Elektrická měření – část druhá …
Autor: NovakO <@>, Téma: Elektronika (nejen) pro modeláře, Vydáno dne: 19. 03. 2011… aneb jak to máme měřit ?
Motto: … Kdo má pojistky námi předepsané, tomu se při zkratu nic nestane. Kdo si tam dá hřebíky, vyhoří a může začít od píky …
No, motto ne přímo se k tématu vztahující, ale mám ho rád, nakonec vyjadřuje i to, že pokud víme, co děláme (tedy v našem případě měříme), tak se „ … nám nic nestane …“ :-) Takže, měřáky k ruce, budeme měřit – předpokládám použití digitálních multimetrů (nebo jednoúčelových digitálů), měření ručkovými přístroji má spoje specifika a požadavky.
Druhá část se bude týkat toho, jak kterou veličinu správně měřit, nejen proto, abychom dostali nějaké relevantní výsledky, ale také, abychom něco nepokazili či „nezahořeli“ … Základy a definice známe z minule, takže teď je užijeme v praxi … Jen pro doplnění – barevné značení měřících vodičů je většinou červená – černá, červená je pro „plus“ či „živý“ vodič, černá pro minus nebo „zem“.
NAPĚTÍ „U“ [V] – měříme voltmetrem (Vmetr)
Požadavky na měření – Vmetr musí mít velký vstupní odpor, aby svým proudem neovlivňoval obvod
Označení svorek – V („plus pól u DC, „živý“ vodič u AC), COMM (minus, zem u DC, zem u AC)
Měření – napětí měříme mezi dvěma body s rozdílným potenciálem (viz definice), tedy laicky řečeno „paralelně“ (fuj, jako elektrikář toto označení nemám rád !), příkladem např. mezi plus a minus akubaterie. Při zapojení Vmetru jinak se nic nestane, max. nebude zařízení fungovat (velký vstupní odpor).
Poznámka - máme-li na displeji zápornou hodnotu (u ss napětí), máme měřící kabely obráceně, tedy „V“ na minusu a „COMM“ na plusu … :-)
Příklad měření napětí multimetry
Schema zapojení voltmetru v el. obvodu při měření napětí
PROUD „I“ [A] – měříme ampermetrem (Ametr), klešťovým Ametrem nebo mVmetrem na bočníku (vysvětlíme jindy)
Požadavky na měření – Ametr musí mít malý vstupní odpor, aby úbytkem napětí na svém odporu neovlivňoval obvod
Označení svorek – A („plus pól u DC, „živý“ vodič u AC), COMM (minus, zem u DC, zem u AC)
Měření – proud měříme mezi zdrojem a spotřebičem (viz definice), tedy laicky řečeno „v sérii“ (fuj, jako elektrikář toto označení také nemám rád !), příkladem např. mezi akubaterií a spotřebičem (žárovka, motor apod). Při zapojení Ametru jinak (např. jako Vmetr) dojde k průchodu vysokého proudu (laicky zkratu) a v lepším případě se přepálí pojistka (v měřáku, ve zdroji apod.), v horším případě (aku bez dodatečné ochrany apod.) dojde k „zahoření“ či „zakouření“ (malý vstupní odpor Ametru) – a jsme vlastně u toho motta ….
Poznámka – proud „teče“ od plusu k minusu, takže, máme-li na displeji zápornou hodnotu (u ss proudu), „teče“ nám proud obráceně …
Příklad měření proudu multimetry
Schema zapojení ampérmetru v el. obvodu při měření proudu
ODPOR „R“ [Ω] - měříme ohmmetrem (Ωmetr), nebo výpočtem z U a I
Požadavky na měření – Ωmetr prakticky provádí výpočet ve vzorci ohmova zákona (R=U/I), tedy napájí obvod známým napětím (většinou 9V ze své baterie) a měří protékající proud – čím menší proud, tím větší odpor (a obráceně) – proto při rozpojených měřících vodičích máme na displeji nekonečno (over atd.). Pozor, klasickým Ωmetrem měříme činný odpor !
Označení svorek – Ω a COMM, polarita nerozhoduje, vyhodnocuje se absolutní hodnota proudu (bez jeho směru)
Měření – odpor měříme na spotřebiči (rezistor, žárovka apod.) (viz definice) a zásadně bez napětí – v lepším případě by nám přítomnost napětí ovlivňovala výsledky, v horším případě by něco mohlo „zahořet“ … Potřebujeme-li měřit „pod napětím“ nebo impedanci, opatříme si měřák, který to umí a nebo změříme proud a napětí a odpor vypočteme – má to však svoje „špecifiká …“.
