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Appareil pour mesurer la tension alternative. Mesure de tension alternative

Le premier scientifique à avoir conçu et créé une batterie électrique à courant continu suffisamment puissante fut le célèbre physicien italien Alexandro Volta. Cette batterie, appelée « colonne voltaïque », était constituée de plusieurs milliers de cercles de zinc et de cuivre, séparés par des joints en tissu imbibés d'acide chlorhydrique. Il utilisait des batteries avec plus ou moins de cellules. Les petites batteries produisaient une étincelle faible, les grosses batteries produisaient une étincelle forte et brillante.

Pour mesurer la tension ou la différence de potentiel, un instrument appelé voltmètre est utilisé. L'image montre un voltmètre à pointeur de panneau, qui peut être monté sur le panneau de commande de n'importe quel appareil. Il est utilisé uniquement pour mesurer une valeur de tension spécifique à l'un des nœuds de cet appareil. Le voltmètre présenté sur la photo permet de mesurer une tension continue jusqu'à 15 volts. Jetez un œil à son échelle. Il est limité à 15 volts.

Sur les schémas de circuits, une image conventionnelle d'un voltmètre peut ressembler à ceci.

On peut voir sur la figure que l'image conventionnelle d'un voltmètre sur le schéma peut être différente. Si le cercle indique la lettre « V», cela signifie que ce voltmètre est conçu pour mesurer des valeurs de tension allant de l’unité à la centaine de volts. Images étiquetées " mV" Et " µV" sont indiqués dans les cas où le voltmètre est conçu pour mesurer des fractions de volt - millivolts (1 mV = 0,001 V) et microvolts (1μV = 0,000001 V). Parfois, à côté de l'image d'un voltmètre, est également indiquée la valeur de tension maximale que le voltmètre peut mesurer. Par exemple, comme ceci – 100 mV. Généralement, cette valeur est indiquée pour les voltmètres à pointeur intégrés. Vous ne devez pas dépasser cette tension, car vous pourriez endommager l'appareil.

De plus, des panneaux indiquant la polarité de sa connexion au circuit peuvent être placés à côté des bornes du voltmètre. + " Et " - " Cela s'applique aux voltmètres utilisés pour mesurer la tension continue.

Il convient de noter que les voltmètres à panneau constituent un cas particulier d'utilisation de ces appareils. Dans les laboratoires, les usines de radio, les bureaux d'études et les cabinets de radioamateur, les voltmètres sont le plus souvent utilisés dans le cadre de multimètres, auparavant appelés avomètres, c'est-à-dire ampère-volt-ohmmètre.

Actuellement, avec le développement de l'électronique numérique, les instruments à aiguilles appartiennent au passé et sont remplacés par des multimètres numériques dotés d'une échelle numérique pratique, d'une commutation automatique de la limite de mesure, d'une petite erreur et d'une classe de précision élevée.

Dans la pratique des radioamateurs, les « tseshki » et « avoshki » ont été remplacés par des appareils numériques compacts et pratiques. Travailler avec eux n'est pas difficile, mais certaines mesures de sécurité doivent être appliquées.

Comment mesurer la tension avec un multimètre ?

Il ne faut pas oublier qu'un voltmètre, contrairement à un ampèremètre, est connecté en parallèle avec la charge.

Par exemple, vous devez mesurer la tension aux bornes d’une résistance qui fait partie d’un circuit électronique. Dans ce cas, passez le multimètre en mode de mesure de tension (DC ou AC, en fonction du courant circulant dans le circuit) et définissez la limite de mesure la plus élevée. Au fur et à mesure que vous gagnerez en expérience, vous apprendrez à fixer la limite de mesure de manière plus consciente, en négligeant parfois cette règle. Ensuite, connectez les sondes du multimètre en parallèle avec la résistance. Voici comment le schématiser :

C'est ainsi que nous passons en douceur à la définition de ce qu'on appelle le shunt. Comme le montre le schéma, le voltmètre, qui mesure la tension aux bornes de la résistance R1, crée un chemin parallèle au courant qui traverse le circuit électrique. Dans ce cas, une partie du courant (Ishunt) se bifurque et circule à travers un appareil de mesure - le voltmètre PV1. Ensuite, il retourne dans le circuit.

Dans ce cas, le voltmètre PV1 shunte la résistance R1 - crée un chemin de dérivation pour le courant. Pour un circuit électrique, un voltmètre est shunter– une solution de contournement pour le courant. Selon la loi d'Ohm, la tension dans une section d'un circuit dépend du courant circulant dans ce circuit. Mais nous avons dérivé une partie du courant dans le circuit et fait passer cette partie dans un voltmètre. Étant donné que la résistance de la résistance est inchangée et que le courant traversant la résistance a diminué (I R1), la tension aux bornes de celle-ci a changé. Il s'avère qu'avec un voltmètre, nous mesurons la tension aux bornes de la résistance, qui s'est formée après avoir connecté l'appareil de mesure au circuit. De ce fait, il se forme erreur de mesure.

Comment réduire l’impact de l’appareil de mesure sur le circuit électrique lors de la prise de mesures ? Il est nécessaire d’augmenter ce qu’on appelle « impédance d'entrée» appareil de mesure – voltmètre. Plus il est élevé, moins la partie du courant est shuntée par l'appareil de mesure et plus les données obtenues à partir des mesures sont précises.

Les multimètres numériques modernes ont une impédance d'entrée assez élevée et n'affectent pratiquement pas le fonctionnement du circuit lors de la prise de mesures. Dans le même temps, la précision des mesures est naturellement assez élevée.

