Цахилгаан хүчдэл гэж юу вэ. Цахилгаан хүчдэл ба вольтметр. Тогтмол гүйдлийн хэлхээн дэх хүчдэл

Эдгээр нь сөрөг цэнэг агуулсан дамжуулагчаар дамждаг электронууд юм. Энэ цэнэгийн эзэлхүүн буюу өөрөөр хэлбэл цахилгааны хэмжээ нь гүйдлийн хүчийг тодорхойлдог. Одоогийн хүч нь хэлхээний бүх газарт ижил байдаг гэдгийг бид мэднэ.

Электронууд утас болон ачааллаас алга болж эсвэл "үсрэх" боломжгүй. Тиймээс бид цахилгаан хэлхээний аль ч хэсэгт одоогийн хүчийг хэмжиж болно. Гэсэн хэдий ч энэ хэлхээний өөр өөр хэсгүүдэд гүйдлийн нөлөө ижил байх уу? Үүнийг олж мэдье.

Утаснуудаар дамжин өнгөрөхөд гүйдэл нь бага зэрэг халаадаг боловч тийм ч их ажил хийдэггүй. Спираль дамжин өнгөрөх гэрлийн чийдэн, гүйдэл нь маш их халаагаад зогсохгүй халах үед гэрэлтэж эхэлдэг. Өөрөөр хэлбэл, онд Энэ тохиолдолдгүйдэл нь механик ажил хийдэг бөгөөд хангалттай хэмжээний ажил хийдэг. Гүйдэл нь эрчим хүчээ үрдэг. Ижил хэмжээтэй электронууд цаашаа гүйх боловч аль хэдийн бага энергитэй байдаг.

Цахилгаан хүчдэлийг тодорхойлох

Тэр бол цахилгаан оронэлектронуудыг ачааллын дундуур "чирэх" шаардлагатай болсон бөгөөд энэ тохиолдолд зарцуулсан энерги нь цахилгаан хүчдэл гэж нэрлэгддэг хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог. Ачааллын бодисын төлөв байдлын зарим өөрчлөлтөд ижил энерги зарцуулагдсан. Бидний мэдэж байгаагаар эрчим хүч хаана ч алга болдоггүй, хаанаас ч гарч ирдэггүй. Үүнийг Эрчим хүч хэмнэх тухай хуульд заасан байдаг. Өөрөөр хэлбэл, хэрэв гүйдэл нь ачааллыг даван туулахад зарцуулсан энерги байвал ачаалал нь энэ энергийг олж авсан бөгөөд жишээлбэл, халсан байна.

Өөрөөр хэлбэл, бид дараахь тодорхойлолтод хүрнэ. хүчдэл цахилгаан гүйдэл - энэ нь цэнэгийг нэг цэгээс нөгөөд шилжүүлэхэд талбай хэр их ажил хийснийг харуулсан утга юм. Хэлхээний янз бүрийн хэсгүүдийн хүчдэл өөр өөр байх болно. Хоосон утасны хэсэг дэх хүчдэл нь маш бага байх ба ямар ч ачаалалтай хэсгийн хүчдэл илүү их байх ба хүчдэлийн хэмжээ нь гүйдлийн хийсэн ажлын хэмжээнээс хамаарна. Хүчдэлийг вольтоор хэмжинэ (1 В). Хүчдэлийг тодорхойлохын тулд дараах томъёо байдаг.

хаана U бол хүчдэл,
А нь q цэнэгийг хэлхээний тодорхой хэсэг рүү шилжүүлэх гүйдлийн гүйцэтгэсэн ажил юм.

Гүйдлийн эх үүсвэрийн туйл дээрх хүчдэл

Хэлхээний хэсэг дэх хүчдэлийн хувьд бүх зүйл тодорхой байна. Тэгээд туйл дээрх хүчдэл юу гэсэн үг вэ? Энэ тохиолдолд энэ хүчдэл нь эх үүсвэрээс гүйдэлд хүргэж болох эрчим хүчний боломжит хэмжээг хэлнэ. Энэ нь хоолой дахь усны даралттай адил юм. Энэ нь тодорхой ачааллыг эх үүсвэрт холбосон тохиолдолд зарцуулагдах эрчим хүчний хэмжээ юм. Тиймээс гүйдлийн эх үүсвэр дэх хүчдэл өндөр байх тусам сайн ажилгүйдэл үүсгэж болно.

Вольтметр

Хүчдэлийг хэмжихийн тулд вольтметр гэж нэрлэгддэг төхөөрөмж байдаг. Амперметрээс ялгаатай нь энэ нь хэлхээний аль ч хэсэгт дур зоргоороо холбогддоггүй, харин ачаалалтай зэрэгцээ, өмнө болон дараа нь холбогддог. Энэ тохиолдолд вольтметр нь ачаалалд хэрэглэсэн хүчдэлийн хэмжээг харуулдаг. Гүйдлийн эх үүсвэрийн туйл дахь хүчдэлийг хэмжихийн тулд вольтметрийг төхөөрөмжийн туйлуудад шууд холбодог.

Ерөнхий мэдээлэл.Практикт хүчдэлийг хэмжих хэрэгцээ маш олон удаа үүсдэг. Цахилгаан ба радио хэлхээ, төхөөрөмжид шууд ба ээлжлэн (синусоид ба импульс) гүйдлийн хүчдэлийг ихэвчлэн хэмждэг.

Хүчдэл шууд гүйдэл(Зураг 3.5, а) хэлбэрээр илэрхийлэгдэнэ. Ийм хүчдэлийн эх үүсвэр нь тогтмол гүйдлийн генератор ба химийн эрчим хүчний эх үүсвэр юм.

Цагаан будаа. 3.5. Хүчдэлийн цагийн диаграммууд: шууд (a), ээлжлэн синусоид (б) ба хувьсах импульс (в) гүйдэл

Хувьсах гүйдлийн синусоид гүйдлийн хүчдэл (Зураг 3.5, б) хэлбэрээр илэрхийлэгдэнэ язгуур дундаж квадрат ба далайцын утгуудаар тодорхойлогддог:

Ийм хүчдэлийн эх үүсвэр нь бага ба өндөр давтамжийн генераторууд, цахилгаан сүлжээ юм.

Хувьсах гүйдлийн импульсийн гүйдлийн хүчдэл (Зураг 3.5 in) нь далайц ба дундаж (тогтмол бүрэлдэхүүн хэсэг) хүчдэлийн утгуудаар тодорхойлогддог. Ийм хүчдэлийн эх үүсвэр нь дохио бүхий импульсийн генераторууд юм янз бүрийн хэлбэрүүд.

Хүчдэл хэмжих үндсэн нэгж нь вольт (V) юм.

Цахилгаан хэмжилтийн практикт дэд олон ба олон нэгжийг өргөн ашигладаг.

киловольт (1 кВ - В);

Милливольт (1мВ - В);

Микровольт (1 мкВ - В).

Хүчдэлийн нэгжийн олон улсын тэмдэглэгээг Хавсралт 1-д өгсөн болно.

Каталогийн ангилалд электрон вольтметрийг дараах байдлаар тодорхойлно: B1 - үлгэр жишээ, B2 - шууд гүйдэл, VZ - хувьсах синусоид гүйдэл, B4 - хувьсах) импульсийн гүйдэл, B5 - фазын мэдрэмтгий, B6 - сонгомол, B7 - бүх нийтийн.

Аналог үзүүлэлтүүдийн хуваарь болон дотоод, гадаадын электрон ба цахилгаан механик вольтметрүүдийн урд самбар дээр (хязгаарлалтын унтраалга дээр) дараахь тэмдэглэгээг ашиглана: V - вольтметр, кВ - киловольтметр, мВ - милливольт метр, V - микровольтметр.

DC хүчдэлийн хэмжилт.Тогтмол гүйдлийн хүчдэлийг хэмжихийн тулд цахилгаан механик вольтметр ба мультиметр, электрон аналог ба дижитал вольтметр, электрон осциллографыг ашигладаг.

Цахилгаан механик вольтметрхэмжсэн утгын шууд тооцоо нь том ангианалог төрлийн төхөөрөмж бөгөөд дараах давуу талуудтай.

Эрчим хүчний эх үүсвэрт холбогдохгүйгээр ажиллах чадвар;

Жижиг ерөнхий хэмжээсүүд;

Бага үнэ (цахимтай харьцуулахад);

Загварын энгийн байдал, үйл ажиллагааны тав тухтай байдал.

Ихэнх тохиолдолд өндөр гүйдлийн хэлхээнд цахилгаан хэмжилт хийхэд цахилгаан соронзон ба электродинамик системд суурилсан вольтметр, бага гүйдлийн хэлхээнд соронзон цахилгаан системийг ашигладаг. Эдгээр бүх системүүд нь өөрсдөө одоогийн тоолуур (амперметр) тул тэдгээрийн үндсэн дээр вольтметрийг бий болгохын тулд төхөөрөмжийн дотоод эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх шаардлагатай. нэмэлт резисторыг хэмжих механизмтай цуваа холбоно (Зураг 3.6, a).

Вольтметр нь судалж буй хэлхээнд зэрэгцээ холбогдсон байна (Зураг 3.6, б)түүний оролтын эсэргүүцэл хангалттай их байх ёстой.

Вольтметрийн хэмжих хүрээг өргөжүүлэхийн тулд төхөөрөмжид цувралаар холбогдсон нэмэлт резисторыг ашигладаг (Зураг 3.6, онд).

Нэмэлт резисторын эсэргүүцлийн утгыг дараах томъёогоор тодорхойлно.

Цагаан будаа. 3.6. Амперметр дээр суурилсан вольтметр үүсгэх схем ( а), вольтметрийг ачаалалд холбох ( 6 ), нэмэлт резисторыг вольтметрт холбох ( in)

(3.8)

Вольтметрийн хэмжилтийн хязгаар хэдэн удаа тэлэхийг харуулсан тоо хаана байна:

хаана - анхны хязгаархэмжилт;

- шинэ хэмжилтийн хязгаар.

Төхөөрөмжийн хайрцаг дотор байрлуулсан нэмэлт резисторуудыг дотоод гэж нэрлэдэг бөгөөд төхөөрөмжид гаднаас нь холбогдсон байдаг. Вольтметр нь олон хязгаартай байж болно. Хэмжилтийн хязгаар ба олон хязгаарт вольтметрийн дотоод эсэргүүцлийн хооронд шууд хамаарал байдаг: хэмжилтийн хязгаар их байх тусам вольтметрийн эсэргүүцэл их болно.

Цахилгаан механик вольтметр нь дараахь сул талуудтай.

