Напряжение – с этим термином мы довольно часто сталкиваемся в повседневной жизни. Иногда нам нужно измерить напряжение в сети, чтобы понять, почему какое-либо устройство работает неудовлетворительно или лампа накаливания горит довольно тускло. Для данного рода измерений используют вольтметры. Вольтметр подключается к измеряемому устройству только параллельно, почему это так?
Как известно электрическое напряжение – это отношение работы, совершенной электрическим полем по перемещению заряда А, к величине заряда q, U=A/q. Также оно характеризует электрическое поле, которое возникает при прохождении электрического тока.
В системе международных обозначений СИ обозначается как U и измеряют в вольтах (1 В = 1 Дж/Кл). Для того чтобы измерять напряжение на устройстве необходимо параллельно к нему подключить вольтметр.
Для того, чтоб при параллельном включении снизить ток, потребляемый вольтметром и соответственно потери электрической энергии внутри устройства, внутреннее измерительное сопротивление выбирается как можно больше . Если включить вольтметр в цепь последовательно, то в связи с большим внутренним сопротивлением получим фактически разрыв цепи. То есть потери при измерении напряжения будет слишком большими, что неприемлемо, а также измерения будут некорректными. Поэтому вольтметр подключают только параллельно:
Если измеряется постоянное напряжение от 1 до 1000 мкВ могут использовать , но чаше пользуются цифровыми вольтметрами. Значения от десятков милливольт до сотен вольт измеряют приборами таких систем как: электромагнитной, электродинамической, магнитоэлектрической. Также не брезгуют и электронными аналоговыми и цифровыми вольтметрами. Также при измерении могут использовать добавочные сопротивления:
Где Rv – это внутреннее сопротивление вольтметра, Rдоб1…3 – добавочные сопротивления, UmV – максимальное которое может измерять сам вольтметр, а U1…3 – которые он может измерять с добавочными сопротивлениями.
Сопротивления добавочных резисторов определяется по формуле:
Где m – масштабный коэффициент.
Если проводят измерения постоянных напряжений в несколько киловольт, то в большинстве случаев используют вольтметры электростатические, реже используют измерительные устройства других систем подключаемых через делитель:
Где резисторы R 1 , R 2 — резисторы выполняющие роль делителя, R изм. – измерительное сопротивление, с которого снимается напряжение.
Если измеряют переменные напряжения до единиц вольт, то используют аналоговыми, выпрямительными и цифровыми устройствами. От единиц до сотен вольт и частотном диапазоне до нескольких десятков килогерц применяют выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы. Если частота достигает нескольких десятков мегагерц, то в таком случае напряжение измеряют термоэлектрическими и электростатическими приборами.
В действующих значениях, как правило градуируют шкалы приборов для измерения величин переменного тока. Поэтому при измерении необходимо это учитывать (если необходимо измерять амплитудные и средние значения, то их как правило пересчитывают по соответствующим формулам).
При проведении измерении в сетях переменного тока напряжением выше 1000 В могут использоваться как делители, так и трансформаторы напряжения или измерительные трансформаторы. Чаще используют трансформаторы, так как трансформатор не только понижает значение напряжения, но потенциально разделяет измерительную цепь от силовой. Измерения могут проводится теми же приборами, что и в выше описанных случаях. Схема включения приведена ниже:
Где FU1, FU2 – предохранители, защищающие измерительную цепь от короткого замыкания.
Внешний вид трансформатора однофазного:
Как видим, при проведении измерение различного рода напряжений могут использоваться как различного рода приборы (цифровые, аналоговые и т.д.), так и устройства (делители, трансформаторы). При проведении измерений важно учитывать каждый способ проведения измерений, для получения как можно более точного результата, а также корректного проведения измерительных работ.
Как и любую физическую величину, напряжение можно измерить, для этого используется вольтметр. Но чтобы получить достоверные данные, его необходимо правильно подключить.
Принцип действия
Все устройства, которыми производятся измерения в электрических сетях, делятся на две группы: электромеханические и электронные.
Электромеханические аппараты
Это стрелочные приборы. Стрелка в них закреплена на рамке, на которую намотан провод. Эта катушка находится на одной оси с постоянным магнитом в приборах, используемых в сети постоянного тока, или с другой катушкой – в устройствах переменного напряжения.
