ანუ, ელექტრულ ველს უნდა „გაეყვანა“ ელექტრონები დატვირთვის მეშვეობით და ენერგია, რომელიც ამ შემთხვევაში მოიხმარა, ხასიათდება სიდიდით, რომელსაც ელექტრულ ძაბვას უწოდებენ. იგივე ენერგია დაიხარჯა დატვირთვის ნივთიერების მდგომარეობის გარკვეულ ცვლილებაზე. ენერგია, როგორც ვიცით, არსად ქრება და არსაიდან არ ჩნდება. ეს არის ის, რაც ნათქვამია ენერგიის შენარჩუნების კანონი. ანუ, თუ დენი დახარჯული ენერგია გადის დატვირთვაზე, დატვირთვამ შეიძინა ეს ენერგია და, მაგალითად, გაცხელდა.
ანუ მივდივართ განმარტებამდე: ელექტრული დენის ძაბვაარის სიდიდე, რომელიც გვიჩვენებს, რამხელა სამუშაოს აკეთებდა ველი მუხტის ერთი წერტილიდან მეორეზე გადატანისას. წრედის სხვადასხვა ნაწილში ძაბვა განსხვავებული იქნება. ცარიელი მავთულის მონაკვეთზე ძაბვა იქნება ძალიან მცირე, ხოლო ძაბვა ნებისმიერი დატვირთვის მქონე მონაკვეთზე გაცილებით მეტი, ხოლო ძაბვის სიდიდე დამოკიდებული იქნება დენის მიერ შესრულებული სამუშაოს რაოდენობაზე. ძაბვა იზომება ვოლტებში (1 ვ). ძაბვის დასადგენად არსებობს ფორმულა:
სადაც U არის ძაბვა, A არის დენის მიერ შესრულებული სამუშაო, რათა გადაიტანოს მუხტი q წრედის გარკვეულ მონაკვეთზე.
ძაბვა მიმდინარე წყაროს ბოძებზე
რაც შეეხება ძაბვას მიკროსქემის მონაკვეთზე, ყველაფერი გასაგებია. მაშინ რას ნიშნავს ძაბვა ბოძებზე? მიმდინარე წყარო? ამ შემთხვევაში, ეს ძაბვა ნიშნავს ენერგიის პოტენციურ რაოდენობას, რომელიც წყაროს შეუძლია გადასცეს დენს. ეს ჰგავს წყლის წნევას მილებში. ეს არის ენერგიის რაოდენობა, რომელიც დაიხარჯება, თუ გარკვეული დატვირთვა უკავშირდება წყაროს. ამიტომ, რაც უფრო მაღალია ძაბვა დენის წყაროზე, მით მეტი სამუშაოს შესრულება შეუძლია დენს.
2) დიელექტრიკები ელექტრულ ველში
გამტარებისგან განსხვავებით, დიელექტრიკებს არ აქვთ უფასო გადასახადი. ყველა გადასახადი არის
დაკავშირებულია: ელექტრონები მიეკუთვნება მათ ატომებს, ხოლო მყარი დიელექტრიკის იონები ვიბრირებენ
ბროლის გისოსების კვანძებთან ახლოს.
შესაბამისად, როდესაც დიელექტრიკი მოთავსებულია ელექტრულ ველში, მუხტების მიმართული მოძრაობა არ ხდება
მაშასადამე, ჩვენი თვისებების მტკიცებულებები არ გადის დიელექტრიკებს
დირიჟორები - ყოველივე ამის შემდეგ, ყველა ეს არგუმენტი ეფუძნებოდა დენის გაჩენის შესაძლებლობას. მართლაც, წინა სტატიაში ჩამოყალიბებული დირიჟორების ოთხი თვისებიდან არც ერთი
არ ვრცელდება დიელექტრიკებზე.
2. მოცულობითი მუხტის სიმკვრივე დიელექტრიკში შეიძლება იყოს ნულისაგან განსხვავებული.
3. დაჭიმვის ხაზები არ შეიძლება იყოს პერპენდიკულარული დიელექტრიკის ზედაპირზე.
4. დიელექტრიკის სხვადასხვა წერტილს შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული პოტენციალი. ამიტომ, ისაუბრეთ
"დიელექტრიკული პოტენციალი" არ არის საჭირო.
დიელექტრიკის პოლარიზაცია- ფენომენი, რომელიც დაკავშირებულია შეკრული მუხტების შეზღუდულ გადაადგილებასთან დიელექტრიკულში ან ელექტრული დიპოლების ბრუნვასთან, როგორც წესი, გარე ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ, ზოგჯერ სხვა გარე ძალების გავლენის ქვეშ ან სპონტანურად.
დიელექტრიკის პოლარიზაციას ახასიათებს ელექტრული პოლარიზაციის ვექტორი. ელექტრული პოლარიზაციის ვექტორის ფიზიკური მნიშვნელობა არის დიპოლური მომენტი დიელექტრიკის მოცულობის ერთეულზე. ზოგჯერ პოლარიზაციის ვექტორს მოკლედ უწოდებენ უბრალოდ პოლარიზაციას.
პოლარიზაციის ვექტორი გამოიყენება პოლარიზაციის მაკროსკოპული მდგომარეობის აღსაწერად არა მხოლოდ ჩვეულებრივი დიელექტრიკების, არამედ ფეროელექტრიკების და, პრინციპში, მსგავსი თვისებების მქონე ნებისმიერი მედიის. იგი გამოიყენება არა მხოლოდ ინდუცირებული პოლარიზაციის, არამედ სპონტანური პოლარიზაციის აღსაწერად (ფეროელექტრიკაში).
პოლარიზაცია არის დიელექტრიკის მდგომარეობა, რომელიც ხასიათდება ელექტრული დიპოლური მომენტის არსებობით მისი მოცულობის ნებისმიერ (ან თითქმის ნებისმიერ) ელემენტში.
განასხვავებენ დიელექტრიკულში გამოწვეულ პოლარიზაციას გარე ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ და სპონტანურ (სპონტანურ) პოლარიზაციას შორის, რომელიც ხდება ფეროელექტრიკაში გარე ველის არარსებობის შემთხვევაში. ზოგიერთ შემთხვევაში, დიელექტრიკის (ფეროელექტრიკის) პოლარიზაცია ხდება მექანიკური სტრესის, ხახუნის ძალების გავლენის ქვეშ ან ტემპერატურის ცვლილების გამო.
პოლარიზაცია არ ცვლის წმინდა მუხტს რომელიმე მაკროსკოპულ მოცულობაში ერთგვაროვანი დიელექტრიკის შიგნით. ამასთან, მას თან ახლავს მის ზედაპირზე შეკრული ელექტრული მუხტების გამოჩენა გარკვეული ზედაპირის სიმკვრივით σ. ეს შეკრული მუხტები დიელექტრიკში ქმნიან დამატებით მაკროსკოპულ ველს ინტენსივობით, რომელიც მიმართულია ინტენსივობით გარე ველის წინააღმდეგ. შედეგად, დიელექტრიკის შიგნით ველის სიძლიერე გამოიხატება თანასწორობით:
პოლარიზაციის მექანიზმიდან გამომდინარე, დიელექტრიკის პოლარიზაცია შეიძლება დაიყოს შემდეგ ტიპებად:
ელექტრონული - ატომების ელექტრონული გარსების გადაადგილება გარე ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ. ყველაზე სწრაფი პოლარიზაცია (10−15 წმ-მდე). დანაკარგებთან არ არის დაკავშირებული.
