Инструкция по эксплуатации вольтметра

Вольтметр — это прибор, который служит для измерения напряжения на участке цепи. Как правильно работать с этим прибором, что нужно учитывать при выборе вольтметра, какие еще бывают приборы для измерения напряжения в сети, давайте разберемся.

Напряжение

Напряжением называют физическую величину, выражающую работу, которая была затрачена для пробного электрического заряда из одной точки электрической цепи в другую. Или, другими словами, это энергия, расходуемая при перемещении положительного заряда из точки с малым потенциалом в точку с большим потенциалом.

Оно бывает двух видов: постоянное и переменное. Постоянное напряжение характерно для цепей электростатики или постоянного тока, а переменное – для схем с переменным и суисоидальным током. Данная физическая величина измеряется в вольтах, а его обозначение: U.

Эту величину можно находить по следующим формулам:

Где U — напряжение, I – с ила тока, R – сопротивление, P – мощность.

Но значение U можно узнать, не используя этих формул, если провести специальные измерения. Для этого надо просто уметь пользоваться вольтметром.

Он является простейшим прибором для измерения напряжения. На уроках физики в школах детям часто рассказывают об особенностях данного устройства, учат проверять напряжение в электрической цепи. С помощью него можно узнать не только напряжение, но и сопротивление, если знать специальные формулы. Вольтметром удобно пользоваться, и он несложен в устройстве, поэтому вольтметр остается самым лучшим способом измерения U в домашних условиях.

Классификация вольтметров

Они бывают электромеханическими (такие приборы являются наиболее чувствительными и точными), электронными, принцип действия которых заключается в преобразовании переменного напряжения в постоянное, и цифровыми.

Исходя из назначения, вольтметры могут быть импульсными, постоянного или же переменного тока. А по принципу применения — щитовыми и переносными. Перед использованием прибора нужно проверять, к какому из типов они относятся, чтобы провести правильные измерения.

Немного истории

Первый в истории вольтметр был изобретен русским физиком Г.В. Рихманом в 1754 году и назывался «указателем электрической силы». Современные электростатические вольтметры основаны на принципах этого устройства.

Строение вольтметра

Прежде чем приступать к измерению напряжения, следует изучить, как работает вольтметр.

Его основные элементы — это корпус, клемма, стрелка и шкала. На клеммах обычно стоит знак «плюс» или «минус» или же они помечены цветом (плюс — красный цвет, минус — синий или черный цвет). Часто на этом приборе можно заметить букву «V». Когда прибор служит для цепей с переменным током, то на циферблате изображается волнистая линия, а когда для цепей с постоянным током — линия прямая. Иногда используются обозначения АС (для измерения переменного тока) и DC (для измерения постоянного тока). В приборах для переменного тока полярности нет.

Классический вольтметр, который на данный момент немного устарел, состоит из катушки тоненькой подковообразной проволоки с железной стрелкой, которая располагается между концами магнита. Стрелка перемещается на оси. Ток идет по катушке, и намагниченная стрелка перемещается из-за силы тока. Чем сила тока больше, тем больше отклоняется стрелка. Можно заметить, что устройство этого прибора не очень сложное. Весь его принцип основан на простых законах физики.

Как пользоваться вольтметром

Вольтметр всегда подключается параллельно участку цепи, т. к. такое подключение уменьшает ток. Прибор может провести измерения напряжения только на определенном участке электрической цепи. При работе с ним нужно всегда соблюдать полярность. Провода прикручивают к винтам с гайками. У приборов, рассчитанных на постоянное напряжение, контакты обозначены знаками «плюс» и «минус». Это что касается стрелочного вольтметра. В электронных моделях все гораздо проще: там нет проводов. Более подробно можно познакомиться с принципом работы вольтметра, посмотрев видео.