Par conséquent, dans des conditions de laboratoire, des voltmètres à lampe spéciaux ont été utilisés, qui présentaient une résistance d'entrée élevée et certains d'entre eux avaient une classe de précision d'une fraction de pour cent.

Passons à la pratique...

Tout d'abord, n'oubliez pas qu'il existe une variable (abréviation anglaise - ACC ) et tension constante ( VCC ). Les appareils professionnels déterminent eux-mêmes la tension avec laquelle vous travaillez et passent eux-mêmes au mode souhaité et à la sous-plage de mesure requise. Lorsque vous travaillez avec des appareils de petite taille, toutes les commutations doivent être effectuées manuellement.

L'image montre une partie du panneau de commande du testeur DT-830B populaire et peu coûteux.

On voit bien que les limites de mesure de la tension alternative sont limitées aux valeurs suivantes : 750 volts ( 750 V~) et 200 volts ( 200 V~). Il est clair qu'il ne faut même pas s'approcher des réseaux électriques industriels avec cet appareil. L'échelle de tension continue et d'impulsion est légèrement plus grande : de 200 millivolts (200 mV) à mille volts (1 000).

Comme déjà mentionné, afin de mesurer la tension dans une section du circuit, vous devez sélectionner la limite de mesure la plus grande à l'aide du fin de course de mesure et connecter les sondes du multimètre en parallèle à la section du circuit sur laquelle la mesure est effectuée. .

Si la limite de mesure est appropriée, les lectures apparaîtront sur l'écran. Si cela ne se produit pas, débranchez le voltmètre du circuit et réduisez la limite de mesure d'un pas. Nous répétons la mesure. Et ainsi de suite jusqu'à ce que les preuves soient reçues.

Gardez à l’esprit que les cordons de test s’usent avec le temps. Cela rompt le contact électrique. Avant toute mesure, vérifiez l'intégrité des sondes !

Il est aussi souvent nécessaire de mesurer la tension en sortie de l'alimentation ou (batterie ou accumulateur).

Nous sélectionnons la section du tableau de bord qui est responsable de la mesure de la tension continue. Nous fixons la limite légèrement supérieure à la tension que nous voulons mesurer. Ensuite, nous connectons les sondes de l'appareil conformément à la polarité et modifions la limite de mesure vers le bas jusqu'à ce que les données apparaissent sur l'écran.

La photo montre la mesure de tension d'une batterie composite de trois batteries de 1,5 V à l'aide d'un multimètre Victor VC9805A+. La limite de 20 V est sélectionnée pour la mesure.

La tension sur une batterie au plomb scellée est mesurée de la même manière.

Il convient de comprendre que nous mesurons ainsi ce qu'on appelle la CEM. La FEM ou force électromotrice est la tension aux bornes de la batterie sans charge connectée. Si vous connectez un appareil à la batterie, la tension sera légèrement inférieure.

Ne touchez jamais les sondes nues avec vos mains ! Bien sûr, une petite tension provenant d'une batterie de 1,5 volts ne vous tuera pas, mais lors de la mesure de tensions supérieures à 24 volts, un choc électrique peut avoir de graves conséquences.

Pour garder les mains libres, utilisez des pinces crocodiles, mais elles doivent être connectées lorsque l'appareil est débranché. Il est souvent nécessaire de mesurer la tension sur la carte de travail en différents points.

Si vous travaillez avec un appareil basse tension, veillez à ne pas court-circuiter les conducteurs individuels avec des sondes. Pour mesurer la tension dans un appareil, la technique suivante est généralement utilisée.

Connectez la sonde « masse » de l'appareil et la « masse » de la carte aussi solidement que possible. Il est toujours plus pratique de travailler avec une seule sonde. Pour ceux qui ne sont pas au courant, la sonde « masse » ou « commune » d’un appareil est la sonde qui est reliée au connecteur COM . Il est généralement noir. Réduction COM dérivé du mot anglais commun- "général".

Placez un morceau de tuyau en PVC sur la sonde de travail de l'appareil, en ne laissant qu'une petite pointe pointue. Ce n’est pas nécessaire, mais c’est conseillé. Si la sonde touche accidentellement des conducteurs adjacents, le tube PVC isole les contacts et protège contre les courts-circuits.

Selon le schéma de principe, aux points de contrôle, prenez les mesures dont vous avez besoin par rapport à la « masse » - le corps ou un autre fil commun. La haute impédance d'entrée du testeur ne perturbera pas le fonctionnement de votre circuit.

La mesure de la tension alternative s'effectue de la même manière. Vous pouvez mesurer la tension alternative du réseau électrique dans votre propre appartement à des fins de test.

L'image montre que la limite maximale est fixée à 750 volts (tension alternative - V~). Lorsque cette limite est fixée, deux lettres s'affichent sur l'indicateur : H.V. – haute tension (abréviation de l'anglais – H haut V tension). Puisque la tension est alternative, la polarité n’a pas d’importance. Dans ce cas, la tension du réseau est de 217 volts.

Comme déjà mentionné, lorsque vous travaillez à haute tension, vous devez respecter

1. Quelles sont les valeurs de tension maximale, moyenne, moyenne redressée et quadratique moyenne ?

2. Quels coefficients établissent la relation entre l'amplitude et les valeurs efficaces, la valeur efficace et les valeurs de tension moyennes ? Quels sont ces coefficients pour une forme d’onde harmonique ?

