Содержание

Электрическое напряжение: определение, формула, вольтметр

 

Электрический ток – это проходящие через проводник электроны, несущие отрицательный заряд. Объем этого заряда или, иными словами, количество электричества характеризует силу тока. Мы знаем, что сила тока одинакова во всех местах цепи.

Электроны не могут исчезать или «спрыгивать» с проводов и нагрузки. Поэтому, силу тока мы можем измерить в любом месте электрической цепи. Однако, будет ли одинаковым действие тока на разные участки этой цепи? Давайте разберемся.

Проходя по проводам, ток лишь слегка их нагревает, однако не совершает при этом большой работы. Проходя же через спираль электрической лампочки, ток не просто сильно нагревает ее, он нагревает ее до такой степени, что она, раскаляясь, начинает светиться. То есть в данном случае ток совершает механическую работу, и довольно приличную работу. Ток тратит свою энергию. Электроны в том же количестве продолжают бежать дальше, но энергии у них уже поменьше.

Определение электрического напряжения

То есть электрическое поле должно было «протащить» электроны через нагрузку, и энергия, которая при этом израсходовалась, характеризуется величиной, называемой электрическим напряжением. Эта же энергия потратилась на какое-то изменение состояния вещества нагрузки. Энергия, как мы знаем, не пропадает в никуда и не появляется из ниоткуда. Об этом гласит Закон сохранения энергии. То есть, если ток потратил энергию на прохождение через нагрузку, эту энергию приобрела нагрузка и, например, нагрелась.

То есть, приходим к определению: напряжение электрического тока – это величина, показывающая, какую работу совершило поле при перемещении заряда от одной точки до другой. Напряжение в разных участках цепи будет различным. Напряжение на участке пустого провода будет совсем небольшим, а напряжение на участке с какой-либо нагрузкой будет гораздо большим, и зависеть величина напряжения будет от величины работы, произведенной током. Измеряют напряжение в вольтах (1 В). Для определения напряжения существует формула: 

U=A/q,

где U - напряжение,
A – работа, совершенная током по перемещению заряда q на некий участок цепи.

Напряжение на полюсах источника тока

Что касается напряжения на участке цепи – все понятно. А что же тогда означает напряжение на полюсах источника тока? В данном случае это напряжение означает потенциальную величину энергии, которую может источник придать току. Это как давление воды в трубах. Эта величина энергии, которая будет израсходована, если к источнику подключить некую нагрузку. Поэтому, чем большее напряжение у источника тока, тем большую работу может совершить ток.

Вольтметр

Для измерения напряжения существует прибор, называемый вольтметром. В отличие от амперметра, он подключается не произвольно в любом месте цепи, а параллельно нагрузке, до нее и после. В таком случае вольтметр показывает величину напряжения, приложенного к нагрузке. Для измерения напряжения на полюсах источника тока, вольтметр подключают непосредственно к полюсам прибора.

Нужна помощь в учебе?



Предыдущая тема: Сила тока: природа, формула, измерение амперметром
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspСопротивление тока: притяжение ядер, проводники и непроводники

Ток и напряжение. Виды и правила. Работа и характеристики

Ток и напряжение являются количественными параметрами, применяемыми в электрических схемах. Чаще всего эти величины меняются с течением времени, иначе не было бы смысла в действии электрической схемы.

Напряжение

Условно напряжение обозначается буквой

«U». Работа, затраченная на перемещение единицы заряда из точки, имеющей малый потенциал в точку с большим потенциалом, является напряжением между этими двумя точками. Другими словами, это энергия, освобождаемая после перехода единицы заряда от высокого потенциала к малому.

Напряжение еще могут называть разностью потенциалов, а также электродвижущей силой. Этот параметр измеряется в вольтах. Чтобы переместить 1 кулон заряда между двумя точками, которые имеют напряжение 1 вольт, нужно выполнить работу в 1 джоуль. Кулонами измеряются электрические заряды. 1 кулон равен заряду 6х1018 электронов.

Напряжение разделяется на несколько видов, в зависимости от видов тока:
  • Постоянное напряжение. Оно присутствует в электростатических цепях и цепях постоянного тока.
  • Переменное напряжение. Этот вид напряжения имеется в цепях с синусоидальными и переменными токами. В случае синусоидального тока рассматриваются такие характеристики напряжения, как:
    амплитуда колебаний напряжения – это максимальное его отклонение от оси абсцисс;
    — мгновенное напряжение, которое выражается в определенный момент времени;
    — действующее напряжение, определяется по выполняемой активной работе 1-го полупериода;
    — средневыпрямленное напряжение, определяемое по модулю величины выпрямленного напряжения за один гармонический период.

При передаче электроэнергии по воздушным линиям устройство опор и их размеры зависят от величины применяемого напряжения. Величина напряжения между фазами называется линейным напряжением, а напряжение между землей и каждой из фаз – фазным напряжением. Такое правило применимо для всех типов воздушных линий. В России в электрических бытовых сетях, стандартным является трехфазное напряжение с линейным напряжением 380 вольт, и фазным значением напряжения 220 вольт.

Электрический ток

Ток в электрической цепи является скоростью движения электронов в определенной точке, измеряется в амперах, и обозначается на схемах буквой «I». Также используются и производные единицы ампера с соответствующими приставками милли-, микро-, нано и т.д. Ток размером в 1 ампер образуется передвижением единицы заряда в 1 кулон за 1 секунду.

Условно считается, что ток в электрической цепи течет по направлению от положительного потенциала к отрицательному. Однако, из курса физики известно, что электрон движется в противоположном направлении.

Необходимо знать, что напряжение измеряется между 2-мя точками на схеме, а ток течет через одну конкретную точку схемы, либо через ее элемент. Поэтому, если кто-то употребляет выражение «напряжение в сопротивлении», то это неверно и неграмотно. Но часто идет речь о напряжении в определенной точке схемы. При этом имеется ввиду напряжение между землей и этой точкой.

Напряжение образуется от воздействия на электрические заряды в генераторах, батареях, солнечных элементах и других устройствах. Ток возникает путем приложения напряжения к двум точкам на схеме.

Чтобы понять, что такое ток и напряжение, правильнее будет воспользоваться осциллографом. На нем можно увидеть ток и напряжение, которые меняют свои значения во времени. На практике элементы электрической цепи соединены проводниками. В определенных точках элементы цепи имеют свое значение напряжения.

Ток и напряжение подчиняются правилам:
  • Сумма токов, входящих в точку, равняется сумме токов, выходящих из точки (правило сохранения заряда). Такое правило является законом Кирхгофа для тока. Точка входа и выхода тока в этом случае называется узлом. Следствием из этого закона является следующее утверждение: в последовательной электрической цепи группы элементов величина тока для всех точек одинакова.
  • В параллельной схеме элементов напряжение на всех элементах одинаково. Иначе говоря, сумма падений напряжений в замкнутом контуре равна нулю. Этот закон Кирхгофа применяется для напряжений.
  • Работа, выполненная в единицу времени схемой (мощность), выражается следующим образом: Р = U*I. Мощность измеряется в ваттах. Работа величиной 1 джоуль, выполненная за 1 секунду, равна 1 ватту. Мощность распространяется в виде теплоты, расходуется на совершение механической работы (в электродвигателях), преобразуется в излучение различного вида, накапливается в емкостях или батареях. При проектировании сложных электрических систем, одной из проблем является тепловая нагрузка системы.
Характеристика электрического тока

Обязательным условием существования тока в электрической цепи является замкнутый контур. Если контур цепи разрывается, то ток прекращается.

По такому принципу действуют все защиты и выключатели в электротехнике. Они разрывают электрическую цепь подвижными механическими контактами, и этим прекращают течение тока, выключая устройство.

В энергетической промышленности электрический ток возникает внутри проводников тока, которые выполнены в виде шин, кабелей, проводов и других частей, проводящих ток.

Также существуют другие способы создания внутреннего тока в:
  • Жидкостях и газах за счет передвижения заряженных ионов.
  • Вакууме, газе и воздухе с помощью термоэлектронной эмиссии.
  • Полупроводниках, вследствие движения носителей заряда.
Условия возникновения электрического тока:
  • Нагревание проводников (не сверхпроводников).
  • Приложение к носителям заряда разности потенциалов.
  • Химическая реакция с выделением новых веществ.
  • Воздействие магнитного поля на проводник.
Формы сигнала тока:
  • Прямая линия.
  • Переменная синусоида гармоники.
  • Меандром, похожий на синусоиду, но имеющий острые углы (иногда углы могут сглаживаться).
  • Пульсирующая форма одного направления, с амплитудой, колеблющейся от нуля до наибольшей величины по определенному закону.

Виды работы электрического тока:
  • Световое излучение, создающееся приборами освещения.
  • Создание тепла с помощью нагревательных элементов.
  • Механическая работа (вращение электродвигателей, действие других электрических устройств).
  • Создание электромагнитного излучения.
Отрицательные явления, вызываемые электрическим током:
  • Перегрев контактов и токоведущих частей.
  • Возникновение вихревых токов в сердечниках электрических устройств.
  • Электромагнитные излучения во внешнюю среду.

Создатели электрических устройств и различных схем при проектировании должны учитывать вышеперечисленные свойства электрического тока в своих разработках. Например, вредное влияние вихревых токов в электродвигателях, трансформаторах и генераторах снижается путем шихтовки сердечников, применяемых для пропускания магнитных потоков. Шихтовка сердечника – это его изготовление не из цельного куска металла, а из набора отдельных тонких пластин специальной электротехнической стали.

Но, с другой стороны, вихревые токи используют для работы микроволновых печей, духовок, действующих по принципу магнитной индукции. Поэтому, можно сказать, что вихревые токи оказывают не только вред, но и пользу.

Переменный ток с сигналом в форме синусоиды может различаться частотой колебаний за единицу времени. В нашей стране промышленная частота тока электрических устройств стандартная, и равна 50 герцам. В некоторых странах используется частота тока 60 герц.

Для различных целей в электротехнике и радиотехнике используют другие значения частоты:
  • Низкочастотные сигналы с меньшей величиной частоты тока.
  • Высокочастотные сигналы, которые намного выше частоты тока промышленного использования.

Считается, что электрический ток возникает при движении электронов внутри проводника, поэтому он называется током проводимости. Но существует и другой вид электрического тока, который получил название конвекционного. Он возникает при движении заряженных макротел, например, капель дождя.

Электрический ток в металлах

Движение электронов при воздействии на них постоянной силы сравнивают с парашютистом, который снижается на землю. В этих двух случаях происходит равномерное движение. На парашютиста действует сила тяжести, а противостоит ей сила сопротивления воздуха. На движение электронов действует сила электрического поля, а сопротивляются этому движению ионы решеток кристаллов. Средняя скорость электронов достигает постоянного значения, так же как и скорость парашютиста.

В металлическом проводнике скорость движения одного электрона равна 0,1 мм в секунду, а скорость электрического тока около 300 тысяч км в секунду. Это объясняется тем, что электрический ток течет только там, где к заряженным частицам приложено напряжение.

Поэтому достигается большая скорость протекания тока.

При перемещении электронов в кристаллической решетке существует следующая закономерность. Электроны сталкиваются не со всеми встречными ионами, а только с каждым десятым из них. Это объясняется законами квантовой механики, которые можно упрощенно объяснить следующим образом.

