Использование вольтметра
Глава 2 - Основные понятия и тестовое оборудование
ЧАСТИ И МАТЕРИАЛЫ
- Мультиметр, цифровой или аналоговый
- Ассортимент аккумуляторов
- Один светодиод (каталог Radio Shack № 276-026 или аналогичный)
- Маленький «хобби» мотор, постоянный магнит (каталог Radio Shack № 273-223 или эквивалент)
- Два провода перемычек с концом «крокодила» заканчиваются (каталог Radio Shack № 278-1156, 278-1157 или аналогичный)
Мультиметр - это электрический прибор, способный измерять напряжение, ток и сопротивление. Цифровые мультиметры имеют числовые дисплеи, например цифровые часы, для указания количества напряжения, тока или сопротивления. Аналоговые мультиметры указывают эти величины с помощью движущегося указателя по печатной шкале.
Аналоговые мультиметры, как правило, менее дороги, чем цифровые мультиметры, и более полезны в качестве инструментов обучения для первого ученика электричества. Я настоятельно рекомендую приобрести аналоговый мультиметр перед покупкой цифрового мультиметра, но, в конечном итоге, в вашем наборе инструментов для этих экспериментов.
ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ
Уроки в электрических цепях, том 1, глава 1: «Основные понятия электричества»
Уроки в электрических цепях, том 1, глава 8: «Цепи измерения постоянного тока»
ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ
- Как измерить напряжение
- Характеристики напряжения: между двумя точками
- Выбор правильного диапазона измерений
ИЛЛЮСТРАЦИИ
ИНСТРУКЦИИ
Во всех экспериментах в этой книге вы будете использовать своеобразное тестовое оборудование для измерения аспектов электричества, которые вы не можете прямо видеть, чувствовать, слышать, ощущать или обонять. Электричество - по крайней мере, в небольших, безопасных количествах - нечувствительно к нашим человеческим телам. Ваши самые фундаментальные «глаза» в мире электричества и электроники будут устройством, называемым мультиметром. Мультиметры указывают на наличие и измерение количества электрических свойств, таких как напряжение, ток и сопротивление. В этом эксперименте вы познакомитесь с измерением напряжения.
Напряжение - это мера электрического «толчка», готовая мотивировать электроны двигаться через проводник. С научной точки зрения, это удельная энергия на единицу заряда, математически определяемая как джоуль на кулон. Он аналогичен давлению в жидкостной системе: сила, которая перемещает жидкость через трубу и измеряется в блоке Volt (V).
Ваш мультиметр должен содержать некоторые основные инструкции. Прочтите их хорошо! Если ваш мультиметр является цифровым, для его работы потребуется небольшая батарея. Если он является аналоговым, для измерения напряжения не требуется батарея.
Некоторые цифровые мультиметры автоматизированы. Авторизовочный счетчик имеет только несколько переключателей (набор). Ручные измерители имеют несколько различных положений выбора для каждой базовой величины: несколько для напряжения, несколько для тока и несколько для сопротивления. Автообнаружение обычно встречается только на более дорогих цифровых счетчиках и предназначено для ручной регулировки, поскольку автоматическая коробка передач предназначена для механической коробки передач в автомобиле. Автоматический измеритель «автоматически переключает передачи», чтобы найти наилучший диапазон измерения для отображения определенного измеряемого количества.
Установите переключатель селектора мультиметра в положение «DC volt» с самым высоким значением. Автомагнитолы могут иметь только одно положение для постоянного напряжения, и в этом случае вам необходимо установить переключатель в одно положение. Прикоснитесь к красному измерительному щупу к положительной (+) стороне батареи, а черный щуп - к отрицательной (-) стороне той же батареи. Теперь счетчик должен предоставить вам какое-то указание. Переверните соединения испытательного щупа с батареей, если индикация счетчика отрицательная (на аналоговом индикаторе отрицательное значение указывается указателем, отклоняющим левый, а не правый).
Если ваш измерительный прибор является типом ручного диапазона, а селекторный переключатель установлен в положение высокого диапазона, индикация будет небольшой. Переведите селекторный переключатель в следующую нижнюю границу диапазона напряжения постоянного тока и снова подключите аккумулятор. Теперь индикация должна быть более сильной, о чем свидетельствует большее отклонение аналогового указателя счетчика (иглы) или более активных цифр на дисплее цифрового индикатора. Для достижения наилучших результатов переместите селекторный переключатель в положение минимального диапазона, которое не «превысит» измеритель. Считается, что аналоговый измеритель сверхдиапазона «привязан», так как игла будет принудительно доведена до правой части шкалы, за пределы значения шкалы полного диапазона. Цифровой измеритель с избыточным диапазоном иногда отображает буквы «OL» или ряд пунктирных линий. Этот показатель является специфичным для производителя.
Что произойдет, если вы касаетесь только одного измерительного зонда на один конец батареи «LED»>
Теперь переключите свой мультиметр на самый низкий диапазон напряжения постоянного тока и коснитесь измерительных зондов измерителя на клеммы (провода) светодиода (LED). Светодиод предназначен для производства света при питании от небольшого количества электроэнергии, но светодиоды также генерируют напряжение постоянного тока при воздействии света, как солнечный элемент. Направьте светодиод на яркий источник света с подключенным к нему мультиметром и обратите внимание на индикацию счетчика:
Батареи развивают электрическое напряжение через химические реакции. Когда батарея «умирает», она исчерпала свой первоначальный запас химического «топлива». Однако светодиод не полагается на внутреннее «топливо» для генерации напряжения; скорее, он преобразует оптическую энергию в электрическую. Пока свет загорается светодиодом, он будет создавать напряжение.
Другой источник напряжения через преобразование энергии генератор. Небольшой электродвигатель, указанный в списке «Детали и материалы», функционирует как электрический генератор, если его вал повернут механической силой. Подключите вольтметр (ваш мультиметр, настройтесь на функцию «вольт») к клеммам двигателя так же, как вы подключили его к клеммам светодиода, и вращайте вал пальцами. Счетчик должен показывать напряжение с помощью отклонения иглы (аналогового) или цифрового считывания (цифрового).
Если вам трудно поддерживать оба измерительных щупа измерителя в связи с клеммами двигателя, одновременно вращая вал пальцами, вы можете использовать провода «перемычки» для аллигатора следующим образом:
Определите соотношение между напряжением и скоростью вала генератора «скрытый-пейджер»>