Справка. Аппарат переменного тока в сети постоянного работать не будет, но устройство для измерения постоянного напряжения, если включить его через диодный мост, можно подключить в сеть переменного тока с потерей точности.
При прохождении тока по обмотке в ней наводится электромагнитное поле, взаимодействующее с магнитом или другой обмоткой, и рамка поворачивается. Вращению катушки со стрелкой препятствует пружина, поэтому угол поворота рамки соответствует току через неё и потенциалу на клеммах.
Для уменьшения колебаний стрелки устанавливается демпфер электромагнитный из алюминиевой пластины или пневматический, из поршня и цилиндра.
Для повышения точности стрелка снабжена противовесами, исключающими влияние силы тяжести, а сам механизм выполняется из легированной стали для уменьшения износа.
Электронные приборы
В электронных аппаратах чувствительным элементом является электронная плата, преобразующая входной сигнал в показания прибора. Питание такое устройство может получать от измеряемого напряжения или другого источника – внутренних батарей или внешнего питания.
Электронные вольтметры есть двух типов:
- Аналоговые. В них находится преобразователь входного сигнала в угол поворота стрелки, показывающий на шкале величину измеряемого напряжения. Недостаток аналоговых схем – в необходимости пересчитывать показания шкалы при изменении предела измерения;
- Цифровые. В таких приборах есть цифровой дисплей и преобразователь, отображающий входной сигнал в цифровом виде. При подключении устройства в сеть постоянного тока на табло показывается полярность подключения. Эти конструкции отличаются компактностью, а точность такого аппарата зависит от качества встроенного контроллера.
Подключение вольтметра
Напряжение на источнике питания или элементе цепи измеряется аппаратом, который подключается параллельно устройству.
Катушка прибора имеет низкое сопротивление, и при непосредственном включении в сеть ток будет большим. Для уменьшения потребляемого тока и влияния на электрическую сеть в цепь последовательно с аппаратом включаются добавочные сопротивления.
Важно! При включении вольтметра последовательно с нагрузкой он покажет напряжение источника питания с погрешностью из-за сопротивления нагрузки. Последовательно подсоединяют амперметр.
П остоянное напряжение
Способы измерения постоянного напряжения зависят от его величины:
- до 1 милливольта – цифровыми и аналоговыми аппаратами со встроенным усилителем;
- до 1000 вольт используют обычные аппараты различных систем;
- свыше 1 кВ измерения производятся электростатическими приборами, предназначенными для работы в высоковольтных сетях или обычными, включёнными через делитель.
Увеличение предела измерения производится включёнием последовательно с прибором добавочного сопротивления Rдоб. Для увеличения предела в n раз общее сопротивление также необходимо увеличить в n раз и, учитывая сопротивление прибора Rпр, Rдоб=Rпр*(n -1). Показания шкалы также умножаются на n .
Переменное напряжение
Методы и типы устройств для измерения в сетях переменного тока зависят от величины напряжения и частоты сети:
- до 1 вольта – цифровые и аналоговые устройства с усилителями;
- до 1кВ и частотой до десятков кГц – выпрямительные системы, электромагнитные, электродинамические приборы;
- при частоте до десятков мегагерц – термоэлектрические и электростатические аппараты.
Важно! Вольтметр переменного тока показывает действующее значение напряжения. При синусоидальной форме его величина в √3 (1,7) меньше амплитудного.
Расширение пределов измерения производится включением через разделительный или автотрансформатор, а также использованием добавочного сопротивления. Его величина рассчитывается аналогично измерениям в сети постоянного тока.
При использовании разделительного трансформатора показания прибора умножаются на коэффициент трансформации n =U1/U2.
Подключение вольтметра необходимо производить по определённым схемам. Это делается для того, чтобы показания прибора соответствовали параметрам сети.
Видео
Для успешного контроля за состоянием заряда аккумулятора важно знать, как подключить вольтметр в машине и как расшифровать его показания. Со времени появления автомобилей, оборудованных бортовым компьютером, необходимость в отдельном вольтметре отходит на задний план, ведь он не обеспечивает полного мониторинга всех электрических узлов машины. Актуальность устройства определяется также необходимостью постоянного наблюдения заряда аккумулятора, что особенно важно в зимний период. В случае резкого падения показаний вольтметра появляется возможность принять соответствующие контрмеры и избежать непредвиденной остановки двигателя.