Движению электронов мешают большие ионы, которые оказывают сопротивление. Это особенно заметно при нагревании металлов, когда тяжелые ионы «качаются», увеличиваются в размерах и уменьшают электропроводность решеток кристаллов проводника. Поэтому при нагревании металлов всегда увеличивается их сопротивление. При снижении температуры повышается электрическая проводимость. При снижении температуры металла до абсолютного нуля можно добиться эффекта сверхпроводимости.

Похожие темы:

Что такое напряжение, ток, сопротивление: разбираемся на примерах

Не имея определенных начальных знаний об электричестве, тяжело себе представить, как работают электрические приборы, почему вообще они работают, почему надо включать телевизор в розетку, чтобы он заработал, а фонарику хватает маленькой батарейки, чтобы он светил в темноте.

И так будем разбираться во всем по порядку.

Электричество

Электричество – это природное явление, подтверждающее существование, взаимодействие и движение электрических зарядов. Электричество впервые было обнаружено еще в VII веке до н.э. греческим философом Фалесом. Фалес обратил внимание на то, что если кусочек янтаря потереть о шерсть, он начинает притягивать к себе легкие предметы. Янтарь на древнегреческом – электрон.

Вот так и представляю себе, сидит Фалес, трет кусок янтаря о свой гиматий (это шерстяная верхняя одежда у древних греков), а затем с озадаченным видом смотрит, как к янтарю притягиваются волосы, обрывки ниток, перья и клочки бумаги.

Данное явление называется статическим электричеством. Вы можете повторить данный опыт. Для этого хорошенько потрите шерстяной тканью обычную пластмассовую линейку и поднесите ее к мелким бумажным кусочкам.

Следует отметить, что долгое время это явление не изучалось. И только в 1600 году в своем сочинении «О магните, магнитных телах и о большом магните – Земле» английский естествоиспытатель Уильям Гилберт ввел термин – электричество. В своей работе он описал свои опыты с наэлектризованными предметами, а также установил, что наэлектризовываться могут и другие вещества.

Далее на протяжении трех веков самые передовые ученые мира исследуют электричество, пишут трактаты, формулируют законы, изобретают электрические машины и только в 1897 году Джозеф Томсон открывает первый материальный носитель электричества – электрон, частицу, благодаря которой возможны электрические процессы в веществах.

Электрон – это элементарная частица, имеет отрицательный заряд примерно равный -1,602·10-19 Кл (Кулон). Обозначается е или е.

Напряжение

Чтобы заставить перемещаться заряженные частицы от одного полюса к другому необходимо создать между полюсами разность потенциалов или – Напряжение. Единица измерения напряжения – Вольт (В или V). В формулах и расчетах напряжение обозначается буквой V. Чтобы получить напряжение величиной 1 В нужно передать между полюсами заряд в 1 Кл, совершив при этом работу в 1 Дж (Джоуль).

Для наглядности представим резервуар с водой расположенный на некоторой высоте. Из резервуара выходит труба. Вода под естественным давлением покидает резервуар через трубу. Давайте условимся, что вода – это электрический заряд, высота водяного столба (давление) – это напряжение, а скорость потока воды – это электрический ток.

Таким образом, чем больше воды в баке, тем выше давление. Аналогично с электрической точки зрения, чем больше заряд, тем выше напряжение.

Начнем сливать воду, давление при этом будет уменьшаться. Т.е. уровень заряда опускается – величина напряжения уменьшается. Такое явление можно наблюдать в фонарике, лампочка светит все тусклее по мере того как разряжаются батарейки. Обратите внимание, чем меньше давление воды (напряжение), тем меньше поток воды (ток).

 

Электрический ток

Электрический ток – это физический процесс направленного движения заряженных частиц под действием электромагнитного поля от одного полюса замкнутой электрической цепи к другому. В качестве частиц, переносящих заряд, могут выступать электроны, протоны, ионы и дырки. При отсутствии замкнутой цепи ток невозможен. Частицы способные переносить электрические заряды существуют не во всех веществах, те в которых они есть, называются проводниками и полупроводниками. А вещества, в которых таких частиц нет – диэлектриками.

Принято считать направление тока от плюса к минусу, при этом электроны движутся от минуса к плюсу!

Единица измерения силы тока – Ампер (А). В формулах и расчетах сила тока обозначается буквой I. Ток в 1 Ампер образуется при прохождении через точку электрической цепи заряда в 1 Кулон (6,241·1018 электронов) за 1 секунду.

 

Вновь обратимся к нашей аналогии вода – электричество. Только теперь возьмем два резервуара и наполним их равным количеством воды. Отличие между баками в диаметре выходной трубы.

Откроем краны и убедимся, что поток воды из левого бака больше (диаметр трубы больше), чем из правого. Такой опыт – явное доказательство зависимости скорости потока от диаметра трубы. Теперь попробуем уравнять два потока. Для этого добавим в правый бак воды (заряд). Это даст большее давление (напряжение) и увеличит скорость потока (ток). В электрической цепи в роли диаметра трубы выступает сопротивление.

Проведенные эксперименты наглядно демонстрируют взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Подробнее о сопротивлении поговорим чуть позже, а сейчас еще несколько слов о свойствах электрического тока.

Если напряжение не меняет свою полярность, плюс на минус, и ток течет в одном направлении, то – это постоянный ток и соответственно постоянное напряжение. Если источник напряжения меняет свою полярность и ток течет то в одном направлении, то в другом – это уже переменный ток и переменное напряжение. Максимальные и минимальные значения (на графике обозначены как Io) – это амплитудные или пиковые значения силы тока. В домашних розетках напряжение меняет свою полярность 50 раз в секунду, т.е. ток колеблется то туда, то сюда, получается, что частота этих колебаний составляет 50 Герц или сокращенно 50 Гц. В некоторых странах, например в США принята частота 60 Гц.

Сопротивление

Электрическое сопротивление – физическая величина, определяющая свойство проводника препятствовать (сопротивляться) прохождению тока. Единица измерения сопротивления – Ом (обозначается Ом или греческой буквой омега Ω). В формулах и расчетах сопротивление обозначается буквой R. Сопротивлением в 1 Ом обладает проводник к полюсам которого приложено напряжение 1 В и протекает ток 1 А.

Проводники по-разному проводят ток. Их проводимость зависит, в первую очередь, от материала проводника, а также от сечения и длины. Чем больше сечение, тем выше проводимость, но, чем больше длина, тем проводимость ниже. Сопротивление – это обратное понятие проводимости.

На примере водопроводной модели сопротивление можно представить как диаметр трубы. Чем он меньше, тем хуже проводимость и выше сопротивление.

Сопротивление проводника проявляется, например, в нагреве проводника при протекании в нем тока. Причем, чем больше ток и меньше сечение проводника – тем сильнее нагрев.

 

Мощность

Электрическая мощность – это физическая величина, определяющая скорость преобразования электроэнергии. Например, вы не раз слышали: «лампочка на столько-то ватт». Это и есть мощность потребляемая лампочкой за единицу времени во время работы, т.е. преобразовании одного вида энергии в другой с некоторой скоростью.

Источники электроэнергии, например генераторы, также характеризуется мощностью, но уже вырабатываемой в единицу времени.

Единица измерения мощности – Ватт (обозначается Вт или W). В формулах и расчетах мощность обозначается буквой P. Для цепей переменного тока применяется термин Полная мощность, единица измерения – Вольт-ампер (В·А или V·A), обозначается буквой S.

И в завершение про Электрическую цепь. Данная цепь представляет собой некоторый набор электрических компонентов, способных проводить электрический ток и соединенных между собой соответствующим образом.

Что мы видим на этом изображении – элементарный электроприбор (фонарик). Под действием напряжения U (В) источника электроэнергии (батарейки) по проводникам и другим компонентам обладающих разными сопротивлениями R (Ом) от плюса к минусу течет электрический ток I (А) заставляющий светиться лампочку мощностью P (Вт). Не обращайте внимания на яркость лампы, это из-за плохого давления и малого потока воды батареек.

Фонарик, что представлен на фотографии, собран на базе конструктора «Знаток». Данный конструктор позволяет ребенку в игровой форме познать основы электроники и принцип работы электронных компонентов. Поставляется в виде наборов с разным количеством схем и разного уровня сложности.

Что такое напряжение | Самое простое объяснение

Что такое напряжение в электронике и электротехнике? Как его можно трактовать? Обо всем этом мы как раз и поговорим в нашей статье.

Напряжение с точки зрения гидравлики

Все вы видели и представляете, как выглядит водонапорная башня или просто водобашня. Грубо говоря, это большой высокий “бокал”, заполненный водой.

водоносная башня

Так вот, представим себе, что башня доверху наполнена водой. Получается, в данный момент на дне башни ого-го какое давление!

водобашня, заполненная водой

А что, если слить из башни воду хотя бы наполовину? Давление на дно башни уменьшится вдвое. А давайте-ка нальем в пустую башню одно ведро воды! Давление на дно башни будет мизерное.

Представьте такую ситуацию. У нас есть водонос, а шланг мы закупорили пробкой.

Вода вроде бы готова бежать, но бежать то некуда! Пробка туго закупоривает шланг. Но на саму пробку сейчас оказывается давление, которое создает насосная станция. От чего зависит давление на пробку? Думаю понятно, что от мощности насоса. Если мощность насоса будет большая, то пробка вылетит со скоростью пули, или давление порвет шланг, если пробка туго сидит в шланге. В данном случае давление создается с помощью насоса. То есть можно сказать, что это модель башни с водой в горизонтальном положении.

Все то же самое можно сказать и про водобашню. Здесь давление на дно создается уже гравитационной силой. Как я уже говорил,  давление на дне башни зависит от того, сколько воды в башне в данный момент. Если башня наполнена водой под завязку, то и давление на дне башни будет большое, и наоборот.

А теперь представьте себе какое давление на дне океана, особенно в Марианской впадине! Что можно сказать про давление в этих двух случаях? Оно вроде как есть, но молекулы воды стоят на месте и никуда не двигаются. Запомните этот момент. Давление есть, а движухи – нет.

Электрическое напряжение

Это давление на дно и есть то самое напряжение (по аналогии с гидравликой). В данном случае, дно башни – это ноль, начальный уровень отсчёта. За начальный уровень отсчёта в электронике берут вывод батарейки или аккумулятора со знаком “минус”. Можно даже сказать, что уровень “воды в башне” у 12-вольтового автомобильного аккумулятора выше, чем уровень воды 1,5 Вольтовой пальчиковой батарейки.

Так вот, по аналогии с электроникой, это давление называется напряжением. Например, вы, наверное, не раз слышали такое выражение, типа “блок питания может выдать от 0 и до 30 Вольт”. Или говоря детским языком, создать “электрическое давление” на своих клеммах (отметил на фото) от 0 и до 30 Вольт. Нулевой уровень, откуда идет отсчет электрического давления, обозначается минусом.

источник питания постоянного тока

Электрическое напряжение  – это еще не значит, что в электрической цепи течет электрический ток. Для того, чтобы появился электрический ток, электроны должны двигаться в одном направлении, а они в данный момент тупо стоят на месте. А раз нет движения электронов, то и нет электрического тока.

С точки зрения электроники, на одном щупе блока питания есть давление, а на другом его нет. То есть это земля, на которой стоит башня, если провести аналогию с гидравликой. Поэтому, положительный  щуп блока питания да и вообще всех приборов стараются сделать красным, мол типа берегитесь, здесь высокое давление! А отрицательный щуп  – черным или синим.

В электронике, чтобы указать, на каком выводе больше ” электрическое давление”, а на каком меньше проставляют два знака: плюс и минус, соответственно положительный и отрицательный. На плюсе избыточное “давление”, а на минусе – ноль.

