Някак си наскоро попаднах на схема в интернет за много просто захранване с възможност за регулиране на напрежението. Напрежението може да се регулира от 1 волта до 36 волта, в зависимост от изходното напрежение на вторичната намотка на трансформатора.

Разгледайте внимателно LM317T в самата схема! Третият крак (3) на микросхемата е свързан към кондензатор C1, т.е. третият крак е INPUT, а вторият крак (2) е свързан към кондензатор C2 и резистор 200 Ohm и е OUTPUT.

Използвайки трансформатор, от мрежово напрежение от 220 волта получаваме 25 волта, не повече. По-малко е възможно, не повече. След това изправяме всичко с диоден мост и изглаждаме пулсациите с кондензатор C1. Всичко това е описано подробно в статията за това как да се получи постоянно напрежение от променливо напрежение. И тук е нашият най-важен коз в захранването - това е високостабилен чип за регулатор на напрежение LM317T. Към момента на писане цената на този чип беше около 14 рубли. Дори по-евтино от един бял хляб.

Описание на чипа

LM317T е регулатор на напрежение. Ако трансформаторът произвежда до 27-28 волта на вторичната намотка, тогава можем лесно да регулираме напрежението от 1,2 до 37 волта, но не бих вдигнал лентата до повече от 25 волта на изхода на трансформатора.

Микросхемата може да бъде изпълнена в пакет TO-220:

или в корпус D2 Pack

Може да пропуска максимален ток от 1,5 ампера, което е достатъчно за захранване на вашите електронни джаджи без спад на напрежението. Тоест, можем да изведем напрежение от 36 волта с текущо натоварване до 1,5 ампера и в същото време нашата микросхема все още ще изведе 36 волта - това, разбира се, е идеално. В действителност части от волта ще паднат, което не е много критично. При голям ток в товара е по-препоръчително да инсталирате тази микросхема на радиатор.

За да сглобим веригата, се нуждаем от променлив резистор от 6,8 килоома или дори 10 килоома, както и постоянен резистор от 200 ома, за предпочитане от 1 ват. Е, поставихме кондензатор от 100 µF на изхода. Абсолютно проста схема!

Сглобяване в хардуер

Преди това имах много лошо захранване с транзистори. Помислих си, защо да не го преправя? Ето и резултата ;-)

Тук виждаме внесения диоден мост GBU606. Предназначен е за ток до 6 ампера, което е повече от достатъчно за нашето захранване, тъй като ще достави максимум 1,5 ампера към товара. Инсталирах LM на радиатора с помощта на паста KPT-8 за подобряване на топлообмена. Е, всичко останало, мисля, ви е познато.

И ето един допотопен трансформатор, който ми дава напрежение от 12 волта на вторичната намотка.

Внимателно опаковаме всичко това в кутията и премахваме кабелите.

И така, какво мислите? ;-)

Минималното напрежение, което получих, беше 1,25 волта, а максималното беше 15 волта.

Задавам всяко напрежение, в този случай най-често срещаните са 12 волта и 5 волта

Всичко работи отлично!

Това захранване е много удобно за регулиране на скоростта на мини бормашина, която се използва за пробиване на платки.

Аналози на Aliexpress

Между другото, на Али можете веднага да намерите готов комплект от този блок без трансформатор.

Твърде мързеливи да събирате? Можете да закупите готов 5 Amp за по-малко от $2:

Можете да го видите на това връзка.

Ако 5 ампера не са достатъчни, тогава можете да погледнете 8 ампера. Това ще бъде достатъчно дори за най-опитен електронен инженер:

В много магазини на Aliexpress се появиха китайски винтоверти с 25-волтови батерии. Имат ли реални предимства или е поредният маркетингов трик?

Как се маркират батериите за инструменти?

Добре известен факт е, че почти всички акумулаторни батерии за инструменти се състоят от набор от литиево-йонни елементи с форм-фактор 18650. Типичното напрежение, с което са обозначени, е 3,6 волта. Така в батерия от 10,8 V ще има три от тези стандартни елементи. Има четири броя в 14,4 V батерия. В 18-волтовия са пет броя.

Първото нещо, което научиха някои производители, а след това и китайците, беше да преетикетират батериите. Факт е, че напрежение от 3,6 волта за типичен елемент е средната стойност. Когато е напълно зареден, той произвежда до 4,2 V. А при максимално допустимия разряд напрежението пада до 2,9 V.

