Die Last in einem Stromkreis wird durch die Stromstärke charakterisiert, wobei der Strom in Ampere gemessen wird. Manchmal muss die Stromstärke gemessen werden, um die zulässige Belastung des Kabels zu überprüfen. Zum Verlegen einer elektrischen Leitung werden Kabel unterschiedlicher Querschnitte verwendet. Wenn das Kabel mit einer Belastung arbeitet, die höher als der zulässige Wert ist, erwärmt es sich und die Isolierung wird allmählich zerstört. Im Ergebnis führt dies zum Austausch des Kabels.

  • Nach dem Verlegen eines neuen Kabels muss der Strom gemessen werden, der durch das Kabel fließt, während alle elektrischen Geräte in Betrieb sind.
  • Wenn eine zusätzliche Last an die alte Verkabelung angeschlossen ist, sollten Sie auch die Stromstärke überprüfen, die die zulässigen Grenzen nicht überschreiten sollte.
  • Bei einer Belastung gleich der oberen zulässigen Grenze wird die Einhaltung des durchfließenden Stroms überprüft. Sein Wert sollte den Nennwert des Betriebsstroms der Maschinen nicht überschreiten. Andernfalls schaltet der Leistungsschalter das Netz wegen Überlastung ab.
  • Auch zur Bestimmung der Betriebsarten elektrischer Geräte ist eine Strommessung notwendig. Die Messung der Strombelastung von Elektromotoren wird nicht nur durchgeführt, um ihre Leistung zu überprüfen, sondern auch um eine übermäßige Belastung über der zulässigen zu erkennen, die aufgrund einer großen mechanischen Kraft während des Betriebs des Geräts auftreten kann.
  • Wenn Sie den Strom im Stromkreis eines funktionierenden Stromkreises messen, zeigt dies die Betriebsfähigkeit an.
  • Auch die Leistung in der Wohnung wird durch Strommessungen überprüft.
Aktuelle Energie

Neben der Stromstärke gibt es das Konzept der Stromstärke. Dieser Parameter definiert die aktuelle geleistete Arbeit pro Zeiteinheit. Die Stromstärke ist gleich dem Verhältnis der verrichteten Arbeit zur Zeitdauer, in der diese Arbeit verrichtet wurde. Mit dem Buchstaben „P“ gekennzeichnet und in Watt gemessen.

Die Leistung wird berechnet, indem die Netzspannung mit dem Strom multipliziert wird, den die angeschlossenen Elektrogeräte aufnehmen: P \u003d U x I. Normalerweise geben Elektrogeräte den Stromverbrauch an, mit dem Sie den Strom bestimmen können. Wenn Ihr Fernseher eine Leistung von 140 W hat, teilen Sie diesen Wert zur Bestimmung des Stroms durch 220 V, als Ergebnis erhalten wir 0,64 Ampere. Dies ist der maximale Stromwert, in der Praxis kann der Strom geringer sein, wenn die Bildschirmhelligkeit reduziert oder andere Einstellungen geändert werden.

Strommessung mit Instrumenten

Um den Verbrauch elektrischer Energie unter Berücksichtigung des Betriebs von Verbrauchern in verschiedenen Modi zu bestimmen, werden elektrische Messgeräte benötigt, die Stromparameter messen können.

  • . Amperemeter werden verwendet, um die Stromstärke in einem Stromkreis zu messen. Sie sind in Reihe in die gemessene Schaltung eingebunden. Der Innenwiderstand des Amperemeters ist sehr klein und beeinflusst daher nicht die Betriebsparameter der Schaltung.Die Amperemeterskala kann in Ampere oder anderen Bruchteilen eines Amperes markiert werden: Mikroampere, Milliampere usw. Es gibt verschiedene Arten von Amperemetern: elektronische, mechanische usw.
  • ist ein elektronisches Messgerät, das verschiedene Parameter eines elektrischen Stromkreises (Widerstand, Spannung, Leiterbruch, Batterieeignung usw.) einschließlich der Stromstärke messen kann. Es gibt zwei Arten von Multimetern: digital und analog. Das Multimeter verfügt über verschiedene Messeinstellungen.

Das Verfahren zum Messen der Stromstärke mit einem Multimeter:
  • Ermitteln Sie das Messintervall Ihres Multimeters. Jedes Gerät ist so ausgelegt, dass es den Strom in einem bestimmten Intervall misst, das dem gemessenen Stromkreis entsprechen muss. Der höchstzulässige Messstrom muss in der Anleitung angegeben werden.
  • Wählen Sie den geeigneten Messmodus aus. Viele Multimeter können in verschiedenen Modi arbeiten und verschiedene Größen messen. Um die Stromstärke zu messen, müssen Sie unter Berücksichtigung der Stromart (Gleich- oder Wechselstrom) in den entsprechenden Modus wechseln.
  • Stellen Sie das gewünschte Messintervall am Gerät ein. Es ist besser, die obere Stromgrenze etwas höher als den erwarteten Wert einzustellen. Sie können dieses Limit jederzeit senken. Es wird jedoch garantiert, dass Sie das Gerät nicht deaktivieren.
  • Stecken Sie die Prüfstecker der Adern in die Buchsen. Das Gerät wird mit zwei Drähten mit Sonden und Anschlüssen geliefert. Nester müssen auf dem Gerät gekennzeichnet oder im Pass abgebildet sein.

  • Um die Messung zu starten, müssen Sie das Multimeter an den Stromkreis anschließen. Beachten Sie in diesem Fall die Sicherheitsregeln und berühren Sie stromführende Teile nicht mit ungeschützten Körperteilen. Nicht in feuchter Umgebung messen, da Feuchtigkeit elektrisch leitet. An den Händen sollten Gummihandschuhe getragen werden. Um den Stromkreis für die Messung zu unterbrechen, schneiden Sie den Leiter ab und entfernen Sie die Isolierung an beiden Enden. Verbinden Sie dann die Multimetersonden mit den abisolierten Enden des Kabels und stellen Sie sicher, dass sie einen guten Kontakt haben.
  • Schalten Sie den Stromkreis ein und notieren Sie die Messwerte des Instruments. Korrigieren Sie ggf. die obere Messgrenze.
  • Schalten Sie den Stromkreis aus und trennen Sie das Multimeter.
  • . Wenn Sie Strom messen müssen, ohne den Stromkreis zu unterbrechen, dann sind Stromzangen eine hervorragende Option für diese Aufgabe. Dieses Gerät wird in mehreren Typen und unterschiedlichen Ausführungen hergestellt. Einige Modelle können auch andere Schaltungsparameter messen. Es ist sehr bequem, Messstromzangen zu verwenden.

Methoden zur Strommessung

Um den Strom in einem Stromkreis zu messen, muss ein Anschluss eines Amperemeters oder eines anderen Geräts, das Strom messen kann, mit dem positiven Anschluss der Stromquelle oder und der andere Anschluss mit dem Verbraucherkabel verbunden werden. Danach können Sie die Stromstärke messen.

Beim Messen ist Vorsicht geboten, da beim Öffnen eines aktiven Stromkreises ein Lichtbogen entstehen kann.