Поэтому, если замкнуть эти два вывода между собой, электрический ток устремится от плюса к минусу, но напрямую этого делать крайне не рекомендуется, так как это уже будет называться коротким замыканием.

Формула напряжения

В физике есть формула, хотя практического применения она не имеет. Официальная формула записывается так.

формула напряжения

где

A – это работа электрического поля по перемещению заряда по участку цепи, Джоули

q – заряд, Кулон

U – напряжение на участке электрической цепи, Вольты

На практике напряжение на участке цепи выводится через закон Ома.

напряжение из закона Ома

где

I – сила тока, Амперы

R – сопротивление, Омы

Напряжение тока – что это означает?

Этот термин очень часто можно услышать в разговорной речи. Ток, в данном случае, это электрический ток. Получается, напряжение тока – это напряжение электрического тока. Просто у нас так сокращают. Как я уже говорил выше, ток бывает переменным и постоянным. Постоянный ток и постоянное напряжение – это синонимы, как и переменный ток и переменное напряжение. Получается фраза “напряжение тока” говорит нам о том, какое напряжение между двумя точками или проводами в электрической цепи.

Например, на вопрос “какое напряжение тока в розетке” вы можете смело ответить: переменный ток 220 Вольт”, а на вопрос “какое напряжение тока тока у автомобильного аккумулятора”, вы можете ответить “12 Вольт постоянного тока”. Так что не стоит пугаться).

Постоянное и переменное напряжение

Напряжение бывает бывает постоянным и переменным. В разговорной речи часто можно услышать “постоянный ток” и “переменный ток. Постоянный ток и постоянное напряжение – это синонимы, то же что и переменный ток и переменное напряжение.

На примере выше мы с вами рассмотрели постоянное напряжение. То есть давление воды на дно башни в течение времени постоянно. Пока в башне есть вода, она оказывает давление на дно башни. Вроде бы все элементарно и просто. Но какое же напряжение называют переменным?

Все любят качаться на качелях:

Сначала вы летите в одном направлении, потом происходит торможение, а потом уже летите обратно спиной и весь процесс снова повторяется. Переменное напряжение ведёт себя точно так же. Сначала “электрическое давление” давит в одну сторону, потом происходит процесс торможения, потом оно давит в другую сторону, снова происходит торможение и весь процесс снова повторяется, как на качелях.

Тяжко для понимания? Тогда вот вам еще один пример из знаменитой книжки “Первые шаги в электронике” Шишкова. Берем замкнутую систему труб с водой и поршень. Поршень у нас находится в движении. Следовательно, молекулы воды у нас отклоняются то в одну сторону:

то в другую:

переменное напряжение

Так же ведут себя и электроны. В вашей домашней сети 220 В они колеблются 50 раз в секунду. Туда-сюда, туда-сюда. Столько-то колебаний в секунду называется Герцем. В литературе пишется просто “Гц”. Тогда получается, что колебание напряжения в наших розетках 50 Гц, а в Америке 60 Гц. Это связано со скоростью вращения генератора на электростанциях. В разговорной речи постоянное напряжение называют “постоянкой”, а переменное – “переменкой”.

Осциллограммы постоянного и переменного напряжения

Давайте рассмотрим, как выглядит переменное и постоянное напряжение на экране осциллографа. Как вы знаете, осциллограф показывает изменение напряжения во времени. Если на щуп осциллографа не подавать никакое напряжение, то на осциллограмме мы увидим простую прямую линию на нулевом уровне по оси Y. Ось Y – это значение напряжения, а ось Х – это время.

осциллограмма нулевого напряжения

 

Давайте подадим постоянное напряжение. Как вы могли заметить, осциллограмма постоянного напряжения  – это также прямая линия, параллельная оси времени. Это говорит нам о том, что с течением времени значение постоянного напряжение не меняется, о чем нам лишний раз доказывает осциллограмма.

осциллограмма постоянного напряжения

 

А вот так выглядит осциллограмма переменного напряжения. Как вы видите, напряжение со временем меняет свое значение. То оно больше нуля, то оно меньше нуля.

осциллограмма переменного напряжения

Про параметры переменного напряжения можете прочитать в этой статье.

Также отличное объяснение темы можно посмотреть в этом видео.

 

Похожие статьи по теме

220 Вольт

Делитель напряжения

Как получить нестандартное напряжение

Как измерить ток и напряжение мультиметром?

Электрическое напряжение (Перышкин, 8 класс)

ТЕСТ ПО ФИЗИКЕ: ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ (ПЕРЫШКИН, 8 КЛАСС)

1. Что называют работой тока?

  1. Работу сил электрического поля, создающего электрический ток

  2. Перемещение заряда под действием электрического поля

  3. Произведение силы тока на перемещение одного заряда

2. Что такое напряжение?

  1. Физическая величина, характеризующая электрическое поле

  2. Физическая величина, характеризующая магнитное поле

  3. Физическая величина, характеризующая электромагнитное поле

3.  В чем измеряется напряжение?

  1. В Амперах

  2. В Вольтах

  3. В Ваттах

4. Что не может быть источником тока для потребителей?

Батарейка

Осветительная сеть

Шаровая молния

5. Какую физическую величину определяет работа тока?

  1. Напряжение

  2. Заряд

  3. Мощность

6. Что показывает напряжение?

  1. Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки поля в другую

  2. Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного отрицательного заряда из одной точки поля на бесконечность

  3. Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из бесконечности в данную точку поля

7. Как найти напряжение?

  1. Работу разделить на заряд

  2. Работу умножить на заряд

  3. Работу сложить с зарядом

8.  Как найти заряд?

  1. Работу разделить на напряжение

  2. Работу умножить на напряжение

  3. Работу сложить с напряжением

9. Как найти работу?

  1. Напряжение умножить на заряд

  2. Напряжение разделить на заряд

  3. Напряжение сложить с зарядом

10. В чем измеряется заряд?

  1. В Кулонах

  2. В Амперах

  3. В Ваттах

Ответы

1. 

Что называют работой тока?

Работу сил электрического поля, создающего электрический ток

2. 

Что такое напряжение?

Физическая величина, характеризующая электрическое поле

3. 

В чем измеряется напряжение?

В Вольтах

4. 

Что не может быть источником тока для потребителей?

Шаровая молния

5. 

Какую физическую величину определяет работа тока?

Напряжение

6. 

Что показывает напряжение?

Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки поля в другую

7.  

Как найти напряжение?

Работу разделить на заряд

8. 

Как найти заряд?

Работу разделить на напряжение

9. 

Как найти работу?

Напряжение умножить на заряд

10. 

В чем измеряется заряд?

В Кулонах

Почему осциллограф показывает напряжение, отличное от генератора сигналов?

У меня есть осциллограф Rigol DS1052E и генератор функций Rigol DG1022. Я только что поменял вентилятор осциллографа на бесшумный, поскольку обнаружил, как обычно сообщается, что первоначальный шум вентилятора был очень раздражающим. Это кажется успешным и является единственной модификацией, которую я сделал для осциллографа.

Испытывая осциллограф в качестве проверки, я подключил к нему генератор сигналов с помощью простого кабеля BNC (оба конца BNC) и установил генератор сигналов на синусоидальный сигнал с пиковым напряжением от 5 В до пикового значения 1 кГц, и напряжение было подтверждено цифровой вольтметр, показывающий 3,67 или около того V RMS. Однако осциллограф показывает 10 В п / п, и это также происходит для синусоидальной волны 100 кГц. Тестируя другие амплитуды, оно не всегда точно два к одному, но оно примерно такое же.

Почему осциллограф показывает в два раза больше напряжения, чем генератор сигналов? Я надеюсь, что это что-то тривиальное, что я упустил из виду, и отчаянно не «недокументированная модификация оборудования», как мы обычно говорили в лаборатории, когда что-то бросали, и это больше не работало.


Ну, мне не нужно паниковать. У @Sephro есть решение. Спасибо ему особенно, и другим за полезные комментарии. Я бы также принял версию @alex forencich, если бы мне было позволено. Я сам начал подходить к этому ответу, так как обнаружил, что при подключении 50-омной параллельной нагрузки к выходу сигнала. поколения. вылечил проблему, я сделал как предложил @Seph и установил сиг. поколения. вывод на «Высокий Z», и это также делает показанные напряжения совпадают.

Итак, мое расширенное объяснение, исходя из данных ответов:

Теперь я вижу, что для генерации 5 В на нагрузке 50 Ом, с его внутренним сопротивлением также 50 Ом, сигнал. поколения. фактически генерирует 10 В, из которых, потому что два 50-омных последовательно действуют как делитель напряжения, только 5 В появляется на выходных клеммах, и это значение, которое отображается на сигн. поколения. панель. Если подключена нагрузка с высоким импедансом, такая как осциллограф, то делитель напряжения искажается с очень небольшим падением поперек сигнала. внутренние 50 Ом, и почти все по объему входного сигнала. Сиг. поколения. не «знает» об этом и все равно выдает тот же дисплей, что и для нагрузки 50 Ом. Как говорит @Seph, для сигнала DG1022 есть настройка «High Z». поколения. что (в действительности?) заменяет внутренний импеданс высоким импедансом, чтобы соответствовать нагрузке, поэтому эффект делителя напряжения восстанавливается.

Вольтметр показывает напряжение. Какое значение напряжения показывает вольтметр переменного тока

Непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.

На низких частотах также можно отображать диодный диод или четыре диода в соединении Граца, а также функцию сглаживания конденсатора. Однако эффект дросселя, однако, неясен, учитывая низкую частоту. Рис. 3 Измерение измеренного тока. Даже в этом случае на первом этапе мы демонстрируем явление с помощью вольтметра, который регистрирует входное напряжение переменного тока и миллиамперметр, которые записывают ток. В начальной школе мы можем довольствоваться только взглядами учеников на разные вибрации двух датчиков.

Пригодны частоты 0, 3 Гц. Используя самую низкую достижимую частоту 0, 1 Гц, поток тока можно записать, как показано в таблице выше, и графически изображен. Низкочастотный трехфазный источник тока позволяет провести еще один, весьма иллюстративный эксперимент, моделирующий вращающееся магнитное поле в трехфазном электродвигателе. Просто примените соответствующие напряжения к модели тройной катушки трехфазного электродвигателя и увеличьте магнитное поле в области, где ротор хранится либо малыми магнитами, либо стальными пилами, либо одним магнитом.

Идеальный вольтметр должен обладать бесконечно большим внутренним сопротивлением. Поэтому чем выше внутреннее сопротивление в реальном вольтметре, тем меньше влияния оказывает прибор на измеряемый объект и, следовательно, тем выше точность и разнообразнее области применения.