Вольтметр –, полезное устройство для автомобилей, не имеющих бортового компьютера. С помощью него можно следить за состоянием заряда аккумулятора.
Принцип действия вольтметра в автомобиле
Вольтметр представляет собой довольно простое по внутреннему строению устройство, основное предназначение которого –, измерение напряжения в сети. Принцип действия вольтметра заключается во взаимодействии между собой электромагнитной катушки и постоянного магнита либо двух электромагнитов. Ток, проходя сквозь катушку, отклоняет стрелку вольтметра тем сильнее, чем больше значение напряжения.
В современных устройствах показания преобразовываются в цифровую индикацию, которую хорошо заметно даже ночью в неосвещенном салоне автомобиля . Точность таких датчиков намного выше, чем аналоговых «стрелочных» моделей, и зависит от дискретности основной составляющей части –, аналого-цифрового преобразователя. Входное напряжение, поступая по проводам, преобразовывается в цифровой сигнал, который затем превращается из двоичного кода в числовое значение и отображается на табло с подсветкой.
Выбор модели вольтметра
Схема цифрового вольтметра.
Современный рынок устройств для автомобилей предлагает широкий выбор моделей вольтметров. Наибольшей популярностью пользуются такие типы приборов:
- аналоговые «стрелочные» вольтметры –, устанавливаются преимущественно на отечественные автомобили, подключаясь к приборной панели вместо часов,
- цифровые датчики, подключаемые к гнезду прикуривателя,
- цифровые вольтметры, монтируемые в приборную панель.
Чаще всего используются последние два типа приборов, так как они сочетают в себе современный внешний вид, точность показаний и простоту установки.
Максимально соответствующие реальности результаты измерений предоставляют вольтметры, подключаемые непосредственно в приборную панель. Хотя их монтаж иногда сопряжен с некоторыми трудностями, но установив их, вы сможете получить постоянный контроль состояния аккумулятора, что особенно важно при большом количестве подключаемых узлов.вольтметр автомобильный
Стоимость цифрового вольтметра довольно невысока и колеблется в диапазоне 120-150 рублей в случае заказа посредством интернет-магазинов. Он имеет стандартную прямоугольную форму, благодаря чему гармонично впишется в интерьер любого автомобиля. Цвет подсветки –, белый, желтый, синий, зеленый, красный. Иногда возникает проблема с высокой яркостью экрана, что выступает отвлекающим фактором и мешает сосредоточиться на дороге, но такой недостаток быстро решается при помощи тонирующей пленки.
Специфика установки
Таблица характеристик цифрового вольтметра.
Если с цифровыми вольтметрами, которые питаются от прикуривателя, не возникает проблем во время монтажа, то модели, устанавливаемые непосредственно в приборную панель, часто заставляют водителей задуматься над порядком их подключения.
Большинство вольтметров, представленных на рынке, имеют два или три провода для подключения к сети, хотя встречаются модели и с четырьмя контактами. Провода имеют стандартную цветовую маркировку:
- красный провод соответствует «плюсу»,
- черный провод подключается к «минусу»,
- белый провод отвечает за управление интенсивностью подсветки, включение и выключение устройства.
В некоторых случаях возникает непредвиденная проблема при таком подключении вольтметра: он тускло светит либо вообще отказывается работать. Причиной может служить альтернативная маркировка проводов, в которой белый провод отвечает за «минус», а черный –, за управление прибором.
Датчик напряжения устанавливается в штатное место часов, но в некоторых случаях, когда свободного места для вольтметра найти невозможно, приходится проделывать отверстие под него непосредственно в приборной панели.
Отличное место для подключения устройства –, заглушка приборной панели с левой стороны от руля. Она имеет небольшой размер, ее легко снять и закрепить для обработки.
Рисунок 1. Схема подключения вольтметра с импульсным стабилизатором.
Корпус вольтметра имеет рельефную поверхность: рамка вокруг дисплея будет выступать над поверхностью панели автомобиля. Благодаря этому прибор не будет проваливаться внутрь посадочного гнезда, а также будет скрывать неровности краев отверстия.