Хязгаарлагдмал хүчдэлийн хэмжилтийн хүрээ (олон хязгаарт вольтметрт ч гэсэн);

Оролтын эсэргүүцэл бага тул судалж буй хэлхээний өөрийн эрчим хүчний хэрэглээ их байна.

Цахилгаан механик вольтметрүүдийн эдгээр дутагдлууд нь электроникийн хүчдэлийг хэмжихэд электрон вольтметрийг илүүд үзэх боломжийг тодорхойлдог.

Цахим аналог DC вольтметрЗурагт үзүүлсэн схемийн дагуу баригдсан. 3.7. Оролтын төхөөрөмж нь ялгаруулагч дагагч (оролтын эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх) ба сулруулагч - хүчдэл хуваагчаас бүрдэнэ.

Цахим аналог вольтметрийн аналогиас давуу тал нь тодорхой юм.

Цагаан будаа. 3.7. Бүтцийн схемэлектрон аналог тогтмол гүйдлийн вольтметр

Хүчдэл хэмжих өргөн хүрээ;

Оролтын эсэргүүцэл ихтэй тул судалж буй хэлхээний өөрийн эрчим хүчний хэрэглээ бага;

Төхөөрөмжийн оролт дээр өсгөгч байгаа тул өндөр мэдрэмж;

Хэт ачаалал өгөх боломжгүй байдал.

Гэсэн хэдий ч электрон аналог вольтметр нь хэд хэдэн сул талуудтай байдаг.

Эрчим хүчний эх үүсвэрийн хүртээмж, ихэвчлэн тогтворжсон;

Цахилгаан механик вольтметрээс том хэмжээтэй, харьцангуй алдаа багассан (2.5-6%);

Том жин, хэмжээ, өндөр үнэ.

Одоогийн байдлаар аналог электрон DC вольтметрүүд өргөн хэрэглэгддэггүй, учир нь тэдгээр нь параметрийн хувьд дижитал вольтметрээс мэдэгдэхүйц доогуур байдаг.

Хувьсах хүчдэлийн хэмжилт.

Хувьсах гүйдлийн хүчдэлийг хэмжихийн тулд цахилгаан механик вольтметр ба мультиметр, электрон аналог ба дижитал вольтметр, электрон осциллографыг ашигладаг.

Хямд, нэлээд нарийвчлалтай цахилгаан механик вольтметрийг анхаарч үзээрэй. Үүнийг давтамжийн мужид хийхийг зөвлөж байна.

50, 100, 400, 1000 Гц-ийн үйлдвэрлэлийн давтамжид цахилгаан соронзон, электродинамик, ферродинамик, шулуутгагч, цахилгаан статик, термоэлектрик системийн вольтметрүүдийг өргөн ашигладаг.

Бага давтамжтай (15-20 кГц хүртэл) Шулуутгагч, электростатик болон термоэлектрик системийн вольтметрийг ашигладаг.

Өндөр давтамжид (нэгж хүртэл - хэдэн арван мегагерц) цахилгаан статик ба термоэлектрик системийн төхөөрөмжийг ашигладаг.

Цахилгаан хэмжилтийн хувьд бүх нийтийн төхөөрөмж - мультиметрийг өргөн ашигладаг.

Мультиметр(шалгагч, ампер-вольтметр, хосолсон төхөөрөмж) нь олон параметрүүдийг хэмжих боломжийг олгодог: тогтмол ба хувьсах гүйдлийн хүчдэл, тогтмол ба хувьсах гүйдлийн хүчдэл, резисторын эсэргүүцэл, конденсаторын багтаамж (бүх төхөөрөмж биш), бага чадлын транзисторын зарим статик параметрүүд (, , болон ).

Мультиметрүүд нь аналог болон тоон үзүүлэлттэй байдаг.

Мультиметрийн өргөн хэрэглээг дараахь давуу талуудаар тайлбарлаж байна.

Олон үйлдэлт байдал, өөрөөр хэлбэл. Амперметр, вольтметр, омметр, фарадометр, бага чадлын транзисторын параметрүүдийг тоолуур болгон ашиглах боломж:

Параметр бүрийн хувьд хэд хэдэн хэмжилтийн хязгаар байгаа тул хэмжсэн параметрүүдийн өргөн хүрээ;

Сүлжээний тэжээл байхгүй тул зөөврийн төхөөрөмж болгон ашиглах боломж;

Жижиг жин, хэмжээс;

Бүх нийтийн байдал (ээлж буй болон шууд гүйдэл, хүчдэлийг хэмжих чадвар),

Мультиметрүүд нь хэд хэдэн сул талуудтай:

Хэрэглэх боломжтой давтамжийн нарийн хүрээ;

Судалгаанд хамрагдсан 1 хэлхээнээс өөрийн эрчим хүчний их хэрэглээ;

Аналог (1.5; 2.5 ба 4) болон дижитал мультиметрийн хувьд том хэмжээний алдаа багассан;

Өөр өөр хязгаарт дотоод эсэргүүцлийн тогтворгүй байдал гүйдэл ба хүчдэлийн 4 хэмжилт.

Дотоодын каталогийн ангиллын дагуу мультиметрийг Ts43, дараа нь загварын дугаар, жишээлбэл, Ts4352 гэж тэмдэглэнэ.

Оруулсан хэмжилтийн хязгаарт аналог мультиметрийн дотоод эсэргүүцлийг тодорхойлохын тулд 1-р эсэргүүцлийг багажийн паспорт дээр өгч болно. Жишээлбэл, шалгагч Ts4341-ийн паспорт дээр тодорхой эсэргүүцэл \u003d 16.7 кОм / В, тогтмол гүйдлийн хэмжилтийн хязгаар нь 1.5 - 3 - 6 - 15 В байна.

Энэ тохиолдолд 6 В тогтмол гүйдлийн хязгаар дахь мультиметрийн эсэргүүцлийг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

Багажны паспорт нь Ом хуулийн дагуу эсэргүүцлийг тооцоолоход шаардлагатай мэдээллийг агуулж болно.

Хэрэв шалгагчийг вольтметр болгон ашигладаг бол түүний оролтын эсэргүүцлийг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

сонгосон хэмжилтийн хязгаар хаана байна;

Сонгосон хязгаар дахь гүйдлийн утга (төхөөрөмжийн арын самбар эсвэл түүний паспорт дээр заасан).

Хэрэв шалгагчийг амперметр болгон ашигладаг бол түүний оролтын эсэргүүцлийг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

Сонгосон хэмжилтийн хязгаар хаана байна;

— төхөөрөмжийн арын самбар эсвэл түүний паспорт дээр өгөгдсөн хүчдэлийн утга.

Жишээлбэл, Ts4341 шалгагчийн паспорт дээр төхөөрөмж дээрх хүчдэлийн уналтыг тогтмол гүйдлийн 0.06 - 0.6 - 6 - 60 - 600 мА дотор 0.3 В, хүчдэлийн уналтыг 0, 3 - 3-ийн дотор 1.3 В-тэй тэнцүү гэж заасан байдаг. - 30 - 300 мА хувьсах гүйдэл. Мультиметрийн оролтын эсэргүүцэл нь 3 мА хувьсах гүйдлийн хязгаарт байх болно

Электрон аналог хувьсах гүйдлийн вольтметрүндсэн блокуудын байршлын дарааллаар ялгаатай бүтцийн схемийн аль нэгний дагуу баригдсан (Зураг 3.8) - өсгөгч ба хувьсах гүйдлийн хүчдэлийг тогтмол гүйдлийн хүчдэлд хувиргагч (илрүүлэгч). Эдгээр вольтметрүүдийн шинж чанар нь сонгосон хэлхээнээс ихээхэн хамаардаг.

Цагаан будаа. 3.8. U-D төрлийн электрон аналог хувьсах гүйдлийн вольтметрийн бүтцийн диаграмм ( а) болон D–U төрөл (б)

Эхний бүлгийн вольтметрүүд - өсгөгч-детекторын төрөл (U-D) нь өндөр мэдрэмжтэй байдаг бөгөөд энэ нь нэмэлт өсгөгч байгаатай холбоотой юм. Тиймээс бүх микро ба милливольтметрүүд нь U-D схемийн дагуу баригдсан. Гэсэн хэдий ч өргөн зурвасын хувьсах гүйдлийн өсгөгчийг бий болгох нь тодорхой бэрхшээлтэй холбоотой байдаг тул ийм вольтметрийн давтамжийн хүрээ өргөн биш (хэдэн мегагерц хүртэл). U-D төрлийн вольтметрүүд нь бүх нийтийн бус (VZ дэд бүлэг), i.e. зөвхөн хувьсах гүйдлийн хүчдэлийг хэмжих боломжтой.

Хоёрдахь бүлгийн вольтметрүүд - детектор-өсгөгчийн төрөл (D-U) нь өргөн давтамжийн хүрээтэй (хэдэн гигагерц хүртэл), бага мэдрэмжтэй байдаг. Энэ төрлийн вольтметрүүд нь бүх нийтийн (B7 дэд бүлэг), i.e. зөвхөн хувьсах төдийгүй шууд гүйдлийн хүчдэлийг хэмжих; CNT ашиглан их хэмжээний ашиг олоход хэцүү биш тул мэдэгдэхүйц хүчдэлийн түвшинг хэмжих боломжтой.

Хоёр төрлийн вольтметрүүдэд чухал үүргийг хувьсах гүйдлийн тогтмол гүйдлийн хүчдэл хувиргагч гүйцэтгэдэг - детекторууд нь оролтын хүчдэлийг гаралтын хүчдэл болгон хувиргах функцийн дагуу далайц, rms, дундаж залруулсан утга гэсэн гурван төрөлд ангилж болно. .

Төхөөрөмжийн шинж чанар нь детекторын төрлөөс ихээхэн хамаардаг. Оргил утгын мэдрэгч бүхий вольтметрүүд нь хамгийн өндөр давтамжтай байдаг; RMS детектор бүхий вольтметрүүд нь ямар ч хэлбэрийн АС хүчдэлийг хэмжих боломжийг олгодог; Дундаж залруулсан утгын мэдрэгч бүхий вольтметрүүд нь зөвхөн гармоник дохионы хүчдэлийг хэмжихэд тохиромжтой бөгөөд хамгийн энгийн, найдвартай, хямд байдаг.

Оргил утга илрүүлэгчгаралтын хүчдэл нь хэмжсэн дохионы далайцын утгатай тохирч байгаа төхөөрөмж бөгөөд энэ нь конденсатор дээрх хүчдэлийг хадгалах замаар хангагдана.

Аливаа детекторын бодит ачааллын хэлхээ нь ашигтай дохиог үр дүнтэй шүүж, хүсээгүй өндөр давтамжийн гармоникуудыг дарахын тулд дараахь нөхцлийг хангасан байх ёстой.