Um die Stromstärke von elektrischen Geräten zu messen, die direkt an einer Steckdose oder einem Haushaltskabel angeschlossen sind, wird das Messgerät auf den AC-Modus mit einer überschätzten Obergrenze eingestellt. Dann wird das Messgerät mit dem Phasendrahtbruch verbunden.

Alle An- und Abschaltarbeiten dürfen nur im spannungslosen Stromkreis durchgeführt werden. Nach allen Verbindungen können Sie Strom anlegen und den Strom messen. Berühren Sie in diesem Fall keine blanken, stromführenden Teile, um einen Stromschlag zu vermeiden. Solche Messmethoden sind umständlich und bringen eine gewisse Gefahr mit sich.

Wesentlich komfortabler ist die Messung mit Stromzangen, die je nach Geräteausführung alle Funktionen eines Multimeters übernehmen können. Es ist sehr einfach, mit solchen Zecken zu arbeiten. Es ist notwendig, den Messmodus für Gleich- oder Wechselstrom einzustellen, die Whisker zu spreizen und den Phasendraht damit zu bedecken. Dann müssen Sie den Sitz der Schnurrhaare untereinander überprüfen und den Strom messen. Für korrekte Messwerte muss nur der Phasendraht mit einem Schnurrbart bedeckt sein. Wenn Sie zwei Drähte gleichzeitig abdecken, funktioniert die Messung nicht.

Zangenmessgeräte werden nur zum Messen von AC-Parametern verwendet. Wenn sie zur Messung von Gleichstrom verwendet werden, werden die Schnurrhaare mit großer Kraft zusammengedrückt, und es ist möglich, sie nur durch Abschalten der Stromversorgung auseinander zu bewegen.

Unter elektrischer Spannung versteht man die Arbeit, die ein elektrisches Feld verrichtet, um eine Ladung von 1 C (Anhänger) von einem Punkt des Leiters zum anderen zu bewegen.

Wie entsteht Spannung?

Alle Stoffe bestehen aus Atomen, das sind positiv geladene Kerne, um die kleinere negative Elektronen mit hoher Geschwindigkeit kreisen. Im Allgemeinen sind Atome neutral, weil die Anzahl der Elektronen gleich der Anzahl der Protonen im Kern ist.

Wenn jedoch eine bestimmte Anzahl von Elektronen von den Atomen weggenommen wird, dann werden sie dazu neigen, die gleiche Anzahl von ihnen anzuziehen und ein positives Feld um sie herum zu bilden. Wenn wir Elektronen hinzufügen, gibt es einen Überschuss an ihnen und ein negatives Feld. Potentiale werden gebildet - positiv und negativ.

Wenn sie interagieren, wird es eine gegenseitige Anziehung geben.

Je größer der Wert der Differenz - der Potentialdifferenz - ist, desto stärker werden die Elektronen aus dem Material mit ihrem überschüssigen Inhalt zu dem Material mit ihrem Mangel gezogen. Je stärker das elektrische Feld und seine Spannung sind.

Wenn Sie Potentiale mit unterschiedlichen Leiterladungen verbinden, entsteht ein elektrisches - eine gerichtete Bewegung von Ladungsträgern, die versucht, die Potentialdifferenz zu beseitigen. Um Ladungen entlang des Leiters zu bewegen, leisten die Kräfte des elektrischen Feldes Arbeit, die durch den Begriff der elektrischen Spannung charakterisiert wird.

Was wird gemessen

Temperaturen;

Spannungsarten

Konstanter Druck

Die Spannung im Stromnetz ist konstant, wenn auf der einen Seite immer ein positives Potential und auf der anderen Seite ein negatives Potential anliegt. Electric hat in diesem Fall eine Richtung und ist konstant.

Die Spannung in einem Gleichstromkreis ist definiert als die Potentialdifferenz an seinen Enden.

Beim Anschluss einer Last an einen Gleichstromkreis ist es wichtig, die Kontakte nicht zu vertauschen, da sonst das Gerät ausfallen kann. Batterien sind ein klassisches Beispiel für eine Konstantspannungsquelle. Netze werden dort eingesetzt, wo Energie nicht über weite Strecken übertragen werden muss: in allen Verkehrsmitteln – vom Motorrad bis zum Raumfahrzeug, in der Militärtechnik, in der Stromversorgung und Telekommunikation, bei der Notstromversorgung, in der Industrie (Elektrolyse, Verhüttung in Elektrolichtbogenöfen). , usw.).

Wechselstrom Spannung

Wenn Sie die Polarität der Potentiale regelmäßig ändern oder sie im Raum bewegen, wird das elektrische in die entgegengesetzte Richtung eilen. Die Anzahl solcher Richtungsänderungen in einer bestimmten Zeit wird durch eine Kenngröße namens Frequenz dargestellt. Beispielsweise bedeutet die Norm 50, dass sich die Polarität der Spannung im Netz 50 Mal pro Sekunde ändert.


Die Spannung in elektrischen Wechselstromnetzen ist eine temporäre Funktion.

Am häufigsten wird das Gesetz der Sinusschwingungen verwendet.

Dies liegt an der Tatsache, dass in der Spule von Asynchronmotoren aufgrund der Rotation eines Elektromagneten um sie herum auftritt. Wenn Sie die Rotation zeitlich erweitern, erhalten Sie eine Sinuskurve.

Es besteht aus vier Drähten - drei Phasen und einer Null. Die Spannung zwischen Null- und Phasenleiter beträgt 220 V und wird als Phase bezeichnet. Es gibt auch eine Spannung zwischen den Phasen, die als linear bezeichnet wird und 380 V entspricht (Potenzialdifferenz zwischen zwei Phasendrähten). Je nach Anschlussart in einem Drehstromnetz kann entweder Phasenspannung oder lineare Spannung erhalten werden.

Leistungsmessung. In Gleichstromkreisen wird die Leistung mit einem elektro- oder ferrodynamischen Wattmeter gemessen. Die Leistung kann auch berechnet werden, indem die mit einem Amperemeter und Voltmeter gemessenen Strom- und Spannungswerte multipliziert werden.

In einphasigen Stromkreisen kann die Leistungsmessung mit einem elektrodynamischen, ferrodynamischen oder Induktions-Wattmeter erfolgen. Wattmeter 4 (Abb. 336) hat zwei Spulen: Strom 2, der in Reihe in den Stromkreis eingebunden ist, und Spannung 3, der parallel in den Stromkreis eingebunden ist.

Das Wattmeter ist ein Gerät, das beim Einschalten die richtige Polarität erfordert, daher sind seine Generatorklemmen (die Klemmen, an denen die von Quelle 1 kommenden Leiter angeschlossen sind) mit Sternchen gekennzeichnet.

Reis. 336. Schema zur Leistungsmessung

Um die Messgrenzen von Wattmetern zu erweitern, werden deren Stromspulen über Shunts oder Messstromwandler und Spannungsspulen über zusätzliche Widerstände oder Messspannungswandler an den Stromkreis angeschlossen.