იონური - ბროლის სტრუქტურის კვანძების გადაადგილება გარე ელექტრული ველის გავლენის ქვეშ და გადაადგილება არის გისოსის მუდმივზე ნაკლები რაოდენობით. ნაკადის დრო 10−13 წმ, დანაკარგების გარეშე.
დიპოლი (ორიენტაცია) - წარმოიქმნება დანაკარგებით შეერთების ძალების დაძლევისას და შიდა ხახუნის დროს. ასოცირებულია დიპოლების ორიენტაციასთან გარე ელექტრულ ველში.
ელექტრონების რელაქსაცია - დეფექტური ელექტრონების ორიენტაცია გარე ელექტრულ ველში.
იონ-რელაქსაცია - იონების გადაადგილება, რომლებიც სუსტად ფიქსირდება ბროლის სტრუქტურის კვანძებში, ან განლაგებულია შუალედში.
სტრუქტურული - დიელექტრიკულში მინარევების და არაერთგვაროვანი მაკროსკოპული ჩანართების ორიენტაცია. ყველაზე ნელი ტიპი.
სპონტანური (სპონტანური) - ამ ტიპის პოლარიზაციის გამო, დიელექტრიკებში, რომლებშიც ის შეინიშნება, პოლარიზაცია ავლენს მნიშვნელოვნად არაწრფივ თვისებებს გარე ველის დაბალ მნიშვნელობებზეც კი და შეინიშნება ჰისტერეზის ფენომენი. ასეთი დიელექტრიკები (ფეროელექტრიკები) ხასიათდება ძალიან მაღალი დიელექტრიკული მუდმივებით (900-დან 7500-მდე კონდენსატორის კერამიკის ზოგიერთი სახეობისთვის). სპონტანური პოლარიზაციის დანერგვა, როგორც წესი, ზრდის მასალის დანაკარგის ტანგენტს (10-2-მდე)
რეზონანსული - ნაწილაკების ორიენტაცია, რომელთა ბუნებრივი სიხშირეები ემთხვევა გარე ელექტრული ველის სიხშირეს.
მიგრაციის პოლარიზაცია გამოწვეულია მასალაში სხვადასხვა გამტარობის მქონე ფენების არსებობით, სივრცის მუხტების ფორმირება, განსაკუთრებით მაღალი ძაბვის გრადიენტებზე, აქვს დიდი დანაკარგები და წარმოადგენს ნელი მოქმედების პოლარიზაციას.
დიელექტრიკის პოლარიზაცია (გარდა რეზონანსული პოლარიზაციისა) მაქსიმალურია სტატიკური ელექტრულ ველებში. ალტერნატიულ ველებში, ელექტრონების, იონების და ელექტრული დიპოლების ინერციის არსებობის გამო, ელექტრული პოლარიზაციის ვექტორი დამოკიდებულია სიხშირეზე.
სამეცნიერო და ტექნოლოგიური პროგრესის ეპოქა მოითხოვს ყველაფრის გაზომვას. გამონაკლისი არც ელექტრო ქსელებია. ამ გაზომვების გასაკეთებლად მნიშვნელოვანია ვიცოდეთ რა ერთეულებით იზომება ძაბვა. ყველაზე გავრცელებულ SI სისტემაში, ძაბვის საზომი ერთეული მითითებულია 1 ვოლტი ან შემოკლებით 1 ვ. შეიძლება ასევე იყოს დანიშნული 1V. ეს სახელწოდება აირჩიეს იტალიელი ფიზიკოსის ალესანდრო ვოლტას პატივსაცემად.
რა არის ელექტრული ძაბვა
ის თავისთავად ვერ იარსებებს, როგორც წონა. არსებობს ორი შემთხვევა, რომელიც მოითხოვს მის გაზომვას:
- ელექტრული წრის სხვადასხვა კვანძს ან გამტარის ბოლოებს შორის. 1 ვოლტი არის პოტენციალი, რომლის დროსაც 1 ამპერის დენი გამოიმუშავებს 1 ვატ სიმძლავრეს;
- ელექტროსტატიკური ველის სიძლიერე იზომება ველის ორ წერტილს შორის. ძაბვის ერთეული, 1 ვოლტი, არის პოტენციალი, რომლის დროსაც 1 კულონის მუხტი ასრულებს 1 ჯოულს.
ჯოზეფსონის ეფექტი
1990 წლიდან არსებობდა ელექტრული ძაბვის კიდევ ერთი განმარტება. მისი მნიშვნელობა დაკავშირებულია სიხშირის სტანდარტთან და ცეზიუმის საათთან. ამ შემთხვევაში გამოიყენება არასტაციონარული ჯოზეფსონის ეფექტი, როდესაც სპეციალური მატრიცა 10-80 გჰც სიხშირით ასხივებს რადიაციას, მასზე ჩნდება პოტენციალი, რომლის ღირებულება არ არის დამოკიდებული ექსპერიმენტულ პირობებზე.
RMS ძაბვა
ქსელის მონაკვეთებს შორის ელექტრული პოტენციალის სიდიდე განისაზღვრება გარკვეული დროის განმავლობაში შესრულებული სითბოს რაოდენობით. მაგრამ ეს ეხება მხოლოდ პირდაპირ დენს. ალტერნატიულ ძაბვას აქვს სინუსოიდური ფორმა. მაქსიმალურ ამპლიტუდაზე ის მაქსიმალურია, ხოლო დადებითი ნახევარტალღიდან უარყოფითზე გადასვლისას ნულის ტოლია.
ამიტომ, გამოთვლებისთვის გამოიყენება საშუალო მნიშვნელობა, რომელსაც ეწოდება "ეფექტური მნიშვნელობა", რომელიც გამოთვლებში უტოლდება იმავე მნიშვნელობის მუდმივობას.
ის განსხვავდება მაქსიმუმისგან 1,4-ჯერ ან √2-ით. 220 ვოლტიანი ქსელისთვის მაქსიმალური მნიშვნელობა არის 311 ვ. ეს მნიშვნელოვანია კონდენსატორების, დიოდების და ელექტრონული სქემების სხვა ელემენტების არჩევისას.
ძაბვის განსაზღვრა
როგორ იზომება ძაბვა? ეს კეთდება სპეციალური მოწყობილობით - ვოლტმეტრით. მას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული დიზაინი, იყოს ციფრული ან პოინტერული, მაგრამ მისი წინააღმდეგობა უნდა იყოს მაქსიმალურად მაღალი და დენი მინიმალური. ეს აუცილებელია იმისათვის, რომ შემცირდეს მოწყობილობის გავლენა ქსელზე და დანაკარგები ელექტროენერგიის წყაროდან ვოლტმეტრამდე მიმავალ სადენებში.
DC ქსელი
ეს გაზომვები ხორციელდება მაგნიტოელექტრული ხელსაწყოებით. ბოლო დროს ფართოდ გამოიყენება მოწყობილობები ციფრული დისპლეით.
უმარტივესი გზაა მოწყობილობის პირდაპირ დაკავშირება გაზომვის ადგილას. ეს შესაძლებელია რამდენიმე პირობით:
- გაზომვის ლიმიტი აღემატება მოსალოდნელ მაქსიმუმს. თუ გაზომვების დაწყებამდე უცნობია, მაშინ უნდა შეირჩეს უდიდესი ლიმიტი და თანმიმდევრულად შემცირდეს;
- შეინარჩუნეთ კავშირის პოლარობა. თუ კავშირი არასწორია, ისარი გადაიხრება საპირისპირო მიმართულებით და ციფრული ეკრანი აჩვენებს უარყოფით მნიშვნელობას.
