Мультиметр (тестер) позволяет замерить не одну, а несколько электрических величин. Одно из наиболее частых применений этого прибора – измерение переменного и постоянного напряжений.
Отличия постоянного напряжения от переменного
В быту и на производстве пользователю могут встретиться, большей частью, два вида напряжения – постоянное и переменное. Постоянным (DC) называется такой вид разности потенциалов, величина которого постоянна во времени или медленно и непериодически снижается (например, при разряде аккумулятора). Источниками такого напряжения могут служить аккумулятор, конденсатор, гальванический элемент, блок питания и т.п.
Величина переменного напряжения (AC) периодически изменяется во времени по какому-либо закону. В быту и промышленности оно имеет форму синусоиды, длительность периода которой составляет 0,02 секунды, что соответствует частоте 50 герц. Для специальных целей может использоваться другая форма (прямоугольная, треугольная и т.п.) или другая частота (400 Гц и т.п.).
Наиболее наглядная величина, характеризующая такое напряжение – амплитуда (величина от пика до пика). Но обычные вольтметры (включая цифровые и стрелочные тестеры) измеряют не амплитудное, а действующее (эффективное) напряжение. Его значение равно значению такого постоянного напряжения, при котором количество теплоты при прохождении через проводник будет одинаково с измеряемым переменным. Графически это означает, что площадь, перекрываемая синусоидой (зеленая штриховка на рисунке) равна площади прямоугольника, ограниченного действующим постоянным значением (красная штриховака).
Эффективное значение всегда меньше амплитуды – для синусоиды примерно в 1,7 раза. Для бытовой сети эффективное значение составляет 220 вольт, а амплитудное – 380 вольт. Данное соотношение верно только для синусоидальной формы. Для других форм (прямоугольник, треугольник) отношение амплитудного значения к действующему будет иным. Тестер приспособлен для замера синусоиды, поэтому при попытке измерить напряжение другой формы погрешность значительно увеличится.
Как замерить постоянное напряжение
Чтобы проверить мультиметром постоянное напряжение, надо выполнить два действия – подготовка тестера и собственно замер.
Настройка прибора
Перед началом измерения надо включить на тестере необходимый режим. Если имеется тестер с ручным выбором предела измеряемого напряжения, надо выбрать сектор с обозначением V= или подобным символом. Также надо установить переключатель в положение предела, заведомо превышающего предполагаемый измеряемый уровень. Так, при замере на клеммах автомобильного аккумулятора есть основания предполагать, что на щупах мультиметра не окажется более 12 вольт. Поэтому надо выбрать предел 20 вольт.
Если будет выбрана более высокая граница, пользователя может не устроить точность измерения (количество знаков после запятой будет меньше). Если предел будет выбран заведомо меньшим (например, 2 вольта), мультиметр покажет перегрузку – на дисплее будет индицироваться OL (Overload) или другой символ.
Если используется мультиметр с автоматическим выбором предела измерения, надо установить переключатель в положение V (или обозначенное подобным символом. Возможно, чтобы переключить мультиметр в нужный режим потребуется нажать дополнительную кнопку. Контролировать возможность измерения постоянного напряжения можно по символам на дисплее (DC и т.п.).
Пример измерения на аккумуляторе и блоке питания
Источником постоянного напряжения является, например, аккумулятор от источника бесперебойного питания. Можно измерить уровень на его клеммах с помощью мультиметра, на котором установлен режим измерения DC. Первое измерение производится тестером с автоматическим выбором предела. Надо положительный (красный) провод подключить к плюсовому выводу аккумулятора, а отрицательный (черный) – к минусовому. На дисплее будет индицироваться значение напряжения аккумулятора.
Если перепутать полярность подключения мультиметра, ничего страшного не произойдет, но прибор покажет напряжение со знаком «минус».
Если прибор имеет ручное переключение пределов, то значение на индикаторе будет зависеть от выбранного лимита:
- при наилучшем для данного измерителя пределе (20 вольт) индицируется напряжение с точностью до 2 знаков после запятой – оптимально для всех ситуаций;
- при завышенном пределе на индикаторе после десятичной запятой виден всего лишь один знак – в большинстве случаев этого достаточно;
- если выбранный лимит (в данном случае 2 вольта) ниже измеряемого значения, на индикатор выводится знак перегрузки (-1).
