Správné zapojení voltmetru při měření napětí
Napětí je pojem z fyziky, který se často vyskytuje v každodenním životě každého člověka. Často musíte zkontrolovat síťové napětí v bytě, abyste zjistili důvod špatného provozu některých domácích spotřebičů nebo spíše slabého svitu žárovky v lustru.
Kapesní digitální voltmetr, který se připojuje k baterii
Tento parametr v elektrických obvodech se měří voltmetrem. “Jak připojit voltmetr k síti, aby bylo možné získat správné údaje?” – tuto otázku si klade mnoho domácích řemeslníků.
Všeobecné informace
Napětí (U) je důležitý parametr elektrické sítě, který ukazuje poměr práce vykonané elektrickým polem pro přesun náboje (A) k hodnotě samotného náboje (q):
Volty jsou jednotkou měření elektrického napětí.
Schématická definice elektrického napětí
Voltmetr je měřicí zařízení, které snímá elektrické napětí v různých obvodech a má vysoký odpor. Voltmetry se dodávají v různých typech:
- Po domluvě:
- pro střídavý nebo stejnosměrný elektrický proud;
- fáze;
- impulsní citlivost;
- univerzální (multifunkční);
- selektivní frekvenční vyhledávání.
- Podle způsobu instalace:
- stacionární;
- autonomní;
- štít.
- Podle principu měření:
- výhybky;
- digitální;
- statický.
Každý z nich má své vlastní charakteristiky ve struktuře, principu měření a účelu, stejně jako svůj vlastní jedinečný vzhled.
Důležité! Na elektrických schématech je toto měřicí zařízení označeno písmeny „V“ nebo „PV“.
Proces připojení
Pro odečítání síťového napětí v určité části obvodu je k němu připojen voltmetr pouze paralelně, bez ohledu na typ zařízení, protože v tomto případě má minimální vliv na pohyb elektrického proudu. Monitorování napětí s tímto měřičem lze provádět jak na zátěži, tak na zdroji energie.
Schéma paralelního připojení voltmetru k síti
Když je voltmetr zaklíněn do elektrického obvodu v sérii, ve skutečnosti se přeruší kvůli vysokému vnitřnímu odporu, získaná měření budou nesprávná a v mnoha případech může dojít ke zkratu nebo selhání prvků obvodu, včetně měřiče; dojít.
Na listu. Nezaměňujte voltmetr s ampérmetrem, který je zapojen do sítě sériově, protože odpor při měření proudu by měl být minimální.
Zařízení je připojeno ke dvěma úsekům obvodu upnutím vodičů speciálními elektrodami nebo svorkami.
Pokud potřebujete změřit úseky stejnosměrného elektrického obvodu se známým vysokým napětím nebo potřebujete získat ultrapřesná data o tomto parametru, měli byste použít přídavný odpor, který tvoří odpory – nejjednodušší děliče napětí.
Připojení dodatečného odporu (rezistorů) k obvodu pro zvýšení přesnosti voltmetru
Při měření ve vysokonapěťových střídavých sítích můžete jako přídavný odpor použít nejen odpory, ale také přístrojové transformátory. Právě se střídavým proudem elektrikáři obvykle používají napěťové transformátory, protože nejen snižují napětí pro koncového uživatele, ale také oddělují měřicí obvod od silového.
Vzhled napěťového transformátoru
Pravidla pro připojení voltmetrů k obvodu:
- Musí být zvolen správný měřicí rozsah přístroje. Vysoké napětí nemůžete měřit voltmetrem, který je určen pro měření parametrů mikroobvodů;
- Pokud se údaj zařízení blíží mezní hodnotě, měli byste s ním pracovat opatrně, protože skok v EMF může poškodit jeho vinutí;
- Ukazatel musí být umístěn podle pokynů: buď svisle nebo vodorovně. Při sledování odečtů se doporučuje vyloučit vliv elektromagnetických polí na zařízení a vibrační vlny;
- Voltmetry lze připojit k obvodu, který je již pod napětím, avšak s nebezpečnými hodnotami tohoto indikátoru by bylo užitečné použít speciální rukavice a dielektrickou tkaninu (rohož);
- Pokud šipka v analogovém zařízení dává před zahájením měření nenulový výsledek, je nutné ji resetovat regulačním prvkem – šroubem;
- Na zařízení je nutné pravidelně provádět kalibrační měření, která zaručí přesnost měření, která produkuje;
- Při prvním použití zařízení se vyplatí připojit jej k síti bez napětí – pouze když jsou připojeny všechny svorky a vodiče zařízení, proud se zapne;
- Aby nedošlo ke zranění, doporučuje se během měřicích postupů seznámit se s bezpečnostními opatřeními uvedenými v pokynech.