Недорогие модели вольтметров могут не иметь отдельного провода для питания, подключение такого устройства осуществляется посредством трех контактов на корпусе датчика (рис. 1). В таком случае подключение вольтметра делают при помощи 4-жильного провода от компьютерного дисковода (рис. 2). Широкий разъем формата IDE при этом отрезают, а остальные проводки крепят при помощи пайки к контактам автомобильной проводки. 4-пиновый контакт обеспечивает хорошее соединение и дает возможность, в случае необходимости, оперативно и без особых усилий заменить вольтметр при поломке.
Вне зависимости от особенностей строения вольтметра, перед его монтажом детально изучается схема проводки автомобиля, в соответствии с которой определяется место подключения прибора. Не лишним будет и внимательное прочтение инструкции к устройству, так как способы его подключения могут отличаться.
Интерпретация показаний прибора
Установка вольтметра –, это только первый шаг для получения контроля над состоянием аккумулятора и электрической системы автомобиля. Полную информацию можно получить, только определив основные значения показателей прибора.
Стандартное значение напряжения аккумуляторов на легковых автомобилях составляет 12 В. Показатели напряжения бортовой сети будут немного отличаться, составляя 13.7-14 В. Если значения на вольтметре снижаются относительно указанных параметров, то это может означать поломку регулятора напряжения или неисправность в генераторе.
Снижение вольтажа также может быть связано с разрядкой аккумуляторной батареи. Особенно часто такое случается в зимний период: на холоде разрядка происходит быстрее, да и наличие в машине обогревателя добавляет нагрузку на сеть.
Рисунок 2. Схема подключения вольтметра к цепи.
Если вольтметр подключен непосредственно к клеммам аккумулятора, то по его числовым значениям можно легко узнать уровень заряда батареи. Показатели в диапазоне 12,6-12,9 В указывают на то, что ваш аккумулятор полностью заряжен. По мере разряда, вольтаж постепенно падает. При значении 12,3-12,6 В заряд падает до 75%, при 12,1-12,3 В аккумулятор разряжен примерно наполовину. При постепенном снижении напряжения до 11,8-12,1 В батарея считается пустой на 3/4, а при 11,5-11,8 В завести автомобиль вам уже не удастся.
Для получения полной информации о состоянии сети не лишним будет произвести измерение напряжения непосредственно на клеммах аккумулятора, после чего сравнить его с показателями бортового вольтметра. Если при включении обогрева, дальнего света или других нагрузок напряжение будет отличаться больше чем на 0,4 В, то это может свидетельствовать о нестабилизированной бортовой сети. В этом случае необходимо в самом скором времени проверить исправность генератора и реле напряжения.
Заключение по теме
К вопросу о том, как правильно подключить вольтметр в автомобиле, следует подойти со всей ответственностью.
Это простое устройство позволит держать под пристальным вниманием состояние аккумуляторной батареи, обеспечив тем самым дополнительный инструмент контроля над электрической системой вашего авто.
Разнообразие современных моделей вольтметров, их доступность для любого водителя и простота установки дают возможность оборудовать этим устройством машину любой модели.
вольтметр автомобильный
Собираем громкую аудиосистему в авто. Часть 1. Питание.
Описание
:
Подробно рассказываю как будет собираться громкая музыка в авто. В этой части расскажу о подготовке автомобиля непосредственно перед установкой музыки. В этой части занимаемся вольтметрами, проводкой в авто, и всем, что связано с надежной электрикой.
Треки:
Ceanty-easy
Erio-Monolith
Foreword & Matters — Journey
MDC-Home
Vassh-wet walls
Как установить Вольтметр в автомобиль
Описание
:
Я вам расскажу, как установить портативный вольтметр в автомобиль
Самодельщики, конструируя, разрабатывая и осуществляя самые разные схемы зарядных устройств или блоков питания, постоянно сталкиваются с немаловажным фактором - визуальным контролем за выходным напряжением и потребляемым током. Здесь весьма часто протягивает руку помощи Алиэкспресс, оперативно поставляя китайские цифровые измерительные приборы. В частности: цифровой ампервольтметр - прибор очень простой, доступный по цене и отображает вполне точные информационные данные.