Messung der elektrischen Energie. Messmethode. Um die von Verbrauchern aufgenommene oder von Stromquellen abgegebene elektrische Energie zu erfassen, werden elektrische Energiezähler verwendet. Der elektrische Energiezähler ähnelt im Prinzip einem Wattmeter. Im Gegensatz zu Wattmetern bieten Messgeräte jedoch anstelle einer Schraubenfeder, die ein entgegenwirkendes Moment erzeugt, eine Vorrichtung ähnlich einem elektromagnetischen Dämpfer, der eine Bremskraft erzeugt, die proportional zur Rotationsgeschwindigkeit des sich bewegenden Systems ist. Wenn das Gerät an einen Stromkreis angeschlossen wird, bewirkt das resultierende Drehmoment daher nicht, dass das bewegliche System um einen bestimmten Winkel abweicht, sondern es mit einer bestimmten Frequenz dreht.

Die Anzahl der Umdrehungen des beweglichen Teils des Geräts ist proportional zum Produkt aus der Leistung des elektrischen Stroms und der Zeit, während der er wirkt, d. h. der Menge an elektrischer Energie, die durch das Gerät fließt. Die Anzahl der Umdrehungen des Zählers wird durch ein Zählwerk festgelegt. Das Übersetzungsverhältnis dieses Mechanismus ist so gewählt, dass laut Zählerstand nicht Umdrehungen, sondern direkt elektrische Energie in Kilowattstunden gezählt werden kann.

Am weitesten verbreitet sind ferrodynamische und Induktionszähler; Erstere werden in Gleichstromkreisen verwendet, letztere in Wechselstromkreisen. Elektrische Energiezähler sind in Gleichstrom- und Wechselstromkreisen genauso enthalten wie Wattmeter.

Ferrodynamischer Zähler(Abb. 337) auf e gesetzt. p.s. Gleichstrom. Er hat zwei Spulen: feste 4 und bewegliche 6. Die feste Stromspule 4 ist in zwei Teile geteilt, die einen ferromagnetischen Kern 5 (normalerweise aus Permalloy) bedecken. Letzteres ermöglicht es Ihnen, ein starkes Magnetfeld im Gerät und ein erhebliches Drehmoment zu erzeugen, das den normalen Betrieb des Zählers bei Erschütterungen und Vibrationen gewährleistet. Die Verwendung von Permalloy trägt dazu bei, den Fehler des Zählwerks 2 durch die Hysterese des Magnetsystems zu reduzieren (es hat eine sehr schmale Hystereseschleife).


Um den Einfluss externer Magnetfelder auf die Zählerstände zu reduzieren, haben die magnetischen Flüsse einzelner Teile der Stromspule eine einander entgegengesetzte Richtung (astatisches System). In diesem Fall verstärkt das externe Feld, das die Strömung eines Teils schwächt, entsprechend die Strömung des anderen Teils und hat im Allgemeinen wenig Einfluss auf das resultierende Drehmoment, das von der Vorrichtung erzeugt wird. Die Tauchspule 6 des Zählers (Spannungsspule) befindet sich auf einem Anker, der in Form einer Isolierstoffscheibe oder in Form einer Aluminiumschale ausgeführt ist. Die Spule besteht aus getrennten Abschnitten, die mit Kollektorplatten 7 verbunden sind (diese Verbindungen sind in Abb. 337 nicht gezeigt), entlang denen Bürsten aus dünnen Silberplatten gleiten.

Der ferrodynamische Zähler arbeitet grundsätzlich als Gleichstrommotor, dessen Ankerwicklung parallel geschaltet ist und dessen Erregerwicklung in Reihe mit dem Stromverbraucher geschaltet ist. Der Anker dreht sich im Luftspalt zwischen den Polen des Kerns. Das Bremsmoment entsteht durch die Wechselwirkung des Flusses des Permanentmagneten 1 mit den Wirbelströmen, die in der Aluminiumscheibe 3 während ihrer Drehung auftreten.

Um den Einfluss des Reibmoments zu kompensieren und dadurch die Gerätefehler zu reduzieren, wird in ferrodynamische Messgeräte eine Kompensationsspule eingebaut oder in das Magnetfeld einer feststehenden (Strom-)Spule eine Permalloy-Keule gelegt, die bei geringer magnetischer Permeabilität eine hohe magnetische Permeabilität aufweist Feldstärke. Bei geringer Belastung verstärkt diese Keule den magnetischen Fluss der Stromspule, was zu einer Drehmomenterhöhung und Reibungskompensation führt. Mit zunehmender Belastung nimmt die Induktion des Magnetfelds der Spule zu, das Blütenblatt wird gesättigt und seine kompensierende Wirkung nimmt nicht mehr zu.

Wenn der Zähler auf z. p.s. starke Stöße und Schläge sind möglich, bei denen die Bürsten von den Kollektorplatten abprallen können. In diesem Fall entstehen Funken unter den Bürsten. Um dies zu verhindern, sind zwischen den Bürsten ein Kondensator C und ein Widerstand R1 enthalten. Die Kompensation des Temperaturfehlers erfolgt mit einem Thermistor Rt (einem Halbleiterbauelement, dessen Widerstand von der Temperatur abhängt). Er ist zusammen mit einem zusätzlichen Widerstand R2 parallel zur Schwingspule geschaltet. Um die Auswirkungen von Erschütterungen und Vibrationen auf den Betrieb von Zählern zu reduzieren, werden sie z. p.s. an Gummi-Metall-Stoßdämpfern.

Induktionszähler hat zwei Elektromagnete (Abb. 338, a), zwischen denen sich eine Aluminiumscheibe 7 befindet.Das Drehmoment im Gerät entsteht durch die Wechselwirkung variabler Magnetflüsse F1 und F2, die durch die Spulen von Elektromagneten mit Wirbelströmen I erzeugt werden v1 und I v2 werden von ihnen in einer Aluminiumscheibe induziert (wie bei einem herkömmlichen Induktionsmeßwerk, siehe § 99).

Bei einem Induktionszähler muss das Drehmoment M proportional zur Leistung P=UIcos? sein. Dazu wird die Spule 6 des einen Elektromagneten (Strom) in Reihe mit der Last 5 und die Spule 2 des anderen (Spannungsspule) parallel zur Last geschaltet. In diesem Fall ist der magnetische Fluss Ф1 proportional zum Strom I im Lastkreis und der Fluss Ф2 - zur an die Last angelegten Spannung U. Um den erforderlichen Phasenwinkel sicherzustellen? zwischen den Flüssen F1 und F2 (so dass sin? = cos?) ist im Elektromagneten der Spannungsspule ein magnetischer Nebenschluss 3 vorgesehen, durch den ein Teil des Flusses F2 schließt

Reis. 337. Ferrodynamischer Stromzähler

Reis. 338. Induktionszähler für elektrische Energie

zusätzlich zu der Scheibe 7. Der Phasenverschiebungswinkel zwischen den Flüssen F1 und F2 wird genau gesteuert, indem die Position des Metallsiebs 1 geändert wird, das sich auf dem Pfad des Flusses befindet, der sich durch den magnetischen Shunt 3 verzweigt.

Das Bremsmoment wird wie bei einem ferrodynamischen Zähler erzeugt. Der Reibmomentausgleich erfolgt durch Erzeugung einer leichten Asymmetrie im Magnetkreis eines der Elektromagnete mit einer Stahlschraube.

Um zu verhindern, dass sich der Anker ohne Last unter der Wirkung der von der Reibungsausgleichsvorrichtung erzeugten Kraft dreht, ist ein Stahlbremshaken auf der Zählerachse befestigt. Dieser Haken wird von dem Bremsmagneten 4 angezogen, wodurch verhindert wird, dass sich das bewegliche System ohne Last dreht.