Při sledování napětí v různých obvodech lze použít různé voltmetry a přídavná zařízení (odpory, transformátory pro ně) k získání velmi přesných výsledků měření, je důležité vzít v úvahu vlastnosti každého z nich;
Video
Úroveň napětí palubní sítě automobilu je jednou z nejdůležitějších provozních charakteristik, protože nedostatečné napětí baterie vám nedovolí nastartovat motor a používat elektrické spotřebiče.
Navzdory důležitosti sledování napětí v palubní síti výrobci automobilů zpravidla neinstalují voltmetr, čímž zbavují řidiče možnosti sledovat stav generátoru a stav nabití baterie, který je zvláště důležité v zimě.
Ti, kteří se ocitnou v podobné situaci, si často pořizují voltmetr do auta, který se připojuje k palubní síti zasunutím do zásuvky zapalovače, což není příliš pohodlné, protože jediná zásuvka je obsazená. V důsledku toho musíte zakoupit rozbočovač, který vám umožní připojit několik elektrických spotřebičů, což není pohodlné.
Po mnoho let jsem monitoroval napětí v autě pomocí voltmetru instalovaného v zásuvce pomocí rozbočovače a nakonec jsem se rozhodl nainstalovat další zásuvku zapalovače a zároveň nainstalovat stacionární voltmetr. Rozhodl jsem se s vámi podělit o nabyté zkušenosti.
Závislost stupně nabití autobaterie
na napětí na jeho svorkách
Existuje několik způsobů, jak určit zbývající úroveň nabití kyselé autobaterie. Z nich je nejjednodušší měřit napětí na jeho svorkách šest hodin po odstranění zátěže (po zastavení motoru a vypnutí všech elektrospotřebičů nebo ukončení nabíjení z nabíječky).
Pokud má vaše auto voltmetr, stačí se na zařízení podívat ráno před nastartováním motoru a hned se ukáže, jak je baterie nabitá a zda je čas ji pro jistotu nabíjet z nabíječky budoucnosti.
| Tabulka pro posouzení úrovně nabití baterie podle napětí | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Stres baterie, V | 6 | 6,32 | 6,22 | 6,12 | 6,03 | |
| 12 | 12,65 | 12,35 | 12,10 | 11,95 | ||
| 24 | 25,28 | 24,71 | 24,22 | 23,91 | ||
| Bod tuhnutí, ° С | -58 | -40 | -28 | -15 | -10 | |
| Sazba poplatku,% | 100 | 75 | 50 | 25 | ||
V tabulce jsou uvedeny údaje pro kyselinové baterie s provozním napětím 6, 12 a 24 V. Údaje platí při teplotě 20-25 °C. S klesající teplotou baterie se sníží její kapacita.
Pokud například voltmetr ukázal, že palubní napětí automobilu je 12,35 V, nemusíte se obávat, ale pokud je nižší než 11,95 V, musíte baterii okamžitě nabít.
Po nastartování motoru se musíte znovu podívat na voltmetr, pokud generátor funguje správně, napětí by mělo být podle normy 14,1 ± 0,2 V. Pokud je nižší než 13,9 V nebo více než 14,3 V, musíte v dokumentaci objasnit, jaké napětí je povoleno, když generátor pracuje v palubní síti vašeho modelu automobilu. Pokud se naměřená hodnota napětí nevejde do tolerance, musíte otestovat činnost generátoru.
Výběr voltmetru
Voltmetr lze připojit k palubní síti automobilu dvěma způsoby: – přes zásuvku zapalovače cigaret a montáží voltmetru na palubní desku automobilu.
Na fotce vpravo je voltmetr do zásuvky zapalovače a uprostřed je stacionární voltmetr, který jsem si nainstaloval do auta. Fotografie byla pořízena na stole v dílně po instalaci voltmetru a kalibraci jeho údajů.
Pro ty, kteří pochybují o proveditelnosti instalace, bych vám doporučil nejprve zakoupit voltmetr připojený přes zásuvku zapalovače cigaret. Snadno se připojuje a odebírá, pokud potřebujete připojit další elektrické spotřebiče.
Existují voltmetry pro zapalovače cigaret, jejichž pouzdro má konektory USB pro napájení a nabíjení elektronických zařízení. V případě potřeby se vyplatí zakoupit, ale v nich voltmetr vždy neukazuje napětí, ale jednoduše zobrazuje číslo jako indikátor. To je okamžitě detekováno, protože čtení voltmetru-indikátoru se nikdy nemění.
V důsledku toho byl vybrán voltmetr pro auto zobrazené na fotografii. Toto je snímek obrazovky ze stránky produktu. Při výběru jsem se řídil rozsahem měřeného stejnosměrného napětí, geometrickou velikostí, barvou záře, možnostmi kalibrace, hodnocením zákazníků a cenou.