Как работать вольтметром

Перед тем как проводить измерения нужно проверить, подходит ли данный прибор для них. В первую очередь необходимо определить максимально допустимую величину измерений для данного вольтметра. Для этого достаточно просто найти наибольшее числовое значение на шкале вольтметра. Далее следует уточнить, в каких единицах измеряет вольтметр. Это могут быть вольты, микровольты или милливольты. Пренебрежение этим пунктом может привести к тому, что прибор начнет дымиться после подключения к сети, значение напряжения которой во много раз выше допустимого.

Если напряжение в электрической цепи уже известно и превышает шестьдесят вольт, то нужно использовать специальные диэлектрические перчатки и щупы с хорошей изоляцией. Безопасное напряжение для человека — около 42 вольт при нормальных условиях и около 11 в неблагоприятных условиях (повышенная влажность, повышенная температура, железные предметы поблизости и т. д.).

Вольтметр и автомобиль

В машине этот прибор используется по двум основным причинам: для того, чтобы следить за зарядкой аккумулятора и контролировать просадки напряжения в бортсети. Для полного контроля просадки питания, можно установить два вольтметра: один — для подключения к аккумулятору, а второй – для подключения к клеммам усилителей.

С помощью него можно измерять ток в сети автомобиля. Кузов машины имеет отрицательный заряд (знак «-»), значит, к нему подсоединяется клемма с минусовым полюсом. Плюсовую клемму подключают к «положительному» генератору. Таким образом измеряют напряжение в автомобиле. Обычно оно имеет значение около четырнадцати вольт. Для подключения лучше использовать толстые провода: они уменьшают погрешность в измерениях. Основные нормы напряжения:

• Для заглушенного двигателя 12,2 – 12,6 вольт
• Для заведенного двигателя 13,6 – 14,4 вольт

Мультиметр

Напряжение может измерять и мультиметр. Перед тем как использовать это устройство, нужно обязательно ознакомиться с инструкцией.

Мультиметры, как правило, могут измерить три основные величины: силу тока, сопротивление и напряжение. Они могут быть аналоговыми и цифровыми.

Некоторые мультиметры могут измерять и:

• Переменный ток
• Электрическая ёмкость
• Температура
• Частота напряжения
• Индуктивность
• Большая сила тока

Таким образом, возможности мультиметра определяются их моделью и типом. Абсолютно любой мультиметр может измерить напряжение, силу тока (постоянную) и сопротивление.

Классический вольтметр удобен в использовании и несложен в своем устройстве. Он всегда подключается параллельно к участку цепи. Всегда лучше сначала собрать цепь, а потом подсоединять к ней вольтметр. В работе с этим прибором очень важно соблюдать полярность. С помощью него можно измерять напряжение в машине. Никогда не надо забывать, что напряжение (как высокое, так и низкое) опасно не только для здоровья, но и для жизни человека.

Поэтому при работе с электроприборами нужно соблюдать технику безопасности: пользоваться специальными перчатками, работать только в нормальных условиях и т. д. Перед использованием, нужно проверять прибор.

Вольтметр считается прибором из категории простейших. Он является «узкоспециализированным» (в отличие от мультиметров, в которых также есть эта функция) и предназначен лишь для определения величины напряжения в какой-либо точке схемы или цепи. Иногда – для замера ЭДС на выходе источника (с обязательным подключением нагрузки).

Но, к сожалению, не все знают, как им не просто пользоваться, а правильно производить измерения. Вот с этим и разберемся.

Что стоит уточнить

Измерять напряжение любым попавшимся под руку вольтметром нельзя. Следует определить, подходит ли он по своим характеристикам для данной схемы или нет.

Предел измерения. Он виден на шкале вольтметра. В правой части – максимальное значение напряжения. Если его номинал в цепи выше, то прибор элементарно «сгорит» независимо от модификации. У цифровой модели – электронная схема, у аналоговой – обмотка рамки, с которой жестко связана стрелка.

Размерность. Численное значение номинала – это еще не все. Следует убедиться, в каких величинах показывает прибор – микро- , милли- или полноценных вольтах. Иначе при измерении, например, напряжения в бытовой розетке из вольтметра может пойти дым, если он рассчитан на «mV».