Wenn der Zähler unter Last arbeitet, beeinflusst der Bremshaken seine Messwerte praktisch nicht.

Damit sich die Gegenscheibe in die gewünschte Richtung dreht, muss eine bestimmte Reihenfolge der Verbindungsdrähte zu ihren Klemmen eingehalten werden. Die Lastklemmen des Geräts, an die die vom Verbraucher kommenden Drähte angeschlossen sind, sind mit den Buchstaben I (Abb. 338, b) gekennzeichnet, die Generatorklemmen, an die die Drähte von der Stromquelle oder vom Wechselstrom angeschlossen sind , mit den Buchstaben G.

Strommessung. Um den Strom im Stromkreis zu messen, ist ein Amperemeter 2 (Abb. 332, a) oder ein Milliamperemeter in den Stromkreis in Reihe mit dem Empfänger 3 für elektrische Energie eingebaut.

Damit der Einbau des Amperemeters den Betrieb elektrischer Anlagen nicht beeinträchtigt und keine großen Energieverluste verursacht, werden Amperemeter mit geringem Innenwiderstand hergestellt. Daher kann sein Widerstand in der Praxis als gleich Null angesehen werden und der dadurch verursachte Spannungsabfall kann vernachlässigt werden. Das Amperemeter darf nur in Reihe mit der Last an den Stromkreis angeschlossen werden. Wenn das Amperemeter direkt an Quelle 1 angeschlossen ist, fließt ein sehr großer Strom durch die Spule des Geräts (der Widerstand des Amperemeters ist klein) und es brennt durch.

Um die Messgrenzen von Amperemetern zu erweitern, die für den Betrieb in Gleichstromkreisen ausgelegt sind, werden sie parallel zum Shunt 4 (Abb. 332, b) in den Stromkreis aufgenommen. In diesem Fall fließt nur ein Teil I A des gemessenen Stroms I durch das Gerät, umgekehrt proportional zu seinem Widerstand R A. B Über Der größte Teil von I w dieses Stroms fließt durch den Shunt. Das Gerät misst den Spannungsabfall über dem Shunt, der vom Strom abhängt, der durch den Shunt fließt, d.h. es wird als Millivoltmeter verwendet. Die Skala des Geräts ist in Ampere unterteilt. Wenn der Widerstand des Geräts R A und der Shunt R w bekannt sind, kann der gemessene Strom durch den vom Gerät festgelegten Strom I A bestimmt werden:

I \u003d I A (R A + R w) / R w \u003d I A n (105)

wo n \u003d I / I A \u003d (R A + R w) / R w - Rangierkoeffizient. Er wird üblicherweise gleich oder ein Vielfaches von 10 gewählt. Der zur Messung des Stromes I erforderliche Shunt-Widerstand, der n-mal größer ist als der Gerätestrom I A,

R w \u003d R A / (n-1) (106)

Konstruktiv sind die Shunts entweder im Gerätegehäuse montiert (Shunts für Ströme bis 50 A) oder außerhalb davon installiert und mit Drähten mit dem Gerät verbunden. Wenn das Gerät für den Dauerbetrieb mit einem Shunt vorgesehen ist, wird seine Skala sofort in den Werten des gemessenen Stroms unter Berücksichtigung des Shunt-Koeffizienten kalibriert, und es sind keine Berechnungen zur Bestimmung des Stroms erforderlich. Bei Verwendung externer (von den Geräten getrennter) Shunts sind diese durch den Nennstrom, für den sie ausgelegt sind, und die Nennspannung an den Klemmen (kalibrierte Shunts) gekennzeichnet. Gemäß den Normen kann diese Spannung 45, 75, 100 und 150 mV betragen. Shunts werden an den Geräten so gewählt, dass bei der Nennspannung an den Shunt-Klemmen der Pfeil des Geräts vom Skalenendwert abweicht. Daher müssen die Nennspannungen des Geräts und des Shunts gleich sein. Es gibt auch einzelne Shunts, die für die Arbeit mit einem bestimmten Gerät ausgelegt sind. Shunts werden in fünf Genauigkeitsklassen eingeteilt (0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5). Die Bezeichnung der Klasse entspricht dem zulässigen Fehler in Prozent.

Damit der Temperaturanstieg des Shunts während des Stromdurchgangs die Messwerte des Geräts nicht beeinflusst, bestehen die Shunts aus Materialien mit hohem spezifischem Widerstand und niedrigem Temperaturkoeffizienten (Konstantan, Manganin, Nickelin usw .). Um den Einfluss der Temperatur auf die Messwerte des Amperemeters zu verringern, wird in einigen Fällen ein zusätzlicher Widerstand aus konstantem Tan oder einem ähnlichen Material in Reihe mit der Spule des Geräts geschaltet.

Reis. 332. Schaltungen zur Messung von Strom (a, b) und Spannung (c, d)

Spannungsmessung. Um die zwischen zwei beliebigen Punkten des Stromkreises wirkende Spannung U zu messen, wird das Voltmeter 2 (Abb. 332, c) an diese Punkte angeschlossen, d. H. Parallel zur Quelle 1 elektrischer Energie oder zum Empfänger 3.

Damit der Einbau eines Voltmeters den Betrieb elektrischer Anlagen nicht beeinträchtigt und keine großen Energieverluste verursacht, werden Voltmeter mit hohem Widerstand hergestellt. Daher ist es praktisch möglich, den durch das Voltmeter fließenden Strom zu vernachlässigen.

Um die Messgrenzen von Voltmetern zu erweitern, wird ein zusätzlicher Widerstand 4 (R d) in Reihe mit der Wicklung des Geräts geschaltet (Abb. 332, d). In diesem Fall trägt das Gerät nur einen Teil U v der gemessenen Spannung U, proportional zum Widerstand des Geräts R v .

Wenn Sie den Widerstand des zusätzlichen Widerstands und des Voltmeters kennen, können Sie die im Stromkreis wirkende Spannung anhand des vom Voltmeter festgelegten Werts der Spannung U v bestimmen:

U = (R v +R D )/R v * u v = nU v (107)

Der Wert n \u003d U / U v \u003d (R v + R d) / R v zeigt an, wie oft die gemessene Spannung U größer ist als die dem Gerät zuzurechnende Spannung U v, dh wie oft die Spannungsmessgrenze mit ein Voltmeter erhöht sich bei Verwendung eines zusätzlichen Widerstands.

Der Widerstand des zusätzlichen Widerstands, der zum Messen der Spannung U erforderlich ist, n-mal die Spannung des Geräts Uv, wird durch die Formel R d \u003d (n- 1) R v bestimmt.

Ein zusätzlicher Widerstand kann in das Gerät eingebaut und gleichzeitig verwendet werden, um den Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Messwerte des Geräts zu reduzieren. Zu diesem Zweck besteht der Widerstand aus einem Material mit einem niedrigen Temperaturkoeffizienten, und sein Widerstand ist viel größer als der Widerstand der Spule, wodurch der Gesamtwiderstand der Vorrichtung nahezu unabhängig von Temperaturänderungen wird. Durch die Genauigkeit werden zusätzliche Widerstände in die gleichen Genauigkeitsklassen wie Shunts eingeteilt.