За да се откроят от общия фон, вместо обичайните 10,8 V, търговците на много компании започнаха да пишат на батерии с три елемента от 12 V (като закръгляване на продукта 4,2 x 3). За батерии с четири клетки бяха използвани стойности от 16,8 V. Е, за батерии с пет клетки започнаха да пишат 21 V вместо предписаните 18 V.

Втори рунд

Но маркетинговите игри не свършват дотук. За да достигнат следващото ниво по отношение на волта, производителите пуснаха по-големи батерии за 14-волтови модели, съдържащи не четири, а шест клетки. Външно те изглеждат така, сякаш тухла е закачена към 16-волта отдолу.

Но основният въпрос е какво се е променило в хардуера на самата отвертка, след като компактното тяло остава същото?

Може да има два варианта: китайците адаптираха двигателя на 14-волтова отвертка към по-високо напрежение или просто добавиха верига за регулиране на напрежението към стария двигател. Не винаги е възможно да се разбере кой от тези два пътя е поел производителят. Основната причина е липсата на изчерпателен набор от технически характеристики и нормални уебсайтове (дори китайски) от производителите.

Например за 25-волтови отвертки Longyun различните магазини изброяват различни спецификации. Максималната скорост в описанията „скача” от 1350 об/мин (като модела 16.8) до 1550 об/мин. Въртящият момент също "плава" в диапазона от 35-38 Nm. Трудно е да се каже кои от тези цифри са верни. Но дори и да приемем, че 25-волтовият е по-мощен, разликата с 14-волтовия е само символична.

Това се потвърждава от таблицата с характеристики на друг модел, която можете да намерите в описанието тук. 16-волтовият модел има обявен въртящ момент от 35 Nm, докато 25-волтовият модел има само 40 Nm.

Във всеки случай в крайна сметка практически няма разлика в мощността между 16-волтови отвертки и 25-волтови. Но тук си струва да направите резервация. В крайна сметка, за да затегнете самонарезен винт 5x90, имате нужда от въртящ момент от само 7 Nm (подробности в тази статия). Така че не се разстройвайте.

Основното нещо е капацитетът, ако не се заблуждавате

Най-важното нещо, което купувачът ще получи от 25-волтова отвертка в сравнение с 16-волтова, е увеличеният капацитет на батерията във ватчаса, в който са инсталирани шест елемента вместо четири. На теория такава отвертка трябва да работи един път и половина по-дълго. Но тук възниква една дилема. На същата цена може да закупите 16 волта с две батерии в комплекта! Освен това тук има и други странни неща.

В горната таблица от един от магазините посочената разлика във времето на работа на винтовертите на празен ход е само 20% (вместо необходимите 50%). Това може да означава, че производителят е инсталирал елементи с по-малък капацитет в 25-волтовия модел. Например, вместо 1500 mAh ще има 1300 mAh клетки.

Между другото, в по-голямата част от случаите капацитетът на елементите, инсталирани в батериите, ще бъде точно 1300 mAh, дори ако производителят напише гордите 2000 mAh (или 2 Ah) на кутията. Проверено многократно от собствен опит.

Резултати

- мощността на 25-волтовите модели е подобна на 16-волтовите модели или се различава само с 8-10%
— капацитетът на батерията трябва да бъде един и половина пъти по-голям, но в действителност увеличението може да бъде само 20%

С други думи, няма смисъл да купувате 25-волтова отвертка. Ако искате да получите по-дълго време на работа, тогава е по-изгодно да вземете 16-волтов модел с две батерии.

Volt Engineering Ampere E 12-1/25 е един от най-популярните модели триакови стабилизатори на напрежение.