Рабочее положение прибора. На шкале есть специальный символ, обозначающий, как должен быть ориентирован при измерениях корпус – горизонтально или вертикально. Это относится к вольтметрам стрелочным, так как несоблюдение этой рекомендации производителя влечет повышенную погрешность. То есть результат будет далек от истинного значения.

Вид напряжения (постоянное или переменное). На шкале есть соответствующие символы (= или

Порядок измерения

Корректировка положения стрелки. Опять-таки, актуально для аналоговых вольтметров. На передней панели есть специальный шлиц. Достаточно вставить в него отвертку с узким жалом (часовую) и повернуть в ту или иную сторону. Стрелка тут же среагирует. Ноль проверяется (и выставляется) перед каждым измерением! Это незыблемое правило.

Присоединение проводов. На тыльной стороне корпуса стрелочного вольтметра есть выводы (винты с гайками). К ним провода и прикручиваются. Если прибор рассчитан на постоянное напряжение, то контакты помечены как «+» и «–». У моделей электронных провода уже имеются. Они выведены из корпуса (как на рисунке) или присоединяются через гнезда или разъем.

Далее все просто – измерение в определенной точке и считывание показаний.

Получается, ничего сложного в пользовании вольтметром нет. Зная особенности прибора, можно произвести измерения в любой электрической цепи.

Измерительные приборы необходимы при работе с электрическими схемами или сетями, потому что иным способом невозможно осуществлять измерения, контроль, анализ технического состояния цепей постоянного или переменного тока, а также подключенных в них различных потребителей. К таким приборам относится вольтметр. Что это за устройство, как устроено и где применяется, можно узнать из данной публикации, в которой собрана интересующая по теме информация. В статье расскажем, как пользоваться вольтметром, рассмотрим порядок действий.

Типы и виды вольтметров

В отличие от многофункционального тестера или мультиметра, вольтметр предназначен для измерений только одной величины — напряжения в электрических цепях или на их определенных участках. Несмотря на такую узкую специализацию, данный прибор имеет множество разновидностей по принципу действия, назначению и способу установки.

По принципу работы устройства делятся на:

1. Электронные, представленные аналоговыми и цифровыми моделями. Визуально они отличаются демонстрационными панелями, которые у аналоговых устройств имеют вид шкалы и стрелки, а у цифровых – электронного табло

Электронные цифровые вольтметры передают значение измеряемой величины на табло

1. Электромеханические, среди которых наиболее часто используются электромагнитные (просты в применении и недороги в изготовлении) и магнитоэлектрические (редко встречаются у простых электриков, больше задействуются в электролабораториях и исследовательских заведениях).

Вольтметр электромеханического типа со шкалой измерения напряжений до 150 В

Несмотря на свою доступность, электромагнитные вольтметры имеют существенный недостаток: большая индуктивность собственных обмоток, в результате чего точность прибора нельзя назвать высокой. Такие измерительные устройства часто используют в электрощитах на подстанциях и объектах промышленности. Читайте также статью: → «Способы проверки напряжения в розетке при помощи различных приборов ».

Разделение по назначению:

• постоянного и переменного тока – для измерений напряжений в соответствующих названию цепях;
• универсальные – их схема позволяет с помощью переключателей переводить прибор в разные режимы измерений (постоянного либо переменного тока);
• импульсные – служат для измерений периодических импульсных сигналов либо одиночных импульсов;
• другие – имеют особенные назначения, не представляющие интереса для широкого круга пользователей.

По способу установки – можно сделать заключение исходя из названий: стационарные, щитовые, переносные.

Параметры оценки технических характеристик прибора

Вольтметр включается в электрическую цепь параллельно, поэтому чтобы не оказывать влияния на процесс протекания тока на участке измерения, он должен обладать большим внутренним сопротивлением. Чем выше этот показатель, тем точнее показания, снимаемые и демонстрируемые устройством. Все просто – ток идет по пути с наименьшими препятствиями, и чтобы снизить потери электроэнергии внутри схемы прибора, ее обеспечивают мощным сопротивлением. Если его включить в цепь последовательно, то потери напряжения не позволят произвести измерение, а параллельное подключение даст обратный эффект.

