So messen Sie Wechsel- und Gleichspannung
Die Spannungsmessung ist für einen unprofessionellen Elektriker keine leichte Aufgabe, aber wenn Sie sich das ansehen, stellt sich heraus, dass es nichts Einfacheres gibt (vorausgesetzt, es stehen spezielle Messwerkzeuge zur Verfügung). Diese Fähigkeit kann sowohl für Reparaturen von elektrischen Haushaltsgeräten zu Hause als auch für Tests in einem einphasigen oder dreiphasigen Wechselstromnetz und bei der Arbeit mit Gleichstromkreisen erforderlich sein: bei der Überprüfung der Batterie mit einem Multimeter oder am Generator des Autos sowie an der Stromversorgung des Computers. Um Ihnen dabei zu helfen, haben wir uns entschlossen, einen Artikel über die Messung von Wechsel- und Gleichspannung zu schreiben.
Wie man misst
Das Hauptwerkzeug hier ist ein Voltmeter. Es kann entweder als separates Gerät oder in einem als Digitalmultimeter bezeichneten multifunktionalen Messgerät hergestellt werden.
Digital, da dieses Gerät über eine Anzeige zur Anzeige der Werte des gemessenen Werts verfügt und digitale Schaltkreise für Messungen verwendet (z. B. einen Mikrocontroller) und keinen universellen Messkopf wie alte Zeigergeräte. Einige Multimeter sind auch mit Zangenmessgeräten ausgestattet, sie werden jedoch auch zum Messen von Spannung und Widerstand an einem Schaltungsabschnitt verwendet.
Je nach Situation ist eine unterschiedliche Messgenauigkeit erforderlich. Für den Heimgebrauch muss kein teures und genaues Gerät gekauft werden. Daher verwenden Heimwerker häufig ein billiges chinesisches Multimeter (die beliebtesten Modelle sind beispielsweise der DT838 oder der DT830).
Universelle Messgeräte werden oft als „Tester“ bezeichnet.
Für professionelle Zwecke verwenden Labors und Reparaturwerkstätten das genaueste und komplexeste Instrument - ein Oszilloskop. Die beliebtesten Modelle dieser Geräte sind die sowjetischen s1-94 und s1-65 sowie die Geräteanzeigen 2061m und ausländische Hantek und andere.
Sowjetische Handwerker benutzten normalerweise einen Zeigertester oder eine "Werkstatt".
Werkstatt - Ts20-Gerät, ein sowjetisches Multimeter zur Messung von Gleich- und Wechselspannung unter Last bis 600 V, Gleichstrom bis 750 mA und Widerstand bis 500 kOhm. Auch verwendete Geräte ts4313, ts4353. Die von diesen Geräten durchgeführten Messungen sind ebenfalls ziemlich genau, weshalb einige Elektriker und Schinken sie bis heute verwenden.
So messen Sie die Spannung mit einem Multimeter
Beginnen wir mit den Grundlagen. Von jedem Gerät und in jedem Fall wird ein Voltmeter parallel zu dem Element geschaltet, an dem die Spannung gemessen wird. Jedes Multimeter im Spannungsmessmodus ist ein Voltmeter. Bei der Strommessung ist nur ein Amperemeter in Reihe geschaltet.
In billigen Multimetern (und in vielen teuren) gibt es 3 oder 4 Anschlüsse zum Anschließen von Sonden, normalerweise diese:
- COM ist eine übliche, normalerweise schwarze, und es wird immer eine Sonde eingeführt (auch schwarz).
- VΩmA - zum Messen von Spannung, Widerstand, Prüfen von Dioden und / oder kleinen Strömen (bis zu 200 mA), normalerweise rot;
- 10A (20A) - zum Messen großer Ströme.
In der folgenden Abbildung sehen Sie das gängigste Modell des chinesischen Multimeters (DT-830 oder einfach „830.“). Die Pfeile geben die Anschlüsse zum Anschließen der Sonden an, und der Anschluss, in den Sie die rote Sonde einführen möchten, wenn Sie die Spannung messen möchten, ist grün hervorgehoben.