Классификация и принцип действия

Классификация

  • По принципу действия вольтметры разделяются на:
    • электромеханические - магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, выпрямительные, термоэлектрические;
    • электронные - аналоговые и цифровые
  • По назначению:
    • постоянного тока;
    • переменного тока;
    • импульсные;
    • фазочувствительные;
    • селективные;
    • универсальные
  • По конструкции и способу применения:
    • щитовые;
    • переносные;
    • стационарные

Аналоговые электромеханические вольтметры

  • Магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и электростатические вольтметры представляют собой измерительные механизмы соответствующих типов с показывающими устройствами . Для увеличения предела измерений используются добавочные сопротивления. Технические характеристики аналогового вольтметра во многом определяются чувствительностью магнитоэлектрического измерительного прибора. Чем меньше его ток полного отклонения, тем более высокоомные добавочные резисторы можно применить. А значит, входное сопротивление вольтметра будет более высоким. Тем не менее, даже при использовании микроамперметра с током полного отклонения 50 мкА (типичные значения 50..200 мкА), входное сопротивление вольтметра составляет всего 20 кОм/В (20 кОм на пределе измерения 1 В, 200 кОм на пределе 10 В). Это приводит к большим погрешностям измерения в высокоомных цепях (результаты получаются заниженными), например при измерении напряжений на выводах транзисторов и микросхем, и маломощных источников высокого напряжения.
    • ПРИМЕРЫ: М4265, М42305, Э4204, Э4205, Д151, Д5055, С502, С700М
  • Выпрямительный вольтметр представляет собой сочетание измерительного прибора, чувствительного к постоянному току (обычно магнитоэлектрического), и выпрямительного устройства.
    • ПРИМЕРЫ: Ц215, Ц1611, Ц4204, Ц4281
  • Термоэлектрический вольтметр - прибор, использующий ЭДС одной или более термопар, нагреваемых током входного сигнала.
    • ПРИМЕРЫ: Т16, Т218

Аналоговые электронные вольтметры общего назначения

Аналоговые электронные вольтметры содержат, помимо магнитоэлектрического измерительного прибора и добавочных сопротивлений, измерительный усилитель (постоянного или переменного тока), который позволяет иметь более низкие пределы измерения (до десятков - единиц милливольт и ниже), существенно повысить входное сопротивление прибора, получить линейную шкалу на малых пределах измерения переменного напряжения.

Съемка поля отличается и исключает неправильные представления о полевых линиях, таких как концентрические круговые круги. Рис. 5: Демонстрация медленного вращающегося поля трехфазного тока. Поскольку этот метод практически не подходит в начальных школах, мы хотим разработать выделенный ресурс для этой демонстрации и предложить его одному из производителей учебной помощи. Мы считаем, что учителя физики начальной школы, которые будут не только довольны мелом и доской, будут рады.

Если напряжение в цепи неизвестно, установите диапазон до наивысшего значения напряжения и установите диск на ṽ. Большинство мультиметров включаются в режиме автокоррекции. Это автоматически выбирает диапазон измерения в зависимости от присутствующего напряжения. Когда закончите, удалите провода в обратном порядке: сначала красный, затем черный. Подключите измерительные провода к цепи: сначала черный провод, красный - второй.

Цифровые электронные вольтметры общего назначения

Принцип работы вольтметров дискретного действия состоит в преобразова­нии измеряемого постоянного или медленно меняющегося напряжения в электрический код с помощью аналого-цифрового преобразователя , который отображается на табло в цифровой форме.

Примечание: переменное напряжение не имеет полярности. Предостережение: не позволяйте пальцам касаться свинцовых наконечников. Не позволяйте кончикам контактировать друг с другом. Прочтите измерение на дисплее. Когда закончите, сначала удалите красный провод, черный - второй.

Другие полезные функции при измерении переменного напряжения

Его можно просмотреть после завершения измерения. Нажмите на соответствующую кнопку, чтобы установить мультиметр для конкретного эталонного значения. Измерения отображаются выше и ниже опорного значения. Избегайте этой общей и серьезной ошибки: вставьте тестовые провода в неправильные входные гнезда. Это может привести к опасной дуговой вспышке.

Диодно-компенсационные вольтметры переменного тока

Принцип действия диодно-компенсационных вольтметров состоит в сравнении с помощью вакуумного диода пикового значения измеряемого напряжения с эталонным напряжением постоянного тока с внутреннего регулируемого источника вольтметра. Преимущество такого метода состоит в очень широком рабочем диапазоне частот (от единиц герц до сотен мегагерц), с весьма хорошей точностью измерения, недостатком является высокая критичность к отклонению формы сигнала от синусоиды.

  • ПРИМЕРЫ: В3-49, В3-63 (используется пробник 20 мм)

В настоящее время разработаны новые типы вольтметров, такие как В7-83 (пробник 20 мм) и ВК3-78 (пробник 12 мм), с характеристиками аналогичными диодно-компенсационным. Последние в скором времени могут быть допущены к применению в качестве рабочих эталонов. Из иностранных аналогов можно выделить вольтметры серии URV фирмы Rohde&Schwarz с пробниками диаметром 9 мм.

Импульсные вольтметры

1. Импульсные вольтметры предназначены для измерения амплитуд периодических импульсных сигналов с большой скважностью и амплитуд одиночных импульсов.

Фазочувствительные вольтметры

Фазочувствительные вольтметры (векторметры) служат для измерения квадратурных составляющих комплексных напряжений первой гармоники. Их снабжают двумя индикаторами для отсчета действительной и мнимой составляющих комплексного напряжения. Таким образом, фазочувствительный вольтметр дает возможность определить комплексное напряжение, а также его составляющие, принимая за нуль начальную фазу некоторого опорного напряжения. Фазочувствительные вольтметры очень удобны для исследования амплитудно-фазовых характеристик четырехполюсников, например усилителей.

Селективные вольтметры

Селективный вольтметр способен выделять отдельные гармонические составляющие сигнала сложной формы и определять среднеквадратичное значение их напряжения. По устройству и принципу действия этот вольтметр аналогичен супергетеродинному радиоприёмнику без системы АРУ , в качестве низкочастотных цепей которого используется электронный вольтметр постоянного тока. В комплекте с измерительными антеннами селективный вольтметр можно применять как измерительный приёмник .

  • ПРИМЕРЫ: В6-4, В6-6, В6-9, В6-10, SMV 8.5, SMV 11, UNIPAN 233 (237), Селективный нановольтметр «СМАРТ»

Наименования и обозначения

Видовые наименования

  • Нановольтметр - вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мкВ)
  • Микровольтметр - вольтметр с возможностью измерения очень малых напряжений (менее 1мВ)
  • Милливольтметр - вольтметр для измерения малых напряжений (единицы - сотни милливольт)
  • Киловольтметр - вольтметр для измерения больших напряжений (более 1 кВ)
  • Векторметр - фазочувствительный вольтметр

Обозначения

  • Электроизмерительные вольтметры обозначаются в зависимости от их принципа действия
    • Д xx - электродинамические вольтметры
    • М xx - магнитоэлектрические вольтметры
    • С xx - электростатические вольтметры
    • Т xx - термоэлектрические вольтметры
    • Ф xx, Щ xx - электронные вольтметры
    • Ц xx - вольтметры выпрямительного типа
    • Э xx - электромагнитные вольтметры
  • Радиоизмерительные вольтметры обозначаются в зависимости от их функционального назначения по ГОСТ 15094
    • В2- xx - вольтметры постоянного тока
    • В3- xx - вольтметры переменного тока
    • В4- xx - вольтметры импульсного тока
    • В5- xx - вольтметры фазочувствительные
    • В6- xx - вольтметры селективные
    • В7- xx - вольтметры универсальные

Для того чтобы понять смысл этого вопроса, давайте внимательно рассмот­рим график синусоидального напряжения на рис. 4.2. В каждый момент вре­мени величина напряжения в нем разная - соответственно, будет разной и величина тока через резистор нагрузки, на который мы подадим такое напряжение. В моменты времени, обозначенные 772 и Т (то есть кратные поло­вине периода нашего колебания) напряжение на нагрузке вообще будет рав­но нулю (ток через резистор не течет), а в промежутках между ними - меня­ется вплоть до некоей максимальной величины, равной амплитудному значению А. Точно так же будет меняться ток через нагрузку, а следователь­но, и выделяемая мощность (которая от направления тока не зависит - фи­зики скажут, что мощность есть величина скалярная, а не векторная). Но процесс выделения тепла крайне инерционен - даже такой маленький пред­мет, как волосок лампочки накаливания, за 1/100 секунды, которые проходят между пиками напряжения в промышленной сети частотой 50 Гц, не успевает заметно остыть. Поэтому нас чаще всего интересует именно средняя мощ­ность за большой промежуток времени. Чему она будет равна?

Чтобы точно ответить на этот вопрос, нужно брать интегралы: средняя мощ­ность за период есть интеграл по времени от квадрата функции напряжения. Здесь мы приведем только результат: величина средней мощности в цепи пе­ременного тока определяется т. н. действующим значением напряжения (Щ, которое для синусоидального колебания связано с амплитудным его значением (f/a) следующей формулой:. Точно такая же формула справедлива для тока. Когда говорят «пе­ременное напряжение 220 В», то всегда имеется в виду именно действующее значение. При этом амплитудное значение равно примерно 311В, что легко подсчитать, если умножить 220 на корень из двух. Это значение нужно всегда иметь в виду при выборе компонентов для работы в сетях переменного тока - если взять диод, рассчитанный на 250 В, то он легко может выйти из строя при работе в обычной сети, в которой мгновенное значение превышает 300 В, хотя действующее значение и равно 220 В. А вот для компонентов, использующих эффект нагревания (лампочек, резисторов и т. п.) при расчете допустимой мощности нужно иметь в виду именно действующее значение.

Называть действующее значение «средним» неверно, правильно называть его среднеквадратическим (по способу вычисления - через квадрат функции от времени). Но существует и понятия среднего значения, причем не одно, а даже два. Просто «среднее» (строго по смыслу названия) - сумма всех мгновенных значений за период. Так как нижняя часть синусоиды (под осью абсцисс) стро­го симметрична относительно верхней, то можно даже не брать интегралов, чтобы сообразить, что среднее значение синусоидального напряжения, пока­занного на рис. 4.2, в точности равно нулю - положительная часть компенси­рует отрицательную. Но такая величина малоинформативна, поэтому чаще ис­пользуют средневыпрямленное (среднеамплитудное) значение, при котором знаки не учитываются (то есть в интеграл подставляется абсолютная величина напряжения). Эта величина (U связана с амплитудным значением (U по формулето есть равно примерно 1,57-f/c-

Рис. 4.5. Графики некоторых колебаний несинусоидальной формы

Для постоянного напряжения и тока действующее, среднее и среднеампли-тудное значения совпадают и равны просто величине напряжения (тока). Од­нако на практике часто встречаются переменные колебания, форма которых отличается и от постоянной величины, и от строго синусоидальной.aHi. Для прямоугольного колебания (рис. 4.5, б) с равны­ми по длительности положительными и отрицательными полуволнами (сим-

метричного меандра) соотношения очень просты: действующее значение = среднеамплитудному = амплитудному, как и для постоянного тока, а вот среднее значение равно, как и для синуса, нулю. В часто встречающемся на практике случае, когда минимум прямоугольного напряжения совпадает с нулем, то есть напряжение колеблется от нуля до напряжения питания (на рис. 4.5 не показано), такой меандр можно рассматривать аналогично случаю рис. 4.5, в, как сумму постоянного напряжения и прямоугольного. Для самого верхнего случая (рис. 4.5, а), который представляет собой синусоидальное напряжение, пропущенное через двухполупериодный выпрямитель (см. главу Р), действующее и среднеамплитудное значения будут равны соответствующим значениям для синусоиды, а вот среднее будет равно не нулю, а совпадать со среднеамплитудным. Для самого нижнего случая (рис. 4.5, г) указать все эти величины вообще непросто, так как они зависят от формы сигнала.