Но новичкам ввод в эксплуатацию (подключение в схему ампервольтметра) может оказаться задачей проблематичной, т. к. измерительный приборчик приходит без документации и подключить быстро обозначенные цветом провода не каждому по плечу.
Изображение одного из популярнейших среди самодельщиков вольтамперметра выложено ниже,
это ампервольтметр на 100 вольт/10 ампер, он поставляется уже со встроенным шунтом. Многие радиолюбители такие измерительные приборы довольно часто приобретают для своих самоделок . Цифровой прибор может запитываться как от отдельных источников,
так и от одного эксплуатируемого и измеряемого источника напряжения. Но тут скрыт небольшой нюанс, необходимо соблюдать условие - напряжение используемого источника питания находилось в рамках 4,5-30 В.
Самодельщикам, которым еще не совсем понятно: толстый проводок черного цвета подключаем на минус блока питания, толстый проводок красного цвета - на плюс блока питания (засветятся показания шкалы вольтметра),
толстый проводок синего цвета подключаем к нагрузке, второй конец от нагрузки приходит на плюс блока питания (засветятся показания шкалы амперметра).
Для успешного контроля за состоянием заряда аккумулятора важно знать, как подключить вольтметр в машине и как расшифровать его показания. Со времени появления автомобилей, оборудованных бортовым компьютером, необходимость в отдельном вольтметре отходит на задний план, ведь он не обеспечивает полного мониторинга всех электрических узлов машины. Актуальность устройства определяется также необходимостью постоянного наблюдения заряда аккумулятора, что особенно важно в зимний период. В случае резкого падения показаний вольтметра появляется возможность принять соответствующие контрмеры и избежать непредвиденной остановки двигателя.
Вольтметр – полезное устройство для автомобилей, не имеющих бортового компьютера. С помощью него можно следить за состоянием заряда аккумулятора.
Принцип действия вольтметра в автомобиле
Вольтметр представляет собой довольно простое по внутреннему строению устройство, основное предназначение которого – измерение напряжения в сети. Принцип действия вольтметра заключается во взаимодействии между собой электромагнитной катушки и постоянного магнита либо двух электромагнитов. Ток, проходя сквозь катушку, отклоняет стрелку вольтметра тем сильнее, чем больше значение напряжения.
В современных устройствах показания преобразовываются в цифровую индикацию, которую хорошо заметно даже ночью в неосвещенном салоне автомобиля. Точность таких датчиков намного выше, чем аналоговых «стрелочных» моделей, и зависит от дискретности основной составляющей части – аналого-цифрового преобразователя. Входное напряжение, поступая по проводам, преобразовывается в цифровой сигнал, который затем превращается из двоичного кода в числовое значение и отображается на табло с подсветкой.
Выбор модели вольтметра
Современный рынок устройств для автомобилей предлагает широкий выбор моделей вольтметров. Наибольшей популярностью пользуются такие типы приборов:
- аналоговые «стрелочные» вольтметры – устанавливаются преимущественно на отечественные автомобили, подключаясь к приборной панели вместо часов;
- цифровые датчики, подключаемые к гнезду прикуривателя;
- цифровые вольтметры, монтируемые в приборную панель.
Чаще всего используются последние два типа приборов, так как они сочетают в себе современный внешний вид, точность показаний и простоту установки.
Максимально соответствующие реальности результаты измерений предоставляют вольтметры, подключаемые непосредственно в приборную панель. Хотя их монтаж иногда сопряжен с некоторыми трудностями, но установив их, вы сможете получить постоянный контроль состояния аккумулятора, что особенно важно при большом количестве подключаемых узлов.
Стоимость цифрового вольтметра довольно невысока и колеблется в диапазоне 120-150 рублей в случае заказа посредством интернет-магазинов. Он имеет стандартную прямоугольную форму, благодаря чему гармонично впишется в интерьер любого автомобиля. Цвет подсветки – белый, желтый, синий, зеленый, красный. Иногда возникает проблема с высокой яркостью экрана, что выступает отвлекающим фактором и мешает сосредоточиться на дороге, но такой недостаток быстро решается при помощи тонирующей пленки.
Специфика установки
Если с цифровыми вольтметрами, которые питаются от прикуривателя, не возникает проблем во время монтажа, то модели, устанавливаемые непосредственно в приборную панель, часто заставляют водителей задуматься над порядком их подключения.