Spannungsteiler. Spannungsteiler werden auch verwendet, um den Messbereich von Voltmetern zu erweitern. Sie ermöglichen es Ihnen, die zu messende Spannung auf einen Wert zu reduzieren, der der Nennspannung eines bestimmten Voltmeters entspricht (Grenzspannung auf seiner Skala). Das Verhältnis der Eingangsspannung des Teilers U 1 zum Ausgang U 2 (Abb. 333, a) wird genannt Teilungsfaktor. Im Leerlauf U 1 / U 2 \u003d (R 1 + R 2) / R2 \u003d 1 + R 1 / R 2. Bei Spannungsteilern kann dieses Verhältnis zu 10, 100, 500 usw. gewählt werden, je nachdem, was es ist

Reis. 333. Schemata zum Einschalten von Spannungsteilern

An die Ausgänge des Teilers ist ein Voltmeter angeschlossen (Abb. 333, b). Der Spannungsteiler führt nur dann einen kleinen Messfehler ein, wenn der Widerstand des Voltmeters R v groß genug ist (der durch den Teiler fließende Strom ist klein) und der Widerstand der Quelle, an die der Teiler angeschlossen ist, klein ist.

Messwandler. Messtransformatoren werden zum Einschalten elektrischer Messgeräte in Wechselstromkreisen verwendet, die die Sicherheit des Wartungspersonals bei elektrischen Messungen in Hochspannungskreisen gewährleisten. Der Einbau elektrischer Messgeräte in diese Stromkreise ohne solche Transformatoren ist durch Sicherheitsvorschriften verboten. Darüber hinaus erweitern Messwandler die Grenzen der Instrumentenmessung, d. h. sie ermöglichen die Messung großer Ströme und Spannungen mit einfachen Instrumenten, die zur Messung kleiner Ströme und Spannungen ausgelegt sind.

Messwandler werden in Spannungswandler und Stromwandler unterteilt. Spannungswandler 1 (Abb. 334, a) wird verwendet, um Voltmeter und andere Geräte anzuschließen, die auf Spannung reagieren müssen. Es wird wie ein herkömmlicher Abwärtstransformator mit zwei Wicklungen ausgeführt: Die Primärwicklung ist an zwei Punkte angeschlossen, zwischen denen die Spannung gemessen werden muss, und die Sekundärwicklung ist an ein Voltmeter 2 angeschlossen.

In den Diagrammen ist der Messspannungswandler als konventioneller Wandler dargestellt (in Abb. 334 jedoch im Kreis dargestellt).

Da der Widerstand der an den Spannungswandler angeschlossenen Wicklung des Voltmeters groß ist, arbeitet der Transformator praktisch im Leerlauf, und es kann mit ausreichender Genauigkeit davon ausgegangen werden, dass die Spannungen U 1 und U 2 an der Primär- und Sekundärwicklung anliegen wird direkt proportional zur Anzahl der Umdrehungen sein? 1 und? 2 beider Wicklungen des Transformators, d.h.

U 1 / U 2 \u003d? ein /? 2=n (108)

Also durch Auswahl der passenden Windungszahl? 1 und? 2 Transformatorwicklungen ist es möglich, hohe Spannungen zu messen, indem kleine Spannungen an das elektrische Messgerät angelegt werden.

Durch Multiplikation der gemessenen Sekundärspannung U 2 mit dem Wandlerverhältnis n kann die Spannung U 1 ermittelt werden.

Voltmeter, die für den Dauerbetrieb mit Spannungswandlern bestimmt sind, werden werkseitig unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses kalibriert, und die Werte der gemessenen Spannung können direkt auf der Skala des Geräts abgelesen werden.

Um die Gefahr eines elektrischen Schlags für das Personal im Falle einer Beschädigung der Isolierung des Transformators zu vermeiden, müssen ein Ausgang seiner Sekundärwicklung und das Stahlgehäuse des Transformators geerdet werden.

Stromwandler 3 (Abb. 334, b) wird verwendet, um Amperemeter und andere Geräte anzuschließen, die auf den durch den Stromkreis fließenden Wechselstrom reagieren müssen. Es wird in Form ausgeführt

Reis. 334. Einschalten von elektrischen Messgeräten durch Messen von Spannungswandlern (a) und Strom (b)

herkömmlicher Zweiwicklungs-Aufwärtstransformator; die Primärwicklung ist im Stromkreis des gemessenen Stroms in Reihe geschaltet, ein Amperemeter 4 ist mit der Sekundärwicklung verbunden.

Die Schaltungsbezeichnung der Messstromwandler ist in Abb. 1 dargestellt. 334, b im Kreis.

Da der Widerstand der Wicklung eines an einen Stromwandler angeschlossenen Amperemeters normalerweise klein ist, arbeitet der Transformator praktisch im Kurzschlussmodus, und es kann mit ausreichender Genauigkeit davon ausgegangen werden, dass die Ströme I 1 und I 2 durch seine Wicklungen fließen wird umgekehrt proportional zur Anzahl der Umdrehungen sein? 1 und? 2 dieser Wicklungen, d.h.

Ich 1 / Ich 2 =? ein /? 2=n (109)

Wählen Sie daher die geeignete Anzahl von Windungen? 1 und? 2 Transformatorwicklungen können große Ströme I 1 gemessen werden, indem kleine Ströme I 2 durch das elektrische Messgerät geleitet werden. Der Strom I 1 kann dabei durch Multiplikation des gemessenen Sekundärstroms I 2 mit dem Wert n ermittelt werden.

Amperemeter, die für den Dauerbetrieb in Verbindung mit Stromwandlern vorgesehen sind, werden werkseitig unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses kalibriert und die Werte des gemessenen Stroms I 1 können direkt auf der Skala des Geräts abgelesen werden.

Um die Gefahr eines elektrischen Schlags für das Personal im Falle einer Beschädigung der Transformatorisolierung zu vermeiden, sind einer der Anschlüsse der Sekundärwicklung und das Transformatorgehäuse geerdet.

Ein. p.s. verwenden Sie die sogenannten Durchgangsstromwandler (Abb. 335). In einem solchen Transformator sind der Magnetkreis 3 und die Sekundärwicklung 2 auf einem Durchführungsisolator 4 montiert, der dazu dient, Hochspannung in den Körper einzugeben, und die Rolle der Primärwicklung des Transformators wird von einem Kupferstab 1 übernommen, der hindurchgeht innerhalb des Isolators.

Die Arbeitsbedingungen von Stromwandlern unterscheiden sich von den üblichen. Beispielsweise ist das Öffnen der Sekundärwicklung eines Stromtransformators bei eingeschalteter Primärwicklung nicht akzeptabel, da dies zu einer erheblichen Erhöhung des Magnetflusses und damit zu einer erheblichen Erhöhung der Temperatur des Kerns und der Transformatorwicklung führt Versagen. Außerdem kann in der offenen Sekundärwicklung des Transformators ein großes e induziert werden. d.s., gefährlich für das Messpersonal.