3. Qu'est-ce qui peut provoquer une erreur méthodologique lors de la mesure d'un signal non sinusoïdal ? Donnez des exemples d'appareils dans lesquels une telle erreur est observée ?

4. Dans quels types les voltmètres sont-ils classés ?

5. Quelles sont les caractéristiques de la mesure de la tension électrique ?

6. Pourquoi un convertisseur de tension électrique en une valeur proportionnelle de courant électrique est-il utilisé lors de la construction d'un voltmètre ?

7. Quelles fonctions remplit une résistance supplémentaire ?

9. Quelles exigences doivent être respectées lors du choix d'un appareil afin de réduire les erreurs méthodologiques ?

10. Quels systèmes de mécanismes de mesure sont utilisés pour mesurer la tension continue, la tension à fréquence industrielle, la tension audio et la tension de courant haute fréquence ?

11. Quels voltmètres analogiques sont les plus souvent utilisés pour mesurer la tension continue ? Pourquoi?

12. Quelles sont les caractéristiques de la mesure de la tension avec un voltmètre électrostatique ?

13. Quels systèmes d'instruments sont utilisés pour mesurer la tension à fréquence industrielle ?

14. Caractéristiques de la mesure de la tension électrique avec des dispositifs du système électrodynamique.

15. Décrire les caractéristiques de conception et le principe de fonctionnement d'un transformateur de mesure de tension.

16. Nommez les caractéristiques de la mesure de la tension alternative à LF.

17. Nommez les caractéristiques de la mesure de la tension alternative en HF et en micro-ondes.

18. Donnez les schémas de base pour la construction de voltmètres analogiques électroniques et leurs différences.

19. Expliquer la méthode de conversion numérique-impulsion de la tension en code.

20. Expliquez la méthode de codage bit à bit.

21. Qu'est-ce qu'un instrument de mesure numérique (DMI) ?

22. Quels sont les principaux éléments du circuit que contient tout CIP ?

23. Quel est le but d'un convertisseur analogique-numérique (CAN) ?

24. Quelles transformations s'opèrent dans l'ADC ?

25. Qu'est-ce que l'échantillonnage temporel ?

26. Qu'est-ce que l'échantillonnage de niveau ?

27. À quoi se résume le processus de quantification ?

28. Une erreur de mesure est-elle introduite dans le résultat lors de l'échantillonnage par temps et de l'échantillonnage par niveau ? Expliquer.

29. Pourquoi les appareils numériques étaient-ils appelés appareils numériques ?

30. Qu'est-ce que le codage ?

31. À quoi sert un appareil de lecture numérique (DRO) ?

32. Dans quel appareil un code numérique est-il converti en un système de nombres décimaux ?

33. Énumérez les avantages et les inconvénients du CIP.

V – SECTION

Sujet : Informations générales et méthodes de mesure de fréquence

1. Qu'est-ce que la fréquence CA ?

2. À quoi équivaut 1 Hz ?

3. Quel est le rapport entre la fréquence et la longueur d’onde ?

4. Quelles méthodes de mesure de fréquence existe-t-il ?

5. Qu'est-ce qui détermine le choix de la méthode de mesure de fréquence ?

6. Quelles méthodes et instruments sont utilisés pour mesurer la fréquence de la plage audio ?

7. Quelles méthodes et instruments sont utilisés pour mesurer la fréquence dans la gamme LF ?

8. Décrire le principe de mesure de la fréquence avec des ratiomètres électrodynamiques et ferrodynamiques.

9. Décrire la conception et le principe de fonctionnement d'un fréquencemètre à vibrations.

10. À quelles fréquences la méthode de comparaison est-elle utilisée ?

11. Que sont les méthodes de mesure de fréquence oscillographique ?

12. Décrire les caractéristiques de la mesure de fréquence à l'aide de la méthode des figures de Lissajous.

13. Décrire les caractéristiques de la mesure de fréquence à l'aide de la méthode du balayage circulaire.

14. Quel est le principe de fonctionnement d'un fréquencemètre hétérodyne ? (Méthode zéro battement).

15. Quel est le principe de fonctionnement d’un fréquencemètre à vibrations ?

16. Quelle est la principale application de la méthode de mesure de la fréquence de résonance ?

17. Sur quoi repose le principe de fonctionnement d'un fréquencemètre électronique numérique ?

18. Décrire le principe de construction d'un schéma fonctionnel et le principe de fonctionnement d'un fréquencemètre électronique numérique.

SUJET : MESURE DE DÉPHASAGE. INFORMATIONS DE BASE.

1. Quelle est la phase actuelle ?

2. Quelle est la phase initiale ?

3. Quel est le déphasage entre deux signaux harmoniques ?

4. Comment le déphasage est-il déterminé ?

5. Entre quels signaux électriques le déphasage est-il mesuré ?

6. Pour quelles raisons un déphasage peut-il se produire dans un circuit électrique ?

7. Quel est le déphasage entre les signaux de mode commun ?

8. Quel est le déphasage entre les signaux en antiphase et en quadrature ?

9. Quels sont les noms des appareils de mesure des différences de phase ? Donnez leur classement.

10. Quels sont les noms des dispositifs conçus pour introduire artificiellement un déphasage ?

11. Dans quelles unités de mesure le déphasage est-il exprimé ?

12. Quelles méthodes de mesure sont utilisées pour mesurer le déphasage ?

13. Décrire les caractéristiques de la mesure du déphasage avec des déphaseurs électromécaniques.

14. Quelles sont les méthodes oscillographiques pour mesurer le déphasage ?

15. Décrire la méthode de balayage linéaire.

16. Qu'est-ce que la méthode de balayage sinusoïdal ?

17. Décrire le principe de détermination du déphasage par la méthode de l'ellipse.

18. Décrire le principe de détermination du déphasage à l'aide de la méthode de balayage circulaire.

Sujet : Informations générales et méthodes de mesure de la puissance et de l'énergie