Основен характеристики и предимствастабилизатор на напрежение Volt Engineering Ampere E 12-1/25 v2.0 (Volt инженерна серия, NPO "Volt").
• модерен ARM микроконтролер
• RMS измерване на входното напрежение
• ограничение на тока на късо съединение
• анализатор на състоянието на мрежата и стабилизатора
• разширено сервизно меню - 15 параметъра
• 2 скорости на охлаждащия вентилатор
• електронен байпас със защитна релейна функция
• безшумен мощностен тороидален трансформатор
• без изкривяване на синусоидалната форма на мрежовия вход
• високо надеждно управление на превключвателя на трансформатора
• варисторите са инсталирани на входа и изхода на стабилизатора
• стоманен корпус, боядисан с висококачествен прахов емайллак
• входният дросел е направен върху сърцевина с разпределена магнитна междина
• минималното възможно време за реакция при промени във входното напрежение е 20 ms
• мощен иглен тиристорен охладител, произведен по технология за леене под високо налягане

Технически параметри Volt Engineering AMPERE 12-1/25

Резултати от тестовете

Този модел стабилизатор е разглобен и тестван от независим експерт от сайта Sysadmin.
Заключения за сглобяване: "Стабилизаторът е сглобен с високо качество. Нямаше оплаквания.
Трансформаторът ме изненада със своя размер и качество на изработка. Не бръмчи при никакво входно напрежение. Всички проводници, където трябва да бъдат кримпвани, имат накрайници. Разглобяемите връзки не висят и не излизат никъде, седят плътно. Рискът от прекъсване на връзката е минимален.
Платката е сглобена качествено, но има флюс, който не е отмит. Няма оплаквания за запояване и монтаж. Дъската е изработена с високо качество. Всички винтове на стабилизатора са добре затегнати и има Гроувър шайби където трябва.
Сглобката е качествена и без никакви забележки."

Конвертор на дължина и разстояние Конвертор на маса Конвертор на мерки за обем на насипни продукти и хранителни продукти Конвертор на площ Конвертор на обем и мерни единици в кулинарни рецепти Конвертор на температура Конвертор на налягане, механично напрежение, модул на Юнг Конвертор на енергия и работа Конвертор на мощност Конвертор на сила Преобразувател на време Линеен преобразувател на скорост Преобразувател на плосък ъгъл Топлинна ефективност и горивна ефективност Преобразувател на числа в различни бройни системи Преобразувател на единици за измерване на количество информация Валутни курсове Размери на дамско облекло и обувки Размери на мъжко облекло и обувки Преобразувател на ъглова скорост и честота на въртене Преобразувател на ускорение Преобразувател на ъглово ускорение Преобразувател на плътност Преобразувател на специфичен обем Преобразувател на инерционен момент Преобразувател на момент на сила Преобразувател на въртящ момент Преобразувател на специфична топлина на изгаряне (по маса) Преобразувател на енергийна плътност и специфична топлина на изгаряне (по обем) Преобразувател на температурна разлика Преобразувател на коефициент на топлинно разширение Преобразувател на термично съпротивление Конвертор на топлопроводимост Конвертор на специфичен топлинен капацитет Конвертор на излагане на енергия и мощност на топлинно излъчване Конвертор на плътност на топлинния поток Конвертор на коефициент на топлопреминаване Конвертор на обемен дебит Конвертор на масов дебит Конвертор на моларен дебит Преобразувател на плътност на масовия поток Конвертор на моларна концентрация Конвертор на масова концентрация в разтвор Динамичен (абсолютен) конвертор на вискозитет Конвертор на кинематичен вискозитет Конвертор на повърхностно напрежение Конвертор на паропропускливост Конвертор на плътност на потока водна пара Конвертор на ниво на звука Конвертор на чувствителност на микрофона Конвертор Ниво на звуково налягане (SPL) Конвертор на ниво на звуково налягане с избираемо референтно налягане Конвертор на яркост Конвертор на светлинен интензитет Конвертор на осветеност Конвертор на компютърна графика Резолюция Честота и Преобразувател на дължината на вълната Диоптрична мощност и фокусно разстояние Диоптрична мощност и увеличение на лещата (×) Преобразувател на електрически заряд Преобразувател на линейна плътност на заряда Конвертор на повърхностна плътност на заряда Конвертор на обемна плътност на заряда Конвертор на електрически ток Преобразувател на линеен ток на плътност Конвертор на повърхностна плътност на тока Преобразувател на напрегнатост на електрическо поле Електростатичен потенциал и преобразувател на напрежение Преобразувател на електрическо съпротивление Преобразувател на електрическо съпротивление Преобразувател на електрическа проводимост Преобразувател на електрическа проводимост Електрически капацитет Преобразувател на индуктивност Американски преобразувател на кабела Нива в dBm (dBm или dBm), dBV (dBV), ватове и др. единици Преобразувател на магнитодвижеща сила Преобразувател на силата на магнитното поле Преобразувател на магнитен поток Преобразувател на магнитна индукция Излъчване. Конвертор на мощността на погълнатата доза на йонизиращо лъчение Радиоактивност. Преобразувател на радиоактивен разпад Радиация. Конвертор на експозиционна доза Радиация. Конвертор на абсорбираната доза Конвертор на десетични префикси Пренос на данни Типография и конвертор на единици за обработка на изображения Конвертор на единици за обем на дървен материал Изчисляване на моларна маса Периодична таблица на химичните елементи от Д. И. Менделеев