Příklad měření odporu multimetrem
Schema zapojení voltmetru a ampérmetru v el. obvodu při měření pro výpočet odporu
VÝKON „P“ [W] - měříme wattmetrem (Wmetr), nebo výpočtem z U a I
Požadavky na měření – Wmetr prakticky provádí výpočet ve vzorci pro výkon (obecně P=U.I), tedy násobí změřené napětí hodnotou změřeného protékajícího proudu – měřící přístroj musí měřit obě veličiny najednou! Podle stejného vzorce můžeme výkon i sami spočítat – musíme jen vědět, počítáme-li činný nebo zdánlivý výkon a tak …. :-)
Označení svorek – V, A a COMM, polarita by neměla nerozhodovat, vyhodnocuje se absolutní hodnota proudu a napětí – záleží na měřáku …
Měření – výkon měříme na fungujícím zařízení (nebo zařízení v chodu) a má to také svoje „špecifiká …“.
Příklad měření voltmetrem a ampérmetrem při měření pro výpočet výkonu
Příklad měření výkonu multimetrem – malá poznámka: bohužel, tento „klešťák“ měří proud až od 3A, takže zobrazené měření je špatně …
Schema zapojení voltmetru a ampérmetru v el. obvodu při měření pro výpočet výkonu
FREKVENCE „f“ [Hz] - měříme měřičem frekvence (Hzmetr), nebo osciloskopem
Požadavky na měření – Hzmetr měří frekvenci měřeného napětí, připojuje se tedy jako Vmetr (střídavý Vmetr), většinou to umí jen multimetr vyšších tříd nebo osciloskopy.
Označení svorek – V a COMM, polarita nerozhoduje.
Měření – frekvenci měříme pod napětím a má to svoje „špecifiká …“.
Příklad měření frekvence „síťového napětí“ multimetrem
KAPACITA akumulátoru „C“ [Ah] - měříme spec.měřičem nebo to umí některé nabíječe
Požadavky na měření – počítá se náboj, který je násobkem proudu a času, např. nabíjecí proud za dobu nabíjení. Je-li proud stále stejný, stačí jej vynásobit příslušným časem, mění-li se proud, je potřeba složitějších výpočtů.
Označení svorek – A a COMM, polarita rozhoduje (nabíjení / vybíjení apod.)
Měření – speciální přístroj (nebo modul) a chytřejší nabíječky
Příklad měření kapacity akumulátoru nabíječem Robbe PPI3
Údaje o kapacitě akumulátoru Pb gel 12V 24Ah
KAPACITA kondenzátoru „C“ [F] - měříme spec.měřičem nebo výpočtem
Označení svorek – CAP (nebo značka kondenzátoru) a COMM, polarita většinou nerozhoduje – u elektrolytů někdy ano ….
Měření – speciální přístroj (nebo modul) a složitější měření - výpočet pro zkoumavé za domácí úkol …
Příklad měření kapacity elektrolytického kondenzátoru multimetrem
INDUKČNOST cívky „L“ [H] – měříme spec.měřičem nebo výpočtem
Označení svorek – např. H a L (nebo značka cívky), polarita nerozhoduje.
Měření – speciální přístroj (nebo modul) a složitější měření - výpočet pro zkoumavé za domácí úkol …
Příklad měření indukčnosti cívky relé RLCG metrem
A ještě nějaké „neelektrické“ veličiny, ale k elektru se vztahující:
ČAS „t“ [s] – měříme stopkami, čítači, osciloskopy atd.
Co dodat ?
Starší, ale stále univerzální stolní stopky Pragotron
TEPLOTA „T“ [°C] – měříme teploměry různých provedení a druhů ...., odhadujeme rukou ...
Co dodat ?
Příklad měření teploty infrateploměrem – tento je určen pro měření teploty el. přípojnic rozvaděčů
„Okenní teploměr“ typu „samovýroba“ s průmyslovým Pt čidlem
OTÁČKY [ot/min] – měříme otáčkoměry různých provedení a druhů ...., odhadujeme prostým okem ...
Co dodat ?