Výhodou zvoleného modelu voltmetru bylo připojení pomocí konektoru, což umožnilo jej připojit a odpojit od palubní sítě bez pájení a šroubování.
Blokové schéma zapojení voltmetru
do palubní sítě vozidla
Nejdostupnějším způsobem pro automobilového nadšence, jak připojit voltmetr do palubní sítě automobilu, je připojení do zásuvky zapalovače. Zde nejsou vyžadovány žádné znalosti, stačí pečlivě propojit vodiče z voltmetru s vodiči vedoucími ke konektoru zapalovače cigaret, dodržet polaritu.
Na fotografii je blokové schéma připojení voltmetru k palubní síti vozidla. Tímto způsobem se připojí jak voltmetr vložený do zásuvky zapalovače, tak i pevně instalovaný.
Když není klíč ve spínací skříňce, voltmetr je bez napětí. Po zasunutí klíče do zámku a otočení o jednu polohu je napájecí napětí z baterie přivedeno do cívky relé, která při aktivaci uzavře obvod z baterie do zásuvky zapalovače. Pojistka slouží k ochraně elektrického vedení v případě přetížení nebo zkratu.
Tímto způsobem je voltmetr připojen ke svorkám baterie a další elektrické spotřebiče ještě nejsou zapnuté, což umožňuje měřit napětí na svorkách baterie bez jejího zatížení. Desítky miliampérů, které spotřebuje samotný voltmetr, relé a zabezpečovací systém, v tomto případě nemají žádný vliv.
Instalace a připojení v autě
stacionární voltmetr
Při výběru voltmetru do auta jste se nejprve museli rozhodnout pro jeho velikost. Odnímatelný panel pro zásuvky zapalovače cigaret měl obdélníkový otvor, do kterého bylo vhodné nainstalovat voltmetr. Bylo nutné zjistit možnost instalace a její rozměry, ale otvor byl uzavřen zátkou.
Zástrčku nebylo možné opatrně vyjmout a bylo nutné demontovat celý panel. Ukázalo se, že západky zástrčky byly hluboké a nebylo možné je vytlačit.
V důsledku toho bylo možné vybrat voltmetr, který byl vhodný nejen pro geometrické, ale také pro všechny ostatní technické vlastnosti. S velikostí obdélníkového otvoru 40 x 22 mm byla velikost těla voltmetru 21 x 38 mm, což je perfektní.
Po obdržení byl voltmetr instalován do panelu auta, perfektně seděl s malými mezerami. Pro spolehlivé upevnění při instalaci voltmetru do panelu byl po obvodu jeho těla aplikován černý silikon.
Vzhledem k tomu, že z voltmetru šly tři vodiče, bylo nutné vymyslet, na které vodiče přivádět napájecí napětí a který vodič je měřicí. Typicky je černý vodič společný (záporný) vodič a červený vodič je napájen kladným potenciálem. Nevyřčené pravidlo se potvrdilo;
Po připojení žlutého vodiče k červenému vodiči a přivedení na ně +12 V indikátor ukazoval hodnotu přiváděného napětí 12 V, zřejmě s dost vysokou přesností.
Na desce voltmetru se vedle konektoru nacházel podřetězcový rezistor určený pro kalibraci odečtů. Protože jsem měl po ruce velmi přesný voltmetr, byla provedena dodatečná kalibrace, i když voltmetr již ukazoval s dostatečnou přesností.
Jen pro zajímavost, voltmetrem jsem naměřil proudový odběr byl 9 mA, což je nepodstatné. Pro srovnání, nejmenší žárovka v autě má spotřebu asi 500 mA a jeden světlomet spotřebuje 5000 mA.
Po instalaci do panelu byly vodiče voltmetru připájeny k vodičům dodávajícím energii do zásuvky zapalovače cigaret. Červený a žlutý vodič byl připájen k zelenému, který vedl k centrální svorce zapalovače cigaret (plus), a černý k černému k jeho boční svorce (mínus).
Po pájení byly obnažené dráty přelepeny izolační páskou. Na fotografii je pohled na odstraněný panel po instalaci voltmetru a přídavné zásuvky zapalovače cigaret. Instalace zásuvky byla provedena současně s instalací voltmetru, tomu je věnován samostatný článek;
V posledním kroku byl dříve odstraněný panel vrácen na palubní desku vozu. Vzhled panelu s nainstalovaným voltmetrem a přídavnou zásuvkou zapalovače můžete vidět na fotografii. Dopadlo to skvěle, nyní je možné neustále sledovat chod generátoru a stav autobaterie a palubní deska se stala trochu živější.