1. Qu’est-ce que l’énergie électrique ?

2. Par quelles grandeurs électriques de base la puissance est-elle déterminée ?

3. Quelle est la différence de puissance dans les circuits à courant alternatif d'oscillations sinusoïdales ?

4. Qu’est-ce que la puissance d’impulsion ?

5. Comment est déterminée la puissance moyenne ?

6. Quel est le niveau de puissance ?

7. Définir la puissance instantanée.

8. Dans quelles unités de mesure la puissance est-elle exprimée ?

9. Quels sont les avantages de l’utilisation d’unités de puissance relative ?

10. Décrire les caractéristiques de la méthode de l'ampèremètre et du voltmètre pour déterminer la puissance.

11. Comment la puissance du courant monophasé continu et alternatif est-elle mesurée avec des wattmètres ?

12. Qu'est-ce qui détermine l'erreur de mesure de la puissance dans les circuits CC à l'aide d'un wattmètre ?

13. Quels facteurs déterminent la plage de fréquences de fonctionnement des wattmètres électromécaniques ?

14. Expliquer le principe de fonctionnement et les circuits des redresseurs et des wattmètres thermoélectriques.

15. Expliquer le principe de fonctionnement d'un wattmètre dans un système électrodynamique.

16. Décrire les caractéristiques de la mesure de puissance aux fréquences audio.

17. Décrire les caractéristiques de la mesure de puissance à hautes fréquences.

Sujet : Mesure des paramètres des dispositifs électroniques à semi-conducteurs et des circuits microélectroniques

1. Expliquer les caractéristiques de la mesure des paramètres des tubes électroniques.

2. Expliquer les caractéristiques de la mesure des paramètres des diodes semi-conductrices.

3. Comment mesurer les principaux paramètres des diodes et prendre leurs caractéristiques voltampères ?

4. Comment la capacité et le facteur de qualité des varicaps sont-ils mesurés ?

5. Quelles sont les propriétés des diodes tunnel et des circuits permettant de mesurer leurs caractéristiques et paramètres ?

6. Quelles sont les propriétés des diodes de commutation et des circuits permettant de mesurer leurs caractéristiques et paramètres ?

7. Comment effectuer un test simple des performances des diodes et des transistors ?

8. Comment les paramètres des transistors sont-ils mesurés ?

9. Donnez la définition des paramètres h des transistors, expliquez la méthode de mesure de ces paramètres.

10. Quelles sont les propriétés et les caractéristiques des transistors à effet de champ de différentes structures ?

11. Qu'est-ce que l'oscillographie des caractéristiques voltampères des diodes ?

12. Comment reproduire les caractéristiques de sortie des transistors sur l'écran de l'oscilloscope ?

13. Expliquer les caractéristiques de la mesure des paramètres des circuits intégrés.

14. Quels sont les principaux paramètres qui caractérisent les circuits intégrés numériques ?

Sujet : Méthodes de mesure de la résistance, de la capacité et de l'inductance

1. A quoi servent les résistances, condensateurs et inductances ?

2. Que faut-il prendre en compte lors de la mesure de la résistance, de la capacité et de l'inductance ?

4. Sur quoi repose le principe de fonctionnement des ohmmètres à lecture directe ?

5. De quels circuits de commutation dispose un ohmmètre monobloc d'un système magnétoélectrique ?

6. Décrire le schéma fonctionnel séquentiel et le principe de fonctionnement d'un appareil construit selon ce schéma.

7. Décrire les caractéristiques de la mesure de petites résistances avec un ohmmètre magnétoélectrique.

8. Nommez le principal inconvénient des ohmmètres à cadre unique d'un système magnétoélectrique.

9. Décrivez le principe de la mesure de la résistance avec un appareil ratiométrique ?

10. Comment les paramètres des résistances, des condensateurs et des inductances sont-ils mesurés à l'aide de la méthode voltmètre-ampèremètre ?

11. Quelle est la méthode de mesure du pont ?

12. Quelles sont les caractéristiques de la méthode du pont pour mesurer la résistance, la capacité et l'inductance en courant continu et alternatif ?

13. Expliquer le principe de construction et le principe de fonctionnement d'un appareil numérique pour mesurer la capacité, l'inductance et la résistance.

14. Expliquer le principe de fonctionnement d'un microfaradomètre électrodynamique.

Pour mesurer la tension alternative, des appareils électromécaniques analogiques (électromagnétiques, électrodynamiques, rarement inductifs), des appareils électroniques analogiques (y compris des systèmes redresseurs) et des instruments de mesure numériques sont utilisés. Des compensateurs, oscilloscopes, enregistreurs et instruments virtuels peuvent également être utilisés pour les mesures.

Lors de la mesure d'une tension alternative, il convient de distinguer les valeurs instantanées, d'amplitude, moyennes et efficaces de la tension souhaitée.

La tension alternative sinusoïdale peut être représentée sous la forme des relations suivantes :

Où Utah)- valeur de tension instantanée, V ; Euh - valeur de tension d'amplitude, V ; (U - valeur de tension moyenne, V T- période

(T = 1//) la tension sinusoïdale souhaitée, s ; U- valeur de tension efficace, V.