Эсвэл , (3.12)

гаралтын шүүлтүүрийн багтаамж хаана байна;

нь детекторын ачааллын эсэргүүцэл юм.

Мэдрэгч сайн ажиллах хоёр дахь нөхцөл:

Диодын зэрэгцээ холболттой, битүү оролттой далайцын утгын детекторын гаралтын хүчдэлийн блок диаграмм ба цаг хугацааны диаграммыг Зураг 3.9-д үзүүлэв. Хаалттай детектор нь тогтмол гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсгийг нэвтрүүлэхийг зөвшөөрдөггүй цуврал холбогдсон конденсатортай байдаг. Ийм детекторын оролтод синусоид хүчдэл хэрэглэх үед түүний ажиллагааг авч үзье .

Цагаан будаа. 3.9. Диод ба хаалттай оролтын зэрэгцээ холболтоор далайцын утгыг илрүүлэгчийн бүтцийн диаграмм (а)ба цаг хугацааны хүчдэлийн диаграммууд (б)Синусоидын эерэг хагас долгион ирэхэд конденсатор FROMнээлттэй төлөвт бага эсэргүүцэлтэй VD диодоор цэнэглэгддэг.

Конденсаторын цэнэгийн тогтмол хугацаа нь бага бөгөөд конденсатор нь хамгийн их утгыг хурдан цэнэглэдэг. . Оролтын дохионы туйлшралыг эргүүлэх үед диодыг хааж, конденсатор нь ачааллын эсэргүүцлээр аажмаар гадагшилдаг бөгөөд энэ нь том - 50-100 MΩ-ийг сонгосон.

Тиймээс цэнэгийн тогтмол нь синусоид дохионы хугацаанаас хамаагүй их байна. Үүний үр дүнд конденсатор нь ойролцоо хүчдэлд цэнэглэгдсэн хэвээр байна .

Ачааллын резистор дээрх хүчдэлийн өөрчлөлтийг оролтын хүчдэл ба конденсатор дээрх хүчдэлийн далайцын зөрүүгээр тодорхойлно. .Үүний үр дүнд гаралтын хүчдэл нь хэмжсэн хүчдэлийн давхар далайцтай импульс болно (3.9-р зургийг үз. б).

Үүнийг дараах математикийн тооцоогоор баталж байна.

цагт, , үед, цагт.

Дохионы тогтмол бүрэлдэхүүн хэсгийг тусгаарлахын тулд детекторын гаралтыг бусад бүх гармоникуудыг дарах багтаамжийн шүүлтүүрт холбодог.

Дээр дурдсан зүйлс дээр үндэслэн дүгнэлт нь: судалж буй дохионы хугацаа богино байх тусам (түүний давтамж их байх тусам) тэгш байдал илүү нарийвчлалтай болно. , Энэ нь детекторын өндөр давтамжийн шинж чанарыг тайлбарладаг. Далайцын утгын мэдрэгч бүхий вольтметрийг ашиглахдаа эдгээр төхөөрөмжийг ихэвчлэн синусоид дохионы язгуур квадрат утгуудаар тохируулдаг, өөрөөр хэлбэл багажийн индикаторын заалт нь далайцын утгыг хуваах коэффициенттэй тэнцүү байдаг гэдгийг санах нь зүйтэй. Синусоидын далайцын хүчин зүйлээр:

сүлд хүчин зүйл хаана байна.

Илрүүлэгч RMS (Зураг 3.10) хувьсах гүйдлийн хүчдэлийг хэмжсэн хүчдэлийн RMS утгын квадраттай пропорциональ тогтмол гүйдлийн хүчдэл болгон хувиргадаг. Тиймээс rms хүчдэлийн хэмжилт нь гурван үйлдлийн гүйцэтгэлтэй холбоотой: дохионы агшин зуурын утгыг квадрат болгох, түүний утгыг дундажлах, дундаж үр дүнгээс үндсийг гаргаж авах (сүүлийн үйлдлийг вольтметрийн хуваарийн төгсөлтөөр хангадаг). Дохионы агшин зуурын утгыг квадрат болгох нь ихэвчлэн диодын үүрээр түүний шинж чанарын квадрат хэсгийг ашиглан хийгддэг.

Цагаан будаа. 3.10. RMS илрүүлэгч: а -диодын эс; б- диодын VAC

Диодын үүрэнд VD, R1(3.10-р зургийг үз, а) VD диод дээр тогтмол хүчдэлийг резистор дээрх хэмжсэн хүчдэл () хүртэл хаалттай байхаар хэрэглэнэ. R2утгаас хэтрэхгүй .

Диодын одоогийн хүчдэлийн шинж чанарын эхний хэсэг нь жижиг урттай байдаг (3.10-р зургийг үз. б)Иймээс квадрат хэсгийг хэд хэдэн диодын эсийг ашиглан хэсэгчилсэн шугаман ойролцоолсон аргаар зохиомлоор уртасгадаг.

Rms вольтметрийг зохион бүтээхдээ өргөн давтамжийн хүрээг хангахад хэцүү байдаг. Гэсэн хэдий ч ийм вольтметрүүд нь ямар ч нарийн төвөгтэй хэлбэрийн хүчдэлийг хэмжиж чаддаг тул хамгийн эрэлт хэрэгцээтэй байдаг.

Дундаж Шулуутгагдсан илрүүлэгчхувьсах гүйдлийн хүчдэлийг шулуун хүчдэлийн дундаж утгатай пропорциональ тогтмол хүчдэл болгон хувиргадаг. Ийм мэдрэгч бүхий тоолуурын гаралтын гүйдэл нь Шулуутгагч системийн гаралтын гүйдэлтэй төстэй.

Үйлчилж буй хувьсах гүйдлийн хүчдэл электрон тоног төхөөрөмж, янз бүрийн хуулийн дагуу цаг хугацааны хувьд өөрчлөгдөж болно. Жишээлбэл, холбооны радио дамжуулагчийн мастер осцилляторын гаралтын хүчдэл нь синусоид хуулийн дагуу өөрчлөгддөг, осциллографын шүүрэлтийн генераторын гаралт дээр импульс нь хөрөөний хэлбэртэй байдаг; телевизийн дохиотэгш өнцөгт.

Практикт хэлхээний янз бүрийн хэсэгт хэмжилт хийх шаардлагатай байдаг бөгөөд хүчдэл нь үнэ цэнэ, хэлбэрээрээ ялгаатай байж болно. Синусоид бус хүчдэлийн хэмжилт нь өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг тул алдаа гарахаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд үүнийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Төхөөрөмжийн зөв төрлийг сонгох, вольтметрийн заалтыг хэмжсэн хүчдэлийн шаардлагатай параметрийн утга болгон хувиргах аргыг сонгох нь маш чухал юм. Үүнийг хийхийн тулд хувьсах гүйдлийн хүчдэлийн үнэлгээ, харьцуулалт хэрхэн хийгдсэн, хүчдэлийн хэлбэр нь бие биентэйгээ холбоотой коэффициентүүдийн утгад хэрхэн нөлөөлж байгааг тодорхой ойлгох шаардлагатай. бие даасан параметрүүдхүчдэл.

Аливаа хэлбэрийн хувьсах гүйдлийн хүчдэлийг үнэлэх шалгуур нь дулааны үйл ажиллагааны ижил нөлөөнд харгалзах тогтмол гүйдлийн хүчдэлийн хамаарал юм (rms утга У), илэрхийллээр тодорхойлогддог

(3.14)

дохионы давталтын хугацаа хаана байна;

- хүчдэлийн агшин зуурын утгын өөрчлөлтийн хуулийг тодорхойлсон функц. Үргэлж операторын мэдэлд байдаггүй вольтметр байж болох бөгөөд үүний тусламжтайгаар та хүссэн хүчдэлийн параметрийг хэмжих боломжтой. Энэ тохиолдолд шаардлагатай хүчдэлийн параметрийг боломжтой вольтметрээр шууд бусаар хэмждэг ба форм хүчин зүйл. Синусоидын долгионы хэлбэрийн шаардлагатай хүчдэлийн параметрүүдийг тооцоолох жишээг авч үзье.

Энэ нь далайцыг тодорхойлох шаардлагатай () ба дундаж залруулсан () синусоид хүчдэлийн утгыг вольтметрээр тохируулсан rms синусоид хүчдэлийн утгыг төхөөрөмж харуулсан бол.

Бид тооцооллыг дараах байдлаар гүйцэтгэнэ. Вольтметрийг RMS-д тохируулсан тул , дараа нь энэ төхөөрөмжийн 3-р хавсралтад 10 В-ийн уншилт нь RMS масштабын шууд уншилттай тохирч байна, i.e.

Хувьсах гүйдлийн хүчдэл нь дундаж, далайц) (хамгийн их) ба rms утгуудаар тодорхойлогддог.

Дундаж(тогтмол бүрэлдэхүүн хэсэг) хувьсах хүчдэлийн хугацаанд:

(3.15)

Хамгийн их утгадохионы үеийн ээлжит хүчдэлийн хамгийн том агшин зуурын утга:

Дундаж залруулсан утга -Энэ нь оролтод хувьсах хүчдэлтэй бүрэн долгионы Шулуутгагчийн гаралтын дундаж хүчдэл юм :

(3.17)

Хувьсах гүйдлийн хүчдэлийн дундаж ба хамгийн их утгын харьцаа нь түүний хэлбэр, хэмжээнээс хамаарна ерөнхий үзэлХоёр коэффициентээр тодорхойлогддог:

(хүрчний хүчин зүйл), (3.18)

(хэлбэрийн хүчин зүйл). (3.19)

Төрөл бүрийн хэлбэрийн хүчдэл ба тэдгээрийн харьцааны хувьд эдгээр коэффициентуудын утгыг Хүснэгтэнд үзүүлэв. 3.1

Хүснэгт 3.1

Янз бүрийн хэлбэрийн хүчдэлийн утга ба утгууд

Анхаарна уу, - ажлын мөчлөг: .

Хэд хэдэн төхөөрөмжид хүчдэлийг үнэмлэхүй хэмжигдэхүүнээр (V, mV, μV) бус харин харьцангуй логарифмын нэгжээр - децибел (дБ, эсвэл дБ) үнэлдэг. Үнэмлэхүй нэгжээс харьцангуй нэгж рүү шилжих шилжилтийг хялбарчлахын тулд ихэнх аналог вольтметрүүд (дангаараа болон бусад төхөөрөмжид суурилуулсан: генератор, мультиметр, шугаман бус гажуудлын тоолуур) ердийн хуваарийн хамт децибелийн масштабтай байдаг. Энэхүү масштаб нь тодорхой шугаман бус байдлаар тодорхойлогддог бөгөөд хэрэв шаардлагатай бол зохих тооцоолол, хөрвүүлэх хүснэгтийг ашиглахгүйгээр үр дүнг децибелээр шууд авах боломжийг олгодог. Ихэнхдээ ийм төхөөрөмжүүдийн хувьд децибелийн хуваарийн тэг нь 0.775 В-ийн оролтын хүчдэлтэй тохирдог.