1 киловолт [kV] = 1000 волта [V]

Първоначална стойност

Преобразувана стойност

волт миливолт микроволт нановолт пиковолт киловолт мегаволт гигаволт тераволт ват на ампер абволт единица електрически потенциал SGSM статволт единица електрически потенциал SGSE напрежение на Планк

Оптична сила в диоптри и увеличение на лещите

Повече за електрическия потенциал и напрежението

Главна информация

Тъй като живеем в ерата на електричеството, много от нас са запознати с концепцията за електричество от детството. волтаж:В края на краищата, понякога, докато изследвахме заобикалящата реалност, ние получавахме значителен шок от него, като тайно пъхнахме няколко пръста в контакта на електрическите устройства, тайно от нашите родители. Тъй като четете тази статия, нищо особено ужасно не ви се е случило - трудно е да живеете в ерата на електричеството и да не се запознаете за кратко с него. С концепцията електрически потенциалситуацията е малко по-сложна.

Като математическа абстракция, електрическият потенциал се описва най-добре по аналогия с действието на гравитацията - математическите формули са абсолютно сходни, с изключение на това, че не съществуват отрицателни гравитационни заряди, тъй като масата винаги е положителна и в същото време електрическите заряди могат да бъдат както положителни и отрицателни; Електрическите заряди могат както да привличат, така и да отблъскват. В резултат на действието на гравитационните сили телата могат само да се привличат, но не могат да се отблъскват. Ако можехме да се справим с отрицателна маса, щяхме да овладеем антигравитацията.

Концепцията за електрически потенциал играе важна роля при описването на явления, свързани с електричеството. Накратко, понятието електрически потенциал описва взаимодействието на заряди с различни или еднакви знаци или групи от такива заряди.

От училищния курс по физика и от ежедневния опит знаем, че когато изкачваме планина, ние преодоляваме силата на гравитацията на Земята и по този начин извършваме работа срещу силите на привличане, действащи в потенциалното гравитационно поле. Тъй като имаме някаква маса, Земята се опитва да намали потенциала ни - да ни дръпне надолу, което ние с радост й позволяваме да направи, като бързо караме ски и сноуборд. По същия начин едно електрическо потенциално поле се опитва да сближи еднаквите заряди и да ги отблъсне.

От това следва, че всяко електрически заредено тяло се опитва да намали своя потенциал, като се приближи възможно най-близо до мощен източник на електрическо поле с противоположен знак, ако никакви сили не пречат на това. В случай на заряди с еднакъв знак, всяко електрически заредено тяло се опитва да намали потенциала си, като се отдалечи възможно най-далеч от мощен източник на електрическо поле със същия знак, ако никакви сили не възпрепятстват това. И ако те се намесят, тогава потенциалът не се променя - докато стоите на равен терен на върха на планината, силата на гравитационното привличане на Земята се компенсира от реакцията на опората и нищо не ви дърпа надолу, само теглото ви притиска ските ви. Но просто трябва да се отдръпнеш...

По същия начин полето, създадено от някакъв заряд, действа върху всеки заряд, създавайки потенциал за неговото механично движение към себе си или от себе си, в зависимост от знака на заряда на взаимодействащите тела.

Електрически потенциал

Заряд, въведен в електрическо поле, има определено количество енергия, т.е. способността да извършва работа. За да се характеризира енергията, съхранявана във всяка точка на електрическото поле, беше въведена специална концепция - електрически потенциал. Потенциалът на електрическото поле в дадена точка е равен на работата, която силите на това поле могат да извършат, когато преместят единица положителен заряд от тази точка извън полето.