თუ გაზომვის ლიმიტი არასაკმარისია, ის შეიძლება გაფართოვდეს დამატებითი წინააღმდეგობის გამოყენებით. ეს შეიძლება იყოს გარე ან შიდა. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ მრავალი წინააღმდეგობა და შეცვალოთ ისინი მოწყობილობის ლიმიტის შესაცვლელად. ასე მუშაობს მულტიმეტრი.
AC სიმძლავრე
ძაბვა იზომება ალტერნატიული ელექტრო დენის ქსელში ყველა ტიპის ინსტრუმენტებით, გარდა მაგნიტოელექტრული. ამ მოწყობილობების გამოყენება შესაძლებელია მხოლოდ რექტფიკატორის გამოსავალთან დაკავშირებით.
გაზომვის ლიმიტის გაზრდის რამდენიმე გზა არსებობს. ამისათვის დამატებით ერთ-ერთი მოწყობილობა დაკავშირებულია მოწყობილობასთან:
- დამატებითი წინააღმდეგობა;
- მუდმივი ქსელის სიხშირეზე, წინააღმდეგობის ნაცვლად გამოიყენება კონდენსატორები;
- ყველაზე გავრცელებული ვარიანტია ძაბვის ტრანსფორმატორის გამოყენება.
მოთხოვნები საზომი მოწყობილობებისა და დამატებითი აქსესუარების მიმართ იგივეა, რაც პირდაპირი დენის მოწყობილობებისთვის.
Ზოგადი ინფორმაცია.ძაბვის გაზომვის აუცილებლობა პრაქტიკაში ძალიან ხშირად ჩნდება. ელექტრულ და რადიო სქემებსა და მოწყობილობებში ყველაზე ხშირად იზომება პირდაპირი და ალტერნატიული (სინუსოიდური და იმპულსური) დენის ძაბვა.
DC ძაბვა (ნახ. 3.5, ა) გამოიხატება როგორც . ასეთი ძაბვის წყაროა DC გენერატორები და ქიმიური კვების წყაროები.
ბრინჯი. 3.5. ძაბვის დროის დიაგრამები: პირდაპირი (a), ალტერნატიული სინუსოიდური (ბ) და ალტერნატიული პულსის (c) დენი
AC სინუსოიდური დენის ძაბვა (ნახ. 3.5, ბ) გამოიხატება როგორც 
და ხასიათდება ფესვის საშუალო კვადრატისა და ამპლიტუდის მნიშვნელობებით:
ასეთი ძაბვის წყაროა დაბალი და მაღალი სიხშირის გენერატორები და ელექტრო ქსელი.
AC პულსის დენის ძაბვა (ნახ. 3.5 ვ) ხასიათდება ამპლიტუდისა და საშუალო (მუდმივი კომპონენტის) ძაბვის მნიშვნელობებით. ასეთი ძაბვის წყაროა პულსის გენერატორები სხვადასხვა ფორმის სიგნალებით.
ძაბვის საზომი ძირითადი ერთეული არის ვოლტი (V).
ელექტრული გაზომვების პრაქტიკაში ფართოდ გამოიყენება ქვემრავალჯერადი და მრავალჯერადი ერთეული:
კილოვოლტი (1 კვ - V);
მილივოლტი (1მვ - V);
მიკროვოლტი (1 μV - V).
ძაბვის ერთეულების საერთაშორისო აღნიშვნები მოცემულია დანართ 1-ში.
კატალოგის კლასიფიკაციაში ელექტრონული ვოლტმეტრები მითითებულია შემდეგნაირად: B1 - სამაგალითო, B2 - პირდაპირი დენი, VZ - ალტერნატიული სინუსოიდური დენი, B4 - ალტერნატიული პულსის დენი, B5 - ფაზის მგრძნობიარე, B6 - შერჩევითი, B7 - უნივერსალური.
საშინაო და უცხოური ელექტრონული და ელექტრომექანიკური ვოლტმეტრების ანალოგური ინდიკატორებისა და წინა პანელებზე (ლიმიტი გადამრთველებზე) გამოიყენება შემდეგი აღნიშვნები: V - ვოლტმეტრები, კვ - კილოვოლტმეტრები, mV - მილივოლტმეტრი, V - მიკროვოლტმეტრები.
DC ძაბვის გაზომვა.მუდმივი ძაბვის გასაზომად გამოიყენება ელექტრომექანიკური ვოლტმეტრები და მულტიმეტრები, ელექტრონული ანალოგური და ციფრული ვოლტმეტრები და ელექტრონული ოსცილოსკოპები.
ელექტრომექანიკური ვოლტმეტრებიგაზომილი მნიშვნელობის პირდაპირი შეფასება წარმოადგენს ანალოგური ტიპის მოწყობილობების დიდ კლასს და აქვს შემდეგი უპირატესობები:
დენის წყაროსთან დაკავშირების გარეშე მუშაობის უნარი;
მცირე საერთო ზომები;
დაბალი ფასი (ელექტრონულთან შედარებით);
დიზაინის სიმარტივე და მუშაობის სიმარტივე.
ყველაზე ხშირად, მაღალი დენის სქემებში ელექტრული გაზომვების შესრულებისას გამოიყენება ვოლტმეტრები, რომლებიც დაფუძნებულია ელექტრომაგნიტურ და ელექტროდინამიკურ სისტემებზე, ხოლო დაბალი დენის სქემებში გამოიყენება მაგნიტოელექტრული სისტემა. ვინაიდან ყველა ზემოაღნიშნული სისტემა თავად არის დენის მრიცხველები (ამპერმეტრები), მათზე დაფუძნებული ვოლტმეტრების შესაქმნელად აუცილებელია მოწყობილობის შიდა წინააღმდეგობის გაზრდა, ე.ი. დააკავშირეთ დამატებითი რეზისტორი სერიულად საზომ მექანიზმთან (ნახ. 3.6, ა).
ვოლტმეტრი პარალელურად უკავშირდება გამოსაცდელ წრედს (ნახ. 3.6, ბ),და მისი შეყვანის წინაღობა საკმარისად დიდი უნდა იყოს.
ვოლტმეტრის საზომი დიაპაზონის გასაფართოებლად ასევე გამოიყენება დამატებითი რეზისტორი, რომელიც დაკავშირებულია მოწყობილობასთან სერიულად (ნახ. 3.6. V).
დამატებითი რეზისტორის წინააღმდეგობის მნიშვნელობა განისაზღვრება ფორმულით:
 |
ბრინჯი. 3.6. ამპერმეტრის საფუძველზე ვოლტმეტრის შექმნის სქემა ( ა), ვოლტმეტრის დატვირთვასთან დაკავშირება ( 6 ), დამატებითი რეზისტორის დაკავშირება ვოლტმეტრთან ( ვ)
(3.8)
სად არის რიცხვი, რომელიც აჩვენებს რამდენჯერ გაფართოვდება ვოლტმეტრის საზომი ზღვარი:
სად არის ორიგინალური გაზომვის ლიმიტი;
- ახალი გაზომვის ლიმიტი.