Optický snímač otáček – adaptér pro multimetr
A ještě nějaké „odvozené“ veličiny, k modelařině se vztahující:
„CÉČKA“ akumulátoru [A] – věříme bezmezně výrobci ... :-) :-) :-)
A na závěr dva kousky klasických ručkových měřáků proudu a napětí (Ametr, Vmetr) a jeden kousek jazýčkového (rezonančního) měřáku kmitočtu (Hzmetr) – měřáky demontované ze staršího střídače AEG (Thyrocraft 170VA) …
Tak, teorie je za námi, teď už se můžeme věnovat praxi … :-)
Motto: … Kdo má pojistky námi předepsané, tomu se při zkratu nic nestane. Kdo si tam dá hřebíky, vyhoří a může začít od píky …
No, motto ne přímo se k tématu vztahující, ale mám ho rád, nakonec vyjadřuje i to, že pokud víme, co děláme (tedy v našem případě měříme), tak se „ … nám nic nestane …“ :-) Takže, měřáky k ruce, budeme měřit – předpokládám použití digitálních multimetrů (nebo jednoúčelových digitálů), měření ručkovými přístroji má spoje specifika a požadavky.
Druhá část se bude týkat toho, jak kterou veličinu správně měřit, nejen proto, abychom dostali nějaké relevantní výsledky, ale také, abychom něco nepokazili či „nezahořeli“ … Základy a definice známe z minule, takže teď je užijeme v praxi … Jen pro doplnění – barevné značení měřících vodičů je většinou červená – černá, červená je pro „plus“ či „živý“ vodič, černá pro minus nebo „zem“.
NAPĚTÍ „U“ [V] – měříme voltmetrem (Vmetr)
Požadavky na měření – Vmetr musí mít velký vstupní odpor, aby svým proudem neovlivňoval obvod
Označení svorek – V („plus pól u DC, „živý“ vodič u AC), COMM (minus, zem u DC, zem u AC)
Měření – napětí měříme mezi dvěma body s rozdílným potenciálem (viz definice), tedy laicky řečeno „paralelně“ (fuj, jako elektrikář toto označení nemám rád !), příkladem např. mezi plus a minus akubaterie. Při zapojení Vmetru jinak se nic nestane, max. nebude zařízení fungovat (velký vstupní odpor).
Poznámka - máme-li na displeji zápornou hodnotu (u ss napětí), máme měřící kabely obráceně, tedy „V“ na minusu a „COMM“ na plusu … :-)
Příklad měření napětí multimetry
Schema zapojení voltmetru v el. obvodu při měření napětí
PROUD „I“ [A] – měříme ampermetrem (Ametr), klešťovým Ametrem nebo mVmetrem na bočníku (vysvětlíme jindy)
Požadavky na měření – Ametr musí mít malý vstupní odpor, aby úbytkem napětí na svém odporu neovlivňoval obvod
Označení svorek – A („plus pól u DC, „živý“ vodič u AC), COMM (minus, zem u DC, zem u AC)
Měření – proud měříme mezi zdrojem a spotřebičem (viz definice), tedy laicky řečeno „v sérii“ (fuj, jako elektrikář toto označení také nemám rád !), příkladem např. mezi akubaterií a spotřebičem (žárovka, motor apod). Při zapojení Ametru jinak (např. jako Vmetr) dojde k průchodu vysokého proudu (laicky zkratu) a v lepším případě se přepálí pojistka (v měřáku, ve zdroji apod.), v horším případě (aku bez dodatečné ochrany apod.) dojde k „zahoření“ či „zakouření“ (malý vstupní odpor Ametru) – a jsme vlastně u toho motta ….
Poznámka – proud „teče“ od plusu k minusu, takže, máme-li na displeji zápornou hodnotu (u ss proudu), „teče“ nám proud obráceně …
Příklad měření proudu multimetry
Schema zapojení ampérmetru v el. obvodu při měření proudu
ODPOR „R“ [Ω] - měříme ohmmetrem (Ωmetr), nebo výpočtem z U a I
Požadavky na měření – Ωmetr prakticky provádí výpočet ve vzorci ohmova zákona (R=U/I), tedy napájí obvod známým napětím (většinou 9V ze své baterie) a měří protékající proud – čím menší proud, tím větší odpor (a obráceně) – proto při rozpojených měřících vodičích máme na displeji nekonečno (over atd.). Pozor, klasickým Ωmetrem měříme činný odpor !
Označení svorek – Ω a COMM, polarita nerozhoduje, vyhodnocuje se absolutní hodnota proudu (bez jeho směru)
Měření – odpor měříme na spotřebiči (rezistor, žárovka apod.) (viz definice) a zásadně bez napětí – v lepším případě by nám přítomnost napětí ovlivňovala výsledky, v horším případě by něco mohlo „zahořet“ … Potřebujeme-li měřit „pod napětím“ nebo impedanci, opatříme si měřák, který to umí a nebo změříme proud a napětí a odpor vypočteme – má to však svoje „špecifiká …“.