Большинство вольтметров, представленных на рынке, имеют два или три провода для подключения к сети, хотя встречаются модели и с четырьмя контактами. Провода имеют стандартную цветовую маркировку:
- красный провод соответствует «плюсу»;
- черный провод подключается к «минусу»;
- белый провод отвечает за управление интенсивностью подсветки, включение и выключение устройства.
В некоторых случаях возникает непредвиденная проблема при таком подключении вольтметра: он тускло светит либо вообще отказывается работать. Причиной может служить альтернативная маркировка проводов, в которой белый провод отвечает за «минус», а черный – за управление прибором.
Датчик напряжения устанавливается в штатное место часов, но в некоторых случаях, когда свободного места для вольтметра найти невозможно, приходится проделывать отверстие под него непосредственно в приборной панели.
Отличное место для подключения устройства – заглушка приборной панели с левой стороны от руля. Она имеет небольшой размер, ее легко снять и закрепить для обработки.
Рисунок 1. Схема подключения вольтметра с импульсным стабилизатором.
Корпус вольтметра имеет рельефную поверхность: рамка вокруг дисплея будет выступать над поверхностью панели автомобиля. Благодаря этому прибор не будет проваливаться внутрь посадочного гнезда, а также будет скрывать неровности краев отверстия.
Недорогие модели вольтметров могут не иметь отдельного провода для питания, подключение такого устройства осуществляется посредством трех контактов на корпусе датчика (рис. 1). В таком случае подключение вольтметра делают при помощи 4-жильного провода от компьютерного дисковода (рис. 2). Широкий разъем формата IDE при этом отрезают, а остальные проводки крепят при помощи пайки к контактам автомобильной проводки. 4-пиновый контакт обеспечивает хорошее соединение и дает возможность, в случае необходимости, оперативно и без особых усилий заменить вольтметр при поломке.
Вне зависимости от особенностей строения вольтметра, перед его монтажом детально изучается схема проводки автомобиля, в соответствии с которой определяется место подключения прибора. Не лишним будет и внимательное прочтение инструкции к устройству, так как способы его подключения могут отличаться.
Интерпретация показаний прибора
Установка вольтметра – это только первый шаг для получения контроля над состоянием аккумулятора и электрической системы автомобиля. Полную информацию можно получить, только определив основные значения показателей прибора.
Стандартное значение напряжения аккумуляторов на легковых автомобилях составляет 12 В. Показатели напряжения бортовой сети будут немного отличаться, составляя 13.7-14 В. Если значения на вольтметре снижаются относительно указанных параметров, то это может означать поломку регулятора напряжения или неисправность в генераторе.
Снижение вольтажа также может быть связано с разрядкой аккумуляторной батареи. Особенно часто такое случается в зимний период: на холоде разрядка происходит быстрее, да и наличие в машине обогревателя добавляет нагрузку на сеть.
Рисунок 2. Схема подключения вольтметра к цепи.
Если вольтметр подключен непосредственно к клеммам аккумулятора, то по его числовым значениям можно легко узнать уровень заряда батареи. Показатели в диапазоне 12,6-12,9 В указывают на то, что ваш аккумулятор полностью заряжен. По мере разряда, вольтаж постепенно падает. При значении 12,3-12,6 В заряд падает до 75%, при 12,1-12,3 В аккумулятор разряжен примерно наполовину. При постепенном снижении напряжения до 11,8-12,1 В батарея считается пустой на 3/4, а при 11,5-11,8 В завести автомобиль вам уже не удастся.
Для получения полной информации о состоянии сети не лишним будет произвести измерение напряжения непосредственно на клеммах аккумулятора, после чего сравнить его с показателями бортового вольтметра. Если при включении обогрева, дальнего света или других нагрузок напряжение будет отличаться больше чем на 0,4 В, то это может свидетельствовать о нестабилизированной бортовой сети. В этом случае необходимо в самом скором времени проверить исправность генератора и реле напряжения.
Заключение по теме
К вопросу о том, как правильно подключить вольтметр в автомобиле, следует подойти со всей ответственностью.
Это простое устройство позволит держать под пристальным вниманием состояние аккумуляторной батареи, обеспечив тем самым дополнительный инструмент контроля над электрической системой вашего авто.