მოწყობილობის კორპუსის შიგნით მოთავსებულ დამატებით რეზისტორებს შიდა ეწოდება, ხოლო მოწყობილობასთან დაკავშირებულს გარედან. ვოლტმეტრები შეიძლება იყოს მრავალ დიაპაზონი. არსებობს პირდაპირი კავშირი გაზომვის ლიმიტსა და მრავალლიმიტიანი ვოლტმეტრის შიდა წინააღმდეგობას შორის: რაც უფრო დიდია გაზომვის ზღვარი, მით მეტია ვოლტმეტრის წინააღმდეგობა.
ელექტრომექანიკურ ვოლტმეტრებს აქვთ შემდეგი უარყოფითი მხარეები:
შეზღუდული ძაბვის საზომი დიაპაზონი (თუნდაც მრავალ დიაპაზონის ვოლტმეტრებში);
დაბალი შეყვანის წინააღმდეგობა, შესაბამისად, დიდი შიდა ენერგიის მოხმარება შესასწავლი წრედან.
ელექტრომექანიკური ვოლტმეტრების ეს ნაკლოვანებები განსაზღვრავს ელექტრონული ვოლტმეტრების უპირატესობას ელექტრონიკაში ძაბვის გასაზომად.
ელექტრონული ანალოგური DC ვოლტმეტრებიაგებულია ნახატზე ნაჩვენები სქემის მიხედვით. 3.7. შეყვანის მოწყობილობა შედგება ემიტერის მიმდევარისაგან (შეყვანის წინააღმდეგობის გასაზრდელად) და ატენუატორისგან - ძაბვის გამყოფისაგან.
აშკარაა ელექტრონული ანალოგური ვოლტმეტრის უპირატესობები ანალოგებთან შედარებით:
ბრინჯი. 3.7. ელექტრონული ანალოგი DC ვოლტმეტრის ბლოკ-სქემა
ძაბვის გაზომვის ფართო დიაპაზონი;
შეყვანის დიდი წინააღმდეგობა, შესაბამისად, დაბალი შიდა ენერგიის მოხმარება შესასწავლი წრედან;
მაღალი მგრძნობელობა მოწყობილობის შესასვლელში გამაძლიერებლის არსებობის გამო;
გადატვირთვის შეუძლებლობა.
ამასთან, ელექტრონულ ანალოგურ ვოლტმეტრებს აქვთ მთელი რიგი უარყოფითი მხარეები:
ელექტროენერგიის წყაროების ხელმისაწვდომობა, ძირითადად სტაბილიზირებული;
შემცირებული ფარდობითი ცდომილება უფრო დიდია, ვიდრე ელექტრომექანიკური ვოლტმეტრები (2,5-6%);
დიდი წონა და ზომები, უფრო მაღალი ფასი.
ამჟამად, ანალოგური ელექტრონული DC ვოლტმეტრები ფართოდ არ გამოიყენება, რადგან მათი პარამეტრები შესამჩნევად ჩამორჩება ციფრულ ვოლტმეტრებს.
AC ძაბვის გაზომვა.
ცვლადი ძაბვის გასაზომად გამოიყენება ელექტრომექანიკური ვოლტმეტრები და მულტიმეტრები, ელექტრონული ანალოგური და ციფრული ვოლტმეტრები და ელექტრონული ოსცილოსკოპები.
განვიხილოთ იაფი და საკმაოდ ზუსტი ელექტრომექანიკური ვოლტმეტრები. მიზანშეწონილია ამის გაკეთება სიხშირის დიაპაზონში.
სამრეწველო სიხშირეებზე 50, 100, 400 და 1000 ჰც, ფართოდ გამოიყენება ელექტრომაგნიტური, ელექტროდინამიკური, ფეროდინამიკური, გამსწორებელი, ელექტროსტატიკური და თერმოელექტრული სისტემების ვოლტმეტრი.
დაბალ სიხშირეებზე (15-20 კჰც-მდე) გამოიყენება გამსწორებელი, ელექტროსტატიკური და თერმოელექტრული სისტემების ვოლტმეტრები.
მაღალ სიხშირეებზე (რამდენიმე - ათეულ მეგაჰერცამდე) გამოიყენება ელექტროსტატიკური და თერმოელექტრული სისტემების მოწყობილობები.
ელექტრული გაზომვისთვის ფართოდ გამოიყენება უნივერსალური ინსტრუმენტები - მულტიმეტრები.
მულტიმეტრები(ტესტერები, ამპერ-ვოლტ-ომმეტრები, კომბინირებული მოწყობილობები) საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ მრავალი პარამეტრი: პირდაპირი და ალტერნატიული დენის სიძლიერე, პირდაპირი და ალტერნატიული დენის ძაბვა, რეზისტორების წინააღმდეგობა, კონდენსატორის სიმძლავრე (არა ყველა მოწყობილობა), დაბალი სიმძლავრის ტრანზისტორების ზოგიერთი სტატიკური პარამეტრი. (, , და).
მულტიმეტრები ხელმისაწვდომია ანალოგური და ციფრული კითხვით.
მულტიმეტრების ფართო გამოყენება აიხსნება შემდეგი უპირატესობებით:
მრავალფუნქციურობა, ე.ი. ამპერმეტრებად, ვოლტმეტრებად, ომმეტრებად, ფარადომეტრებად, დაბალი სიმძლავრის ტრანზისტორების პარამეტრების მეტრის გამოყენების შესაძლებლობა:
გაზომილი პარამეტრების ფართო სპექტრი თითოეული პარამეტრისთვის რამდენიმე საზომი ლიმიტის არსებობის გამო;
პორტატულ მოწყობილობებად გამოყენების შესაძლებლობა, რადგან არ არის ელექტრომომარაგება;
მცირე წონა და ზომები;
მრავალმხრივი (ალტერნატიული და პირდაპირი დენების და ძაბვების გაზომვის უნარი),
მულტიმეტრებს ასევე აქვთ მრავალი უარყოფითი მხარე:
გამოყენებადობის ვიწრო სიხშირის დიაპაზონი;
საკუთარი ენერგიის დიდი მოხმარება შესწავლილი 1-ლი სქემიდან;
ანალოგური (1.5, 2.5 და 4) და ციფრული მულტიმეტრების დიდი შემცირებული შეცდომა;
შიდა წინააღმდეგობის შეუსაბამობა დენის და ძაბვის გაზომვების სხვადასხვა ზღვრებზე 4.
შიდა კატალოგის კლასიფიკაციის მიხედვით, მულტიმეტრებს ენიჭება Ts43 და შემდეგ მოდელის ნომერი, მაგალითად, Ts4352.
ანალოგური მულტიმეტრის შიდა წინააღმდეგობის დასადგენად გაზომვის ლიმიტზე, სპეციფიკური წინააღმდეგობა შეიძლება მიეთითოს მოწყობილობის პასპორტში 1. მაგალითად, Ts4341 ტესტერის პასპორტში, წინაღობა = 16,7 kOhm/V, DC ძაბვის გაზომვის ლიმიტებია 1,5 - 3 - 6 - 15 ვ.
ამ შემთხვევაში, მულტიმეტრის წინააღმდეგობა 6 ვ DC ლიმიტზე განისაზღვრება ფორმულით:
მოწყობილობის პასპორტი შეიძლება შეიცავდეს ინფორმაციას, რომელიც აუცილებელია ოჰმის კანონის მიხედვით წინააღმდეგობის გამოსათვლელად.
თუ ტესტერი გამოიყენება როგორც ვოლტმეტრი, მაშინ მისი შეყვანის წინააღმდეგობა განისაზღვრება ფორმულით:
სად არის შერჩეული გაზომვის ლიმიტი;
მიმდინარე მნიშვნელობა არჩეულ ლიმიტში (მითითებულია მოწყობილობის უკანა პანელზე ან მის პასპორტში).