Beim Einschalten von Geräten mit Messwandlern treten zwei Arten von Fehlern auf: ein Fehler im Übersetzungsverhältnis und ein Winkelfehler (wenn sich Spannung oder Strom ändern, ändern sich die Verhältnisse U 1 / U 2 und I 1 / I 2 etwas und der Phasenwinkel zwischen den primären und sekundären Spannungen und Strömen von 180° abweicht). Diese Fehler nehmen zu, wenn der Transformator über die Nennlast hinaus belastet wird. Winkelfehler beeinflussen die Messergebnisse

Reis. 335. Durchgangsmessstromwandler

Geräte, deren Messwerte vom Phasenwinkel zwischen Spannung und Strom abhängen (z. B. Wattmeter, Stromzähler usw.). Abhängig von den zulässigen Fehlern werden Messwandler in Genauigkeitsklassen eingeteilt. Die Genauigkeitsklasse (0,2; 0,5; 1 usw.) entspricht dem größten zulässigen Fehler des Übersetzungsverhältnisses in Prozent seines Nennwertes.

Messung durch Amperemeter- und Voltmeter-Methode. Der Widerstand einer elektrischen Installation oder eines Abschnitts eines Stromkreises kann mit einem Amperemeter und einem Voltmeter nach dem Ohmschen Gesetz bestimmt werden. Wenn die Geräte gemäß dem Schema von Fig. 1 eingeschaltet werden. 339, und nicht nur der gemessene Strom I x fließt durch das Amperemeter, sondern auch der Strom I v, der durch das Voltmeter fließt. Also der Widerstand

R x \u003d U / (I - U / R v ) (110)

wo Rv ist der Widerstand des Voltmeters.

Wenn die Geräte gemäß dem Schema von Fig. 1 eingeschaltet werden. 339, b, das Voltmeter misst nicht nur den Spannungsabfall Ux an einem bestimmten Widerstand, sondern auch den Spannungsabfall in der Amperemeterwicklung U A \u003d IR A. Daher

R x \u003d U / I - RA (111)

wo RA ist der Widerstand des Amperemeters.

In Fällen, in denen die Widerstände der Geräte unbekannt sind und daher nicht berücksichtigt werden können, muss die Schaltung in Abb. 339,a, und beim Messen hoher Widerstände - mit der Schaltung von Abb. 339b. In diesem Fall wird der Messfehler, der im ersten Kreis durch den Strom I v und im zweiten durch den Spannungsabfall UA bestimmt wird, klein sein im Vergleich zu Strom I x und Spannung U x .

Widerstandsmessung durch elektrische Brücken. Die Brückenschaltung (Abb. 340, a) besteht aus einer Stromquelle, einem empfindlichen Gerät (Galvanometer G) und vier Widerständen, die in den Schultern der Brücke enthalten sind: mit unbekanntem Widerstand R x (R4) und bekannten Widerständen R1, R2, R3 , die während der Messungen gemessen werden können, ändern sich. An einer der Diagonalen der Brücke wird das Gerät angeschlossen (Messen), an der anderen die Stromquelle (Versorgung).

Die Widerstände R1, R2 und R3 können so gewählt werden, dass bei geschlossenem Kontakt B die Messwerte des Geräts gleich Null sind (z

Reis. 339. Schaltungen zur Widerstandsmessung nach der Methode von Amperemeter und Voltmeter

Reis. 340. Gleichstrom-Brückenschaltungen zur Widerstandsmessung

In diesem Fall ist es üblich zu sagen, dass die Brücke ausgeglichen ist). Allerdings ist der unbekannte Widerstand

R x \u003d (R 1 / R 2) R 3 (112)

Bei manchen Brücken ist das Verhältnis der Arme R1/R2 konstant eingestellt, und das Gleichgewicht der Brücke wird nur durch Einstellen des Widerstands R3 erreicht. Bei anderen hingegen ist der Widerstand R3 konstant und das Gleichgewicht wird durch Auswahl der Widerstände R1 und R2 erreicht.

Die Messung des Widerstands durch eine Gleichstrombrücke wird wie folgt durchgeführt. An die Klemmen 1 und 2 wird ein unbekannter Widerstand R x angeschlossen (z. B. die Wicklung einer elektrischen Maschine oder eines elektrischen Geräts), an die Klemmen 3 und 4 ein Galvanometer und an eine Stromquelle (trockene galvanische Zelle oder Batterie) angeschlossen Klemmen 5 und 6. Dann wird durch Veränderung der Widerstände R1, R2 und R3 (die als Widerstandsboxen dienen, die durch die entsprechenden Kontakte geschaltet werden) die Brücke abgeglichen, was durch den Nullwert des Galvanometers (bei geschlossenem Kontakt B) bestimmt wird.

Es gibt verschiedene Konstruktionen von DC-Brücken, die keine Berechnungen erfordern, da der unbekannte Widerstand R x von der Skala des Instruments abgelesen wird. Die darin montierten Widerstandsboxen ermöglichen die Messung von Widerständen von 10 bis 100.000 Ohm.

Bei der Messung kleiner Widerstände mit konventionellen Brücken führen die Widerstände der Anschlussdrähte und Kontaktverbindungen zu großen Fehlern in den Messergebnissen. Um sie zu beseitigen, werden doppelte DC-Brücken verwendet (Abb. 340, b). Bei diesen Brücken sind die Drähte, die einen Widerstand mit einem messbaren Widerstandswert Rx und einen Referenzwiderstand mit einem Widerstandswert R0 mit anderen Brückenwiderständen verbinden, und ihre Kontaktverbindungen in Reihe mit den Widerständen der entsprechenden Arme geschaltet, deren Widerstandswert auf eingestellt ist mindestens 10 Ohm. Daher beeinflussen sie die Messergebnisse praktisch nicht. Die Drähte, die die Widerstände mit den Widerständen R x und R0 verbinden, sind im Leistungskreis enthalten und beeinflussen die Gleichgewichtsbedingungen der Brücke nicht. Daher ist die Genauigkeit beim Messen niedriger Widerstände ziemlich hoch. Die Brücke ist so ausgeführt, dass beim Einstellen folgende Bedingungen erfüllt sind: R1 = R2 und R3 = R4. In diesem Fall

R x \u003d R 0 R 1 / R 4 (113)

Mit Doppelbrücken können Sie Widerstände von 10 bis 0,000001 Ohm messen.

Wenn die Brücke nicht abgeglichen ist, weicht der Pfeil im Galvanometer von der Nullposition ab, da der Strom der Messdiagonale bei konstanten Werten der Widerstände R1, R2, R3 und e. d.s. Stromquelle hängt nur von der Widerstandsänderung R x ab. Auf diese Weise können Sie die Galvanometerskala in Widerstandseinheiten R x oder anderen Einheiten (Temperatur, Druck usw.), von denen dieser Widerstand abhängt, kalibrieren. Daher wird eine unsymmetrische Gleichspannungsbrücke weitverbreitet in verschiedenen Vorrichtungen zum Messen nichtelektrischer Größen durch elektrische Verfahren verwendet.

Es werden auch verschiedene AC-Brücken verwendet, die es ermöglichen, Induktivität und Kapazität mit hoher Genauigkeit zu messen.