La valeur instantanée du courant alternatif peut être affichée sur un oscilloscope électronique ou à l'aide d'un enregistreur analogique (enregistreur graphique).

Les valeurs moyennes, d'amplitude et efficaces des tensions alternatives sont mesurées par des pointeurs ou des appareils numériques pour une évaluation directe ou des compensateurs de tension alternative. Les instruments de mesure des valeurs moyennes et d'amplitude sont relativement rarement utilisés. La plupart des appareils sont calibrés en valeurs de tension effectives. Pour ces raisons, les valeurs quantitatives des contraintes données dans le manuel sont données, en règle générale, en valeurs efficaces (voir expression (23.25)).

Lors de la mesure de quantités variables, la forme des tensions souhaitées est d'une grande importance, qui peuvent être sinusoïdales, rectangulaires, triangulaires, etc. Les passeports des appareils indiquent toujours quelles tensions l'appareil est conçu pour mesurer (par exemple, pour mesurer des valeurs sinusoïdales ou rectangulaires). tensions). Dans ce cas, il est toujours indiqué quel paramètre de tension alternative est mesuré (valeur d'amplitude, valeur moyenne ou valeur efficace de la tension mesurée). Comme déjà indiqué, l'étalonnage des appareils est principalement utilisé dans les valeurs efficaces des tensions alternatives souhaitées. De ce fait, toutes les tensions variables considérées ci-dessous sont données en valeurs efficaces.

Pour élargir les limites de mesure des voltmètres à tension alternative, des résistances supplémentaires, des transformateurs de mesure et des capacités supplémentaires (avec les dispositifs du système électrostatique) sont utilisés.

L'utilisation de résistances supplémentaires pour élargir les limites de mesure a déjà été discutée dans la sous-section 23.2 en relation avec les voltmètres CC et n'est donc pas prise en compte dans cette sous-section. Les transformateurs de mesure de tension et de courant ne sont pas non plus pris en compte. Des informations sur les transformateurs sont données dans la littérature.

Avec un examen plus détaillé de l'utilisation de capacités supplémentaires, une capacité supplémentaire peut être utilisée pour élargir les limites de mesure de l'électrostatistique des voltmètres (Fig. 23.3, UN) ou deux conteneurs supplémentaires peuvent être utilisés (Fig. 23.3, b).

Pour un circuit avec une capacité supplémentaire (Fig. 23.3, UN) tension mesurée U répartie entre la capacité du voltmètre C y et la capacité supplémentaire C est inversement proportionnelle aux valeurs S y et S

Étant donné que U c = U- Uy, peut être écrit

Riz. 23.3. Schéma d'extension des limites de mesure électrostatique

voltmètres :

UN- circuit avec une capacité supplémentaire ; b- circuit avec deux conteneurs supplémentaires ; U- tension alternative mesurée (valeur efficace) ; C, C, C 2 - conteneurs supplémentaires ; CV- capacité du voltmètre électrostatique utilisé V ; U c- chute de tension aux bornes de la capacité supplémentaire C ; U v - lecture du voltmètre électrostatique

Résolution de l'équation (23.27) pour Toi, on a:

De l'expression (23.28), il s'ensuit que plus la tension mesurée est grande U Par rapport à la tension maximale admissible pour un mécanisme électrostatique donné, plus la capacité doit être petite. AVEC par rapport à la capacité Avec u.

Il est à noter que la formule (23.28) n'est valable qu'avec une isolation idéale des condensateurs formant les condensateurs AVEC Et CV . Si le diélectrique qui isole les plaques du condensateur les unes des autres présente des pertes, des erreurs supplémentaires surviennent. De plus, la capacité du voltmètre C y dépend de la tension mesurée Toi, depuis U Les lectures du voltmètre et, par conséquent, les positions relatives des plaques mobiles et fixes qui forment le mécanisme de mesure électrostatique dépendent. Cette dernière circonstance conduit à l'apparition d'une autre erreur supplémentaire.

Les meilleurs résultats sont obtenus si, au lieu d'une capacité supplémentaire, deux condensateurs supplémentaires C (et C 2) sont utilisés, formant un diviseur de tension (voir Fig. 23.3, b).

Pour un circuit avec deux condensateurs supplémentaires, la relation suivante est valable :

Où U un - chute de tension aux bornes du condensateur C y

Étant donné que peut être écrit

Résolution de l'équation (23.30) pour Toi, on a:

De l'expression (23.31), nous pouvons conclure que si la capacité du condensateur C 2 auquel le voltmètre est connecté dépasse largement la capacité du voltmètre lui-même, alors la distribution de tension est pratiquement indépendante de la lecture du voltmètre. De plus, au C 2" C y changement de la résistance d'isolement des condensateurs C et C 2 et de la fréquence

Tableau 23.3

Limites et erreurs de mesure des tensions alternatives

la tension mesurée a également peu d'effet sur les lectures de l'instrument. Autrement dit, lors de l'utilisation de deux conteneurs supplémentaires, les erreurs supplémentaires dans les résultats de mesure sont considérablement réduites.

Les limites de mesure des tensions alternatives avec des appareils de différents types et les plus petites erreurs de ces appareils sont indiquées dans le tableau. 23.3.

A titre d'exemples, l'annexe 5 (tableau A.5.1) présente les caractéristiques techniques des voltmètres universels qui permettent de mesurer, entre autres, les tensions alternatives.

En conclusion, il convient de noter ce qui suit.