Хүчдэл нь нөхцөл байдлаас их байна тэг түвшинэерэг децибелээр тодорхойлогддог, энэ түвшнээс бага - сөрөг. Хязгаарлалтын унтраалга дээр хэмжилтийн дэд муж бүр хөршөөсөө 10 дБ-ээр ялгаатай бөгөөд энэ нь 3.16 хүчдэлийн үржвэртэй тохирч байна. Децибелийн хуваарь дээр авсан уншилтыг хэмжилтийн хязгаарын унтраалга дээрх заалтууд дээр алгебрийн аргаар нэмдэг бөгөөд үнэмлэхүй хүчдэлийн заалттай адил үржүүлдэггүй.

Жишээлбэл, хязгаарын унтраалгыг "-10 дБ" гэж тохируулсан бол заагч зүүг "- 0.5 дБ" гэж тохируулсан. Нийт түвшин нь: ---- 10 + (- 0.5) = - 10.5 дБ, хүчдэлийг үнэмлэхүй утгаас харьцангуй утга руу хөрвүүлэх үндэс нь томъёо юм.

(3.20)

Үүнд = 0.775 В.

Бел нь том нэгж тул практикт белийн бутархай (аравны нэг) хэсгийг ашигладаг - децибел.

Пульс ба дижитал вольтметр.Бага далайцтай импульсийн хүчдэлийг хэмжихдээ импульсийн урьдчилсан өсгөлтийг ашигладаг. Аналог импульсийн вольтметрийн блок диаграмм (Зураг 3.11) нь ялгаруулагч дагагч, сулруулагч, өргөн зурвасын урьдчилсан өсгөгч, далайцын утгын мэдрэгч, шууд гүйдлийн өсгөгч (DCA) ба цахилгаан механик үзүүлэлтээс бүрдэнэ. Энэ схемийн дагуу хэрэгжүүлсэн вольтметрүүд нь ± (4 - 10)% алдаатай, 1 - 200 μs импульсийн үргэлжлэх хугацаа, 100 ... 2500 ажлын мөчлөгтэй 1 мВ - 3 В хүчдэлийг шууд хэмждэг.

Цагаан будаа. 3.11.тИмпульсийн вольтметрийн бүтцийн диаграмм

Өргөн хүрээний хугацаанд (наносекундээс миллисекунд хүртэл) бага хүчдэлийг хэмжихийн тулд автомат нөхөн олговрын аргын үндсэн дээр ажилладаг вольтметрийг ашигладаг.

Цахим дижитал вольтметр нь аналогиас ихээхэн давуу талтай:

Хэмжилтийн өндөр хурд;

Операторын субъектив алдаа гарах магадлалыг арилгах;

Бага хэмжээний алдаа багассан.

Эдгээр давуу талуудаас шалтгаалан тоон электрон вольтметрийг хэмжихэд өргөн ашигладаг. Зураг 3.12-т дижитал вольтметрийн хялбаршуулсан блок диаграммыг үзүүлэв.

Цагаан будаа. 3.12. Тоон вольтметрийн хялбаршуулсан блок диаграмм

оролтын төхөөрөмжих хэмжээний оролтын эсэргүүцэл үүсгэх, хэмжилтийн хязгаарыг сонгох, хөндлөнгийн оролцоог багасгах, автомат илрүүлэлтхэмжсэн тогтмол хүчдэлийн туйлшрал. Хувьсах гүйдлийн вольтметрүүдэд оролтын төхөөрөмж нь хувьсах гүйдлийн тогтмол гүйдлийн хүчдэл хувиргагчийг агуулдаг.

Гарцаас оролтын төхөөрөмжхэмжсэн хүчдэлийг хэрэглэнэ аналоги дижитал хөрвүүлэгч(ADC), хүчдэлийг цахилгаан код эсвэл импульсийн хэлбэрээр дижитал (дискрет) дохио болгон хувиргадаг бөгөөд тэдгээрийн тоо нь хэмжсэн хүчдэлтэй пропорциональ байна. Үр дүн нь онооны самбар дээр харагдана. дижитал үзүүлэлт.Бүх блокуудын ажиллагааг хянадаг хяналтын төхөөрөмж.

Дижитал вольтметрүүд нь ADC-ийн төрлөөс хамааран импульсийн код, импульсийн хугацаа, импульсийн давтамж, орон зайн кодчилол гэсэн дөрвөн бүлэгт хуваагддаг.

Одоогоор өргөн хэрэглэгддэг цаг хугацааны импульсийн тоон вольтметр , хувиргагчид нь хэмжсэн хүчдэлийг тодорхой давталтын хурдтай импульсээр дүүрсэн пропорциональ хугацааны интервал болгон завсрын хувиргах ажлыг гүйцэтгэдэг. Энэхүү хөрвүүлэлтийн үр дүнд ADC-ийн оролт дахь хэмжилтийн мэдээллийн салангид дохио нь импульс тоолох багц хэлбэртэй байдаг бөгөөд тэдгээрийн тоо нь хэмжсэн хүчдэлтэй пропорциональ байна.

Цагийн импульсийн вольтметрийн алдаа нь хэмжсэн дохионы салангид байдлын алдаа, тоолох импульсийн давтамжийн тогтворгүй байдал, харьцуулах хэлхээний мэдрэмжийн босго байгаа эсэх, харьцуулалтын оролт дахь хувиргасан хүчдэлийн шугаман бус байдал зэргээр тодорхойлогддог. хэлхээ.

Цагийн импульсийн вольтметрийг барихад хэлхээний шийдлүүдийн хэд хэдэн сонголт байдаг. Шугаман хэлбэлзэлтэй хүчдэлийн генератор (CLAY) бүхий импульсийн вольтметрийн ажиллах зарчмыг авч үзье.

Зураг 3.13-т ШАВАР бүхий дижитал цаг-импульсийн вольтметрийн блок диаграмм ба түүний ажиллагааг тайлбарласан цаг хугацааны диаграммуудыг үзүүлэв.

Хөрвүүлэгчийн гаралт дээрх хэмжилтийн мэдээллийн салангид дохио нь импульсийн тоолох багц хэлбэртэй бөгөөд тэдгээрийн тоо нь оролтын хүчдэлийн утгатай пропорциональ байна. . CLAY-ийн гаралтаас харьцуулах төхөөрөмжийн 1-р оролт хүртэл цаг хугацааны явцад шугаман нэмэгдэж буй хүчдэлийг нийлүүлдэг. Харьцуулагч II-ийн оролт 2 нь орон сууцанд холбогдсон.

Тэнцүү байдлын үед II харьцуулах төхөөрөмжийн оролт ба түүний гаралт дээр импульс гарч ирэх бөгөөд энэ нь гох (T)-ийн нэг оролтод үйлчилдэг бөгөөд түүний гаралт дээр дохио гарч ирдэг. Харьцуулагч II-ийн гаралтаас ирэх импульсээр гох нь анхны байрлалдаа буцаж ирдэг. Энэ дохио нь шугаман нэмэгдэж буй хүчдэл ба хэмжсэн хүчдэлийн тэнцүү байх үед гарч ирдэг. Ийнхүү үүссэн дохио нь үргэлжлэх хугацаатай (хаана — хувиргах коэффициент) нь AND логик үржүүлэх хэлхээний 1-р оролт руу тэжээгддэг ба 2-р оролт нь импульсийн тоолох генератор (GSI) -аас дохио хүлээн авдаг. Импульс давтамжтайгаар дагалддаг. Хоёр оролт дээр импульс байх үед импульсийн дохио гарч ирдэг, жишээлбэл. гох гаралтын үед дохио байгаа үед тоолох импульс дамждаг.

Цагаан будаа. 3.13. Бүтцийн схем (а)болон цаг хугацааны графикууд (б) CLAY бүхий дижитал цаг-импульсийн вольтметр

Импульсийн тоолуур нь дамжуулагдсан импульсийн тоог тоолдог (хувиргах коэффициентийг харгалзан). Хэмжилтийн үр дүнг дижитал үзүүлэлтийн самбар (DI) дээр харуулна. Дээрх томьёо нь импульс тоолох харагдах байдал болон интервалын эхлэл ба төгсгөлийн хооронд үл нийцэхээс шалтгаалсан ялгах алдааг тооцдоггүй.

Нэмж дурдахад хөрвүүлэх коэффициентийн шугаман бус хүчин зүйлээс шалтгаалан том алдаа гарч ирдэг . Үүний үр дүнд тоон импульсийн CLAY вольтметрүүд нь дижитал вольтметрүүдийн дунд хамгийн бага нарийвчлалтай байдаг.

Хос интеграл дижитал вольтметрүйл ажиллагааны зарчмаар цаг хугацааны импульсийн вольтметрээс ялгаатай. Тэдгээрийн дотор хэмжилтийн мөчлөгийн үед хоёр цагийн интервал үүсдэг - ба . Эхний интервалд хэмжсэн хүчдэлийг нэгтгэх боломжтой , хоёр дахь нь - лавлагаа хүчдэл. Хэмжилтийн мөчлөгийн хугацааг оролтын үед ажиллаж буй дуу чимээний хугацааны хэд хэдэн удаа урьдчилан тохируулсан бөгөөд энэ нь вольтметрийн дуу чимээний дархлааг сайжруулахад хүргэдэг.

Зураг 3.14-т давхар интеграл бүхий дижитал вольтметрийн блок диаграмм ба түүний ажиллагааг тайлбарласан хугацааны диаграммыг үзүүлэв.

Цагаан будаа. 3.14. Бүтцийн схем (а)болон цаг хугацааны графикууд (6) давхар нэгтгэсэн дижитал вольтметр

At (хэмжилтийн эхэнд) хяналтын төхөөрөмж нь үргэлжлэх хугацаатай тохируулсан импульс үүсгэдэг

, (3.21) түлхүүрийг 2-р байрлалд шилжүүлж, үлгэр жишээ хүчдэлийн (ION) эх үүсвэрээс интеграторт өгсөн сөрөг хүчдэл тэгтэй тэнцүү болж, харьцуулагч нь гох руу дохио өгч, сүүлчийнх нь анхны байдалд нь буцаана. муж. Гох гаралтын үед үүссэн хүчдэлийн импульс

; ; (3.25)

Хэмжилтийн үр дүнгийн алдаа нь хэд хэдэн параметрээс хамаарахгүй (код-импульсийн вольтметр шиг) зөвхөн жишиг хүчдэлийн түвшнээс хамаардаг болохыг олж авсан харилцаанаас харж болно, гэхдээ энд бас ялгах алдаа гардаг.