თუ ტესტერი გამოიყენება როგორც ამპერმეტრი, მაშინ მისი შეყვანის წინააღმდეგობა განისაზღვრება ფორმულით:
სად არის შერჩეული გაზომვის ლიმიტი;
— ძაბვის მნიშვნელობა ნაჩვენებია მოწყობილობის უკანა პანელზე ან მის მონაცემთა ფურცელში.
მაგალითად, Ts4341 ტესტერის პასპორტში ნაჩვენებია ძაბვის ვარდნა მოწყობილობაზე, რომელიც უდრის 0,3 ვოლტს 0,06 - 0,6 - 6 - 60 - 600 mA DC დიაპაზონში და ძაბვის ვარდნა 1,3 V დიაპაზონში: 0. 3. - 3 - 30 - 300 mA AC. მულტიმეტრის შეყვანის წინაღობა 3 mA AC ლიმიტში იქნება
ელექტრონული ანალოგური AC ვოლტმეტრებიაგებულია ერთ-ერთი ბლოკ-სქემის მიხედვით (ნახ. 3.8), რომლებიც განსხვავდება ძირითადი ბლოკების - გამაძლიერებლის და ალტერნატიული დენის ძაბვის გადამყვანის (დეტექტორის) განლაგების თანმიმდევრობით პირდაპირ დენის ძაბვაში. ამ ვოლტმეტრების თვისებები დიდწილად დამოკიდებულია არჩეულ წრეზე.
ბრინჯი. 3.8.ალტერნატიული დენის ტიპის ელექტრონული ანალოგური ვოლტმეტრების ბლოკ-სქემები U-D ( ა) და ტიპი D-U (ბ)
პირველი ჯგუფის ვოლტმეტრებს - გამაძლიერებელი-დეტექტორის ტიპის (A-D) - აქვთ მაღალი მგრძნობელობა, რაც დაკავშირებულია დამატებითი გამაძლიერებლის არსებობასთან. ამიტომ, ყველა მიკრო და მილივოლტმეტრი აგებულია V-D სქემის მიხედვით. ამასთან, ასეთი ვოლტმეტრების სიხშირის დიაპაზონი არ არის ფართო (რამდენიმე მეგაჰერცამდე), რადგან ფართოზოლოვანი AC გამაძლიერებლის შექმნა დაკავშირებულია გარკვეულ სირთულეებთან. U-D ტიპის ვოლტმეტრები კლასიფიცირდება როგორც არა უნივერსალური (VZ ქვეჯგუფი), ე.ი. შეუძლია მხოლოდ AC ძაბვის გაზომვა.
მეორე ჯგუფის - დეტექტორ-გამაძლიერებლის (D-A) ტიპის ვოლტმეტრებს აქვთ სიხშირის ფართო დიაპაზონი (რამდენიმე გიგაჰერცამდე) და დაბალი მგრძნობელობა. ამ ტიპის ვოლტმეტრები უნივერსალურია (B7 ქვეჯგუფი), ე.ი. გაზომეთ ძაბვა არა მხოლოდ ალტერნატიული დენის, არამედ პირდაპირი დენისაც; შეუძლია ძაბვის გაზომვა მნიშვნელოვან დონეზე, რადგან ძნელი არ არის CNT-ების გამოყენებით მაღალი მომატების უზრუნველყოფა.
ორივე ტიპის ვოლტმეტრში მნიშვნელოვან ფუნქციას ასრულებენ AC ძაბვის გადამყვანები მუდმივ ძაბვაში - დეტექტორები, რომლებიც, შემავალი ძაბვის გამომავალ ძაბვაში გადაყვანის ფუნქციიდან გამომდინარე, შეიძლება დაიყოს სამ ტიპად: ამპლიტუდა, rms და rms გამოსწორებული მნიშვნელობები. .
მოწყობილობის თვისებები დიდწილად დამოკიდებულია დეტექტორის ტიპზე. ვოლტმეტრი ამპლიტუდის მნიშვნელობის დეტექტორით არის ყველაზე მაღალი სიხშირე; ვოლტმეტრები RMS მნიშვნელობის დეტექტორით საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ ნებისმიერი ფორმის ცვლადი ძაბვა; ვოლტმეტრები საშუალოდ გამოსწორებული მნიშვნელობის დეტექტორით შესაფერისია მხოლოდ ჰარმონიული სიგნალის ძაბვის გასაზომად და არის უმარტივესი, ყველაზე საიმედო და იაფი.
ამპლიტუდის მნიშვნელობის დეტექტორიარის მოწყობილობა, რომლის გამომავალი ძაბვა შეესაბამება გაზომილი სიგნალის ამპლიტუდის მნიშვნელობას, რაც უზრუნველყოფილია კონდენსატორზე ძაბვის შენახვით.
იმისათვის, რომ ნებისმიერი დეტექტორის რეალური დატვირთვის წრემ ეფექტურად გაფილტროს სასარგებლო სიგნალი და ჩაახშოს არასასურველი მაღალი სიხშირის ჰარმონიები, უნდა დაკმაყოფილდეს შემდეგი პირობა:
ან , (3.12)
სად არის გამომავალი ფილტრის ტევადობა;
- დეტექტორის დატვირთვის წინააღმდეგობა.
მეორე პირობა კარგი დეტექტორის მუშაობისთვის:
3.9 სურათზე ნაჩვენებია ამპლიტუდის მნიშვნელობის დეტექტორის გამომავალი ძაბვის ბლოკ-სქემა და დროის დიაგრამები პარალელურად შეერთებული დიოდით და შეყვანის დახურული. დახურული შეყვანის მქონე დეტექტორს აქვს სერიულად დაკავშირებული კონდენსატორი, რომელიც არ აძლევს DC კომპონენტს გავლის საშუალებას. განვიხილოთ ასეთი დეტექტორის მოქმედება, როდესაც მის შეყვანაზე გამოიყენება სინუსოიდური ძაბვა .
ბრინჯი. 3.9. ამპლიტუდის მნიშვნელობის დეტექტორის ბლოკ-სქემა დიოდისა და დახურული შეყვანის პარალელური შეერთებით (A)და ძაბვის დროის დიაგრამები (ბ)როდესაც სინუსური ტალღის დადებითი ნახევრად ტალღა მოდის, კონდენსატორი თანიტენება VD დიოდის საშუალებით, რომელსაც აქვს დაბალი წინააღმდეგობა გახსნისას.
კონდენსატორის დატენვის დროის მუდმივი მცირეა და კონდენსატორი სწრაფად იტენება მის მაქსიმალურ მნიშვნელობამდე . როდესაც შეყვანის სიგნალის პოლარობა იცვლება, დიოდი იხურება და კონდენსატორი ნელა იხსნება დატვირთვის წინააღმდეგობის საშუალებით, რომელიც არჩეულია დიდი - 50-100 MOhm.
ამრიგად, გამონადენის მუდმივი აღმოჩნდება, რომ მნიშვნელოვნად აღემატება სინუსოიდური სიგნალის პერიოდს. შედეგად, კონდენსატორი რჩება დატვირთული ძაბვასთან ახლოს 
.
დატვირთვის რეზისტორზე ძაბვის ცვლილება განისაზღვრება შეყვანის ძაბვის და კონდენსატორის ძაბვის ამპლიტუდების სხვაობით. 