Връщайки се към аналогията с гравитационното поле, можем да открием, че понятието електрически потенциал е близко до понятието за нивото на различни точки на земната повърхност. Тоест, както ще разгледаме по-долу, работата по издигането на тяло над морското равнище зависи от това колко високо издигаме това тяло и по подобен начин работата по преместването на един заряд от друг зависи от това колко далеч са тези заряди.

Нека си представим героя от древногръцкия свят Сизиф. За греховете си в земния живот боговете осъдиха Сизиф да върши тежка, безсмислена работа в отвъдния живот, като търкулна огромен камък на върха на планината. Очевидно, за да вдигне камък на половината планина, Сизиф трябва да похарчи наполовина толкова работа, колкото да вдигне камъка до върха. Тогава камъкът, по волята на боговете, се търкулнал надолу по планината, вършейки някаква работа. Естествено, камък, издигнат до върха на висока планина н(ниво H), когато се спуска, ще може да свърши повече работа, отколкото камък, повдигнат на ниво н/2. Морското ниво обикновено се счита за нулево ниво, от което се измерва надморската височина.

По аналогия електрическият потенциал на земната повърхност се счита за нулев потенциал, т.е

ϕ Земя = 0

където ϕ Earth е обозначението на електрическия потенциал на Земята, което е скаларна величина (ϕ е буква от гръцката азбука и се чете като "phi").

Това количество характеризира количествено способността на полето да извършва работа (W), за да премести някакъв заряд (q) от дадена точка в полето до друга точка:

ϕ = W/q

Единицата SI за електрически потенциал е волт (V).

Волтаж

Едно определение за електрическо напрежение го описва като разликата в електрическия потенциал, която се дава по формулата:

V = ϕ1 – ϕ2

Концепцията за напрежение е въведена от немски физик Георг Омв статия през 1827 г., която предлага хидродинамичен модел на електрически ток, за да обясни емпиричния закон на Ом, открит от него през 1826 г.:

V = I R,

където V е потенциалната разлика, I е електрическият ток и R е съпротивлението.

Друга дефиниция на електрическо напрежение е съотношението на работата, извършена от полето за преместване на заряд в проводник към големината на заряда.

За тази дефиниция математическият израз за напрежението се описва с формулата:

V=A/q

Напрежението, подобно на електрическия потенциал, се измерва в волта(V) и неговите десетични кратни и подкратни - микроволта (милионни от волта, µV), миливолта (хилядни от волта, mV), киловолта (хиляди от волта, kV) и мегаволта (милиони волта, MV).

Напрежение от 1 V се счита за напрежение на електрическо поле, което извършва 1 J работа, за да премести заряд от 1 C. Размерът на напрежението в системата SI се определя като

B = kg m²/(A s³)

Напрежението може да бъде създадено от различни източници: биологични обекти, технически устройства и дори процеси, протичащи в атмосферата.

Елементарната клетка на всеки биологичен обект е клетка, която от гледна точка на електричеството е електрохимичен генератор на ниско напрежение. Някои органи на живи същества, като сърцето, което е сбор от клетки, произвеждат по-високо напрежение. Любопитно е, че най-напредналите хищници на нашите морета и океани - акули от различни видове - имат свръхчувствителен сензор за напрежение, наречен орган на страничната линияи им позволява точно да откриват плячката си чрез сърдечен ритъм. Отделно може би си струва да споменем електрическите скатове и змиорки, които в процеса на еволюция са развили способността да създават напрежение над 1000 V, за да победят плячка и да отблъснат атаки върху себе си!

Въпреки че хората са генерирали електричество и по този начин са създавали потенциална разлика (напрежение) чрез триене на парче кехлибар върху вълна от древни времена, исторически първият технически генератор на напрежение е галванична клетка. Изобретен е от италиански учен и лекар Луиджи Галвани, който откри феномена на възникване на потенциална разлика при контакт на различни видове метал и електролит. Друг италиански физик доразвива тази идея. Алесандро Волта. Волта за първи път постави пластини от цинк и мед в киселина, за да произведе непрекъснат електрически ток, създавайки първия в света химически източник на ток. Свързвайки последователно няколко такива източника, той създава химическа батерия, т.нар "стълбът на Волта", благодарение на което стана възможно генерирането на електричество чрез химични реакции.