Но, даже выучив все это, вы все равно не сможете измерять величины напря­жений и токов несинусоидальной формы с помощью мультиметра! Не забы­вайте об этом, как и о том, что для каждого мультиметра есть предельные значения частоты колебаний - если вы включите мультиметр в цепь с ины­ми параметрами, он может показать все, что угодно - «погоду на Марсе», по распространенному выражению. Измерительные приборы для переменного напряжения проградуированы в значениях действующего напряжения, но измеряют они, как правило, среднеамплитудное (по крайней мере, большин­ство - на подробностях мы не будем сейчас задерживаться), и сообразить, как именно пересчитать показания, далеко не всегда просто. А для сложных сигналов, как на рис. 4.5, г, это выливается в сущую головоломку на уровне задач для студентов мехмата. Выручить может осциллограф и знание соот­ношений, приведенных ранее для сигналов самой распространенной формы, ну а для более сложных вычислять действующие и средние значения нам и не потребуется.

Заметки на полях

Единственный прибор, который правильно покажет значение действующего напряжения любой формы -- это аналоговый вольтметр электромагнитной системы (их легко узнать по неравномерной шкале, деления на которой к кон­цу отстоят все дальше и дальше друг от друга). Для того чтобы несинусои­дальное напряжение измерить цифровым прибором, между измеряемой вели­чиной и вольтметром можно вставить интегрирующий фильтр (фильтр нижних частот), описанный в главе 5.

Для прямоугольных напряжений, представляющих собой меандр, подобный рис. 4.5, б, существует еще одна важная характеристика. Никто ведь не за­прещает представить себе прямоугольное напряжение, в котором впадины короче или длиннее всплесков. В электронике меандр без дополнительных пояснений означает симметричную форму прямоугольного напряжения, при которой впадины строго равны всплескам по длительности, но, вообще гово­ря, это необязательно. На рис. 4.6 приведены два примера таких напряжений в сравнении с симметричным меандром. Характеристика соотношений меж­ду длительностями частей периода называется скважностью и определяется, как отношение длительности всего периода к длительности положительной части (именно так, а не наоборот, то есть величина скважности всегда боль­ше I). Для меандра скважность равна 2, для узких коротких импульсбв она будет больше 2, для широких - меньше.

Что такое напряжение? | Fluke

Напряжение - это давление от источника питания электрической цепи, которое проталкивает заряженные электроны (ток) через проводящую петлю, позволяя им выполнять такую ​​работу, как включение света.

Вкратце, напряжение = давление , и оно измеряется в вольтах (В). Этим термином признан итальянский физик Алессандро Вольта (1745-1827), изобретатель гальванической батареи - предшественника современной бытовой батареи.

В первые дни существования электричества напряжение было известно как электродвижущая сила (ЭДС).Вот почему в уравнениях, таких как закон Ома, напряжение обозначается символом E .

Пример напряжения в простой цепи постоянного тока:

  1. В этой цепи постоянного тока переключатель замкнут (включен).
  2. Напряжение в источнике питания - «разность потенциалов» между двумя полюсами батареи - активируется, создавая давление, которое заставляет электроны течь в виде тока через отрицательную клемму батареи.
  3. Ток достигает свет, заставляя его светиться.
  4. Ток возвращается к источнику питания.

Напряжение - это либо напряжение переменного тока (ac) , либо напряжение постоянного тока (dc) . Способы, которыми они различаются:

Напряжение переменного тока (на цифровом мультиметре обозначено):

  • Течение равномерно волнообразными волнами, как показано ниже:
  • Меняет направление через равные промежутки времени.
  • Обычно производятся коммунальными предприятиями через генераторы , в которых механическая энергия - вращательное движение, приводимое в движение проточной водой, паром, ветром или теплом - преобразуется в электрическую энергию.
  • Чаще, чем напряжение постоянного тока. Коммунальные предприятия поставляют переменное напряжение в дома и на предприятия, где большинство устройств используют переменное напряжение.
  • Источники первичного напряжения зависят от страны. В США, например, 120 вольт.
  • Некоторые бытовые устройства, такие как телевизоры и компьютеры, используют питание постоянного тока. Они используют выпрямители (например, этот толстый блок в шнуре портативного компьютера) для преобразования переменного напряжения и тока в постоянный.
Генераторы преобразуют вращательное движение в электричество.Вращательное движение обычно вызывается текущей водой (гидроэлектростанция) или паром из воды, нагретой газом, нефтью, углем или ядерной энергией.

Напряжение постоянного тока (обозначено на цифровом мультиметре значком и):

  • Перемещается по прямой линии и только в одном направлении.
  • Обычно производится из источников накопленной энергии, таких как батареи .
  • Источники постоянного напряжения имеют положительную и отрицательную клеммы. Клеммы устанавливают полярность в цепи, и полярность может использоваться, чтобы определить, является ли цепь постоянным или переменным током.
  • Обычно используется в портативном оборудовании с батарейным питанием (автомобили, фонарики, фотоаппараты).

Какая разница потенциалов?

Напряжение и термин «разность потенциалов» часто используются как синонимы. Разницу потенциалов можно было бы лучше определить как разность потенциальной энергии между двумя точками в цепи. Величина разницы (выраженная в вольтах) определяет, сколько существует потенциальной энергии для перемещения электронов из одной конкретной точки в другую. Количество определяет, сколько работы потенциально может быть выполнено через схему.

Бытовая щелочная батарея AA, например, имеет напряжение 1,5 В. Обычные бытовые электрические розетки имеют напряжение 120 В. Чем больше напряжение в цепи, тем выше ее способность «выталкивать» больше электронов и выполнять работу.

Напряжение / разность потенциалов можно сравнить с водой, хранящейся в резервуаре. Чем больше резервуар и чем больше его высота (и, следовательно, его потенциальная скорость), тем больше способность воды создавать удар, когда клапан открывается и вода (как электроны) может течь.

Почему полезно измерять напряжение

Техники подходят к большинству ситуаций устранения неисправностей, зная, как обычно должна работать схема.

Цепи используются для передачи энергии нагрузке - от небольшого устройства до бытовой техники и промышленного двигателя. Нагрузки часто имеют паспортную табличку, на которой указаны их стандартные электрические эталонные значения, включая напряжение и ток. Вместо паспортной таблички некоторые производители предоставляют подробную схему (техническую схему) схемы нагрузки.Руководства могут включать стандартные значения.

Эти числа говорят технику, какие показания следует ожидать при нормальной работе нагрузки. Показания цифрового мультиметра позволяют объективно определить отклонения от нормы. Даже в этом случае технический специалист должен использовать знания и опыт, чтобы определить факторы, вызывающие такие отклонения.

Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.

Напряжение и ток | Клуб электроники

Напряжение и ток | Клуб электроники

Следующая страница: Счетчики

См. Также: Мультиметры | Закон Ома

Напряжение и ток жизненно важны для понимания электроники, но их довольно сложно понять, потому что мы не можем видеть их напрямую.


Напряжение - это причина, ток - это следствие

Напряжение пытается заставить ток течь, и ток будет течь, если цепь замкнута. Напряжение иногда называют «толчком» или «силой» электричества, на самом деле это не сила, но это может помочь вам представить, что происходит. Возможно наличие напряжения без тока, но ток не может течь без напряжения.

Напряжение и ток
Переключатель замкнут, образуя цепь
, поэтому ток
может течь.

Напряжение, но без тока
Переключатель разомкнут,
цепь разорвана и ток
не может течь.

Нет напряжения и нет тока
Без элемента
нет источника напряжения, поэтому ток
не может течь.


Напряжение, В

  • Напряжение - это мера энергии , переносимой зарядом .
    Строго говоря: напряжение - это «энергия на единицу заряда».
  • Собственное название напряжения - разность потенциалов или p.d. для краткости, но в электронике этот термин используется редко.
  • Напряжение подается от батареи (или источника питания).
  • Напряжение используется в компонентах , но не в проводах.
  • Мы говорим, что напряжение на компоненте.
  • Напряжение измеряется в В , В .
  • Напряжение измеряется вольтметром , подключенным по параллельно .
  • Символ В используется для обозначения напряжения в уравнениях.


Параллельное подключение вольтметра


Напряжение в точке и 0 В (ноль вольт)

Напряжение - это разница в между двумя точками , но в электронике мы часто ссылаемся на напряжение в точке означает разность напряжений между этой точкой и контрольной точкой 0 В (ноль вольт).

Нулевое напряжение может быть в любой точке цепи, но для согласованности обычно это отрицательная клемма аккумулятора или источника питания .Вы часто будете видеть принципиальные схемы помечен как 0В в качестве напоминания.

Возможно, вам будет полезно думать о напряжении как о высоте в географии. Ориентир нулевой высоты - это средний (средний) уровень моря, и все высоты отсчитываются от этой точки. Ноль вольт в электронной схеме подобен среднему географическому уровню моря.

Нулевое напряжение для цепей с двойным питанием

Для некоторых цепей требуется двойной источник питания с тремя соединениями питания , как показано на диаграмма.Для этих цепей эталонной точкой нулевого напряжения является средняя клемма между две части поставки.

На сложных принципиальных схемах, использующих двойное питание, символ заземления часто используется для обозначения подключение к 0В, это помогает уменьшить количество проводов, нарисованных на схеме.

На схеме показано двойное питание ± 9 В, средний вывод - 0 В.



Ток, I

  • Ток - это скорость потока заряда .
  • Текущий не израсходован , то, что течет в компонент, должно вытекать.
  • Мы говорим ток через компонент.
  • Ток измеряется в амперах (амперах) , A .
  • Ток измеряется амперметром , подключенным к серии .
    Для последовательного подключения необходимо разорвать цепь и поставить амперметр восполните зазор, как показано на схеме.
  • Символ I используется для тока в уравнениях.
    Почему я использовал текущую букву? ... см. FAQ.

1А (1 ампер) - довольно большой ток для электроники, поэтому часто используется мА (миллиампер). м (милли) означает тысячную:

1 мА = 0,001 А или 1000 мА = 1 А

Необходимость разрыва цепи для последовательного подключения означает, что амперметры затруднены для использования в паяных схемах. Большинство испытаний электроники проводится с помощью вольтметров, которые могут быть легко подключенным без мешающих цепей.


Последовательное подключение амперметра


Напряжение и ток для компонентов серии

  • Сумма напряжений составляет для компонентов, соединенных последовательно.
  • Токи одинаковы через все компоненты, соединенные последовательно.

В этой схеме складываются 4 В на резисторе и 2 В на светодиоде. к напряжению батареи: 2В + 4В = 6В.

Ток через все части (аккумулятор, резистор и светодиод) составляет 20 мА.


Напряжение и ток для компонентов, подключенных параллельно

  • Напряжения одинаковы на всех компонентах, подключенных параллельно.
  • Сумма токов составляет для компонентов, соединенных параллельно.

В этой цепи батарея, резистор и лампа имеют напряжение 6 В.

Суммируются ток 30 мА через резистор и ток 60 мА через лампу. к току 90мА через аккумулятор.


Следующая страница: Метры | Исследование


Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию.Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

простых способов проверить напряжение аккумулятора (пошаговые инструкции)

Аккумулятор вашего автомобиля - его спасательный круг. Без исправной батареи вы никуда не денетесь.Это означает, что вам следует регулярно проверять заряд аккумулятора, чтобы убедиться, что в нем достаточно заряда, чтобы прослужить вам следующие пару месяцев. Сегодня мы покажем вам простой способ проверить напряжение аккумулятора.

К счастью, это относительно простая задача. Если у вас есть подходящие инструменты для работы, нет причин, по которым вы не можете сделать все в одиночку.


Перед тем, как начать


Виноваты генератор или аккумулятор?

Если вы замечаете некоторые проблемы с питанием и обеспокоены перспективой разряда аккумулятора, вам следует сначала выполнить несколько тестов, чтобы определить, связана ли проблема с аккумулятором или системой зарядки (генератором), прежде чем тратить хорошая порция изменений в том, что вам не нужно.