Um die Spannung in der Schaltung zu messen, müssen mehrere Manipulationen mit dem Gerät durchgeführt werden. Zuerst müssen Sie die Art der Spannung bestimmen: konstant (DC oder Vorzeichen =) oder variabel (AC oder Vorzeichen ~) und den Schalter auf die gewünschte Position stellen.
Stellen Sie als nächstes die Messgrenze mit demselben Schalter ein. Wenn es am Gerät unter dem gemessenen Wert liegt, funktioniert die Messung nicht.
Daher wird die erste Messung von der Maximalgrenze aus durchgeführt und schrittweise reduziert, um den Wert der gewünschten Abmessung zu erhalten. Wenn Sie beispielsweise nicht wissen, welche Spannung im Stromkreis vorhanden ist, stellen Sie auf dem gezeigten Foto die maximale Grenze ein - 1000 Volt. Nehmen Sie eine Messung vor. Wenn auf dem Bildschirm „12 Volt“ angezeigt wird, senken Sie die Grenze auf 20 V, um den genauen Wert auf Zehntel oder Hundertstel zu ermitteln.
Einige Geräte erkennen automatisch den Grenzwert und die Art der Spannung, sodass kein Umschalten erforderlich ist.
Das Gerät wird mit Sonden an den Stromkreis angeschlossen: eins (rot) zum Plus (oder zur Phase), das zweite (schwarz) zum Minus (oder Null). Wenn die Sonden in umgekehrter Reihenfolge angeschlossen sind - schwarz zu plus und rot zu minus -, wird der Wert auf dem Display mit einem Minus angezeigt.
Messbeispiele
In vielen Situationen kann eine Spannungsmessung erforderlich sein, sowohl im Alltag als auch in der Produktion. Betrachten Sie die häufigsten von ihnen.
In einem Haushaltsnetzwerk
Mit einem Multimeter in einer 220-V-Steckdose werden Messungen durchgeführt, wenn zu verstehen ist, ob Spannungsspitzen und wie sehr sich der tatsächliche Wert vom Standard unterscheidet. Wertabweichungen treten häufig in instabilen Netzwerken auf, insbesondere in kleinen Städten. Und jeder weiß, dass Spannungsspitzen elektrische Geräte und Ausrüstungen nachteilig beeinflussen und zu deren Ausfall führen können.
Dies erfolgt auch durch Erkennen eines offenen und eines offenen Stromkreises, wenn verschiedene Netzwerkfehler beseitigt werden (wenn der Stromkreis unterbrochen wird, ist die Spannung 0 oder nahe daran) oder um die Phase zu bestimmen. Die Phasensuche wird relativ zur Masse oder Null durchgeführt, dh eine Sonde wird gegen den Bodenkontakt und die zweite abwechselnd mit den Kontakten im Auslass geschlossen.
Wenn Sie die Spannungs- und Stromstärke im Netzwerk kennen, können Sie den Stromverbrauch berechnen. Hierfür wird die Formel verwendet:
P = U × I.
In einem Auto
Zur Fehlerbehebung bei der Batterie, dem Fahrzeuggenerator, dem Anlasser oder der Zündspule sowie dem Abschnitt des Stromkreises müssen Sie den Spannungswert kennen. Daher ist es auch hier wichtig, einen Wert mit einem Voltmeter oder Multimeter zu finden. Ein solcher Bedarf tritt häufig bei inländischen Autos auf (z. B. VAZ 2114, VAZ 2107), dies muss jedoch häufig bei importierten Modellen erfolgen.
Manchmal muss die Spannung des linearen Ausgangs des Radios oder des Autoverstärkers überprüft werden, um den korrekten Betrieb zu diagnostizieren. Dies wird normalerweise von professionellen Kfz-Elektrikern durchgeführt. Sie wissen, dass der Ausgangswert je nach Funkmodell zwischen 200 und 5000 Millivolt liegen kann. Die genauen Daten werden normalerweise im Gerätepass angegeben.