შედეგად, გამომავალი ძაბვა პულსირებს გაზომილი ძაბვის ორმაგი ამპლიტუდით (იხ. ნახ. 3.9, ბ).
ეს დასტურდება შემდეგი მათემატიკური გამოთვლებით:
ზე, , ზე, ზე.
სიგნალის მუდმივი კომპონენტის იზოლირებისთვის, დეტექტორის გამომავალი უკავშირდება ტევადურ ფილტრს, რომელიც თრგუნავს ყველა სხვა მიმდინარე ჰარმონიას.
ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, დასკვნა შემდეგია: რაც უფრო მოკლეა შესასწავლი სიგნალის პერიოდი (რაც უფრო მაღალია მისი სიხშირე), მით უფრო ზუსტად დაკმაყოფილდება თანასწორობა. , რაც ხსნის დეტექტორის მაღალსიხშირულ თვისებებს. ამპლიტუდის მნიშვნელობის დეტექტორით ვოლტმეტრების გამოყენებისას უნდა გავითვალისწინოთ, რომ ეს მოწყობილობები ყველაზე ხშირად კალიბრირებულია სინუსოიდური სიგნალის ძირის საშუალო კვადრატულ მნიშვნელობებში, ანუ, მოწყობილობის ინდიკატორის ჩვენებები ტოლია კოეფიციენტზე. ამპლიტუდის მნიშვნელობის გაყოფილი სინუსოიდის ამპლიტუდის კოეფიციენტზე:
სად არის ამპლიტუდის ფაქტორი.
RMS დეტექტორი(ნახ. 3.10) გარდაქმნის ცვლადი ძაბვას მუდმივ ძაბვად, პროპორციულია გაზომილი ძაბვის ფესვის საშუალო კვადრატული მნიშვნელობის კვადრატისა. მაშასადამე, rms ძაბვის გაზომვა მოიცავს სამი ოპერაციის შესრულებას: სიგნალის მყისიერი მნიშვნელობის კვადრატს, მისი მნიშვნელობის საშუალოდ და საშუალო შედეგის ფესვის აღებას (ბოლო ოპერაცია უზრუნველყოფილია ვოლტმეტრის მასშტაბის დაკალიბრებით). მყისიერი სიგნალის მნიშვნელობის კვადრატი ჩვეულებრივ ხორციელდება დიოდური უჯრედის მიერ მისი მახასიათებლის კვადრატული ნაწილის გამოყენებით.
ბრინჯი. 3.10. RMS დეტექტორი: A -დიოდური უჯრედი; ბ- დიოდის CVC
დიოდურ უჯრედში VD, R1(იხ. სურ. 3.10, ა)მუდმივი ძაბვა გამოიყენება VD დიოდზე ისე, რომ იგი რჩება დახურული მანამ, სანამ გაზომილი ძაბვა () რეზისტორზე R2ღირებულებას არ გადააჭარბებს .
დიოდის დენის ძაბვის მახასიათებლის საწყისი მონაკვეთი მოკლეა (იხ. ნახ. 3.10, ბ),ამრიგად, კვადრატული ნაწილი ხელოვნურად გრძელდება ცალმხრივი წრფივი მიახლოების მეთოდით რამდენიმე დიოდური უჯრედის გამოყენებით.
RMS ვოლტმეტრების დაპროექტებისას სირთულეები წარმოიქმნება სიხშირის ფართო დიაპაზონის უზრუნველყოფისას. ამის მიუხედავად, ასეთი ვოლტმეტრები ყველაზე პოპულარულია, რადგან მათ შეუძლიათ გაზომონ ნებისმიერი რთული ფორმის ძაბვა.
გამოსწორებული საშუალო დეტექტორიგარდაქმნის AC ძაბვას მუდმივ ძაბვაზე, პროპორციულად საშუალო გამოსწორებული ძაბვის მნიშვნელობის პროპორციულად. ასეთი დეტექტორით საზომი მოწყობილობის გამომავალი დენი მსგავსია გამსწორებელი სისტემის გამომავალი დენისა.
ელექტრონულ მოწყობილობებში მოქმედი AC ძაბვები შეიძლება დროთა განმავლობაში შეიცვალოს სხვადასხვა კანონების მიხედვით. მაგალითად, დაკავშირებული რადიო გადამცემის მთავარი ოსცილატორის გამომავალზე ძაბვა იცვლება სინუსოიდური კანონის მიხედვით, ოსცილოსკოპის გენერატორის გამოსავალზე პულსებს აქვთ ხერხის ფორმა, ხოლო სრული სატელევიზიო სიგნალის სინქრონიზაციის პულსები მართკუთხაა. .
პრაქტიკაში აუცილებელია გაზომვების ჩატარება სქემების სხვადასხვა მონაკვეთებში, რომლებშიც ძაბვები შეიძლება განსხვავდებოდეს მნიშვნელობითა და ფორმით. არასინუსოიდული ძაბვის გაზომვას აქვს საკუთარი მახასიათებლები, რომლებიც მხედველობაში უნდა იქნას მიღებული შეცდომების თავიდან ასაცილებლად.
ძალზე მნიშვნელოვანია მოწყობილობის სწორი ტიპის არჩევა და ვოლტმეტრის ჩვენებების გაზომილი ძაბვის საჭირო პარამეტრის მნიშვნელობად გადაქცევის მეთოდი. ამისათვის თქვენ ნათლად უნდა გესმოდეთ, თუ როგორ ხდება AC ძაბვის შეფასება და შედარება და როგორ მოქმედებს ძაბვის ფორმა იმ კოეფიციენტების მნიშვნელობებზე, რომლებიც აკავშირებს ძაბვის ინდივიდუალურ პარამეტრებს.
ნებისმიერი ფორმის ალტერნატიული დენის ძაბვის შეფასების კრიტერიუმი არის კავშირი შესაბამის პირდაპირ დენის ძაბვასთან იმავე თერმული ეფექტისთვის (rms მნიშვნელობა უ), განსაზღვრული გამოხატულებით
(3.14)
სად არის სიგნალის გამეორების პერიოდი;
- ფუნქცია, რომელიც აღწერს მყისიერი ძაბვის მნიშვნელობის ცვლილების კანონს. ყოველთვის არ არის შესაძლებელი, რომ ოპერატორს ჰქონდეს ვოლტმეტრი, რომლითაც მას შეუძლია გაზომოს სასურველი ძაბვის პარამეტრი. ამ შემთხვევაში, საჭირო ძაბვის პარამეტრი ირიბად იზომება არსებული ვოლტმეტრის გამოყენებით, მწვერვალისა და ფორმის კოეფიციენტების გამოყენებით. განვიხილოთ სინუსოიდური ძაბვის საჭირო პარამეტრების გამოთვლის მაგალითი.
აუცილებელია ამპლიტუდის დადგენა () და სინუსოიდური ძაბვის საშუალო გამოსწორებული () მნიშვნელობები ვოლტმეტრით, დაკალიბრებული სინუსოიდური ძაბვის ფესვის საშუალო კვადრატულ მნიშვნელობებში, თუ მოწყობილობა აჩვენებდა.
ჩვენ ვასრულებთ გაანგარიშებას შემდეგნაირად. ვინაიდან ვოლტმეტრი დაკალიბრებულია rms მნიშვნელობებში , შემდეგ დანართ 3-ში ამ მოწყობილობისთვის 10 ვ-ის წაკითხვა შეესაბამება rms მნიშვნელობის სკალაზე პირდაპირ კითხვას, ე.ი.