Что такое генератор, спросите вы?

Генератор преобразует энергию двигателя в переменный электрический ток для аккумулятора, который питает электрические системы автомобиля. Так что, если кажется, что ваша батарея не работает, это первое место, куда вам следует обратиться.


Вы можете проверить исправность вашего генератора несколькими способами:

  1. После того, как вы завели автомобиль, включите фары. Если вы обнаружите, что свет немного тусклый, это может быть признаком того, что свет в основном питается от батареи.В таком случае это означает, что генератор создает небольшой заряд или совсем не заряжает его.
  2. Включите фары и попробуйте увеличить обороты двигателя. Если ваши фары светят ярче во время оборота, это может означать, что ваш генератор вырабатывает некоторый ток, но недостаточный на холостом ходу, чтобы поддерживать достаточно заряженную батарею. И наоборот, если яркость фар не меняет яркость, ваш генератор, скорее всего, работает плавно.
  3. Если внутреннее освещение постепенно гаснет во время движения автомобиля, вероятно, виноват ваш генератор.
  4. Если вы помните, как слышали легкий рычащий звук, исходящий из вашего автомобиля, до того, как ваши дела ухудшились, это может быть признаком того, что генератор выходит из строя.

Примечание. Если вы не испытываете ни одного из этих симптомов, вам следует проверить напряжение аккумулятора.

Вот несколько способов проверить напряжение аккумулятора самостоятельно.


Помните, черный - отрицательный, красный - положительный. Очень важно.

Как проверить напряжение аккумулятора с помощью вольтметра

Простой метод проверки напряжения вашей батареи заключается в использовании вольтметра, который измеряет разность электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи (грубо говоря: напряжение).Мы рекомендуем вам выбрать цифровой вольтметр, так как им намного проще пользоваться.

Для получения наиболее точных показаний выполните этот тест через двенадцать часов после выключения автомобиля, чтобы дать возможность любому поверхностному заряду рассеяться.

  1. Убедитесь, что ваш автомобиль выключен.
  2. Снимите крышку положительного полюса аккумуляторной батареи. Проверьте клемму на предмет коррозии и при необходимости очистите . Затем вам нужно подключить положительный вывод вольтметра к положительному выводу батареи.После этого подключите отрицательный вывод вольтметра к отрицательной клемме аккумулятора, выполнив те же действия, что и для положительного полюса. Теперь вы готовы проверить показания вольтметра.
  3. Проверить показания. Полностью заряженный аккумулятор обычно показывает показание вольтметра от 12,6 до 12,8 вольт. Если ваш вольтметр показывает напряжение где-то между 12,4 и 12,8, это означает, что ваша батарея в хорошем состоянии.
  4. Любое напряжение выше 12,9 В является хорошим индикатором чрезмерного напряжения аккумулятора. В этом случае включите дальний свет, чтобы снять избыточное напряжение с поверхности. (Кроме того, чрезмерный заряд может означать, что ваш генератор виноват в перезарядке аккумулятора.)
  5. Зарядите аккумулятор, если вольтметр показывает напряжение ниже 12,4. Но если вольтметр показывает напряжение ниже 12,2 вольт, вам следует рассмотреть возможность «непрерывной зарядки» аккумулятора . По сути, это означает, что вы будете заряжать аккумулятор гораздо медленнее, что позволяет избежать риска применения избыточной силы тока заряда, которая может вызвать много избыточного тепла и выделение газов (а в крайних случаях - взрывы).

Методика запуска двигателя

Не избавляйтесь от вольтметра, он вам все равно понадобится для этого теста. Кроме того, если у вас нет дистанционного стартера, сядьте на сиденье водителя и наблюдайте за показаниями вольтметра.

Чтобы проверить напряжение автомобильного аккумулятора методом «кривошипа», подключите вольтметр к аккумулятору, выполнив действия, описанные выше. Затем попросите друга провернуть двигатель на несколько секунд, пока вы следите за вольтметром.(Под «кривошипом» мы подразумеваем запуск вашего автомобиля для подачи питания на двигатель с помощью внешней силы, такой как дистанционный стартер (не ключ). Название происходит из старых времен, когда буквально металлический кривошип был нужен для ручного запуска двигателя. .) Если значение напряжения ниже 9,6 В, это означает, что аккумулятор сульфатирован и больше не сохраняет и не принимает заряд.

Если хотите, вы можете пройти этот тест немного дальше, отключив зажигание или впрыск, чтобы двигатель не запускался.Это позволит вам проворачивать двигатель немного дольше, но мы рекомендуем запускать его не дольше 15 секунд. Если аккумулятор заряжен должным образом, вольтметр должен показать, что он поддерживает напряжение 9,6 В или выше.


Другие методы

Это всего лишь два способа измерения напряжения аккумулятора, но они являются одними из самых простых и наиболее экономичных.

Если вы все еще не уверены в том, как что-то делается, или если у вас нет уверенности, чтобы сделать это самостоятельно, помните, что вы всегда можете заказать свой автомобиль для обслуживания по телефону в вашем местном офисе Go Auto , мы бы с радостью поможем!

Зависимость переменного тока от постоянного

Большинство рассмотренных до сих пор примеров, особенно те, которые используют батареи, имеют источники постоянного напряжения.Как только ток установлен, он также становится постоянным. Постоянный ток (DC) - это поток электрического заряда только в одном направлении. Это установившееся состояние цепи постоянного напряжения. Однако в большинстве известных приложений используется источник напряжения, изменяющийся во времени. Переменный ток (AC) - это поток электрического заряда, который периодически меняет направление. Если источник периодически меняется, особенно синусоидально, цепь называется цепью переменного тока.Примеры включают коммерческую и бытовую энергетику, которая удовлетворяет многие наши потребности. На рисунке 1 показаны графики зависимости напряжения и тока от времени для типичных источников постоянного и переменного тока. Напряжение и частота переменного тока, обычно используемые в домах и на предприятиях, различаются по всему миру.

Рис. 1. (a) Напряжение и ток постоянного тока постоянны во времени после установления тока. (b) График зависимости напряжения и тока от времени для сети переменного тока частотой 60 Гц. Напряжение и ток синусоидальны и совпадают по фазе для простой цепи сопротивления.Частоты и пиковое напряжение источников переменного тока сильно различаются.

Рис. 2. Разность потенциалов V между клеммами источника переменного напряжения колеблется, как показано. Математическое выражение для V дается как [латекс] V = {V} _ {0} \ sin \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex].

На рисунке 2 показана схема простой схемы с источником переменного напряжения. Напряжение между клеммами колеблется, как показано на рисунке: напряжение переменного тока определяется как

.

[латекс] V = {V} _ {0} \ sin \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex],

, где В, - напряжение в момент времени t , В 0 - пиковое напряжение, а f - частота в герцах.Для этой простой цепи сопротивления I = V / R , поэтому переменный ток равен

[латекс] I = {I} _ {0} \ sin 2 \ pi {ft} \\ [/ latex],

, где I - ток в момент времени t , а I 0 = V 0 / R - пиковый ток. В этом примере считается, что напряжение и ток находятся в фазе, как показано на рисунке 1 (b). { 2} \ text {2} \ pi {ft} \\ [/ latex], как показано на рисунке 3.

Установление соединений: домашний эксперимент - лампы переменного / постоянного тока

Помашите рукой между лицом и люминесцентной лампой. Вы наблюдаете то же самое с фарами на своей машине? Объясните, что вы наблюдаете. Предупреждение: Не смотрите прямо на очень яркий свет .

Рис. 3. Мощность переменного тока как функция времени. Поскольку напряжение и ток здесь синфазны, их произведение неотрицательно и колеблется от нуля до I 0 V 0 .Средняя мощность (1/2) I 0 V 0 .

Чаще всего нас интересует средняя мощность, а не ее колебания - например, у лампочки 60 Вт в настольной лампе средняя потребляемая мощность 60 Вт. Как показано на Рисунке 3, средняя мощность P ave составляет

[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \\ [/ latex].

Это видно из графика, поскольку области выше и ниже линии (1/2) I 0 V 0 равны, но это также можно доказать с помощью тригонометрических тождеств.Точно так же мы определяем средний или действующий ток I среднеквадратичное значение и среднее или действующее значение напряжения В среднеквадратичное значение , соответственно, равное

[латекс] {I} _ {\ text {rms}} = \ frac {{I} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex]

и

[латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex].

, где среднеквадратичное значение означает среднеквадратичное значение, особый вид среднего. Как правило, для получения среднеквадратичного значения конкретная величина возводится в квадрат, определяется ее среднее значение (или среднее значение) и извлекается квадратный корень.Это полезно для переменного тока, так как среднее значение равно нулю. Сейчас,

P среднеквадратичное значение = I среднеквадратичное значение V среднеквадратичное значение ,

, что дает

[латекс] {P} _ {\ text {ave}} = \ frac {{I} _ {0}} {\ sqrt {2}} \ cdot \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} = \ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \\ [/ latex],

, как указано выше. Стандартной практикой является указание I rms , V rms и P , среднее значение , а не пиковые значения.Например, напряжение в большинстве домашних хозяйств составляет 120 В переменного тока, что означает, что В, , , среднеквадратичное значение, , составляет 120 В. Обычный автоматический выключатель на 10 А прервет постоянное напряжение I среднеквадратичное значение более 10 А. Ваша мощность на 1,0 кВт. микроволновая печь потребляет P пр. = 1,0 кВт и т. д. Вы можете рассматривать эти среднеквадратичные и средние значения как эквивалентные значения постоянного тока для простой резистивной цепи. Подводя итог, при работе с переменным током закон Ома и уравнения для мощности полностью аналогичны таковым для постоянного тока, но для переменного тока используются среднеквадратические и средние значения.{2} R \\ [/ латекс].

Пример 1. Пиковое напряжение и мощность для переменного тока

(a) Каково значение пикового напряжения для сети 120 В переменного тока? (b) Какова пиковая потребляемая мощность лампочки переменного тока мощностью 60,0 Вт?

Стратегия

Нам говорят, что V rms составляет 120 В, а P ave составляет 60,0 Вт. Мы можем использовать [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex], чтобы найти пиковое напряжение, и мы можем манипулировать определением мощности, чтобы найти пиковую мощность из заданной средней мощности.

Решение для (a)

Решение уравнения [латекс] {V} _ {\ text {rms}} = \ frac {{V} _ {0}} {\ sqrt {2}} \\ [/ latex] для пикового напряжения В 0 и замена известного значения на V rms дает

[латекс] {V} _ {0} = \ sqrt {2} {V} _ {\ text {rms}} = 1,414 (120 \ text {V}) = 170 \ text {V} \\ [/ латекс ]

Обсуждение для (а)

Это означает, что напряжение переменного тока изменяется от 170 В до –170 В и обратно 60 раз в секунду.Эквивалентное постоянное напряжение составляет 120 В.

Решение для (b)

Пиковая мощность равна пиковому току, умноженному на пиковое напряжение. Таким образом,

[латекс] {P} _ {0} = {I} _ {0} {V} _ {0} = \ text {2} \ left (\ frac {1} {2} {I} _ {0} {V} _ {0} \ right) = \ text {2} {P} _ {\ text {ave}} \\ [/ latex].

Мы знаем, что средняя мощность 60,0 Вт, поэтому

P 0 = 2 (60,0 Вт) = 120 Вт.

Обсуждение

Таким образом, мощность меняется от нуля до 120 Вт сто двадцать раз в секунду (дважды за каждый цикл), а средняя мощность составляет 60 Вт.