Давхар интеграцийн вольтметрийн давуу тал нь дуу чимээ ихтэй, өндөр нарийвчлалын ангилал (0.005-0.02%), ШАВАР вольтметртэй харьцуулахад.

Тоон вольтметрүүд нэгдсэнмикропроцессорыг нэгтгэсэн ба вольтметрийг хэлнэ шилдэг ангинарийвчлал. Тэдний ажиллах зарчим нь битийн тэнцвэржүүлэх, импульсийн цагийг нэгтгэх хувиргалтын аргууд дээр суурилдаг.

Ийм вольтметрийн хэлхээнд багтсан микропроцессор болон нэмэлт хөрвүүлэгч нь төхөөрөмжийн чадавхийг өргөжүүлж, хэмжилтийн хувьд бүх нийтийн болгодог. их тоопараметрүүд. Ийм вольтметр нь шууд ба ээлжит гүйдлийн хүчдэл, гүйдлийн хүч, резисторын эсэргүүцэл, хэлбэлзлийн давтамж болон бусад үзүүлэлтүүдийг хэмждэг. Осциллографтай хамт хэрэглэхэд тэдгээр нь цаг хугацааны параметрүүдийг хэмжих боломжтой: хугацаа, импульсийн үргэлжлэх хугацаа гэх мэт. Вольтметрийн хэлхээнд микропроцессор байгаа нь хэмжилтийн алдааг автоматаар засах, эвдрэлийг оношлох, автомат тохируулга хийх боломжийг олгодог.

Зураг 3.15-д нэгдсэн микропроцессортой тоон вольтметрийн блок диаграммыг үзүүлэв.

Цагаан будаа. 3.15. Нэгдсэн микропроцессор бүхий тоон вольтметрийн бүтцийн диаграмм

Тохиромжтой хөрвүүлэгчдийн тусламжтайгаар дохиог хэвийн болгох блок нь оролтын хэмжсэн параметрүүдийг (97 хуудас) нэгдмэл дохио болгон хувиргадаг бөгөөд энэ нь давхар интеграцийн аргаар хөрвүүлэлтийг гүйцэтгэдэг ADC-ийн оролтод тэжээгддэг. Тухайн төрлийн хэмжилтийн хувьд вольтметрийн ажиллах горимын сонголтыг дэлгэцтэй ADC хяналтын нэгж гүйцэтгэдэг. Ижил блок нь хэмжилтийн системийн хүссэн тохиргоог хангадаг.

Микропроцессор нь удирдлагын нэгжийн суурь бөгөөд ээлжийн регистрээр дамжуулан бусад нэгжүүдтэй холбогддог. Хяналтын самбар дээр байрлах товчлуур нь микропроцессорыг удирддаг. Хяналтыг мөн холбогдсон холбооны сувгийн стандарт интерфейсээр дамжуулан хийж болно. Зөвхөн уншигдах санах ой (ROM) нь микропроцессорын програмыг хадгалдаг бөгөөд энэ нь санамсаргүй санах ой (RAM) ашиглан хэрэгждэг.

Баригдсан өндөр тогтвортой, нарийвчлалтай эсэргүүцэлтэй хүчдэлийн лавлагаа хуваагч, дифференциал өсгөгч (DU) болон олон тооны гадаад элементүүд (унтрагч, горим сонгогч, хүчдэлийн лавлах нэгж) ) шууд хэмжилт хийх. Бүх блокууд нь цаг үүсгэгчийн дохиогоор синхрончлогддог.

Микропроцессор болон хэд хэдэн нэмэлт хөрвүүлэгчийг вольтметрийн хэлхээнд оруулснаар автомат алдаа засах, автомат тохируулга хийх, эвдрэлийн оношлогоо хийх боломжтой болно.

Дижитал вольтметрийн үндсэн параметрүүд нь хөрвүүлэх нарийвчлал, хөрвүүлэх хугацаа, оролтын утгын өөрчлөлтийн хязгаар, мэдрэмж юм.

Хөрвүүлэлтийн нарийвчлалнь гаралтын кодын битийн тоогоор тодорхойлогддог түвшний квантчлалын алдаагаар тодорхойлогддог.

Тоон вольтметрийн алдаа нь хоёр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй. Эхний бүрэлдэхүүн хэсэг (үржүүлэх) нь хэмжсэн утгаас хамаардаг, хоёр дахь бүрэлдэхүүн хэсэг (нэмэлт) нь хэмжсэн утгаас хамаардаггүй.

Ийм дүрслэл нь аналог хэмжигдэхүүнийг хэмжих салангид зарчимтай холбоотой байдаг, учир нь квантчлах явцад хязгаарлагдмал тооны квантчлалын түвшингээс шалтгаалж үнэмлэхүй алдаа гардаг. Хүчдэл хэмжих үнэмлэхүй алдааг дараах байдлаар илэрхийлнэ

тэмдэг) эсвэл (тэмдэг), (3.27)

бодит харьцангуй хэмжилтийн алдаа хаана байна;

- хэмжсэн хүчдэлийн утга;

— сонгосон хэмжилтийн хязгаар дахь эцсийн утга;

ттэмдэг - CI-ийн хамгийн бага ач холбогдол бүхий цифрийн нэгжээр тодорхойлсон утга (нэмэлт ялгах алдаа). Харьцангуй хэмжилтийн үндсэн алдааг өөр хэлбэрээр илэрхийлж болно.

(3.2)

Хаана а, бтөхөөрөмжийн нарийвчлалын ангиллыг тодорхойлдог тогтмол тоонууд.

Алдааны эхний нэр томъёо (а)төхөөрөмжийн уншилтаас хамаарахгүй бөгөөд хоёр дахь нь (б)буурах тусам нэмэгддэг .

Хөрвүүлэх хугацаааналог утгыг дижитал код болгон хөрвүүлэхэд шаардагдах хугацаа юм.

Оролтын утгын өөрчлөлтийн хязгаар — Эдгээр нь цифрүүдийн тоо болон хамгийн бага оронгийн "жин"-ээр бүрэн тодорхойлогддог оролтын утгыг хөрвүүлэх мужууд юм.

Мэдрэмж(нарийвчлал) нь хувиргагчаар тодорхойлогддог оролтын хувьсагчийн утгын хамгийн бага өөрчлөлт юм.

Гол руу хэмжилзүйн шинж чанармэдэх шаардлагатай вольтметрүүд зөв сонголттөхөөрөмж нь дараах шинж чанартай:

Хэмжсэн хүчдэлийн параметр (rms, далайц);

Хүчдэл хэмжих хүрээ;

Давтамжийн хүрээ;

Хэмжилтийн зөвшөөрөгдөх алдаа;

Оролтын эсэргүүцэл () .

Эдгээр шинж чанаруудыг доор харуулав техникийн тодорхойлолтболон төхөөрөмжийн паспорт.

Ийм ур чадвар нь өдөр бүр хэрэг болдоггүй ч гаралтын хүчдэлийг мультиметрээр хэрхэн шалгах, тэр үед юу харуулах ёстойг урьдчилан мэдэх нь дээр. Хүчдэлээс гадна электрон шалгагч нь утаснуудын гүйдлийн хүч ба эсэргүүцлийг хэмжих чадвартай бөгөөд үүний тулд төхөөрөмж дээрх залгуурын холболтыг солих шаардлагатай. Тэдний төлөө зөв холболтболгоомжтой байх хэрэгтэй - хэмжилтийг буруу хийсэн бол богино холболт үүснэ.

Бага зэрэг онол - хэмжих хэрэгсэл хэрхэн холбогдсон талаар

Цахим мультиметр нь хэд хэдэн зүйлийг нэгтгэдэг янз бүрийн төхөөрөмж, тэдгээр нь хэлхээний хэсэгт янз бүрийн аргаар холбогдсон байдаг. Үүнийг зөв ашиглахын тулд та хүчдэлийг хэрхэн хэмжиж, гүйдэл хэрхэн хэмжиж, төхөөрөмжийг хэрхэн зөв холбох талаар мэдэх хэрэгтэй.

Утаснууд нь зүгээр л ажиллаж байгаа тэжээлийн эх үүсвэрт холбогдсон үед тэдгээр нь гарч ирнэ цахилгаан хүчдэл, үүнийг нэмэх ба хасах (фаз ба тэг) хооронд хэмжиж болно. Энэ нь хүчдэлийг сүлжээнд холбогдсон ачаалал (ажлын төхөөрөмж) болон түүнгүйгээр хэмжиж болно гэсэн үг юм.

Утаснууд дахь цахилгаан гүйдэл нь хэлхээ хаалттай үед л гарч ирдэг - зөвхөн дараа нь нэг туйлаас нөгөө туйл руу урсаж эхэлдэг. Үүний зэрэгцээ холбогдох үед одоогийн хэмжилтийг хийдэг хэмжих хэрэгсэлдараалсан. Энэ нь гүйдэл нь төхөөрөмжөөр дамжих ёстой бөгөөд зөвхөн энэ тохиолдолд түүний утгыг хэмжих боломжтой болно гэсэн үг юм.

Мэдээжийн хэрэг, хэмжих төхөөрөмж нь хэмжиж буй одоогийн хүч чадалд нөлөөлөхгүйн тулд мультиметрийн эсэргүүцэл аль болох бага байх ёстой. Үүний дагуу хэрэв төхөөрөмжийг одоогийн хүчийг хэмжихээр тохируулсан бөгөөд алдаагаар хүчдэлийг хэмжих гэж оролдвол богино холболт үүснэ. Үнэн бол энд бүх зүйл тодорхой биш байна - орчин үеийн цахим мультиметрээр гүйдэл ба хүчдэлийг хэмжих нь терминалуудыг төхөөрөмжид ижил холболтоор хийгддэг.

Хэрэв бид цахилгаан хэлхээний талаар ядаж сургуулийн өнгөц мэдлэгийг эргэн санавал хүчдэл ба гүйдлийн хүчийг хэмжих дүрмийг дараах байдлаар томъёолж болно: хэлхээний зэрэгцээ холбогдсон хэсгүүдэд хүчдэл ижил, гүйдлийн хүч нь цуваа холболтдамжуулагчид.

Алдаа гарахаас зайлсхийхийн тулд хэмжилт хийхээс өмнө мультиметр болон түүний горим шилжүүлэгчийн контактуудын ойролцоо байрлуулсан тэмдэглэгээг шалгах шаардлагатай.