Les erreurs de mesure des courants (continus et alternatifs) avec des appareils du même type et dans des conditions égales sont toujours supérieures aux erreurs de mesure des tensions (continues et alternatives). Les erreurs de mesure des courants et tensions alternatifs avec des appareils du même type et dans des conditions égales sont toujours supérieures aux erreurs de mesure des courants et tensions continus.

Des informations plus détaillées sur les questions soulevées peuvent être obtenues auprès de .

Lors du fonctionnement d'un réseau électrique ou de tout appareil, il est nécessaire de mesurer l'intensité du courant.

À partir de cet article, vous apprendrez ce que l'on entend par ce terme et quels outils sont utilisés à cette fin.

Dans le même temps, nous parlerons des mesures de sécurité lors de la réalisation de tels travaux.

Unité actuelle

En physique, l’intensité du courant est généralement appelée la quantité de charge qui traverse la section transversale d’un conducteur par unité de temps. L'unité de mesure est l'ampère (A). Un courant de 1 A est tel qu'en 1 seconde une charge de 1 coulomb (C) traverse la section transversale du conducteur.

La force du courant peut être comparée à la pression de l’eau. Comme vous le savez, autrefois, les petites rivières étaient bloquées par des barrages pour créer une pression capable de faire tourner une roue de moulin.

Plus la pression était forte, plus le moulin pouvait être mis en marche avec son aide de manière productive.

De la même manière, l’intensité du courant caractérise le travail que l’électricité peut effectuer. Un exemple simple : une ampoule brillera plus fort à mesure que le courant dans le circuit augmente.

Pourquoi avez-vous besoin de savoir combien de courant circule dans un conducteur ? La force du courant détermine comment il agira sur une personne en cas de contact accidentel avec des pièces sous tension. Nous affichons l'effet produit par l'électricité dans le tableau :

Intensité du courant, A (variable avec la fréquence 50 Hz)	Effet
Moins de 0,5 mA	est invisible pour les humains
0,5 à 2 mA	Une insensibilité à divers stimuli apparaît
2 à 10 mA	Douleurs, spasmes musculaires
10 mA à 20 mA	Spasmes intensifiés, certains tissus sont endommagés. Avec une intensité de courant de 16 mA ou plus, une personne perd la capacité de desserrer ou de retirer sa main afin d'ouvrir le contact avec la partie sous tension.
20 mA à 100 mA	Paralysie respiratoire
100 mA à 3 A	Fibrillation cardiaque, des mesures immédiates sont nécessaires pour réanimer la victime
Plus de 3 A	Brûlures graves, arrêt cardiaque (en cas d'exposition de courte durée, la possibilité de réanimation demeure)

Voici quelques raisons supplémentaires :

L'intensité du courant caractérise la charge sur le conducteur. Le débit maximum de ce dernier dépend du matériau et de la section transversale. Si le courant est trop élevé, le fil ou le câble deviendra très chaud. Cela pourrait faire fondre l’isolant et provoquer un court-circuit. C'est pourquoi le câblage est toujours protégé des surcharges par des disjoncteurs ou des fusibles. Les propriétaires d'appartements et de maisons avec un câblage ancien doivent accorder une attention particulière au courant circulant dans les fils : en raison de l'utilisation d'un nombre croissant d'appareils électriques, celui-ci est souvent surchargé.
Sur la base du rapport des valeurs de courant dans les différents circuits d'un appareil électrique, nous pouvons conclure qu'il fonctionne correctement. Par exemple, des courants d’intensité égale doivent circuler dans les phases d’un moteur électrique. Si des écarts sont observés, le moteur est défectueux ou est surchargé. L'état d'un appareil de chauffage ou d'un « plancher chaud » électrique est déterminé de la même manière : l'intensité du courant dans tous les composants de l'appareil est mesurée.

Le travail de l'électricité, plus précisément sa puissance (la quantité de travail par unité de temps), dépend non seulement de l'intensité du courant, mais également de la tension. En effet, le produit de ces quantités détermine la puissance :

W = U * I,

W – puissance, W ;
U – tension, V ;
I – force actuelle, A.

Ainsi, connaissant la tension du réseau et la puissance de l'appareil, vous pouvez calculer la quantité de courant qui le traversera à condition qu'il soit en bon état : I = W/U. Par exemple, si l'on sait que la puissance du radiateur est de 1,1 kW et qu'il fonctionne à partir d'un réseau régulier de 220 V, alors l'intensité du courant qu'il contient sera : I = 1100 / 220 = 5 A.

Formule de mesure du courant

Il faut tenir compte du fait que, selon les lois de Kirchhoff, l’intensité du courant dans le fil avant branchement est la somme des courants dans les branches. Puisque dans un appartement ou une maison, tous les appareils sont connectés dans un circuit parallèle, alors si, par exemple, deux appareils avec un courant de 5 A fonctionnent simultanément, alors un courant de 10 A circulera dans le fil d'alimentation et dans le neutre commun fil.

L'opération inverse, c'est-à-dire calculer la puissance du consommateur en multipliant le courant mesuré par la tension, ne donne pas toujours le résultat correct. Si l'appareil grand public comporte des enroulements à réactance inductive, comme dans les moteurs électriques, une partie de la puissance sera dépensée pour vaincre cette résistance (puissance réactive).

Pour déterminer la puissance active (travail utile de l'électricité), vous devez connaître le facteur de puissance réel d'un appareil donné, qui est le rapport entre la puissance active et la puissance réactive.