Таким образом, для оценки функциональности измерительного устройства принимаются во внимание следующие показатели:

1. Внутреннее сопротивление
2. Границы напряжений, доступных для измерения конкретным устройством. Большинство современных приборов универсальны и способны отображать величины от десятых частей вольта до 1 кВ, чего вполне достаточно для работы электрика, однако существуют микро-, милливольтметры, а также киловольтметры, которые чаще используются специалистами и требуют наличия определенных знаний и навыков

Милливольтметр внешне похож на вольтметр, но диапазон измерений значительно ниже

1. Допускаемая погрешность, то есть точность измерений. Данный показатель обычно незначителен, но его необходимо учитывать для установления реального напряжения сети.

Практическая рекомендация: прежде чем приступить к работе с вольтметром, необходимо внимательно изучить его характеристики, потому что если прибор рассчитан на диапазон меньших значений, чем реальное напряжение в цепи, он может выйти из строя.

Для расширения границ диапазона измеряемых значений могут использоваться дополнительные сопротивления. Это производится по следующей схеме:

Простая схема включения добавочных резисторов для расширения допустимых границ измерений

Где Rv – сопротивление прибора, UmV – диапазон измерений конкретного устройства, Rdob 1-3 – добавочные резисторы, U1, U2, U3 – измененные границы доступных для исследования напряжений.

Пользование вольтметром дома

Перед началом работы с применением измерительного прибора необходимо:

• убедиться, что данное устройство соответствует напряжению, под которым предположительно находится участок цепи;
• что прибор соответствует типу напряжения (постоянное или переменное) – постоянное помечается знаком =, переменное обозначается

;

При производстве измерений на участках электрической цепи с напряжением 60 и более вольт, рекомендуется использовать диэлектрические резиновые перчатки и щупы с повышенной изоляцией. Читайте также статью: → «Методики проверки заземления в розетке, подробное описание способов ».

Регулировка настройки прибора (корректировка) пошагово

Для некоторых вольтметров обязательной процедурой перед практическим использованием является настройка. Это касается аналоговых моделей со шкалой и стрелкой. Как правило, после простоя, стрелка смещается либо ниже ноля, либо выше него, в результате чего в показания прибора может вкрасться погрешность. Чтобы этого не произошло необходимо произвести корректировку, а именно:

• найти на лицевой панели устройства миниатюрный настроечный винт;
• с помощью мелкой плоской отвертки провернуть винт в одну и другую сторону, добившись выставления стрелки строго на «0»;
• несколько раз переместить прибор, убедиться в устойчивости настройки.

Изображение смещения стрелки и винта, с помощью которого она регулируется

Проверка и выставление «нулевого показателя» — обязательная процедура перед каждым использованием аналоговой модели.

Пошаговая инструкция измерения напряжения

Измерение напряжения в электрической цепи производится в следующем порядке:

1. Вольтметр подготавливается к работе. Помимо описанных выше действий необходимо подсоединить провода. У аналоговых приборов для этого в верхнем торце имеются контакты с винтами. Иногда они имеют отметки «+» и «-», к ним прикручиваются провода. У электронных моделей провода снабжены разъемами, а в корпусе предусмотрены гнезда для них
2. Переключатель на цифровом приборе устанавливается в положение «вкл»
3. На универсальном вольтметре выставляется тип измеряемого напряжения и диапазон его значений. Если величина не известна, то во избежание перенапряжения и выхода прибора из строя, устанавливается max предел, а потом постепенно понижается до получения читаемых значений
4. Щупами произвести контакт с проводниками или клеммами на интересующем участке цепи, при этом подключение должно быть параллельным, как показано на схеме. Ничего сложного в данном процессе нет, главное правильно произвести все действия.