Die Sondenwahl (z. B. dmrv - Luftmassenmesser) und die Diagnose der Richtigkeit ihrer Arbeit werden ebenfalls mit einem Multimeter durchgeführt. Schließen Sie dazu bei laufendem Motor das Multimeter an den Sensor an und vergleichen Sie die Messwerte mit den Nennwerten aus den technischen Eigenschaften des entsprechenden Sensors.
Für Produktionszwecke
Zu Produktionszwecken werden Messungen mit professionellen Instrumenten durchgeführt: einem digitalen Oszilloskop. Werte von diesem Gerät werden erhalten, indem die Wellenform auf seiner Anzeige untersucht wird. Dies geschieht in Industrieunternehmen bei der Diagnose des ordnungsgemäßen Betriebs von Geräten oder hergestellten Produkten, in der Amateurfunkpraxis beim Einrichten und Einstellen von Schaltkreisen sowie in Reparaturwerkstätten für Elektronik.
Die Auswertung des Messwertes erfolgt entweder mit Hilfe von Cursormessungen - der Cursor wird auf einen bestimmten Punkt in der Wellenform gesetzt und die notwendigen Werte angezeigt.
Dies ist jedoch nur bei digitalen Oszilloskopen möglich. Bei analogen Modellen mit einer Kathodenstrahlröhre befindet sich nur ein Koordinatengitter auf dem Bildschirm. Abhängig von der installierten Verstärkung „Volt / Teilung“ wird die Anzahl der Volt aus den Zellen dieses Gitters berechnet.
In anderen Produktionsbereichen, beispielsweise im Bauwesen, kann es erforderlich sein, verschiedene Geräte zu reparieren. Die Untersuchung der Leerlaufdrehzahl eines Schweißwechselrichters kann beispielsweise zur Reparatur beitragen. Eine Bewertung der Batteriespannung eines Schraubendrehers kann Aufschluss über dessen Kapazität und Verschleiß geben.
In Computern
Die Bewertung des korrekten Betriebs der USB-Anschlüsse eines Computers oder Ladegeräts ist erforderlich, um den tatsächlichen Wert der Ausgangsspannung zu ermitteln. Dies ist wichtig für teure und empfindliche Geräte, zum Aufladen eines Telefons oder eines Laptops (für deren ordnungsgemäße Aufladung und Haltbarkeit).
Mit einem Voltmeter können Sie auch die Spannung in der Stromversorgung messen, und mit einem Gerät, das die Stromstärke misst (Amperemeter). Strom messen. Ein Multimeter kann auch das Fehlen von Spannung in Computerschaltungen erkennen. Wenn beispielsweise kein Minus vorhanden ist, liegt keine Spannung an.
In besonderen Fällen überprüfen sie bei der Reparatur von Computergeräten die Spannung am Direktzugriffsspeicher (DDR2, DDR3), an der Festplatte, am Anzeigekabel oder am Netzteil.
Bei der Reparatur von Computermikroschaltungen (und nicht nur beispielsweise auf einem Arduino) testet das Gerät die Spannung des Kondensators, des Widerstands an den Polen der Stromquelle, die Stabilisierungsspannung der Zenerdiode usw. Alle diese Messungen erfordern bestimmte Kenntnisse und Fähigkeiten, daher werden sie von professionellen Gerätereparaturern durchgeführt.
Also haben wir herausgefunden, wie man die Gleich- und Wechselspannung misst. Es ist sehr einfach zu tun. Ein Voltmeter oder Multimeter ist immer parallel zum Stromkreis geschaltet. Bei einer seriellen Verbindung ist dies nicht möglich, da die Voltmeter einen großen Innenwiderstand haben und einfach kein Strom durch sie fließt.
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