Instruments de mesure du courant et de la tension

Voici quelques outils de mesure qui aideront un électricien dans ce domaine :

Ampèremètre

Il existe plusieurs variétés de cet appareil, qui diffèrent par leurs principes de fonctionnement :

Électromagnétique: Il y a une bobine à l’intérieur, le courant qui la traverse crée un champ électromagnétique. Ce champ attire le noyau de fer connecté à la flèche dans la bobine. Plus le courant est important, plus le noyau sera rétracté et plus l’aiguille s’écartera.
Thermique: L'appareil contient un fil métallique tendu relié à une flèche. Le courant circulant provoque un échauffement du filament, dont le degré dépend de l'intensité du courant. Et plus le fil chauffe, plus il s'allongera et s'affaissera, et par conséquent, plus l'aiguille déviera.
Magnétoélectrique : L'appareil est doté d'un aimant permanent, dans le champ duquel se trouve un cadre en aluminium relié à la flèche par un fil enroulé autour de lui. Lorsque le courant électrique circule dans un fil, le cadre dans un champ magnétique a tendance à tourner d'un certain angle, qui dépend de la force du courant circulant. Et la position de la flèche qui marque la valeur actuelle sur l'échelle dépend de l'angle de rotation.
Électrodynamique :À l'intérieur de l'appareil se trouvent deux bobines connectées en série, dont l'une est mobile. Lorsque le courant circule à travers les bobines en raison de l'interaction des champs électromagnétiques résultants, la bobine mobile a tendance à tourner par rapport à la bobine fixe et entraîne en même temps la flèche avec elle. L'angle de rotation dépendra de la force du courant circulant.
Induction: le courant passe à travers les enroulements de bobines fixes reliées par un système magnétique. En conséquence, un champ électromagnétique rotatif ou mobile se forme, agissant avec une certaine force (en fonction de l'intensité du courant) sur un cylindre ou un disque métallique mobile. Celui-là est relié à la flèche.
Électronique: De tels appareils sont également appelés numériques. Il y a un circuit électrique à l'intérieur, les informations sont affichées sur un écran à cristaux liquides.

Multimètre pour mesurer le courant

C'est ce qu'on appelle communément un mesureur électronique universel de paramètres de courant. Il peut passer à la fois en mode ampèremètre et en mode voltmètre, ohmmètre et mégohmmètre (de grandes résistances, généralement d'isolement, sont mesurées).

Mesurer le courant avec un multimètre

Les résultats de mesure sont affichés sur un écran à cristaux liquides. L'appareil nécessite une alimentation par batterie pour fonctionner.

Testeur

En termes de fonctionnalités, il s'agit du même multimètre, mais analogique. Les résultats de mesure sont indiqués sur l'échelle à l'aide d'une flèche, les piles ne sont nécessaires que si vous disposez d'un ohmmètre.

Pinces multimètres

Les pinces multimètres sont plus pratiques. Il leur suffit de serrer la section du fil à tester, après quoi l'appareil affichera l'intensité du courant qui y circule.

Il convient de garder à l'esprit que seul le conducteur testé doit se trouver dans les pinces. Si vous serrez plusieurs conducteurs, l'appareil affichera la somme géométrique des courants qu'ils contiennent.

Pinces multimètres

Ainsi, lorsque vous placez l'ensemble du fil monophasé dans une pince ampèremétrique, l'appareil affichera « zéro », car des courants multidirectionnels de même amplitude circulent dans les conducteurs de phase et neutre.

Méthodes de mesure

Les trois premiers instruments de mesure doivent être inclus dans le circuit de charge en série avec celui-ci, c'est-à-dire dans une rupture de fil. Pour un réseau monophasé, il peut s'agir d'un fil de phase ou de neutre. Pour une phase triphasée uniquement, puisqu'à zéro la somme géométrique des courants circule dans toutes les phases (à la même charge elle est égale à zéro).

Notons deux circonstances importantes :

Contrairement à un voltmètre (voltmètre), un ampèremètre ne peut pas être utilisé sans charge, sinon un court-circuit se produira.
Les sondes de l'appareil ne peuvent toucher les fils ou les contacts que lorsqu'il n'y a pas de tension, c'est-à-dire que la ligne testée doit être hors tension. Sinon, un arc pourrait se produire entre la sonde étroitement espacée et le fil, générant suffisamment de chaleur pour faire fondre le métal.

Tous les instruments de mesure disposent d'un commutateur de plage qui ajuste la sensibilité.

La mise à la terre est nécessaire au fonctionnement sûr de l'électricité. – l’élément le plus important du réseau électrique.

Transformateur 220 à 12 Volts - vous trouverez le but et les recommandations de fabrication.

A noter que le courant consommé par certains appareils, comme les téléviseurs et les équipements informatiques, les lampes à économie d'énergie et les lampes LED, n'est pas sinusoïdal.

Par conséquent, certains instruments de mesure dont le principe de fonctionnement est orienté vers la tension alternative peuvent déterminer la valeur d'un tel courant avec une erreur.

Vidéo sur le sujet

Pour mesurer la FEM ou la tension sur une source de courant spécifique, utilisez un appareil appelé voltmètre. Pour connecter le Voltmètre aux bornes de la source de mesure, des sondes déportées sont utilisées. Par type, les indicateurs sont divisés en numériques et à pointeurs.

Afin de mesurer le courant alternatif ou continu, divers instruments sont utilisés. Les appareils peuvent être universels et mesurer à la fois l'un et l'autre type de courant. Il s'agit notamment d'un voltmètre de marque « E533 »

Les tensions continue et alternative sont mesurées en Volts. En latin, il est désigné par « V », en russe « V ». Si la tension est constante, le symbole « - » est placé avant la lettre ; si la tension est variable « ~ " Disons que le réseau AC est désigné de deux manières : ~220V ou 220V. Sur les accumulateurs et les piles, le marquage est appliqué sans signe.