Messung mit einem Ohmmeter. Das Ohmmeter ist ein Milliamperemeter 1 mit magnetoelektrischem Messwerk und ist in Reihe mit dem gemessenen Widerstand R x (Abb. 341) und einem zusätzlichen Widerstand R D im Gleichstromkreis geschaltet. Mit konstantem e. d.s. Quelle und Widerstand des Widerstands R D Der Strom in der Schaltung hängt nur vom Widerstand R x ab. Dadurch können Sie die Instrumentenskala direkt in Ohm kalibrieren. Wenn die Ausgangsklemmen des Geräts 2 und 3 kurzgeschlossen sind (siehe gestrichelte Linie), ist der Strom I im Stromkreis maximal und der Pfeil des Geräts weicht um den größten Winkel nach rechts ab; Auf der Skala entspricht dies einem Widerstand gleich Null. Wenn der Stromkreis des Geräts offen ist, ist I \u003d 0 und der Pfeil befindet sich am Anfang der Skala. diese Position entspricht einem Widerstand gleich unendlich.

Das Gerät wird von einer trockenen galvanischen Zelle 4 gespeist, die im Gerätegehäuse eingebaut ist. Das Gerät liefert nur dann korrekte Messwerte, wenn die Stromquelle ein konstantes e hat. d.s. (dasselbe wie bei der Graduierung der Instrumentenskala). Einige Ohmmeter haben zwei oder mehr Messgrenzen, z. B. 0 bis 100 Ohm und 0 bis 10.000 Ohm. Abhängig davon wird ein Widerstand mit einem gemessenen Widerstandswert R x an verschiedene Anschlüsse angeschlossen.

Messung hoher Widerstände mit Megaohmmetern. Zur Messung des Isolationswiderstands werden am häufigsten Megaohmmeter des magnetoelektrischen Systems verwendet. Als Messmechanismus verwendeten sie ein Logometer 2 (Abb. 342), dessen Messwerte

Reis. 341. Schema der Einbeziehung eines Ohmmeters

Reis. 342. Megaohmmeter-Gerät

hori hängen nicht von der Spannung der Stromquelle ab, die die Messkreise versorgt. Die Spulen 1 und 3 des Gerätes befinden sich im Magnetfeld eines Permanentmagneten und sind an eine gemeinsame Stromquelle 4 angeschlossen.

Ein zusätzlicher Widerstand R d ist mit einer Spule in Reihe geschaltet, ein Widerstand mit Widerstandswert R x ist mit dem Stromkreis der anderen Spule verbunden.

Die Stromquelle ist normalerweise ein kleiner Gleichstromgenerator 4, der Induktor genannt wird; Der Generatoranker wird durch einen Griff gedreht, der über ein Getriebe mit ihm verbunden ist. Induktivitäten haben erhebliche Spannungen von 250 bis 2500 V, wodurch große Widerstände mit einem Megaohmmeter gemessen werden können.

Wenn die durch die Spulen fließenden Ströme I1 und I2 mit dem Magnetfeld eines Permanentmagneten interagieren, entstehen zwei entgegengesetzt gerichtete Momente M1 und M2, unter deren Einfluss der bewegliche Teil des Geräts und der Pfeil eine bestimmte Position einnehmen. Wie in § 100 gezeigt, die Position des beweglichen

Reis. 343. Allgemeine Ansicht des Megaohmmeters (a) und sein vereinfachtes Diagramm (b)

Teil des Ratiometers hängt vom Verhältnis I1/I2 ab. Wenn sich also R x ändert, ändert sich der Winkel? Pfeilabweichung. Die Megohmmeter-Skala wird direkt in Kiloohm oder Megaohm kalibriert (Abb. 343, a).

Um den Isolationswiderstand zwischen den Drähten zu messen, müssen sie von der Stromquelle (vom Netzwerk) getrennt und ein Draht an Klemme L (Leitung) (Abb. 343, b) und der andere an Klemme 3 (Masse) angeschlossen werden ). Dann wird durch Drehen des Griffs des Induktors 1 des Megaohmmeters der Isolationswiderstand auf der Skala des Ratiometers 2 bestimmt. Mit dem im Gerät vorhandenen Schalter 3 können Sie die Messgrenzen ändern. Die Spannung des Induktors und damit die Drehfrequenz seines Griffs haben theoretisch keinen Einfluss auf die Messergebnisse, in der Praxis empfiehlt es sich jedoch, ihn mehr oder weniger gleichmäßig zu drehen.

Bei der Messung des Isolationswiderstands zwischen den Wicklungen einer elektrischen Maschine werden diese voneinander getrennt und eine davon mit Klemme L und die andere mit Klemme 3 verbunden, wonach durch Drehen des Induktorgriffs der Isolationswiderstand bestimmt wird . Bei der Messung des Isolationswiderstands der Wicklung gegenüber dem Körper wird sie an Klemme 3 und die Wicklung an Klemme L angeschlossen.

Geladene Teilchen, die in ein elektrisches Feld fallen, beginnen sich geordnet in eine bestimmte Richtung zu bewegen. Teilchen erhalten eine bestimmte Energie, das heißt, es wird Arbeit verrichtet. Bestimmung des Arbeitsaufwandes für die Bewegung elektrischer Ladungen in einem elektrischen Feld mit Intensität E es bedurfte der Einführung einer weiteren physikalischen Größe – der elektrischen Spannung U.

Was ist die arbeit des elektrischen feldes

Arbeitshaltung ABER, die von jedem elektrischen Feld durchgeführt wird, wenn eine positive Ladung von einem Punkt des Feldes zu einem anderen bewegt wird, auf die Größe der Ladung Q elektrische Spannung genannt U zwischen diesen Punkten:

$$ U = ( A \über q ) $$

Wir können sagen, dass die elektrische Spannung gleich der Arbeit ist, eine Ladung von 1 Anhänger von einem Punkt des elektrischen Feldes zu einem anderen zu bewegen.

Um dann den vom Feld geleisteten Arbeitsaufwand zu bestimmen, können Sie den folgenden Ausdruck erhalten:

$$ A = ( q * U ) $$

Reis. 1. Elektronen in einem elektrischen Feld.

Einheiten

Im internationalen Einheitensystem (SI-System) ist die Einheit der Spannung (V) nach dem italienischen Entdecker Alessandro Volta (1745-1827) benannt, der einen großen Beitrag zum Verständnis der Natur der Elektrizität geleistet hat. Da die Arbeit in Joule (J) und die Ladung in Coulomb (K) gemessen wird, gilt:

$$ =( \over ) $$

Die Spannung kann über einen weiten Bereich variieren, daher werden häufig systemexterne Einheiten für Berechnungen verwendet, wie zum Beispiel:

  • 1 Mikrovolt (µV) = 0,0000001 V;
  • 1 Millivolt (mV) = 0,001 V;
  • 1 Kilovolt (kV) = 1000 V;
  • 1 MV (Megavolt) = 1000000 V.

Gleich- und Wechselspannung

Es gibt zwei Arten von Spannungen - konstant und variabel. Ein Beispiel für eine Konstantspannungsquelle sind herkömmliche Batterien, die in Haushaltsgeräten verwendet werden: Fernbedienungen, Telefone usw. Auf der Oberfläche der Batterien befinden sich immer Zeichen „-“ und „+“.

Dies bedeutet, dass die Richtung des von der Batterie erzeugten elektrischen Feldes die ganze Zeit über konstant ist. Wechselspannungsquellen wurden später erfunden und verbreiteten sich aufgrund der Tatsache, dass Wechselstrom einfacher umgewandelt (verstärkt, abgeschwächt) und über große Entfernungen übertragen werden kann.