Мультиметрийн масштабын тэмдэглэгээ

At янз бүрийн загваруудтөхөөрөмжүүд нь өөрийн гэсэн шинж чанартай байдаг, гэхдээ тэдгээрийн үндсэн боломжууд нь ойролцоогоор ижил байдаг, ялангуяа төсвийн загварт зориулагдсан.

Хамгийн энгийн багажаар хэмжиж болно:

• ACV - хувьсах хүчдэл. Энэ хэлтэст шилжүүлэгчийг тохируулах нь мультиметрийг ихэвчлэн 750 ба 200 вольт хүртэл хүчдэлийн шалгагч болгон хувиргадаг;
• DCA - шууд гүйдлийн хүч. Энд та болгоомжтой байх хэрэгтэй - олон төсвийн төхөөрөмжүүдийн хувьд хэмжилтийн хязгаар нь 2000μ (микроампер) ба 200м (миллиампер) байдаг бөгөөд залгуурыг хүчдэлийг хэмжихтэй ижил терминалд үлдээх ёстой бөгөөд хэрэв гүйдлийг хэмжсэн бол. 10 ампер хүртэл, дараа нь залгуурыг тохирох тэмдэглэгээтэй өөр терминал руу шилжүүлнэ.
• 10А - тогтмол гүйдэл 200 миллиамперээс 10 ампер хүртэл. Ихэвчлэн төхөөрөмж дээр энэ горимыг асаахад залгуурыг дахин тохируулах шаардлагатай гэж зурсан байдаг.
• hFe - транзисторыг шалгах.
• >l - диодын бүрэн бүтэн байдлыг шалгах боловч ихэнхдээ энэ функцийг утсан холболт болгон ашигладаг.
• Ω - утас ба резисторын эсэргүүцлийг хэмжих. 200 Ом-оос 2000 кило Ом хүртэлх мэдрэмж.
• DCV - шууд хүчдэл. Мэдрэмжийг 200 милливольтоос 1000 вольт хүртэл тохируулна.

Мультиметрийн холбогчдод хоёр утас ихэвчлэн холбогдсон байдаг - хар ба улаан. Тэдгээрийн залгуурууд нь адилхан бөгөөд өнгө нь зөвхөн хэрэглэгчийн тав тухыг хангах үүднээс өөр өөр байдаг.

Утасны эсэргүүцлийн хэмжилт

Энэ бол үйл ажиллагааны хамгийн энгийн горим юм - үнэндээ та эсэргүүцлийг хэмжиж, мултиметрийн датчикийг төгсгөлд нь хүрэх шаардлагатай утас авах хэрэгтэй.

Эсэргүүцлийн хэмжилт нь мультиметрийн дотор байгаа тэжээлийн эх үүсвэрээс шалтгаална - төхөөрөмж нь хэлхээн дэх хүчдэл ба гүйдлийг хэмжиж, Ом-ын хуулийн дагуу эсэргүүцлийг тооцоолно.

Эсэргүүцлийг хэмжихэд хоёр нюанс байдаг.

1. Мультиметр нь хэмжиж буй утасны эсэргүүцлийн нийлбэрийг түүнд хүрч буй датчикуудын хамт харуулна. Хэрэв шаардлагатай бол тодорхой утгууд, дараа нь датчикийн утсыг эхлээд хэмжиж, дараа нь олж авсан үр дүнг нийт дүнгээс хасах хэрэгтэй.
2. Утасны ойролцоогоор эсэргүүцлийг урьдчилан тооцоолоход хэцүү байдаг тул төхөөрөмжийн мэдрэмжийг бууруулах замаар хэмжилт хийхийг зөвлөж байна.

Хүчдэл хэмжилт

Ихэвчлэн энэ тохиолдолд гаралтын хүчдэлийг хэрхэн хэмжих эсвэл зүгээр л байгаа эсэхийг шалгах даалгавар байдаг. Юуны өмнө шалгагч өөрөө бэлтгэгдсэн - хар утсыг COM гэж тэмдэглэсэн терминал руу оруулдаг - энэ нь хасах буюу "газар" юм. Улаан өнгийг "V" үсэг бүхий терминалд оруулдаг: энэ нь ихэвчлэн бусад тэмдэгтүүдийн хажууд бичигддэг бөгөөд ֪– VΩmA шиг харагддаг. Мультиметрийн горимыг сонгох дугуйны ойролцоо хязгаарын утгыг харуулав - 750 ба 200 вольт (ACV гэсэн шошготой хэсэгт). Гаралтын хүчдэлийг хэмжихдээ хүчдэл нь ойролцоогоор 220 вольт байх ёстой тул унтраалга 750-д тохируулагдсан байна.

Хэрэв энэ тохиолдолд та хэмжилтийн хязгаарыг 200 вольтоор тохируулсан бол төхөөрөмжийг гэмтээх магадлал бий.

Төхөөрөмжийн дэлгэц дээр тэг гарч ирнэ - төхөөрөмж ажиллахад бэлэн байна. Одоо та датчикуудыг залгуурт оруулж, одоо ямар хүчдэл байгаа, тэнд байгаа эсэхийг олж мэдэх хэрэгтэй. Хувьсах гүйдлийн сүлжээнд хүчдэлийг хэмжих шаардлагатай тул аль датчик нь фаз руу хүрэх, аль нь тэг байх нь ялгаагүй - дэлгэц дээрх үр дүн өөрчлөгдөхгүй - 220 (+/-) вольт, хэрэв хүчдэл байгаа бол. гаралтын хэсэгт эсвэл байхгүй бол тэг. Хоёр дахь тохиолдолд та болгоомжтой байх хэрэгтэй - хэрэв залгуурт тэг байхгүй бол төхөөрөмж зүгээр л залгуур ажиллахгүй байгааг харуулах тул цахилгаан цочрол авахгүйн тулд цахилгааныг шалгах нь гэмтээхгүй. хүчдэлийн мэдрэгч бүхий контактууд.

Хэмжилтийг ижил аргаар гүйцэтгэдэг тогтмол хүчдэл- цорын ганц ялгаа нь хар утастай датчик нь хасах, улаан нь нэмэх (хэрэв тэдгээр нь төхөөрөмжийн терминалуудтай зөв холбогдсон бол) хүрэх ёстой. Мэдээжийн хэрэг горимын залгахыг DCV хэсэгт шилжүүлэх ёстой.

Хувьсах гүйдлийн хүчдэлийг хэмжихтэй адил сайхан шинж чанар энд байна: үнэндээ хүчдэлийг тодорхойлохдоо та хасах ба нэмэх хоёрыг хар датчикаар хүрч болно - хэрэв та туйлшралыг эргүүлбэл зөв үр дүн дэлгэц дээр гарч ирнэ. төхөөрөмж, гэхдээ хасах тэмдэгтэй.

Эдгээр нь ямар ч төхөөрөмж эсвэл залгуурт байгаа хүчдэлийг мультиметрээр хэмжихээс өмнө мэдэх шаардлагатай бүх шинж чанарууд юм.

Одоогийн хэмжилт

Ферм нь хувьсах гүйдлийн хүчийг хэмжих төхөөрөмжийн чадварыг харуулсан A~ тэмдэгтэй харьцангуй сайн мультиметртэй бол сайн. Хэрэв төсвийн хэрэгслийг хэмжихэд ашигладаг бол түүний масштаб дээр зөвхөн DCA (шууд гүйдэл) тэмдэг байх бөгөөд үүнийг ашиглахын тулд нэмэлт залруулга хийх шаардлагатай болно. цахилгаан хэлхээг бий болгох үндсийг санаарай.

Хэрэв төхөөрөмж "хайрцагнаас гадуур" ээлжит гүйдлийг хэмжиж чаддаг бол ерөнхийдөө бүх зүйл хүчдэлийг хэмжихтэй ижил аргаар хийгддэг боловч мультиметр нь ачаалалтай, жишээлбэл, улайсдаг чийдэнтэй цувралаар холбогдсон байдаг. Тэдгээр. залгуурын эхний холбогчоос утас нь мультиметрийн эхний датчик руу явдаг - хоёр дахь датчикаас утас нь чийдэнгийн суурь дээрх эхний контакт руу очдог - залгуурын хоёр дахь контактаас утас нь хоёр дахь руу очдог. залгуур холбогч. Хэлхээ хаагдах үед мультиметр нь чийдэнгээр урсах гүйдлийн хэмжээг харуулна.

Энэ видеоноос гүйдлийг хэмжих талаар илүү ихийг мэдэж аваарай:

Хэмжих төхөөрөмжийг өөрөө сүйтгэхгүйн тулд одоогийн хүчийг ямар хэмжүүрээр хэмжих шаардлагатайг дор хаяж ойролцоогоор төсөөлөх шаардлагатай байдаг.

Хувьсах гүйдлийг вольтметрээр хэмжих

Хэрэв та ээлжит гүйдлийн хүчийг хэмжих шаардлагатай бол ийм функцгүй төсвийн мультиметр байгаа бол маневр ашиглан хэмжилтийн аргыг ашиглан нөхцөл байдлаас гарах боломжтой. Үүний утгыг I \u003d U / R томъёогоор харуулав, I нь одоогийн хүч чадал, U нь дамжуулагчийн орон нутгийн хүчдэл, R нь энэ хэсгийн эсэргүүцэл юм. Хэрэв R нь нэгтэй тэнцүү бол хэлхээний хэсэг дэх гүйдлийн хүч нь хүчдэлтэй тэнцүү байх нь томъёоноос тодорхой харагдаж байна.

Хэмжихийн тулд та 1 ом эсэргүүцэлтэй дамжуулагчийг олох хэрэгтэй - энэ нь трансформаторын нэлээд урт утас эсвэл цахилгаан зуухнаас спираль хэсэг байж болно. Утасны эсэргүүцэл, өөрөөр хэлбэл. түүний уртыг шалгагч зохих туршилтын горимд тохируулна.

Үр дүн нь дараах хэлхээ юм (ачааллын улайсдаг чийдэн шиг):

1. Сокетийн эхний холбогчоос утас нь шунтны эхэнд очдог бөгөөд мультиметрийн датчикуудын нэг нь энд холбогдсон байна.
2. Мультиметрийн хоёр дахь датчик нь шунтын төгсгөлд холбогдсон бөгөөд энэ үеэс утас нь чийдэнгийн суурийн эхний контакт руу шилждэг.
3. Дэнлүүний суурийн хоёр дахь контактаас утас нь залгуурын хоёр дахь залгуур руу ордог.

