мультиметрів відображають усереднене значення напруги за певний проміжок часу.

Для аналізу швидкоплинних процесів необхідно використовувати осцилограф, який здатний відображати форму сигналу з надзвичайно високою часовою роздільною здатністю.

5. Неможливо виміряти абсолютно точне падіння напруги на компоненті

Під час вимірювання напруги через вольтметр проходить невеликий струм. Це означає, що сам вимірювальний прилад певною мірою впливає на роботу схеми.

У більшості практичних випадків цей вплив настільки малий, що ним можна знехтувати. Проте в схемах із дуже великими опорами, наприклад у напівпровідникових пристроях, похибка може бути помітною.

У таких ситуаціях підключення мультиметра фактично змінює електричні параметри схеми, що впливає на результати вимірювань.

Рисунок 3. Додатковий вольтметр у схемі може змінити результати вимірювання через власний внутрішній опір.

6. Електричну дугу можна створити навіть від низьковольтних батарей

Багато хто вважає, що батарейки на кілька вольт не можуть створити небезпечну напругу. Насправді це не так.

Постійна напруга батареї може бути перетворена на змінну, а потім через підвищувальний трансформатор збільшена до сотень або навіть тисяч вольт.

Саме за таким принципом працюють деякі мегаомметри та інші спеціалізовані вимірювальні прилади.

Хоча потужність такої іскри зазвичай невелика, вона є хорошим нагадуванням про необхідність дотримання правил електробезпеки.

7. Напруга може зберігатися роками

Батарейки здатні зберігати заряд протягом багатьох років, але існують і інші компоненти, які можуть накопичувати енергію надзвичайно довго.

Одним із найвідоміших прикладів є конденсатори. Великі конденсатори, що використовуються у приводах, блоках живлення та іншому обладнанні, можуть зберігати небезпечний заряд протягом тривалого часу після вимкнення пристрою.

Перед роботою з такими компонентами необхідно обов'язково перевіряти напругу на їхніх виводах за допомогою мультиметра.

За потреби заряд слід безпечно розрядити через резистор великого номіналу.

Рисунок 4. Перед роботою зі старим конденсатором обов'язково перевірте наявність залишкової напруги та за необхідності виконайте його безпечне розрядження.

Висновок

Щоб досягти успіху в електроніці, не потрібно знати абсолютно все про електрику. Набагато важливіше постійно навчатися, аналізувати власний досвід і розуміти фундаментальні принципи роботи електричних кіл.

Магазин Gtest® - авторизований постачальник мультиметрів в Україну:
купити мультиметр в Україні