La tension de la batterie est indiquée 1,5V ou 1,5V. Le réseau de véhicules est indiqué comme suit 12V, 12V. La borne positive doit être marquée d'un signe « + ». Différents instruments sont nécessaires pour mesurer chaque type de courant. Cela est dû au fait que la polarité du courant continu ne change pas avec le temps, contrairement à celle du courant alternatif. Par exemple, nous avons un réseau domestique qui change 50 fois toutes les secondes. La fréquence des changements est mesurée en Hertz, 1 Hz équivaut à 1 changement de polarité de tension par 1 seconde.

Comment mesurer la tension dans le câblage électrique domestique

Les exigences de GOST 13109-97 stipulent que la tension dans le réseau électrique ne doit pas dépasser 220 V ± 10 %. La tension minimale dans ce cas sera de 198 V, la maximale de 242 V. Si les appareils électroménagers ne fonctionnent pas de manière stable, si les ampoules brûlent faiblement ou s'éteignent, la première chose à faire est de mesurer la tension du câblage électrique.

Avant les mesures, préparez l'appareil :

L'image montre que la limite de mesure dans le testeur est réglée à 300 V, dans le multimètre - 700 V. De nombreux modèles de testeurs nécessitent que les interrupteurs soient réglés sur plusieurs positions : type de mesure (Ohms, A, B) ; type de courant (-, ~), et installez également les extrémités des sondes dans les prises requises. Le multimètre nécessite d'installer une sonde noire dans le port COM (quelle que soit la mesure), une rouge en V (mesure de tension, fréquence, résistance). La prise ma est conçue pour mesurer de petits courants, la prise 10 A est destinée aux courants ne dépassant pas 10 A.

Soigneusement! Si vous insérez une fiche dans la prise 10 A et mesurez la tension, l'appareil tombera en panne. S'il y a un fusible, cela sauvera l'appareil. Sinon, vous devrez en acheter un nouveau. Cela arrive assez souvent. J'ai rencontré pas mal d'appareils avec des résistances grillées. Une fois que tout est fait, vous pouvez commencer à mesurer.

Si aucun chiffre ne s'affiche à l'écran lorsque vous allumez l'appareil, les piles ne sont pas insérées ou sont endommagées. Le plus souvent, les multimètres utilisent Krona, qui fournit une alimentation de 9 V. Cette batterie durera un an. Par conséquent, si l’appareil n’est pas utilisé pendant une longue période, la batterie pourrait se décharger. En conditions stationnaires, il est préférable d’utiliser un adaptateur ~220V/–9V plutôt qu’une couronne. Les extrémités des sondes sont insérées dans la prise.

Le multimètre commencera à fonctionner, mais vous devez être capable de lire les lectures du comparateur à cadran. À première vue, c'est une opération assez compliquée. L'appareil « TL-4 », que je possède depuis plus de 40 ans, possède 5 échelles. L'échelle supérieure concerne les lectures multiples de 1 (0,1, 1, etc.).

L'échelle est inférieure pour les nombres multiples de 3 (0,3, 3, etc.). Si l'on mesure un courant alternatif dont la valeur est 1 V, 3 V, il y a 2 échelles auxiliaires. Une échelle spéciale est appliquée sous la résistance. Tous les testeurs sont fabriqués selon ce principe, seule la multiplicité des nombres peut différer.

Nous prendrons les lectures de la deuxième échelle en les multipliant par 100. Parce que la sonde est insérée à « ~ 300V ». Le prix de la petite division est de 0,1. Par conséquent, 2,3 + tenez compte du fait que la flèche est entre les traits, il s'avère que 2,35 * 100 = 235 V. Cette tension est dans la plage autorisée. Si un écart constant de la flèche est observé lors des mesures, il est nécessaire de vérifier le contact des connexions. Si c'est mauvais, faites-le réviser.

Comment mesurer la tension continue d'une batterie
batterie ou alimentation

Étant donné que la source de courant ne dépasse pas 24 V, ce qui ne menace pas la vie humaine, il n'est pas nécessaire de respecter les mesures de sécurité. Pour déterminer l'adéquation d'une batterie, d'une alimentation ou d'un accumulateur à un fonctionnement ultérieur, vous devez mesurer la tension aux bornes. Sur la batterie, les bornes sont situées aux extrémités. Le positif est marqué par un signe « + »

La mesure du courant continu n'est pas différente de la mesure du courant alternatif. Il vous suffit d'installer l'appareil dans la plage de mesure requise et de mesurer en respectant la polarité.

Pour effectuer une évaluation plus précise de la capacité, il est nécessaire de mesurer la tension sous la charge appliquée aux pôles. Pour une batterie d'une tension de 1,5 V, une charge convient sous la forme d'une lampe à incandescence de 1,5 V. Pour faciliter les travaux de test, il peut être soudé à la batterie via des conducteurs. Si l'écart de tension par rapport à la norme ne dépasse pas 15 %, la batterie convient.

Si l'appareil n'est pas disponible, vous pouvez déterminer le degré de décharge grâce à la lueur de l'ampoule. Cependant, cette méthode ne fournira aucune garantie. Cela confirmera seulement que la batterie peut être utilisée à ce moment-là. Si l’ampoule est faible, ne jetez pas la batterie. Il peut être installé dans une horloge murale, dans laquelle il servira longtemps. C'est parce que la consommation de courant de l'horloge est trop faible.