Схема подключения вольтметра к цепи для измерения напряжения на лампочке

Обзор производителей измерительных приборов

Современный рынок измерительных приборов представлен многими торговыми марками, производящими продукцию высокого качества, обладающей прекрасными характеристиками. Без особого труда, на страницах интернет магазинов можно найти любую интересующую модель электромеханического или электронного вольтметра. В качестве примера можно привести товары некоторых брендов, занявших достойное место среди производителей измерительного оборудования из разных стран мира.

Данные модели приборов имеют схожие технические показатели и работают с цепями постоянного и переменного тока в диапазонах измеряемого напряжения от 1 мкВ до 750-1000 В. Ценовые значения представляют усредненные данные интернет-магазинов Москвы, приведены для сравнения и не могут быть использованы для ссылок и составления смет.

Помимо дорогих многофункциональных универсальных приборов существует множество более доступных и не менее надежных устройств, с помощью которых можно производить измерения напряжения. Например, аналоговый вольтметр CEC 96 400 V-C-2 от торговой марки Circutor S.A. из Испании (цена 12 138 руб.) или продукция от бренда Voltcraft, стоимость которой представлена от 10 000 руб. Читайте также статью: → «Способы измерения сопротивления заземления, используемые приборы ».

Пользователь сможет подобрать изделие с интересующими его параметрами в любом ценовом сегменте. Однако ориентироваться нужно не только на ценовые значения, но и на область применения, для которой прибор приобретается. Большинству пользователей для применения в быту вполне достаточно будет приобрести тестер «мультиметр», в котором предусмотрена и функция измерения напряжения. Такие изделия широко представлены разными торговыми марками: Ctlsa Messgerate, Proskit, Sturm, UNI-T и другими.

Практическая рекомендация: для использования в электрических лабораториях нужны более точные, но соответственно дорогие магнитоэлектрические вольтметры. На различных подстанциях и электрических щитах более востребованными будут встраиваемые (щитовые) или стационарные модели.

Наиболее распространенные ошибки при пользовании вольтметром

Довольно часто при использовании измерительного оборудования, из-за неправильных действий возникают ситуации, которые могут привести к поражению человека электрическим током либо выходу прибора из строя. Ниже приведены ошибки, допускаемые пользователями во время работы с вольтметрами.

• Перед началом измерений не производится анализ участка цепи, к которому будет подключаться вольтметр. Например, при проверке блока автоматики, с подаваемым напряжением 18 В на электромагнитной станции, прибор выставляется на указанную величину, однако в ходе работы возникает необходимость произвести измерения на другом участке цепи, обтекаемом напряжением 380 В. Если не настроить прибор на нужную величину, он может просто перегореть. Также устройство может выйти из строя если не переключить его соответственно типу измеряемого напряжения (постоянное/переменное).
• Ввиду схожести по внешнему виду, вольтметр может быть перепутан и принят за амперметр и включен в электрическую цепь последовательно. В данном случае измерения будут недоступны, но если перепутать вольтметр с милливольтметром, то это может привести к утрате дорогостоящего измерительного оборудования.
• От длительного использования изоляция проводов на щупах прибора может надломиться и оголится проводник. Некоторые пользователи склонны удалить щупы вовсе, и далее действовать зачищенными концами провода. Это небезопасно, особенно при работе с напряжением, превышающим 60 В и может привести к поражению электрическим током. Лучше приобрести новые щупы, которые в настоящее время вполне доступны.
• В целях экономии покупатель может соблазниться низкой ценой прибора от неизвестного производителя, в результате чего получить не соответствующий требованиям или совершенно не пригодный для работы вольтметр. Чтобы этого не произошло, лучше приобретать измерительную технику известных брендов в специализированных магазинах, при этом требовать сертификат соответствия и проверять наличие гарантийного срока (у качественной продукции он не ниже 12 месяцев).

В заключении стоит отметить, что вольтметры относятся к востребованной категории измерительных приборов для электрических цепей. Пользоваться ими не сложно, но не стоит легкомысленно подходить к этому процессу. Всегда необходимо соблюдать внимательность и правила безопасности, потому что электрические цепи и приборы являются источником повышенной опасности.