Поради постиженията му в създаването на надеждни електрохимични източници на напрежение, които изиграха значителна роля в по-нататъшното изследване на електрофизичните и електрохимичните явления, единицата за измерване на електрическо напрежение - волт - беше кръстена на волт.

Сред създателите на генератори на напрежение е необходимо да се отбележи холандският физик Ван дер Грааф, който създаде генератор за високо напрежение, който се основава на древната идея за разделяне на зарядите с помощта на триене - помнете кехлибар!

Бащите на съвременните генератори на напрежение са двама забележителни американски изобретатели - Томас ЕдисонИ Никола Тесла. Последният бил служител в компанията на Едисон, но двамата гении на електроинженерството не били съгласни относно методите за генериране на електрическа енергия. В резултат на последвалата патентна война цялото човечество спечели - обратимите машини на Едисън намериха своята ниша под формата на генератори и двигатели с постоянен ток, възлизащи на милиарди устройства - просто погледнете под капака на колата си или просто натиснете бутона за повдигане на прозореца или включете блендера; и методите за създаване на променливо напрежение под формата на генератори за променлив ток, устройства за преобразуването му под формата на напреженови трансформатори и предавателни линии на дълги разстояния и безброй устройства за неговото приложение по право принадлежат на Тесла. Техният брой не отстъпва по нищо на броя на устройствата на Едисон - на принципите на Тесла работят вентилатори, хладилници, климатици и прахосмукачки, както и куп други полезни устройства, чието описание е извън обхвата на тази статия.

Разбира се, по-късно учените създадоха други генератори на напрежение, базирани на други принципи, включително използването на енергия от ядрен разпад. Те са предназначени да служат като източник на електрическа енергия за космически пратеници на човечеството в дълбокия космос.

Но най-мощният източник на електрическо напрежение на Земята, без да броим отделните научни инсталации, все още са естествените атмосферни процеси.

Всяка секунда над 2 хиляди гръмотевични бури гърмят на Земята, тоест десетки хиляди естествени генератори на Ван дер Грааф работят едновременно, създавайки напрежение от стотици киловолта, освобождавайки токове от десетки килоампери под формата на мълния. Но, изненадващо, мощността на земните генератори не може да се сравни със силата на електрическите бури, които се случват на сестрата на Земята - Венера - да не говорим за огромни планети като Юпитер и Сатурн.

Характеристики на напрежението

Напрежението се характеризира със своята големина и форма. По отношение на поведението му във времето се прави разлика между постоянно напрежение (не се променя във времето), апериодично напрежение (променящо се във времето) и променливо напрежение (променящо се във времето по определен закон и като правило повтарящо се след определен период от време). Понякога за постигане на определени цели е необходимо едновременното наличие на постоянни и променливи напрежения. В този случай говорим за напрежение на променлив ток с постоянна компонента.

В електротехниката постояннотоковите генератори (динамо) се използват за създаване на относително стабилно напрежение с висока мощност; в електрониката се използват прецизни източници на постоянно напрежение върху електронни компоненти, които се наричат стабилизатори.

Измерване на напрежение

Измерването на напрежението играе важна роля във фундаменталната физика и химия, приложната електротехника и електрохимия, електрониката и медицината, както и в много други отрасли на науката и технологиите. Може би е трудно да се намерят отрасли на човешката дейност, с изключение на творчески области като архитектура, музика или живопис, където измерванията на напрежението няма да се използват за контрол на протичащи процеси с помощта на различни видове сензори, които по същество са преобразуватели на физически величини в напрежение. Въпреки че си струва да се отбележи, че в наше време тези видове човешки дейности не могат без електричество като цяло и без напрежение в частност. Артистите използват таблети, които измерват напрежението на капацитивните сензори, когато върху тях се движи стилус. Композиторите свирят на електронни инструменти, които измерват напрежението на сензорите на клавишите и в зависимост от него определят колко силно се натиска определен клавиш. Архитектите използват AutoCAD и таблети, които също измерват напрежението, което се преобразува в числова форма и се обработва от компютър.