ალტერნატიული ძაბვა ხასიათდება საშუალო, ამპლიტუდა) (მაქსიმალური) და ფესვის საშუალო კვადრატული მნიშვნელობებით.
Საშუალო ღირებულება(მუდმივი კომპონენტი) ალტერნატიული ძაბვის პერიოდისთვის:
(3.15)
მაქსიმალური ღირებულებაარის ალტერნატიული ძაბვის უდიდესი მყისიერი მნიშვნელობა სიგნალის პერიოდში:
საშუალო გამოსწორებული მნიშვნელობა -ეს არის საშუალო ძაბვა სრული ტალღის გამსწორებლის გამოსავალზე, რომელსაც აქვს ალტერნატიული ძაბვა შესასვლელში :
(3.17)
ალტერნატიული დენის ძაბვის ფესვის საშუალო კვადრატის, საშუალო და მაქსიმალური მნიშვნელობების თანაფარდობა დამოკიდებულია მის ფორმაზე და ზოგადად განისაზღვრება ორი კოეფიციენტით:
(ამპლიტუდის ფაქტორი), (3.18)
(ფორმის ფაქტორი). (3.19)
ამ კოეფიციენტების მნიშვნელობები სხვადასხვა ფორმის სტრესისთვის და მათი თანაფარდობა მოცემულია ცხრილში. 3.1
ცხრილი 3.1
მნიშვნელობები და სხვადასხვა ფორმის ძაბვისთვის
 |
შენიშვნა, - ექსპლუატაციის პერიოდი: .
რიგ მოწყობილობებში ძაბვა ფასდება არა აბსოლუტურ ერთეულებში (V, mV, μV), არამედ შედარებით ლოგარითმულ ერთეულში - დეციბელში (dB, ან dB). აბსოლუტური ერთეულებიდან შედარებით ერთეულებზე გადასვლის გასამარტივებლად და, პირიქით, ანალოგური ვოლტმეტრების უმეტესობას (დამოუკიდებლად და სხვა მოწყობილობებში ჩაშენებული: გენერატორები, მულტიმეტრები, არაწრფივი დამახინჯების მრიცხველები) ჩვეულებრივთან ერთად აქვს დეციბელის მასშტაბი. ეს მასშტაბი გამოირჩევა მკაფიოდ განსაზღვრული არაწრფივიობით, რაც, საჭიროების შემთხვევაში, საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ შედეგი დაუყოვნებლივ დეციბელებში, შესაბამისი გამოთვლებისა და კონვერტაციის ცხრილების გამოყენების გარეშე. ყველაზე ხშირად, ასეთი მოწყობილობებისთვის, ნულოვანი დეციბელის მასშტაბი შეესაბამება შეყვანის ძაბვას 0,775 ვ.
ჩვეულებრივ ნულოვან დონეზე მეტი ძაბვა ხასიათდება დადებითი დეციბლებით, ამ დონეზე ნაკლები - უარყოფითი. ლიმიტის გადამრთველზე, თითოეული საზომი ქვედიაპაზონი განსხვავდება მეზობელისაგან 10 დბ-ით, რაც შეესაბამება ძაბვის ფაქტორს 3.16. დეციბელის შკალაზე აღებული ჩვენებები ალგებრულად ემატება გაზომვის ლიმიტის გადამრთველზე არსებულ ჩვენებებს და არ მრავლდება, როგორც აბსოლუტური ძაბვის ჩვენებების შემთხვევაში.
მაგალითად, ლიმიტის გადამრთველი დაყენებულია "- 10 dB", ხოლო ინდიკატორის ისარი დაყენებულია "- 0.5 dB". ჯამური დონე იქნება: ---- 10 + (- 0.5) = - 10.5 დბ, ხოლო ძაბვის აბსოლუტური მნიშვნელობებიდან ფარდობით მნიშვნელობებზე გადაყვანის საფუძველი არის ფორმულა.
(3.20)
სადაც = 0,775 ვ.
ვინაიდან ბელი დიდი ერთეულია, პრაქტიკაში გამოიყენება ბელის წილადი (მეათე) ნაწილი - დეციბელი.
პულსი და ციფრული ვოლტმეტრები.მცირე ამპლიტუდით პულსის ძაბვების გაზომვისას გამოიყენება პულსის წინასწარი გაძლიერება. ანალოგური იმპულსური ვოლტმეტრის ბლოკ-სქემა (ნახ. 3.11) შედგება დისტანციური ზონდისგან ემიტერის მიმდევრით, ატენუატორისგან, ფართოზოლოვანი წინასწარ გამაძლიერებლისგან, ამპლიტუდის მნიშვნელობის დეტექტორისგან, პირდაპირი დენის გამაძლიერებლისგან (DCA) და ელექტრომექანიკური მაჩვენებლით. ამ სქემის მიხედვით განხორციელებული ვოლტმეტრები პირდაპირ ზომავენ 1 მვ - 3 ვ ძაბვებს ± (4 - 10) შეცდომით, პულსის ხანგრძლივობა 1 - 200 μs და სამუშაო ციკლი 100 ... 2500.
ბრინჯი. 3.11.ტპულსის ვოლტმეტრის ბლოკ-სქემა
მცირე ძაბვების გასაზომად ხანგრძლივობის ფართო დიაპაზონში (ნანოწამიდან მილიწამამდე) გამოიყენება ავტოკომპენსაციის მეთოდის საფუძველზე მომუშავე ვოლტმეტრები.
ელექტრონულ ციფრულ ვოლტმეტრებს მნიშვნელოვანი უპირატესობები აქვთ ანალოგებთან შედარებით:
გაზომვის მაღალი სიჩქარე;
ოპერატორის სუბიექტური შეცდომის შესაძლებლობის აღმოფხვრა;
მცირე შემცირებული შეცდომა.
ამ უპირატესობების გამო ციფრული ელექტრონული ვოლტმეტრები ფართოდ გამოიყენება გაზომვის მიზნით. ნახაზი 3.12 გვიჩვენებს ციფრული ვოლტმეტრის გამარტივებული ბლოკ-სქემას.
ბრინჯი. 3.12. ციფრული ვოლტმეტრის გამარტივებული ბლოკ-სქემა
შეყვანის მოწყობილობაშექმნილია შეყვანის დიდი წინააღმდეგობის შესაქმნელად, გაზომვის ლიმიტების არჩევისთვის, ჩარევის შესამცირებლად და გაზომილი DC ძაბვის პოლარობის ავტომატურად განსაზღვრისთვის. AC ვოლტმეტრებში შეყვანის მოწყობილობა ასევე შეიცავს AC-DC ძაბვის გადამყვანს.
შეყვანის მოწყობილობის გამოსასვლელიდან, გაზომილი ძაბვა მიეწოდება ანალოგური ციფრული გადამყვანი(ADC), რომელშიც ძაბვა გარდაიქმნება ციფრულ (დისკრეტულ) სიგნალად ელექტრული კოდის ან იმპულსების სახით, რომელთა რაოდენობა გაზომილი ძაბვის პროპორციულია. შედეგი გამოჩნდება დაფაზე ციფრული მაჩვენებელი.ყველა ბლოკის მუშაობა კონტროლდება საკონტროლო მოწყობილობა.
ციფრული ვოლტმეტრები, ADC-ის ტიპის მიხედვით, იყოფა ოთხ ჯგუფად: პულსის კოდი, დროის პულსი, პულსის სიხშირე, სივრცითი კოდირება.