Как проверить напряжение автомобильного аккумулятора

Вам не нужно быть механиком, чтобы проверить напряжение автомобильного аккумулятора в Слайделле, Пикаюне или округе Сент-Таммани. Вам просто нужно прочитать это краткое руководство от своих друзей в Honda of Slidell.

Регулярное выполнение этих шагов может помочь вам обнаружить проблемы с аккумулятором до того, как вы окажетесь где-нибудь в затруднительном положении. Читайте дальше, чтобы узнать, как проверить напряжение автомобильного аккумулятора как с помощью мультиметра, так и без него, и свяжитесь с нами с любыми вопросами!

Использование тестера автомобильного аккумулятора

Для проверки напряжения автомобильного аккумулятора вам понадобится мультиметр.Этот инструмент - недорогое и полезное дополнение к вашему гаражу. Если у вас есть этот инструмент, проверить автомобильный аккумулятор довольно просто.

  1. Выключите автомобиль. Убедитесь, что зажигание и фары выключены. Затем откройте капот и найдите автомобильный аккумулятор.
  2. Настройте мультиметр. Каждый инструмент немного отличается, но многие тестируют разные типы тока. Чтобы проверить автомобильный аккумулятор, вам нужно установить мультиметр на постоянный или постоянный ток для постоянного тока.Если есть диапазон напряжения, установите его на 20 вольт.
  3. Подсоедините датчики. Сначала подключите красный / положительный кабель к красной / положительной клемме аккумуляторной батареи. Затем прикоснитесь черным / отрицательным щупом к черной / отрицательной клемме аккумулятора. Если вы подключите каждый датчик к неправильной клемме, вы получите отрицательное значение.
  4. Проверить напряжение. Хороший автомобильный аккумулятор должен показывать 12,4–12,9 вольт, когда автомобиль выключен. Все, что ниже, не обязательно означает, что батарея разряжена.Возможно, электрическая система вашего автомобиля слила его, или возникла проблема с генератором переменного тока. Зарядите аккумулятор и проверьте его позже, чтобы убедиться, что он держит заряд.
  5. Проведите нагрузочный тест. Следующим шагом в определении того, неисправен ли ваш аккумулятор, является выполнение нагрузочного теста. Попросите друга завести машину, пока вы будете следить за напряжением на мультиметре. Во время запуска двигателя оно не должно падать более чем на два вольта. Если он упадет еще больше или упадет ниже 9,5 вольт, вам понадобится новый аккумулятор.

Кроме того, после запуска двигателя аккумулятор должен получать заряд от генератора. Из-за этого мультиметр должен показывать от 13,8 до 14,5 вольт, когда двигатель работает на холостом ходу. Если он выходит за пределы этого диапазона, проверьте генератор.

Сэкономьте на следующей замене автомобильного аккумулятора с нашими специальными предложениями по обслуживанию Honda

Тестирование автомобильного аккумулятора без мультиметра

Если у вас нет мультиметра, вы не сможете точно проверить напряжение автомобильного аккумулятора.Однако есть еще шаги, которые вы можете предпринять, чтобы проверить состояние батареи.

Включите фары на выключенном автомобиле. Затем попросите друга завести машину, чтобы убедиться, что она припаркована и тормоза включены. Следите за фарами, пока двигатель вращается. Если они теряют яркость во время запуска двигателя, возможно, в вашем аккумуляторе недостаточно заряда. Отнесите его в сервисный центр для дальнейшего тестирования.

Требуется обслуживание аккумулятора? Позвольте нам помочь

Если результаты ваших тестов батареи не идеальны, обратитесь в компанию Honda of Slidell для дальнейшего расследования.Мы можем предоставить более конкретные тесты и помочь вам определить, в чем проблема - в батарее, генераторе или паразитном розыгрыше.

Если вам требуется обслуживание аккумуляторов в округах Слайделл, Пикаюн или Сент-Таммани, запишитесь на прием прямо сейчас!

Что вам говорят показания вольтметра - The Mercury News

Q Я надеюсь, что вы сможете раскрыть тайну из вольтметра моего внедорожника. В моих предыдущих машинах вместо датчиков всегда были красные огни.Датчики давления и температуры масла довольно просты для понимания, но вольтметр меня ставит в тупик. Он имеет «хороший» диапазон от 10 до 16 вольт с красными линиями выше и ниже этих точек. Думал аккум всегда должен быть 12 вольт. Кажется, большую часть времени он составляет около 15 вольт. Это нормально?

Педро Торрес
Сан-Хосе
A Вольтметр контролирует напряжение в системе. При работающем двигателе напряжение в системе отличается от напряжения аккумуляторной батареи примерно на два вольта.Автомобильные аккумуляторы содержат шесть ячеек, способных выдавать 2,1 В каждый при полной зарядке, в результате чего на клеммах аккумулятора имеется 12,6 Вольт. Аккумуляторная батарея необходима для запуска двигателя, управления аксессуарами во время стоянки и в качестве резервной копии на случай, если система зарядки выйдет из строя.

Из-за огромной нагрузки на аккумуляторную батарею стартером во время запуска двигателя напряжение на мгновение упадет примерно до 11 вольт, что не вызывает беспокойства. Напряжение аккумулятора также может временно упасть до 12.3 вольта или около того во время использования дополнительного оборудования при выключенном двигателе.

Система зарядки вашего внедорожника (генератор и связанные с ним компоненты) должна выполнять две функции: заряжать аккумулятор и подавать питание на все нужды автомобиля во время вождения. Чтобы передать энергию в батарею, создается более высокое напряжение около 14 вольт. Многие системы автомобиля спроектированы так, чтобы лучше всего работать при этом несколько повышенном напряжении.

Во время движения можно увидеть некоторые отклонения в отображаемом напряжении.Оно может упасть примерно до 13 вольт при работе на холостом ходу с включенным освещением и дефростером или в случае, когда существенно разряженная батарея возвращается к полной емкости.

Указанное напряжение может возрасти почти до 15 В при более высоких оборотах двигателя при минимальном активном освещении или дополнительном оборудовании.

Если предположить, что датчик действительно точен, то значение ниже 12,6 В во время вождения указывает на то, что система зарядки не работает или не справляется с интенсивным использованием аксессуаров. В этом случае я бы отключил аксессуары, немного увеличил обороты двигателя, что увеличивает мощность генератора, и наблюдал за напряжением.Если значение по-прежнему ниже 12,6, разумно сразу отправиться домой или обратиться за осмотром / ремонтом, так как аккумулятор без подзарядки может проработать всего несколько часов в автомобиле.

Напряжение выше 15 вольт указывает на неисправность регулятора напряжения системы зарядки или связанных цепей. Если он будет слишком большим, это может привести к повреждению электрической системы и / или аккумулятора.

Вы упомянули, что ваш вольтметр большую часть времени работает при напряжении около 15 вольт. Я предполагаю, что датчик показывает очень высокое напряжение и сообщает о нормальном максимальном напряжении системы 14.8 вольт, что является нормой при полностью заряженной батарее и при наличии дополнительных нагрузок от легкой до умеренной. Единственным недостатком датчиков по сравнению с красными огнями является то, что их нужно время от времени проверять. Похоже, у вас это хорошо покрыто.


Брэд Бергхольд - инструктор по автомобильным технологиям в колледже Эвергрин-Вэлли в Сан-Хосе. Напишите ему по адресу Drive, Mercury News, 750 Ridder Park Drive, Сан-Хосе, Калифорния 95190; или по электронной почте на адрес under-the-hood @ earthlink.сеть. Он не может отвечать лично.

Проверка аккумуляторной батареи и системы зарядки

Проверка аккумуляторной батареи и системы зарядки

UP

Тест системы медленного запуска

Свинцово-кислотный батарея имеет определенные определенный характеристики, чем облегчить оценить здоровье зарядки система без вымысла тестовое снаряжение. На самом деле испытание в автомобиле лучше, чем снятие деталей. Я надеюсь это помогает людям не тратить деньги на запчасти.Вот как мы можем проверить система зарядки с несколько простых кусочков оборудования. По сути, вам просто понадобится контрольная лампа и небольшой контрольный прибор.

У меня есть полная схема Мустанга 1989 года здесь. Схема электропроводки Ford Mustang 1989 года выпуска

Генератор

Генератор преобразует механический энергия в электроэнергия. В генераторе переменного тока неизбежны потери мощности. Некоторые потери механические, в первую очередь нагрев подшипников генератора и приводного ремня.Это также электрические потери. На диодах немного падает напряжение, это заставляет диоды становиться горячий. Обмотки и внутренняя проводка генератора переменного тока имеют сопротивление, и это вызывает потерю мощности и нагрев. Изменяющееся магнитное поле также вызывает некоторые потери. Помните, что большая часть нагрузки генератора на Коленчатый вал поступает от электрической нагрузки, потребляемой генератором переменного тока.

Вопреки мифам и тому, во что нас убеждают отделы маркетинга и продавцы, используя под приводом система шкивов делает нет высвободите мощность во время гонок.На самом деле он может делать наоборот! Это освобождает увеличивает мощность на холостом ходу, но нагружает систему сильнее, когда вы увеличиваете двигатель, поскольку генератор пытается догнать недостающий заряд аккумулятора!

Когда частота вращения вала генератора снижается, регулятор напряжения поднимает ток возбуждения. Регулятор, пока вал вращается достаточно быстро, увеличивает ток возбуждения и крутящий момент шкива до тех пор, пока генератор обратный рисунок точно та же мощность двигателя лошадиные силы это потреблял бы поворот при нормальном скорости! Как на самом деле, поскольку эффективность часто падает с уменьшенным ротором скорости, генератор иногда тянет еще мощность двигателя и работать горячее с понижающая передача система шкивов, чем со стандартными скоростями вала!

Единственный способ надежно и существенно уменьшить сопротивление генератора повернуть генератор выключен, пока гонки, хотя поворотные огни и электрические аксессуары выключение во время гонок конечно помогает.Помните, что когда автомобиль запуск генератор пытается поставлять всю нагрузку энергия. В разумно максимальный двигатель скорости, обычно от 1500 об / мин до красная линия с тяжелым нагрузки, и от холостого хода до красная линия со светом электрический аксессуар нагрузки, аккумулятор просто идет на езды. На самом деле он ничего не делает, кроме ожидания падения генератора ниже рабочих скоростей. А аккумулятор будет потреблять только заметную мощность двигателя когда батарея низкий заряд и недостающий заряд сейчас пополняется.Батарея, когда она заряжена, на самом деле является просто электрическим аккумулятором.

НИКОГДА не тяните кабель аккумулятора к проверить генератор. Этот очень грубый тест метод был немного нормально, когда мы была машина с вакуумной трубкой радиоприемники и точечные зажигания, но это очень плохо идея сейчас. В аккумулятор стабилизируется электрические система и загружает генератор предотвращение высокого пика напряжения или скачки напряжения как генератор регулирует магнитный поток для производства такое же среднее напряжение при разном течении требования.Если вы измените двигатель вверх и вытащить батарею кабель, напряжение генератора может увеличиться до 100 вольт или выше перед плашки генератора потока достаточно, чтобы принести напряжение обратно до 14 вольт или так. Это может убить компьютер машины и другие дорогие электрические компоненты. Я видел, как дуют фары когда парень открыл батарею переключиться в то время как двигатель был реверсирован вверх. Если ты слышишь кто-нибудь говорит кто-то это способ проверить генератор в современный автомобиль, остановка их!

ТЕСТИРОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА - это хорошо или плохо?

