Использование вольтметра

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• Мультиметр, цифровой или аналоговый.
• Батарейки в ассортименте
• Один светодиод (каталог Radio Shack № 276-026 или аналог).
• Маленький мотор для хобби, с постоянным магнитом (каталог Radio Shack № 273-223 или аналог)
• Две перемычки с концами типа «крокодил» (каталог Radio Shack № 278-1156, 278-1157 или аналогичный).

мультиметр представляет собой электрический прибор, способный измерять напряжение, ток и сопротивление.

Цифровой Мультиметры имеют числовые дисплеи, как и цифровые часы, для индикации величины напряжения, тока или сопротивления.

Аналоговый мультиметры указывают эти количества с помощью движущегося указателя на напечатанной шкале.

Аналоговые мультиметры, как правило, дешевле цифровых и более полезны в качестве учебных пособий для тех, кто впервые изучает электричество.

Я настоятельно рекомендую приобрести аналоговый мультиметр перед покупкой цифрового мультиметра, но в конечном итоге они должны быть в вашем наборе инструментов для этих экспериментов.

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Уроки электрических цепей, том 1, глава 1:«Основные концепции электричества»

Уроки электрических цепей, том 1, глава 8:«Цепи измерения постоянного тока»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Как измерить напряжение
• Характеристики напряжения:существует между двумя точками
• Выбор правильного диапазона измерения

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИИ

Во всех экспериментах, описанных в этой книге, вы будете использовать какое-то тестовое оборудование для измерения аспектов электричества, которые вы не можете непосредственно увидеть, почувствовать, услышать, попробовать или обонять.

Электричество - по крайней мере, в небольших, безопасных количествах - не воспринимается нашим человеческим телом.

Вашими основными «глазами» в мире электричества и электроники будет устройство, называемое мультиметром . .

Мультиметры показывают наличие и измеряют количество электрических свойств, таких как напряжение, ток и сопротивление.

В этом эксперименте вы познакомитесь с измерением напряжения.

Напряжение - это мера электрического «толчка», который заставляет заряды двигаться по проводнику.

С научной точки зрения, это удельная энергия на единицу заряда, математически определяемая как джоуль на кулон.

Это аналог давления в жидкостной системе . :сила, которая перемещает жидкость по трубе, измеряется в вольтах (В).

Ваш мультиметр должен поставляться с некоторыми основными инструкциями.

Прочтите их внимательно! Если у вас цифровой мультиметр, для работы ему потребуется небольшая батарейка.

Если он аналоговый, ему не нужна батарея для измерения напряжения.

Некоторые цифровые мультиметры автоматически устанавливают диапазон . . Измеритель с автоматическим выбором диапазона имеет только несколько положений переключателя (шкалы).

Измерители с ручным выбором диапазона имеют несколько различных положений переключателя для каждой базовой величины:несколько для напряжения, несколько для тока и несколько для сопротивления.

Автоматическое переключение диапазона обычно встречается только на более дорогих цифровых измерителях и относится к ручному переключению диапазона, как автоматическая коробка передач к механической коробке передач в автомобиле.

Измеритель с автоматическим выбором диапазона «переключает передачи» автоматически, чтобы найти лучший диапазон измерения для отображения конкретной измеряемой величины.

Установите селекторный переключатель мультиметра в положение с максимальным значением «постоянного тока».

Мультиметры с автоматическим выбором диапазона могут иметь только одно положение для напряжения постоянного тока, и в этом случае вам необходимо установить переключатель в это положение.

Прикоснитесь красным щупом к положительной (+) стороне батареи, а черным щупом - к отрицательной (-) стороне той же батареи.

Теперь глюкометр должен предоставить вам какую-то индикацию.

Поменяйте местами подключения измерительного щупа к батарее, если показание измерителя отрицательное (на аналоговом измерителе отрицательное значение отображается стрелкой, отклоняющейся влево, а не вправо).

Если у вас измеритель ручного диапазона, а селекторный переключатель установлен в положение верхнего диапазона, показание будет маленьким.

Переместите селекторный переключатель в положение следующего более низкого диапазона напряжения постоянного тока и снова подключите аккумулятор.

Теперь показания должны быть более сильными, о чем свидетельствует большее отклонение стрелки аналогового измерителя ( стрелка ) или несколько активных цифр на дисплее цифрового счетчика.

Для достижения наилучших результатов переместите селекторный переключатель в положение самого нижнего диапазона, при котором измеритель не выходит за пределы диапазона.

Аналоговый измеритель с завышенным диапазоном считается «привязанным», так как стрелка будет перемещена полностью в правую часть шкалы, за значение шкалы полного диапазона.

Цифровой измеритель с чрезмерным диапазоном значений иногда отображает буквы «OL» или серию пунктирных линий. Это указание зависит от производителя.

Что произойдет, если вы прикоснетесь только одним измерительным щупом к одному концу батареи?

Как измеритель должен подключаться к батарее, чтобы обеспечивать показания?

Что это говорит нам об использовании вольтметра и природе напряжения?

Существует ли такое понятие, как напряжение «в одной точке»?

Обязательно измеряйте батареи более одного размера и узнайте, как выбрать лучший диапазон напряжения на мультиметре, чтобы получить максимальные показания без выхода за пределы диапазона.

Теперь переключите мультиметр на самый низкий из доступных диапазонов постоянного напряжения и прикоснитесь измерительными щупами к клеммам (проводам) светодиода (светодиода).

Светодиод предназначен для получения света при питании от небольшого количества электричества, но светодиоды также могут генерировать постоянное напряжение при воздействии света, что-то вроде солнечного элемента.

Направьте светодиодный индикатор на яркий источник света с подключенным к нему мультиметром и обратите внимание на его показания:

Батареи вырабатывают электрическое напряжение в результате химических реакций. Когда аккумулятор «умирает», он исчерпал свой первоначальный запас химического «топлива».

Светодиод, однако, не полагается на внутреннее «топливо» для генерации напряжения; скорее, он преобразует оптическую энергию в электрическую.

Пока светится светодиод, он вырабатывает напряжение.

Еще один источник напряжения за счет преобразования энергии - генератор . .

Небольшой электродвигатель, указанный в списке «Детали и материалы», функционирует как электрический генератор, если его вал вращается под действием механической силы.

Подключите вольтметр (мультиметр, настроенный на функцию «вольт») к клеммам двигателя так же, как вы подключили его к клеммам светодиода, и вращайте вал пальцами.

Измеритель должен показывать напряжение с помощью отклонения стрелки (аналоговый) или числовой индикации (цифровой).

Если вам сложно удерживать оба измерительных щупа вместе с выводами двигателя, одновременно вращая вал пальцами, можно использовать зажим из крокодила Вот такие «перемычки»:

Определить взаимосвязь между напряжением и частотой вращения вала генератора? Измените направление вращения генератора и обратите внимание на изменение показаний счетчика.

При обратном вращении вала вы меняете полярность напряжения, создаваемого генератором.

Вольтметр указывает полярность по направлению направления стрелки (аналог) или знак цифровой индикации (цифровой).

Когда красный измерительный провод является положительным (+), а черный измерительный провод отрицательным (-), измеритель будет регистрировать напряжение в нормальном направлении.

Если приложенное напряжение имеет обратную полярность (отрицательный на красном и положительный на черном), измеритель покажет «обратная полярность».

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ:

• Базовое использование вольтметра