Измерените стойности на напрежението могат да варират в широки граници: от части от микроволта при изследвания на биологични процеси, до стотици волта в битови и промишлени устройства и уреди и до десетки милиони волта в свръхмощни ускорители на частици. Измерването на напрежението ни позволява да наблюдаваме състоянието на отделните органи на човешкото тяло чрез премахване енцефалограмимозъчна дейност. ЕлектрокардиограмиИ ехокардиограмидават информация за състоянието на сърдечния мускул. Използвайки различни промишлени сензори, ние успешно и най-важното безопасно контролираме процесите на химическо производство, които понякога протичат при екстремни налягания и температури. И дори ядрените процеси в атомните електроцентрали могат да се контролират чрез измерване на напрежението. Използвайки измервания на напрежението, инженерите наблюдават състоянието на мостове, сгради и конструкции и дори издържат на такива страховити природни сили като земетресения.

Блестящата идея за свързване на различни стойности на нивата на напрежение със стойностите на състоянието на единиците информация даде тласък на създаването на съвременни цифрови устройства и технологии. В изчисленията ниското ниво на напрежение се интерпретира като логическа нула (0), а високото ниво на напрежение се интерпретира като логическа единица (1).

Всъщност всички съвременни изчислителни устройства в една или друга степен са компаратори на напрежение (измерватели), преобразуващи своите входни състояния според определени алгоритми в изходни сигнали.

Освен всичко друго, точните измервания на напрежението са в основата на много съвременни стандарти, чието прилагане гарантира тяхното абсолютно съответствие и по този начин безопасността на употреба.

Уреди за измерване на напрежение

В процеса на изучаване и разбиране на околния свят, методите и средствата за измерване на напрежението са се развили значително от примитивните органолептични методи- Руският учен Петров отряза част от епитела на пръстите, за да повиши чувствителността към действието на електрическия ток - към най-простите индикатори за напрежение и съвременни устройства с различни конструкции, базирани на електродинамичните и електрически свойства на различни вещества.

Между другото, начинаещите радиолюбители лесно разграничиха „работеща“ 4,5 V плоска батерия от „мъртва“ без никакви устройства поради пълното им отсъствие, просто като облизваха нейните електроди. Протичащите електрохимични процеси дават усещане за определен вкус и леко парене. Някои изключителни личности се ангажираха да определят годността дори на 9 V батерии по този начин, което изискваше значителна издръжливост и смелост!

Пример за най-простия индикатор - сонда за мрежово напрежение - може да бъде обикновена лампа с нажежаема жичка с работно напрежение не по-ниско от мрежовото напрежение. В продажба има прости сонди за напрежение, използващи неонови лампи и светодиоди, които консумират слаб ток. Бъдете внимателни, използването на домашно приготвени структури може да бъде опасно за живота ви!

Трябва да се отбележи, че устройствата за измерване на напрежение (волтметри) се различават значително един от друг, предимно по вида на измерваното напрежение - това могат да бъдат устройства за постоянен или променлив ток. По принцип в измервателната практика е важно поведението на измереното напрежение - то може да бъде функция на времето и да има различна форма - да е постоянно, хармонично, нехармонично, импулсно и т.н., като обикновено се използва неговата стойност за характеризиране на режимите на работа на електрически вериги и устройства (слаб ток и мощност).

Разграничават се следните стойности на напрежението:

• моментално,
• амплитуда,
• средно аритметично,
• средноквадратичен корен (rms).

Моментната стойност на напрежението U i (виж фигурата) е стойността на напрежението в определен момент от време. Може да се наблюдава на екрана на осцилоскопа и да се определя за всеки момент от времето с помощта на осцилограмата.

Стойността на амплитудното (върхово) напрежение U a е най-голямата моментна стойност на напрежението за период. Люлеене на напрежението U p-p е стойност, равна на разликата между най-високата и най-ниската стойност на напрежението за период.

Средноквадратичната (rms) стойност на напрежението U rms се определя като корен квадратен от средните квадратни моментни стойности на напрежението за периода.

Всички стрелкови и цифрови волтметри обикновено се калибрират в средноквадратични стойности на напрежението.

Средната стойност (постоянен компонент) на напрежението е средната аритметична стойност на всичките му моментни стойности по време на измерване.

Средното изправено напрежение се определя като средноаритметично на абсолютните моментни стойности за период.

Разликата между максималните и минималните стойности на напрежението на сигнала се нарича люлка на сигнала.