Příklad měření odporu multimetrem
Schema zapojení voltmetru a ampérmetru v el. obvodu při měření pro výpočet odporu
VÝKON „P“ [W] - měříme wattmetrem (Wmetr), nebo výpočtem z U a I
Požadavky na měření – Wmetr prakticky provádí výpočet ve vzorci pro výkon (obecně P=U.I), tedy násobí změřené napětí hodnotou změřeného protékajícího proudu – měřící přístroj musí měřit obě veličiny najednou! Podle stejného vzorce můžeme výkon i sami spočítat – musíme jen vědět, počítáme-li činný nebo zdánlivý výkon a tak …. :-)
Označení svorek – V, A a COMM, polarita by neměla nerozhodovat, vyhodnocuje se absolutní hodnota proudu a napětí – záleží na měřáku …
Měření – výkon měříme na fungujícím zařízení (nebo zařízení v chodu) a má to také svoje „špecifiká …“.
Příklad měření voltmetrem a ampérmetrem při měření pro výpočet výkonu
Příklad měření výkonu multimetrem – malá poznámka: bohužel, tento „klešťák“ měří proud až od 3A, takže zobrazené měření je špatně …
Schema zapojení voltmetru a ampérmetru v el. obvodu při měření pro výpočet výkonu
FREKVENCE „f“ [Hz] - měříme měřičem frekvence (Hzmetr), nebo osciloskopem
Požadavky na měření – Hzmetr měří frekvenci měřeného napětí, připojuje se tedy jako Vmetr (střídavý Vmetr), většinou to umí jen multimetr vyšších tříd nebo osciloskopy.
Označení svorek – V a COMM, polarita nerozhoduje.
Měření – frekvenci měříme pod napětím a má to svoje „špecifiká …“.
Příklad měření frekvence „síťového napětí“ multimetrem
KAPACITA akumulátoru „C“ [Ah] - měříme spec.měřičem nebo to umí některé nabíječe
Požadavky na měření – počítá se náboj, který je násobkem proudu a času, např. nabíjecí proud za dobu nabíjení. Je-li proud stále stejný, stačí jej vynásobit příslušným časem, mění-li se proud, je potřeba složitějších výpočtů.
Označení svorek – A a COMM, polarita rozhoduje (nabíjení / vybíjení apod.)
Měření – speciální přístroj (nebo modul) a chytřejší nabíječky
Příklad měření kapacity akumulátoru nabíječem Robbe PPI3
Údaje o kapacitě akumulátoru Pb gel 12V 24Ah
KAPACITA kondenzátoru „C“ [F] - měříme spec.měřičem nebo výpočtem
Označení svorek – CAP (nebo značka kondenzátoru) a COMM, polarita většinou nerozhoduje – u elektrolytů někdy ano ….
Měření – speciální přístroj (nebo modul) a složitější měření - výpočet pro zkoumavé za domácí úkol …
Příklad měření kapacity elektrolytického kondenzátoru multimetrem
INDUKČNOST cívky „L“ [H] – měříme spec.měřičem nebo výpočtem
Označení svorek – např. H a L (nebo značka cívky), polarita nerozhoduje.
Měření – speciální přístroj (nebo modul) a složitější měření - výpočet pro zkoumavé za domácí úkol …
Příklad měření indukčnosti cívky relé RLCG metrem
A ještě nějaké „neelektrické“ veličiny, ale k elektru se vztahující:
ČAS „t“ [s] – měříme stopkami, čítači, osciloskopy atd.
Co dodat ?
Starší, ale stále univerzální stolní stopky Pragotron
TEPLOTA „T“ [°C] – měříme teploměry různých provedení a druhů ...., odhadujeme rukou ...
Co dodat ?
Příklad měření teploty infrateploměrem – tento je určen pro měření teploty el. přípojnic rozvaděčů
„Okenní teploměr“ typu „samovýroba“ s průmyslovým Pt čidlem
OTÁČKY [ot/min] – měříme otáčkoměry různých provedení a druhů ...., odhadujeme prostým okem ...
Co dodat ?
Optický snímač otáček – adaptér pro multimetr
A ještě nějaké „odvozené“ veličiny, k modelařině se vztahující:
„CÉČKA“ akumulátoru [A] – věříme bezmezně výrobci ... :-) :-) :-)
A na závěr dva kousky klasických ručkových měřáků proudu a napětí (Ametr, Vmetr) a jeden kousek jazýčkového (rezonančního) měřáku kmitočtu (Hzmetr) – měřáky demontované ze staršího střídače AEG (Thyrocraft 170VA) …
Tak, teorie je za námi, teď už se můžeme věnovat praxi … :-)