ЯК ВИМІРЯТИ ЗМІННУ НАПРУГУ ЗА ДОПОМОГОЮ МУЛЬТИМЕТРА

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest® з номенклатурою мультиметрів, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти наведені наприкінці цього розділу.

Як виміряти напругу змінного струму мультиметром

Прості вимірювання напруги за допомогою мультиметра є однією з найпоширеніших функцій цього вимірювального приладу. Однак деякі аспекти роботи зі змінною напругою значно складніші для розуміння, ніж вимірювання постійної напруги.

Важливо розуміти природу змінної напруги, оскільки вона створює в електричному колі низку ефектів, яких немає при роботі лише з постійним струмом.

Особливості вимірювання змінної напруги

Вимірювання постійної напруги мультиметром досить просте: щуп COM підключається до контрольної точки, а щуп V - до точки вимірювання. Прилад відображає стабільне значення напруги, характерне для джерел живлення, акумуляторів та випрямлених електричних схем.

У промислових і побутових електричних системах широко використовується інший тип напруги - змінна напруга (AC). Процес її вимірювання практично не відрізняється від вимірювання постійної напруги, проте розуміння принципів роботи змінного струму має важливе значення для правильної інтерпретації результатів.

Позначення AC (Alternating Current) означає змінний струм, при якому полярність напруги постійно змінюється багато разів на секунду.

Рисунок 1 - Цифровий мультиметр з автоматичним вибором діапазону для вимірювання змінної та постійної напруги, струму та опору.

У мережі змінного струму напруга багаторазово досягає максимального позитивного та негативного значення протягом кожної секунди. Наприклад, при частоті 50 Гц відбувається 50 повних циклів зміни полярності за секунду.

Саме тому змінна напруга поводиться зовсім інакше, ніж постійна, і вимагає спеціальних методів вимірювання.

RMS або середньоквадратичне значення

Під час вимірювання постійної напруги мультиметр показує миттєве значення сигналу. Для змінної напруги такий підхід не підходить, оскільки напруга змінюється занадто швидко для відображення на дисплеї.

Замість миттєвого значення мультиметр визначає еквівалентне значення постійної напруги, яке забезпечує ту саму потужність у навантаженні. Саме це значення називається RMS (Root Mean Square) або середньоквадратичним значенням.

Існує декілька способів отримання RMS-показників:

• перетворення змінної напруги у постійну та вимірювання отриманого значення;
• обчислення середнього значення з подальшим масштабуванням;
• цифровий аналіз сигналу та математичний розрахунок RMS на основі багатьох вимірювань.

Перший і третій методи забезпечують найбільш точні результати навіть для сигналів складної форми. Такі прилади зазвичай мають маркування True RMS.

Чому важливо вимірювати RMS

Для більшості електричних навантажень значення RMS є значно кориснішим за миттєве значення напруги, оскільки саме воно визначає кількість енергії, яку отримує обладнання.

Саме тому напруга побутової мережі 230 В вказується як середньоквадратичне значення, хоча фактична амплітуда сигналу є значно більшою.

Інші ефекти змінного струму

Змінна напруга створює додаткові явища, які відсутні в колах постійного струму. Тому під час аналізу електричних систем часто необхідно враховувати не лише напругу, але й частоту сигналу.

Конденсатори в колах змінного струму пропускають струм завдяки постійній зміні полярності. Через це їх поведінка суттєво відрізняється від роботи в колах постійного струму.

Рисунок 2 - Компактний цифровий мультиметр для вимірювання електричних параметрів.

Індуктивності, навпаки, створюють додатковий опір для змінного струму. У колах постійного струму котушка поводиться майже як звичайний провідник, проте зі збільшенням частоти її опір зростає.

У багатьох електронних схемах одночасно присутні як постійна, так і змінна складова напруги. Для детального аналізу таких сигналів часто використовують осцилографи, оскільки звичайний мультиметр не завжди здатний відобразити всі особливості форми сигналу.

Практичне вимірювання змінної напруги

Сам процес вимірювання змінної напруги дуже простий:

1. Встановіть перемикач мультиметра в режим вимірювання ACV.
2. Підключіть чорний щуп до роз'єму COM.
3. Підключіть червоний щуп до роз'єму V.
4. Доторкніться щупами до двох точок вимірювання.
5. Зчитайте показання з дисплея.

Головне - правильно розуміти різницю між миттєвими значеннями напруги та середньоквадратичними значеннями RMS, які відображає більшість цифрових мультиметрів.

Висновок

Вимірювання змінної напруги мультиметром практично не відрізняється від вимірювання постійної напруги, проте правильне трактування результатів вимагає розуміння принципів роботи змінного струму та середньоквадратичних значень RMS.

Сучасні мультиметри з функцією True RMS дозволяють отримувати точні результати навіть для сигналів складної форми, що робить їх незамінним інструментом для електриків, інженерів та спеціалістів з обслуговування електрообладнання.

купити мультиметр в Україні