Мультиметрийг хувьсах хүчдэлийн хэмжилтийн горимд тохируулсан. Шунттай холбоотойгоор энэ нь зэрэгцээ холбогдсон бөгөөд ингэснээр бүх дүрмийг хангасан болно. Асаах үед энэ нь шунтаар дамжих гүйдэлтэй тэнцүү хүчдэлийг харуулах бөгөөд энэ нь эргээд ачаалалтай ижил байна.

Энэ хэмжилтийн аргын талаар видео бичлэг дээр:

Үр дүнд нь

Төсвийн бүх нийтийн хэмжих хэрэгсэл ч гэсэн - мультиметр нь хангалттай өргөн хүрээнд хэмжих боломжийг олгодог гэрийн хэрэглээ. Гэхдээ төхөөрөмж худалдан авахдаа та дор хаяж хэрэгтэй ерөнхий утгаарааямар зорилгоор ашиглахыг төсөөлөөд үз дээ - бага зэрэг илүү төлөх нь илүү зөв байж болох ч үр дүнд нь түүнд өгсөн аливаа ажлыг гүйцэтгэх чадвартай шалгагч "гарт" байх болно. Түүнчлэн, үүнийг ашиглахаасаа өмнө барилгын үндсэн зарчмуудыг дор хаяж ерөнхий ойлголттой болгох нь гэмтээхгүй. цахилгаан хэлхээмөн цахилгаан хэмжих хэрэгсэл ашиглах.

Та яагаад орон сууц эсвэл байшиндаа хүчдэлийг өөрөө хэмжих хэрэгтэйг би шууд хэлье.

Нэгдүгээрт, зөв ​​эсэхийг шалгахын тулд цахилгааны залгуур, унтраалга, чийдэн - Бид тэдгээрийн контактууд дээр хүчдэл байгаа эсэхийг шалгадаг бөгөөд энэ нь гэрийн цахилгаан сүлжээний хүлцэл бүхий 220 вольттой тохирч байх ёстой.

ХоёрдугаартХэрэв цахилгааны утасн дахь хүчдэл нь зөвшөөрөгдөх хэмжээнээс хамаагүй өндөр байвал практикээс харахад энэ нь ихэвчлэн цахилгаан хэрэгсэл, гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл эвдрэх, чийдэн дэх чийдэнг шатаах шалтгаан болдог. Түүгээр ч зогсохгүй цахилгааны сүлжээнд хэт их хүчдэл үүсэх нь аюултай төдийгүй мэдээжийн хэрэг зөвшөөрөгдөх хүчдэлийн утгаас бага хэмжээгээр буурах нь аюултай бөгөөд ийм нөхцөлд хөргөгчийн компрессор эвдэрдэг. .

Хүчдэлийн зөвшөөрөгдөх хэмжээ, гүйдлийн шалтгаан.

ГОСТ 13109-ийн шаардлагын дагуу гэрийн цахилгааны сүлжээнд хүчдэлийн утга нь 220V ± 10% (198 вольтоос 242 вольт хүртэл) байх ёстой. Хэрэв танай байшин эсвэл орон сууцанд гэрэл бүдэгхэн шатаж, анивчих эсвэл ерөнхийдөө ихэвчлэн шатдаг бол энэ нь тогтвортой ажиллахгүй байна. Цахилгаан хэрэгсэлболон электроник Би бүх зүйлийг дээд зэргээр унтрааж, хүчдэлийн утгыг шалгахыг зөвлөж байнацахилгааны утаснуудад.

Хэрэв та цахилгаан гүйдэлд бүртгүүлсэн бол,дараа нь ихэвчлэн доор үе үе буурдаг хүлээн зөвшөөрөгдөх түвшинбайшин эсвэл гудамжны хөршүүд буруутай. Дэд станцаас ирж буй шугамд зөвхөн та холбогдоод зогсохгүй хөршүүдтэйгээ холбогддог. Энэ нь ихэвчлэн хувийн эсвэл бие даасан байшингууд, Хэрэв өөр хүн, тэр ч байтугай хэд хэдэн тохиолдолд эрчим хүчний хэрэглээний түвшинг үе үе өөрчилдөг нэг шугам дээр хүчирхэг хэрэглэгчийг асаадаг, жишээлбэл, гагнуурын машин, машин хэрэгсэл гэх мэт.

Хоёр дахь сонголтхүн бүрт нөлөөлдөг боловч илүү түгээмэл байдаг орон сууцны барилгууд. 380 вольтын бамбайд тэг шатвал бүх орон сууц цахилгаан эрчим хүчээ авч эхэлнэ. яаралтай горим. Түүнчлэн, үе шат бүрийн ачааллаас хамааран нэг орон сууцанд нөгөөд нь хэт хүчдэл үүснэ, эсрэгээр нь уналтанд орно.

Яагаад ийм зүйл болж байна вэ?Учир нь 3 фаз + тэг = газардуулгын дамжуулагч шалны бамбай дээр ирдэг. Орон сууц бүрийг нэг фаз, тэг, газардуулгатай холбосон (3 утас шугамын хувьд).

Орон сууцнууд нь янз бүрийн үе шатанд байрладаг, учир нь бүх 3 үе шатанд жигд ачааллыг хангах шаардлагатай. хэвийн үйл ажиллагаацахилгаан сүлжээг бүхэлд нь дэд станц руу . Тиймээс фазуудын хоорондох хүчдэл 380 вольт, фаз ба тэг хооронд () - 220 вольт.

Бүх тэг дамжуулагчийг нэг цэг дээр нэгтгэдэг (баруун талд байгаа диаграмыг харна уу), тэг дамжуулагч алга болоход (эвдрэх) бүх орон сууцыг үүнгүйгээр зөвхөн холбогдсон фазуудаар тэжээж эхэлдэг. од.

Шугаман ба фазын хүчдэл гэж юу вэ.

Эдгээр ойлголтуудын талаархи мэдлэг нь цахилгаан хавтан болон 380 вольтын хүчдэлтэй цахилгаан төхөөрөмжтэй ажиллахад маш чухал юм. Танд байгаа бол энгийн орон сууцмөн та цахилгаан самбар дээр ажиллахгүй бол энэ догол мөрийг алгасаж болноУчир нь таны орон сууцанд зөвхөн 220 вольтын фазын хүчдэл байдаг.

Ихэнх хувийн болон хувийн байшинд зөвхөн 2 () цахилгаан самбар эсвэл тоолуурт ирдэг эсвэл 3 (+ газардуулга) утас, энэ нь таны орон сууц, байшинд 220 вольтын хүчдэл байгаа гэсэн үг юм. Гэхдээ 4 эсвэл 5 утас орж ирвэл энэ нь таны байшин (гаражид, ялангуяа оффисуудад тохиолддог) 380 вольтын сүлжээнд холбогдсон гэсэн үг юм.

Цахилгаан шугамын гурван фазын аль ч хоёрын хоорондох хүчдэлийг шугаман гэж нэрлэдэг ба аль ч фаз ба тэг фазын хоорондох хүчдэл.

Манай орны хувьд цахилгаан хэрэглэгчдийн шугаман хүчдэл нь 380 вольт (фаз хооронд хэмжигддэг), фазын хүчдэл нь 220 вольт байна. Зүүн талд байгаа зургийг харна уу.

Манай улсын цахилгааны системд бусад үнэт зүйлс байдаг, гэхдээ фаз нь шугаманаас үргэлж гурвын квадрат язгуураар бага байна.

Хүчдэлийг хэрхэн шалгах вэ.

Цахилгаан гүйдлийн хүчдэлийг хэмжихийн тулд дараахь зүйлийг ашиглана. хэмжих хэрэгсэл:

1. ВольтметрФизикийн хичээлээс эхлээд бүгд сайн мэддэг. Энэ нь өдөр тутмын амьдралд хэрэглэгддэггүй.
2. мультиметргүйдэл ба хүчдэлийн хэмжээг хэмжих зэрэг олон үүрэг гүйцэтгэдэг. Би манай нийтлэлийг уншихыг зөвлөж байна: "".
3. Шалгагч- мультиметртэй адил, зөвхөн механик заагч загвар.

Анхаар, шууд гүйдлийн эх үүсвэрийг хэмжихдээ () туйлшралыг ажиглах ёстой.

Сокет, чийдэнгийн залгуур гэх мэт хүчдэлийг хэрхэн хэмжих вэ.

Болгоомжтой байгаарай -ажил дарамт дор хийгддэг тусгаарлагчгүй контактууд болон хүчдэлийн утаснуудад гараараа хүрч болохгүй.

Цахилгааныг бид өгөгдсөн зүйл гэж ойлгодог бөгөөд гэрэл, компьютер эсвэл асаах үед цахилгаан хүчдэл гэж юу болох, түүний физик мөн чанар юу болохыг хэн ч боддоггүй. угаалгын машин. Үнэн хэрэгтээ энэ нь маш их зүйлийг хүртэх ёстой илүү анхаарал, мөн энэ нь үхэлд хүргэж болзошгүй учраас төдийгүй хүн төрөлхтөн энэ төрлийн энергийг эзэмшиж, чанарын соёл иргэншлийн үсрэлт хийсэнтэй холбоотой юм.

Хамгийн их нэгийг нь санацгаая сонирхолтой мөчүүдсургуулийн физикийн хичээл дээр багш дискээ эргүүлэх үед цахилгаан машин, мөн металл бөмбөлгүүдийн хооронд оч үсэрлээ. Ийм л байна харагдах тусгал байгалийн үзэгдэлцахилгаан гүйдэл гэж нэрлэдэг. Энэ нь нэг бөмбөлөг дээр сөрөг цэнэгтэй ионууд их, нөгөө талд нь бага байдаг нь боломжит зөрүүг үүсгэдэг, өөрөөр хэлбэл Байгалийн үндсэн хууль болох энерги хэмнэлтийг зөрчиж байгаатай холбоотой юм.

Сөрөг цэнэгтэй бөөмс нь тэдгээрийн цөөн байгаа газар руу шилжих хандлагатай байдаг бөгөөд ингэснээр ялгааг хүчингүй болгодог. Мэдээжийн хэрэг, электронууд туйл гэж нэрлэгддэг цэнэглэгдсэн бөмбөлгүүдийн хооронд тэр чигээрээ явдаггүй. Тэдний зам нь болор тороор хязгаарлагддаг бөгөөд зангилаа нь орхиж чадахгүй. Гэхдээ тэд хөрш зэргэлдээх бөөмсийг цохиж, гинжин хэлхээний дагуу импульсийг цааш дамжуулж, домино эффект үүсгэдэг. Ийм мөргөлдөөн бүр нь эрчим хүчний өсөлтийг бий болгодог бөгөөд үүний улмаас систем нь тайван байдлаас өдөөгдсөн төлөвт шилждэг бөгөөд үүнийг цахилгаан хүчдэл гэж нэрлэдэг.