Reis. 2. Graphen von konstanten und Wechselspannungen.

Aus den Diagrammen ist ersichtlich, dass die konstante Spannung nicht von der Zeit abhängt,

$$U(t) = const $$

Die Wechselspannung ändert sich, durchläuft den Nullwert und ändert das „+“-Zeichen auf „-“. Für die elektrische Spannungsformel U(t) sind die trigonometrischen Funktionen von Sinus oder Cosinus gut geeignet:

$$ U(t) = U_A * sin(ω*t) $$

wo UA — die Amplitude der Wechselspannung, dh der Maximalwert der Spannung;

ω - die Frequenz der Wechselspannung, die angibt, wie oft sich das Vorzeichen der Spannung in einer Sekunde ändert, dh „Plus“ ändert sich in „Minus“. Der Frequenzwert zeigt an, wie schnell (wie oft) sich die Spannungspolarität ändert. Beispielsweise ändert sich in den Steckdosen unserer Wohnungen die Spannung 50 Mal pro Sekunde (mit einer Frequenz von 50 Hertz).

Das Einwirken elektrischer Spannung wird ab bestimmten Werten für den Menschen unsicher. In trockenen Räumen gilt eine Spannung bis 36 V als unbedenklich, bei Räumen mit erhöhter Luftfeuchtigkeit liegt dieser Wert sogar unter 12 V. Daher müssen Sie beim Arbeiten und Umgang mit Elektrogeräten immer die Sicherheitsvorkehrungen beachten.

Wie und mit welcher Spannung gemessen wird

Die Spannung wird mit einem Gerät gemessen, das Voltmeter genannt wird. Ein Voltmeter ist parallel zu einem elektrischen Schaltungselement geschaltet, an dem der Spannungsabfall gemessen werden soll. Das Voltmeter ist in den Diagrammen in Form eines Kreises angegeben, in dem sich der Buchstabe V befindet.

Reis. 3. Verschiedene Voltmeter und ihre Bezeichnung in den Diagrammen.

Zuvor waren alle Voltmeter Zeiger, und der Spannungswert wurde durch einen Pfeil auf der Skala des Geräts mit aufgedruckten Digitalwerten angezeigt. Jetzt werden die meisten dieser Geräte mit elektronischer Anzeige (LED oder Flüssigkristall) hergestellt. Das Voltmeter selbst soll das Messergebnis nicht beeinflussen, daher wird sein eigener Widerstand sehr groß gemacht, damit praktisch keine Ladungen (elektrischer Strom) durch ihn fließen.

Was haben wir gelernt?

Wir haben also gelernt, dass elektrische Spannung eine physikalische Größe ist, die die Wirkung der elektrischen Feldkraft auf die Bewegung elektrischer Ladungen charakterisiert. Die Spannung kann konstant oder variabel sein. Voltmeter dienen der Spannungsmessung.

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Tatsächlich bezieht sich dieser Begriff auf die Potentialdifferenz, und die Einheit der Spannung ist das Volt. Volt ist der Name des Wissenschaftlers, der den Grundstein für alles legte, was wir heute über Elektrizität wissen. Der Name dieses Mannes war Alessandro.

Aber das betrifft den elektrischen Strom, d.h. diejenige, mit der die uns vertrauten elektrischen Haushaltsgeräte funktionieren. Aber es gibt auch das Konzept eines mechanischen Parameters. Ein ähnlicher Parameter wird in Pascal gemessen. Aber jetzt geht es nicht um ihn.

Was ist ein volt

Dieser Parameter kann entweder konstant oder variabel sein. In Wohnungen, Gebäuden und Bauwerken, Häusern und Organisationen „fließt“ nur Wechselstrom. Die elektrische Spannung ist eine Amplitudenwelle, die in den Diagrammen als Sinuskurve angezeigt wird.

Wechselstrom wird in den Diagrammen durch das Symbol „~“ gekennzeichnet. Und wenn wir darüber sprechen, was einem Volt entspricht, dann können wir sagen, dass dies eine elektrische Aktion in einem Stromkreis ist, wo, wenn eine Ladung gleich einem Anhänger (C) fließt, eine Arbeit gleich einem Joule (J) verrichtet wird.

Die Standardformel, mit der es berechnet werden kann, lautet:

U = A:q, wobei U genau der gesuchte Wert ist; „A“ ist die Arbeit, die das elektrische Feld (in J) leistet, um die Ladung zu übertragen, und „q“ ist die Ladung selbst in Coulomb.

Wenn wir von konstanten Werten sprechen, dann unterscheiden sie sich praktisch nicht von Variablen (mit Ausnahme des Bauplans) und werden auch aus ihnen mittels einer Gleichrichter-Diodenbrücke erzeugt. Dioden, ohne Strom in eine der Richtungen zu leiten, teilen die Sinuskurve sozusagen und entfernen Halbwellen daraus. Dadurch erhält man statt Phase und Null Plus und Minus, die Berechnung bleibt aber in der gleichen Voltzahl (V bzw. V).

Spannungsmessung

Bisher wurde zur Messung dieses Parameters nur ein analoges Voltmeter verwendet. Jetzt gibt es in den Regalen von Elektrogeschäften eine sehr große Auswahl solcher Geräte bereits in digitaler Form sowie analoge und digitale Multimeter, mit deren Hilfe die sogenannte Spannung gemessen wird. Ein solches Gerät kann nicht nur die Größe, sondern auch die Stärke des Stroms und den Widerstand des Stromkreises messen, und es wird sogar möglich, die Kapazität des Kondensators zu überprüfen oder die Temperatur zu messen.

Analoge Voltmeter und Multimeter liefern natürlich nicht die gleiche Genauigkeit wie digitale, auf deren Display die Spannungseinheit bis zu Hundertstel oder Tausendstel angezeigt wird.

Bei der Messung dieses Parameters wird das Voltmeter parallel an den Stromkreis angeschlossen, d.h. Messen Sie ggf. den Wert zwischen Phase und Null, die Sonden werden mit einer an den ersten Draht und die andere an den zweiten angelegt, im Gegensatz zur Messung der Stromstärke, bei der das Gerät in Reihe mit dem Stromkreis verbunden ist.

In den Schaltkreisen ist das Voltmeter mit dem eingekreisten Buchstaben V gekennzeichnet. Verschiedene Arten solcher Geräte messen zusätzlich zum Volt verschiedene Spannungseinheiten. Im Allgemeinen wird sie in folgenden Einheiten gemessen: Millivolt, Mikrovolt, Kilovolt oder Megavolt.

Spannungswert

Der Wert dieses elektrischen Stromparameters in unserem Leben ist sehr hoch, da er davon abhängt, ob er dem vorgeschriebenen entspricht, wie hell die Glühlampen in der Wohnung brennen und wenn Kompaktleuchtstofflampen installiert sind, stellt sich die Frage, ob sie werden überhaupt brennen oder nicht. Die Haltbarkeit aller Licht- und Haushaltselektrogeräte hängt von ihren Sprüngen ab, und daher wird das Vorhandensein eines Voltmeters oder Multimeters zu Hause sowie die Fähigkeit, es zu verwenden, in unserer Zeit zu einer Notwendigkeit.