Для зарядки аккумулятор, напряжение генератора выход должен превышать минимум зарядка Напряжение.Этот минимальное зарядное напряжение 13,8 вольт постоянного тока батарея клеммы, либо на выходе генератора. Один свинцово-кислотный элемент начинает заряжаться что-либо более 2,25 вольт. С 12 вольт аккумулятор имеет шесть ячеек, любой 12-вольтовой свинцово-кислотной батарее минимум 13,8 вольт до начало заряжать. Этот напряжение будет достаточно, чтобы полностью заряжать или поддерживать аккумулятор на мелкая зарядка, но время зарядки будет быть очень длинным - 13,8 вольт.

Чтобы полностью зарядить в разумные сроки, генератор вывод должен быть 14.От 2 до 14,5 В как измерено прямо через батарейные посты. Напряжение зарядки выше 14,5 вольт, аккумуляторы имеют значительно повышенную тенденцию к выделению чрезмерных кислотных паров, газообразный водород и разъедать предметы вокруг батареи. Клемма аккумулятора напряжение зарядки должно быть менее 14,7 В для предотвращения чрезмерного выделения газов. Зарядные напряжения превышают 14,7 вольт могут привести к преждевременной сушке аккумулятор из-за кипячения электролита, и увеличивают риск взрыв водородного газа аккумуляторной батареи.

В этом случае зарядка батареи напряжение 14.61 вольт с двигатель на высоких холостых оборотах. 14,4 вольт - это порог газообразования. Батарея выше будет немного газа, но недостаточно, чтобы быть вредны, а аккумулятор получит быстрая полная зарядка восстановление после начиная. 14,8 будет начать беспокоиться (Там может быть жидкость или коррозия на батарее) и 15 вольт будет настоящая озабоченность, но 14,6 нормально. Меньше чем 14,3 будет "слабый" генератор или регулятор. Значительно меньше чем 14,2 в посте холостой ход плохая проводка, плохой генератор или регулятор, или плохой соединение или предохранитель ссылка.При работе с нормальной медленной крейсерской частотой вращения двигателя напряжение на клеммы аккумулятора должны оставаться выше 14,3 вольт даже с полной нагрузкой, вроде фары, обогреватель воздуходувка и все остальное, Бег. Если это система была в восстановленный 1966 GT купе, я бы вероятно, измените регулятор для уменьшения максимальный генератор Напряжение. Это бы не допустить ухудшение металл вокруг аккумулятор от чрезмерная зарядка пары. В моем повседневном водителе все нормально, пока я смотрю аккумулятор на предмет продувки. кислотные отложения.

Если вы измерили напряжение аккумулятора, и оно где-то выше 14,2 В и ниже более 14,8 вольт, когда автомобиль работает на малых крейсерских оборотах двигателя и на максимальных оборотах. нагрузки, у вас уже есть генератор большего размера, чем вам нужно. Если напряжение выше 14,2 при максимальных нагрузках на крейсерских оборотах, покупая больший генератор или новый генератор - пустая трата времени и денег.

Поверните мотор выключен без нагрузки (фары и т. д. все выключены) и прочтите напряжение батареи.

При просто заглушенном двигателе аккумулятор напряжение должно быть 13.От 2 вольт до 13,8 вольт. Точное напряжение зависит от батареи, как ты быстро прочитаешь это, и состояние заряд батареи. Это напряжение не так уж и важно потому что аккумулятор будет медленно и устойчиво довольствоваться новое напряжение, которое указывает на истинное состояние аккумулятор заряжен, но напряжение, измеренное прямо при выключении двигателя, очень четкое. индикатор если генератор или система зарядки заряжаются. Если напряжение выше 13,2, аккумулятор только что заряжался.

Итак, что произойдет, если ваша батарея все время разряжается, а генератор кажется хороший?

Измерение электрического утечка в системе текущий

Для проверки электрической системы на утечку нежелательной нагрузки мощность, выключите все в машине.Делай так же, как ты поступаешь, когда парковка автомобиля на ночь. убедитесь, что все освещение и аксессуары выключены.

Снимите отрицательный провод и проверить текущий розыгрыш со всеми электрическими загружается с помощью тестовый свет. (Я сделал контрольную лампу из старой лампы заднего фонаря.)

Тусклое свечение в световая нить указывает на текущая проблема слива. В этот момент я делаю не хочу подключить измеритель тока в проверить утечку потому что короткий может повредить тестовый метр! Если небольшой ясная контрольная лампа как это не свет, тогда это в целом безопасно для непосредственно измерять ток слить с помощью тестового метра.

Измерение Паразитный ток Слив

Со всеми электрические нагрузки выключены подключить счетчик, на низких амперах шкала около 1 ампер или около того, в серия с аккумулятор отрицательный опубликовать в земля. Положительный измерительный провод подключается к шасси автомобиля, и отрицательный провод измерителя к отрицательный пост аккумулятор.

А хорошая электрика разряд батареи системы

Это измеряется по шкале 20 мА.Шкала мА показывает в тысячных долях ампер. Мой Мустанг LX 1989 года, после того, как я изменил плохой генератор диод, сейчас имеет около 1,73 мА разряд батареи. Этот слив все из компьютер EEC-IV объем памяти. Другой радиоприемники и разные компьютеры могли иметь другой режим ожидания стоки, а также аксессуары, такие как часы, но нет случай должен "на ночь выключить" утечку превышают 25 мА или около того. 100 мА как оставив небольшой свет в салоне включен!

Стерео My Kenwood потребляет 1,5 мА, когда связаны.если ты есть цифровые часы что остается будильник, или какой-то другой загрузить этот ток будет выше. В 75 мА, утечка может взломать аккумулятор жизнь нечасто управляемые автомобили. мА - это миллиамперы или одна тысячная ампер.

Указанный выше измеритель имеет шкалу 20 мА и показывает 1,73 мА. То есть ничего такого. Заряда батареи хватило бы на месяцы сидения.

Плохой аккумулятор паразитный слив

Если контрольная лампа горит, ты захочешь найти провод заряжаем аккумулятор.Сначала убедитесь, что все свет выключен. Ты может сделать это кто-то открыт и закрой вещи с огни, как багажник и наблюдение для определения большого изменение нагрузки. Ты должен увидеть определенное изменение нагрузки при закрытии дверей с огнями, как перчатка отсек.

Подключите тест свет последовательно с отрицательный пост, и начать тянуть подачи проволоки. В сначала проверить это тяжелая зарядка провод от генератор. А плохой или негерметичный диод в генераторе переменного тока очень распространенный источник ночной батареи осушать.

Подключите провода один за раз, чтобы увидеть что за свинец рисует Текущий. В моем случае это было провод генератора! Хотя генератор был зарядка нормально, это также истощал батарея. Мой проблема была плохой диод генератора. Может быть множество других проблемы, как плохие регулятор напряжения или застрявшее реле контакт.

Скачать проводку диаграмма

Я скачал это из Сайт Т. Мосса , г. что я нахожу много полезнее, чем другие источники.Том Мосс делает все возможное, чтобы помогать людям, и он действительно хороший парень. AutoZone и другие есть немного бесплатно схемы тоже.

T.Moss's диаграмма (ссылка выше) показал мне тяжелый темно-зеленый провод от мое стартерное реле вызывая мою "проблему слива" пошел прямо к моему выход генератора автомобиля. В моем случае один из диоды (маленькие черные "стрелки") в моей машине генератор был плохой. Эта текущая потеря также заставила меня генератор слегка теплый на ощупь, даже когда сидишь выключен на несколько часов.

Другой Полезные напряжения

Напряжение аккумулятора может быть выше 12,6 В сразу после зарядки.

Разомкнутая цепь Напряжение 12 В аккумулятор после машина выключена на один час Родственник заряд
12,6 В 100%
12,4 В 75%
12,2 В 50%
12.1 В 25%
Менее 12 вольт Мертвый

Любой открытый терминал напряжение ниже 12 вольт считается полная разрядка или разряженная батарея.

Стартеры иногда могут хорошо проверить себя вне машины, но могут быть и плохими. Одна общая проблема с дешево построенными или неисправными стартерами - это потеря пускового момента в горячем состоянии. Этот обычно происходит из-за того, что утюг теряет способность удерживать магнитный поток (пусковой ток резко возрастает, когда он горячий), или из-за того, что провод занижены и повышается сопротивление (пусковой ток падает при нагревании), или стартер заклинивает (также вызывая большой ток).

Лучший способ проверить стартер - измерить напряжение и ток .

Для проверки стартера и проводки простым счетчиком:

  • Закрепите плюсовой провод расходомера на питании стартера. провод идущий в стартер
  • Прикрепите черный отрицательный провод измерителя к БЛОКУ ДВИГАТЕЛЯ
  • Убедитесь, что на мультиметре есть напряжение, и шкала наименьшего напряжения, показывающая не менее 15 вольт. Другими словами, если на вашем счетчике 2.Шкала 5 В, 25 В и 250 В используйте Шкала 25 вольт. Шкала 25 вольт - это ближайшая шкала к 15 вольт, но не ниже 15 вольт.
  • Прикрепив счетчик к стартеру, следите за счетчиком, проворачивая двигатель.

Убедитесь, что аккумулятор в хорошем состоянии. Выше приведена таблица напряжений для аккумулятора. плата. Напряжение на клеммах батареи без нагрузки (все выключено) должно быть не менее 12,6 вольт и 13,8 вольт.

Если напряжение запуска стартера опускается ниже 9-10 вольт, у вас проблема со стартерным током, двигатель заземление, или аккумулятор.

Измерьте поперек батареи, исследуя клеммы аккумулятора (НЕ клеммы, которые крепятся к стойкам, а воткнуты непосредственно в выводные столбы выходят из АКБ), и посмотрите сколько АКБ падает при проворачивании. Если он падает, и вы уверены, что генератор работает, возьмите аккумулятор в магазин автомобильных запчастей, тестирует аккумуляторы. В отличие от стартеров, проверить аккумуляторы ОЧЕНЬ просто и очень просто. надежный.

Если аккумулятор остается на стойках и напряжение стартера упало, возможно, у вас плохой провод стартера, провод заземления или другая проблема с проводкой.Если батарейный столб напряжение проверяется нормально, но у стартера происходит ненормальное проседание, вероятно, у вас проблема со стартером. Вам необходимо проверить пусковой ток.

Дешевые или некачественно изготовленные стартеры обнаруживаются в основном, когда стартер очень сильно поврежден. горячий. Очень часто стартеры не могут быть точно протестированы на стенде, потому что они часто может потерпеть неудачу только когда очень жарко. Я вижу очень мало тракторов, легковых и грузовых автомобилей, которые заводятся нормально, когда холодно и не проворачивайте при горячем, что есть проблемы кроме стартера! Мой дизельный трактор был сукой заводиться в жаркую погоду, но заводился, как мечта, когда холодно, и это было стартером.У моего трактора тоже нет жаток. Просто нагрева блока было достаточно, чтобы стартер выключился. У меня был такой же опыт с автомобилями. Когда холодно, то начало работать и тест хорошее! У предельных стартеров может быть достаточно энергии, чтобы запускаются правильно, когда система холодная, и выходят из строя, когда система горячая.

Неисправные генераторы или аккумуляторы обычно обнаруживаются, когда машина очень холодная, но и генераторы, и аккумуляторы можно надежно проверить, чтобы убедиться в их исправности.

Установка генератора большего размера не устранит неисправный стартер, батарею или плохая проводка.

Переход на светодиодный Предупреждение

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *