Măsurați corect tensiunea și curentul
Măsurarea tensiunii
La măsurarea tensiunii, voltmetrul este conectat direct la bornele sursei de tensiune. Dacă tensiunea este măsurată într-un circuit la rezistor sau într-un ansamblu, voltmetrul trebuie conectat în paralel.
Dispozitivul de măsurare afișează o valoare numai atunci când curentul curge prin el și tensiunea afișată este generată la rezistența sa internă. Această rezistență internă reprezintă o sarcină pentru tensiunea care trebuie măsurată. Cu cât este mai mică rezistența mecanismului de măsurare, cu atât este mai mare eroarea de măsurare. (Vezi și: Comentarii la divizorul de tensiune încărcat).
Rezistența internă a unui voltmetru R M este specificată de producător în ohm/volt pentru domeniul de măsurare setat. Acesta este utilizat pentru a calcula curentul maxim permis la devierea completă. Dacă tensiunea de măsurat depășește domeniul maxim de măsurare al voltmetrului, domeniul său trebuie extins cu un rezistor de serie corespunzător R V.
Cu multimetrele obișnuite, nu mai trebuie să vă faceți griji și nu faceți calcule corective. Ele prezintă o rezistență de intrare foarte mare constantă de 10 MΩ în mod normal în toate domeniile de tensiune. Următoarele reprezentări se aplică în continuare extinderii domeniului de măsurare intern. Factorul n reprezintă extinderea domeniului cu care se calculează valoarea necesară a rezistenței la balast.
Măsurarea curentului
Curentul care trebuie măsurat trebuie să curgă prin ampermetru și se află în circuitul circuitului. Rezistența internă a ampermetrului este foarte mică, astfel încât circuitul să nu fie influențat negativ de rezistența sa suplimentară. Prin urmare, un ampermetru nu trebuie conectat niciodată în paralel cu obiectul de măsurare, deoarece scurtcircuitează apoi obiectul de măsurare și tensiunea la punctul de măsurare cu rezistența sa internă redusă.
Dacă curentul de măsurat este mai mare decât curentul maxim permis pentru devierea completă, domeniul de măsurare poate fi extins. Pentru a face acest lucru, un rezistor este conectat în paralel cu mecanismul de măsurare. Curentul este împărțit la această rezistență la șunt sau la șunt R N. Calculul se efectuează prin aplicarea legii lui Ohm la o conexiune paralelă. Factorul n indică modul în care trebuie extins domeniul de măsurare, astfel încât ampermetrul să nu fie supraîncărcat.
Clasa de calitate și alte erori de măsurare
Niciun dispozitiv de măsurare nu arată valoarea care trebuie măsurată cu o precizie absolută. Construcția instrumentului provoacă o eroare de afișare. Producătorul ia în considerare acest lucru prin specificarea unei clase de calitate. Alte inexactități de măsurare se bazează pe eroarea de citire personală. Poziția de utilizare a instrumentului, temperatura ambiantă, gama de frecvențe și câmpurile electromagnetice externe pot provoca inexactități suplimentare de măsurare.
Clasificarea claselor de calitate indică valoarea erorii în procente pe baza scalei complete. Dispozitivele industriale de măsurare au clasa de calitate 1 - 6 - 1,5 - 2,5 sau 5 la sută. Pentru instrumentele de măsurare de precizie, valorile sunt de 0,1 - 0,2 sau 0,5 la sută. Această valoare a erorii este constantă pe întreaga gamă a scalei.
Pentru ca eroarea dispozitivului să nu poată falsifica prea mult valoarea adevărată măsurată, măsurarea trebuie făcută numai în intervalul 2/3 superior al scalei. Diagrama opusă arată eroarea procentuală a valorii măsurate în funcție de domeniul scalei pentru o clasă de calitate de 5%. Dacă 100 V sunt măsurate cu acest dispozitiv la scară completă, valoarea reală poate fi între 95. 105 V. Pentru afișajul de 50 V, inexactitatea de ± 5 V continuă să se aplice. Cu toate acestea, în raport cu valoarea măsurată, aceasta este o eroare de 10%. O valoare măsurată de 10 V are apoi o inexactitate de 50%, ceea ce nu mai este tolerabil.
Pentru măsurători mai precise în domeniul superior al scalei, dispozitivul de măsurare trebuie să fie comutat la un domeniu de măsurare optim.
Erorile personale de citire rămân mici dacă vă aliniați ochii perpendicular pe indicator. Dacă scala este stocată într-o oglindă, indicatorul trebuie să fie congruent cu imaginea sa în oglindă. Toate celelalte poziții de citire oferă citiri care sunt prea mari sau prea mici din cauza paralaxei, a deplasării pe linia scalei indicatorului ochiului.
Măsurarea simultană a curentului și a tensiunii
Pentru măsurarea simultană a curentului și a tensiunii în circuit, trebuie îndeplinite anumite cerințe, astfel încât eroarea de măsurare să rămână în limita limitelor de eroare, care este dată de clasa de calitate a instrumentelor. Erorile de măsurare sunt explicate folosind următoarele două exemple de circuite.
Măsurarea corectă a tensiunii
Amperometrul este conectat înainte de punctul de conectare al voltmetrului. Cu o rezistență de sarcină mică la medie R, un curent relativ mare I. Curentul de defect I F, care este necesar de voltmetru pentru afișare, este mic în comparație cu curentul I datorită rezistenței interne ridicate R M. Deoarece I F F prin voltmetru are un efect mai puternic asupra curentului de măsurare I M, cu atât mai multe R și R M sunt aceleași. Trebuie remarcată eroarea curentă. Dacă eroarea de măsurare trebuie luată în considerare prin calcul, această configurație de măsurare este cea mai bună, deoarece rezistența internă a voltmetrului este aproape întotdeauna cunoscută.
Măsurarea corectă a curentului
Curentul care curge în conexiunea în serie este întotdeauna afișat corect. Voltmetrul înregistrează tensiunea totală paralelă cu rezistența internă a ampermetrului și rezistența la sarcină. Cu o valoare de sarcină mică până la medie R, un curent mare I curge și provoacă eroarea de tensiune U F la rezistența internă mică a ampermetrului. Cu cât valoarea de sarcină R se apropie de rezistența internă a ampermetrului, cu atât este mai imprecisă deducerea tensiunii la rezistența la sarcină din tensiunea totală U.
Cu o valoare ridicată a sarcinii R, curge un curent mult mai mic I. Acest curent produce o eroare de tensiune mult mai mică la aceeași rezistență internă mică a ampermetrului. Deoarece U este FR, eroarea de tensiune rămâne în limita de eroare a voltmetrului.
Tensiunile sunt întotdeauna măsurate paralel cu sursa de tensiune.
Voltmetrul nu trebuie să plaseze o sarcină suplimentară pe sursa de tensiune. Prin urmare, valoarea rezistenței interne trebuie să fie mare.
Gama de măsurare a unui voltmetru este extinsă de un rezistor de serie.
Amperimetrul este în serie cu consumatorul și curentul total curge prin el.
Rezistența internă a ampermetrului trebuie să fie foarte mică pentru a nu limita cât mai mult curentul total.
Domeniul de măsurare al unui ampermetru este extins de un rezistor paralel, șuntul.