Сега за измерване на напрежението се използват предимно многофункционални цифрови устройства и осцилоскопи - техните екрани показват не само формата на напрежението, но и основните характеристики на сигнала. Тези характеристики включват и честотата на промяна на периодичните сигнали, следователно в измервателната технология честотната граница на измерването на устройството е важна.

Измерване на напрежение с осцилоскоп

Илюстрация на горното ще бъде серия от експерименти за измерване на напрежение с помощта на генератор на сигнали, източник на постоянно напрежение, осцилоскоп и многофункционален цифров инструмент (мултиметър).

Експеримент №1

Общата схема на експеримент № 1 е представена по-долу:

Генераторът на сигнали се зарежда на товарно съпротивление R1 от 1 kOhm, а измервателните краища на осцилоскоп и мултиметър са свързани успоредно на съпротивлението. Когато провеждаме експерименти, ние вземаме предвид факта, че работната честота на осцилоскопа е значително по-висока от работната честота на мултиметъра.

Опит 1:Нека приложим синусоидален сигнал от генератора с честота 60 херца и амплитуда 4 волта към съпротивлението на товара. На екрана на осцилоскопа ще наблюдаваме изображението, показано по-долу. Обърнете внимание, че цената на разделянето на мащабната решетка на екрана на осцилоскопа по вертикалната ос е 2 V. Мултиметърът и осцилоскопът ще покажат средноквадратична стойност на напрежението от 1,36 V.

Опит 2:Нека удвоим сигнала от генератора, обхватът на изображението на осцилоскопа ще се удвои точно и мултиметърът ще покаже двойна стойност на напрежението:

Опит 3:Нека увеличим честотата на генератора със 100 пъти (6 kHz) и честотата на сигнала на осцилоскопа ще се промени, но стойността от пик до пик и средноквадратична стойност ще останат същите и показанията на мултиметъра ще стане неправилно - допустимият работен честотен диапазон на мултиметъра е 0-400 Hz:

Опит 4:Нека се върнем към първоначалната честота от 60 Hz и напрежението на генератора на сигнали 4 V, но променим формата на неговия сигнал от синусоидална на триъгълна. Обхватът на изображението на осцилоскопа остана същият, но показанията на мултиметъра намаляха в сравнение със стойността на напрежението, което показа в експеримент № 1, тъй като ефективното напрежение на сигнала се промени:

Експеримент №2

Дизайнът на експеримент № 2 е подобен на дизайна на експеримент 1.

С помощта на копчето за промяна на преднапрежението на генератора на сигнали ще добавим преднапрежение от 1 V. На генератора на сигнали ще зададем синусоидално напрежение със замах от 4 V с честота 60 Hz - както в експеримент № 1. Сигналът на осцилоскопа ще се повиши с половин голямо деление и мултицетът ще покаже средноквадратична стойност от 1,33 V. Осцилоскопът ще покаже изображение, подобно на изображението от експеримент 1 на експеримент №1, но повишено с половината от голямо деление . Мултицет ще покаже почти същото напрежение, както в експеримент 1 от експеримент № 1, тъй като има затворен вход, а осцилоскоп с отворен вход ще покаже повишена ефективна стойност на сумата от постоянни и променливи напрежения, което е по-голяма от ефективната стойност на напрежението без постоянен компонент:

Мерки за безопасност при измерване на напрежение

Тъй като, в зависимост от класа на безопасност на помещението и неговото състояние, дори относително ниско напрежение от 12–36 V може да представлява опасност за живота, трябва да се спазват следните правила:

1. Не извършвайте измервания на напрежение, които изискват определени професионални умения (над 1000 V).
2. Не измервайте напрежението на труднодостъпни места или на височина.
3. Когато измервате напрежението в битовата мрежа, използвайте специални средства за защита срещу токов удар (гумени ръкавици, постелки, ботуши или ботуши).
4. Използвайте подходящ измервателен уред.
5. В случай на използване на многофункционални инструменти (мултиметри), уверете се, че измерваният параметър и неговата стойност са правилно зададени преди измерването.
6. Използвайте измервателен уред с работещи сонди.
7. Спазвайте стриктно препоръките на производителя за използване на измервателния уред.

Трудно ли ви е да превеждате мерни единици от един език на друг? Колегите са готови да ви помогнат. Публикувайте въпрос в TCTermsи след няколко минути ще получите отговор.