Если установленный предел не устраивает пользователя, его надо переключить в необходимую сторону.
Используя свойство тестера индицировать полярность, можно определить расположение отрицательного и положительного выводов источника питания. Например, имеется БП от ноутбука, который предполагается использовать в других целях (в качестве зарядника для автомобильного аккумулятора и т.п.). В первую очередь надо определить, какой из электродов на разъеме плюсовой, а какой минусовой. Сделать это можно с помощью мультиметра. Подключив его к выводам БП надо определить, какое напряжение индицируется. Если положительное, значит красный провод подключен к плюсу, черный к минусу. Если на индикаторе перед числом стоит знак «минус», значит красный провод подключен к отрицательному контакту блока питания, а черный – к положительному.
Для наглядности рекомендуем видео.
Как замерить переменное напряжение
Переменное напряжение измеряется в те же два этапа.
Настройка тестера
Режим измерения переменного напряжения включается схожим образом. Для тестера с ручным выбором предела надо поставить указатель работы в сектор V~ (или аналогичное), а дальше выбрать положение, заведомо превышающее предполагаемый уровень. Если надо замерить напряжение в сети, логично предположить там наличие не менее 220 вольт, поэтому для указанного на фото прибора надо выбрать 750 вольт (предел 200 не подойдет).
У мультиметра с автоматическим выбором предела надо также выбрать режим измерения V, проконтролировать готовность измерения переменного напряжения по символам на дисплее. При необходимости тестер надо перевести в нужное положение, нажав функциональную кнопку.
Пример наличия напряжения в розетке 220В и 380В
В качестве примера можно померить напряжение в бытовой розетке. Переключив мультиметр в соответствующий режим, надо подключить щупы к контактам розетки. Полярность подключения значения не имеет. Если розетка исправна, на индикаторе будет около 220 вольт AC. Выбор пределов измерения производится точно так же, как и для постоянного напряжения.
Если предстоит измерение в розетке 380 вольт, то надо иметь в виду, что трехфазная система состоит из трех фазных проводов и нулевого провода. Не вдаваясь глубоко в теорию, надо заметить, что в такой сети существуют фазные и линейные напряжения:
- линейные (измеряются между фазами) равны 380 вольт;
- фазные (измеряются между каждой фазой и общим проводом) равны 220 вольт.
При измерении уровней на выводах трехфазной розетки надо быть готовым, что напряжения будут разными. И наоборот – по итогам измерений можно определить фазные и линейные провода:
- если между контактом и любым другим контактом тестер показывает 380 вольт, значит это фазный провод;
- если между измеряемым контактом и остальными контактами индицируется 220 вольт, значит, это ноль.
Измерение в такой розетке выполняется так же, как и в однофазной – в режиме переменного напряжения, и полярность подключения щупов тоже значения не имеет.
Для закрепления информации видеоролик.
Ошибки и меры безопасности
При измерении напряжения надо соблюдать определенные меры предосторожности. Безопасными для человека считаются напряжения 50 вольт AC и 120 вольт DC. Если предполагается, что в точках измерения уровень будет превышать эти значения, надо обращать особое внимание на состояние щупов – они не должны иметь повреждений изоляции. Брать выводы тестера можно только за изолированные части. При замерах надо следить, чтобы руки не соскользнули и не коснулись токоведущих поверхностей. Совершенно не будут лишними диэлектрические перчатки, резиновые коврики и другие средства защиты.
Указанные уровни напряжения безопасны только в нормальных условиях – в помещении без повышенной влажности и при сухой поверхности кожи рук. Если ведется работа во влажной комнате или кожа мокрая или имеет повреждения, даже более низкое напряжение может быть опасным.
Замерить вольтаж мультиметром несложно. Но для того, чтобы результат не был ошибочным, надо обладать некоторыми навыками работы с тестером, а главное – все действия должны быть осознанными.