Цэнэглэгдсэн бөөмсийг хүчээр жолоодох

Цахилгаан хүчдэл ба гүйдлийг ажиллуулахын тулд хүн туйлуудын хоорондох боломжит зөрүүг шинэчлэх хүчийг олж, болор торны хэсгүүдийн тасралтгүй мөргөлдөөнийг бий болгох шаардлагатай байв. Тэдгээрийн гурав нь байсан:

1. Цахилгаан соронзон индукц - соронзон орон дахь металуудын харилцан хамааралтай хөдөлгөөний үр дүнд гүйдэл үүсэх. Энэ нь шууд ба ээлжит гүйдлийн генераторуудад ашиглагддаг.
2. Боломжит ялгаанаас үүссэн цахилгаан химийн харилцан үйлчлэл болор торбодисууд. Батерей, тогтмол гүйдлийн батерейнд ашигладаг.
3. Халалтын үр дүнд электронуудын идэвхийг нэмэгдүүлдэг термохимийн урвал.

Цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн хөдөлгөөнийг үүсгэдэг хүчийг "цахилгаан хөдөлгөгч" (EMF-ийн товчлол) гэж нэрлэдэг бөгөөд диаграмм дээр "E" үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд ихэвчлэн тэжээлийн эх үүсвэр холбогдсон холбогчуудын мнемоник тэмдгүүдийг дагалддаг.

Вольт ба ампер

EMF ба хүчдэлийг вольтоор хэмждэг - гальваник батерейг албан ёсоор хүлээн зөвшөөрсөн зохион бүтээгч Италийн Алессандро Вольта нэрээр нэрлэгдсэн ердийн нэгж - шууд гүйдлийн эх үүсвэр. Энэ нь 1 жоуль ердийн энерги зарцуулсан бол цэнэгийн нэгжийг (кулон) шилжүүлэхэд хийх ажлын хэмжээ юм.

Гэсэн хэдий ч цахилгаан гүйдлийг хэмжих хоёр дахь нэгж байдаг - ампер, Францын физикч Андре-Мари Амперын нэрээр нэрлэгдсэн. Уламжлал ёсоор үүнийг одоогийн хүч гэж нэрлэдэг боловч "соронзон хөдөлгөгч хүч" гэсэн нэр томъёог ашиглах нь илүү зөв байдаг бөгөөд энэ нь хоёрдмол хүчийг бүрэн илэрхийлдэг. бие махбодьцэнэглэгдсэн бөөм.

Электроны соронзон ба цахилгаан орон нь харилцан нөхөх хандлагатай байдаг бөгөөд тэдгээрийн хамаарлыг I \u003d U / R томъёогоор тодорхойлсон Ом-ын хуулиар тодорхойлно. Хэрэв орчны эсэргүүцэл огцом буурвал (жишээлбэл, богино холбоос), дараа нь гүйдэл экспоненциалаар нэмэгддэг. Энэ нь харилцан хүчдэлийн уналт үүсгэдэг бөгөөд үүний үр дүнд систем тэнцвэрт байдалд ордог. Үүнтэй төстэй үр нөлөөг ажлын явцад харж болно. гагнуурын трансформаторнум үүсэх үед улайсдаг чийдэн бараг унтардаг.

Өөр нэг нөлөө бий: орчны өндөр эсэргүүцэлтэй үед ижил тэмдгийн цэнэг нь хүчдэл нь эгзэгтэй түвшинд хүрэх хүртэл ямар ч гадаргуу дээр хуримтлагддаг бөгөөд үүний дараа хамгийн их потенциалтай гадаргуугийн чиглэлд эвдрэл (одоогийн үүсэх) үүсдэг. ялгаа. Статик хүчдэл нь маш аюултай, учир нь цэнэг алдах үед хэдэн зуун ампер гүйдэл үүсгэж болно. Тиймээс металл бүтэц урт хугацаасоронзон орон дээр байрлах газардуулгатай байх ёстой.

Тогтмол уу эсвэл хувьсагч уу?

Хүчдэл нь цахилгааны статик бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд гүйдэл нь динамик, учир нь түүний чиглэл нь дамжуулагчийн төгсгөлд туйлшралын хамт өөрчлөгддөг. Энэ өмч нь дэлхий даяар цахилгаан эрчим хүчийг түгээхэд маш их хэрэгтэй болсон. Баримт нь энерги хадгалах ижил хуулийн дагуу орчны дотоод эсэргүүцлээс болж аливаа гүйдэл задардаг. Гэхдээ нэг чиглэлд хөдөлж буй электронуудын урсгалыг нэмэгдүүлэх нь маш хэцүү бөгөөд мөчлөгийн өөрчлөлтийн чиглэлийг өсгөх нь энгийн бөгөөд үүний тулд нэг цөм дээр хоёр ороомог бүхий трансформаторыг ашигладаг.

Хувьсах гүйдлийг олж авахын тулд цахилгаан үүсгүүрийн прототип дээрээ зэс дискийг үйл ажиллагааны талбарт эргүүлсэн Фарадейгийн нээсэн зарчмыг эргүүлэх шаардлагатай. байнгын соронз. Никола Тесла эсрэгээр нь хийсэн - тэрээр тогтмол ороомгийн дотор эргэдэг цахилгаан соронзон байрлуулж, гэнэтийн нөлөө үзүүлэв: яг одоо туйлууд төвийг сахисан шугамаар дамжин өнгөрч байна. соронзон оронхүчдэлийн далайц тэг болж буурч, дараа нь дахин өсөх боловч өөр тэмдэгтэй. Нэг эргэлтийн хувьд дамжуулагч дахь электронуудын хөдөлгөөний чиглэл хоёр удаа өөрчлөгдөж, ажлын үе шатыг бүрдүүлдэг. Тиймээс хувьсах гүйдлийг фазын гүйдэл гэж бас нэрлэдэг. Мөн түүнийг үүсгэдэг хүчдэл нь синусоид юм.

Никола Тесла бие биенээсээ 90 0 өнцгөөр байрладаг хоёр ороомог бүхий генераторыг бүтээсэн бөгөөд Оросын инженер М.О. Доливо-Добровольский статор дээр гурвыг байрлуулснаар сайжруулсан бөгөөд энэ нь цахилгаан машины тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлсэн. Үүний үр дүнд үйлдвэрлэлийн хувьсах гүйдэл нь гурван фазтай болсон.

Яагаад 220 вольт 50 Гц гэж?

Манай улсад айл өрхийн нэг фазын сүлжээ нь 220 вольт, 50 герц хүчдэлтэй байдаг. Эдгээр тоо гарч ирсэн шалтгаан нь маш сонирхолтой юм.

Дотоодын цахилгаан эрчим хүчийг хөгжүүлэх далдуу мод нь Томас Эдисоных юм. Никола Тесла хувьсах гүйдлийн тухай гайхалтай бүтээл хараахан болоогүй байсан тул тэрээр зөвхөн шууд гүйдлийг ашигласан.

Эхлээд цахилгаан хэрэгсэлнь улайсдаг нүүрстөрөгчийн судалтай чийдэн болж хувирав. Энэ нь 45 вольтын хүчдэл, хэлхээнд багтсан тогтворжуулагчийн эсэргүүцэлтэй үед хамгийн сайн ажилладаг бөгөөд өөр хорин вольтын тархалтыг хангадаг болохыг эмпирик судалгаагаар тогтоосон. Хоёр чийдэнг цувралаар асаах замаар ашиглалтын зөвшөөрөгдөх хугацааг баталгаажуулсан. Эдисоны хэлснээр өрхийн сүлжээнд нийт 110 вольт байх ёстой.

Гэсэн хэдий ч цахилгаан станцаас шууд гүйдлийг хэрэглэгчдэд шилжүүлэх нь маш их бэрхшээлтэй тулгарсан: нэг эсвэл хоёр миль явсны дараа тэр бүрэн бүдгэрчээ. Жоуль-Ленцийн хуулийн дагуу гүйдэл дамжуулах явцад дамжуулагчаас ялгарах дулааны хэмжээг дараахь томъёогоор тооцоолно: Q \u003d R. Би 2. Алдагдлыг дөрөв дахин бууруулахын тулд хүчдэлийг 220 вольт хүртэл нэмэгдүүлж, хоёр "нэмэх", нэг "хасах" гэсэн гурван дамжуулагчаас цахилгаан шугамыг барьсан. Хэрэглэгч ижил 110 вольтыг хүлээн авсан.

Никола Тесла ба Томас Эдисон нарын хоорондох "Урсгалын дайн" гэж нэрлэгддэг сөргөлдөөнийг алс хол зайд хамгийн бага алдагдалтай дамжуулах боломжтой тул ээлжлэн солихын тулд шийджээ. Гэсэн хэдий ч цахилгаан дамжуулагчийн хоорондох хүчдэл 220 хэвээр байгаа бөгөөд хэрэглэгчдэд нийлүүлсэн шугаман хүчдэл нь 127 вольт байв, учир нь 120 градусын фазын шилжилтийн улмаас хүчдэлийн далайц нь арифметик байдлаар нэмэгддэггүй, харин 1.73 - квадратаар үржүүлдэг. гурвын үндэс.

ЗХУ-д нэг үе шатанд 127 вольтын сүлжээг 60-аад оны эхэн үе хүртэл ашиглаж байсан. Дамжуулсан хүчийг нэмэгдүүлэхийн тулд хийсэн цахилгааны шугамыг сайжруулах явцад дизайнерууд Эдисонтой ижил замаар явсан - тэд хүчдэлийг нэмэгдүүлсэн.

Лавлах цэг нь 220 вольт байсан бөгөөд үүнийг фазын хооронд хэмжсэн. Энэ нь айл болсон. Үйлдвэрийн фазын 380 вольтын хүчдэлийг 220-ыг 1.73-аар үржүүлснээр олж авсан. 50 Гц давтамж нь минутанд 3 мянган чичиргээ, өөрөөр хэлбэл дизель хөдөлгүүр эсвэл өөр хөдөлгүүрийн тахир голын эргэлтийн оновчтой тоо юм. дотоод шаталт, AC машиныг жолооддог.

Одоо та хүчдэл ба цахилгаан гүйдэл гэж юу болох, тэдгээрийг ямар нэгжээр хэмжиж, бие биенээсээ хэрхэн хамааралтай болохыг, мөн яагаад таны гаралтын шугам яг 220 вольт байгааг мэдэж байна. Дээрх баримтууд нь эрдэм шинжилгээний шинж чанартай биш бөгөөд туйлын үнэн гэдгийг батлахгүй. Та энэ үзэгдлийн мөн чанарын талаар цахилгааны инженерийн сурах бичгүүдээс илүү ихийг мэдэж болно.