ამჟამად ფართოდ გამოიყენება ციფრული დროის იმპულსური ვოლტმეტრები , რომელთა გადამყვანები ასრულებენ გაზომილი ძაბვის შუალედურ გარდაქმნას პროპორციულ დროში, რომელიც ივსება ცნობილი გამეორების სიხშირის იმპულსებით. ამ ტრანსფორმაციის შედეგად, საზომი ინფორმაციის დისკრეტულ სიგნალს ADC-ს შესასვლელში აქვს დათვლის იმპულსების პაკეტის ფორმა, რომლის რაოდენობაც პროპორციულია გაზომილი ძაბვისა.
დროის იმპულსური ვოლტმეტრების შეცდომა განისაზღვრება გაზომილი სიგნალის შერჩევის შეცდომით, დათვლის პულსის სიხშირის არასტაბილურობით, შედარების მიკროსქემის მგრძნობელობის ზღურბლის არსებობით და გარდაქმნილი ძაბვის არაწრფივობით შედარების შესასვლელში. წრე.
არსებობს რამდენიმე ვარიანტი მიკროსქემის დიზაინის გადაწყვეტილებებისთვის დრო-პულსის ვოლტმეტრების აგებისას. განვიხილოთ იმპულსური ვოლტმეტრის მუშაობის პრინციპი ხაზოვანი ცვალებადი ძაბვის გენერატორით (GLIN).
ნახაზი 3.13 გვიჩვენებს ციფრული დროის იმპულსური ვოლტმეტრის ბლოკ-სქემას GLIN-ით და დროის დიაგრამებით, რომლებიც ხსნის მის მოქმედებას.
გადამყვანის გამოსავალზე საზომი ინფორმაციის დისკრეტულ სიგნალს აქვს დათვლის იმპულსების პაკეტის ფორმა, რომლის რაოდენობა პროპორციულია შეყვანის ძაბვის მნიშვნელობისა. . GLIN-ის გამომავალიდან, დროში წრფივად მზარდი ძაბვა მიეწოდება შედარების მოწყობილობების 1 შეყვანას. შედარების მოწყობილობა II-ის შესასვლელი 2 უკავშირდება კორპუსს.
თანასწორობის მომენტში, პულსი ჩნდება შედარების მოწყობილობის II-დან და მის გამომავალზე, რომელიც მიეწოდება ტრიგერის (T) ერთ შეყვანას, რაც იწვევს მის გამოსავალზე სიგნალის გამოჩენას. ტრიგერი უბრუნდება თავდაპირველ პოზიციას II შედარების მოწყობილობის გამომავალი პულსის საშუალებით. ეს სიგნალი ჩნდება წრფივად მზარდი ძაბვისა და გაზომილი ძაბვის თანასწორობის მომენტში. ამგვარად წარმოქმნილი სიგნალი ხანგრძლივობით (სად — კონვერტაციის კოეფიციენტი) მიეწოდება AND ლოგიკური გამრავლების სქემის 1 შესასვლელს, ხოლო შესასვლელი 2 იღებს სიგნალს დამთვლელი პულსის გენერატორიდან (CPG). პულსები მოჰყვება სიხშირით. იმპულსური სიგნალი ჩნდება, როდესაც ორივე შეყვანისას არის პულსი, ე.ი. დათვლის იმპულსები გადის, როდესაც არის სიგნალი ტრიგერის გამოსავალზე.
 |
ბრინჯი. 3.13. სტრუქტურული სქემა (A)და დროის დიაგრამები (ბ)ციფრული დროის იმპულსური ვოლტმეტრი GLIN-ით
პულსის მრიცხველი ითვლის გავლილი იმპულსების რაოდენობას (კონვერტაციის ფაქტორის გათვალისწინებით). გაზომვის შედეგი ნაჩვენებია ციფრული ინდიკატორის (DI) დაფაზე. მოცემული ფორმულა არ ითვალისწინებს დისკრეტულობის შეცდომას დათვლის იმპულსების გამოჩენასა და ინტერვალის დასაწყისსა და დასასრულს შორის შეუსაბამობის გამო.
გარდა ამისა, დიდი შეცდომა შემოაქვს კონვერტაციის კოეფიციენტის არაწრფივობის კოეფიციენტით . შედეგად, ციფრული დროის იმპულსური ვოლტმეტრები GLIN-ით ყველაზე ნაკლებად ზუსტია ციფრულ ვოლტმეტრებს შორის.
ორმაგი ინტეგრაციის ციფრული ვოლტმეტრებიმოქმედების პრინციპით განსხვავდება დროის იმპულსური ვოლტმეტრებისგან. მათში გაზომვის ციკლის დროს ყალიბდება ორი დროის ინტერვალი - და . პირველ ინტერვალში უზრუნველყოფილია გაზომილი ძაბვის ინტეგრაცია , მეორეში - საცნობარო ძაბვა. გაზომვის ციკლის დრო წინასწარ არის დაყენებული, როგორც შეყვანის დროს მოქმედი ხმაურის პერიოდის ჯერადი, რაც იწვევს ვოლტმეტრის ხმაურის იმუნიტეტის გაუმჯობესებას.
ნახაზი 3.14 გვიჩვენებს ციფრული ვოლტმეტრის ბლოკ-სქემას ორმაგი ინტეგრაციით და დროის დიაგრამებით, რომლებიც ხსნის მის მოქმედებას.
ბრინჯი. 3.14. სტრუქტურული სქემა (A)და დროის დიაგრამები (6) ორმაგი ინტეგრაციის ციფრული ვოლტმეტრი
ზე (გაზომვის დაწყების მომენტში), საკონტროლო მოწყობილობა წარმოქმნის კალიბრირებულ პულსს ხანგრძლივობით
, (3.21) გადაიყვანს გადამრთველს მე-2 პოზიციაზე და საორიენტაციო ძაბვის წყარო (VS) მიეწოდება ინტეგრატორს; საცნობარო უარყოფითი ძაბვა ხდება ნულის ტოლი, შედარების მოწყობილობა აწარმოებს სიგნალს, რომელიც გაგზავნილია ტრიგერზე და აბრუნებს ამ უკანასკნელს თავდაპირველ მდგომარეობაში. სახელმწიფო. ტრიგერის გამოსავალზე, წარმოქმნილი ძაბვის პულსი
; ; 
(3.25)
მიღებული ურთიერთობებიდან გამომდინარეობს, რომ გაზომვის შედეგის შეცდომა დამოკიდებულია მხოლოდ საცნობარო ძაბვის დონეზე, და არა რამდენიმე პარამეტრზე (როგორც პულსის კოდის ვოლტმეტრში), მაგრამ აქ ასევე არის დისკრეტულობის შეცდომა.
ორმაგი ინტეგრაციის მქონე ვოლტმეტრის უპირატესობაა ხმაურის მაღალი იმუნიტეტი და უფრო მაღალი სიზუსტის კლასი (0,005-0,02%) GLIN-ის მქონე ვოლტმეტრებთან შედარებით.
ციფრული ვოლტმეტრი ჩაშენებულიმიკროპროცესორები კომბინირებულია და მიეკუთვნება უმაღლესი სიზუსტის კლასის ვოლტმეტრებს. მათი მოქმედების პრინციპი ემყარება ბიტ-ბიტი დაბალანსების მეთოდებს და დროის პულსის ინტეგრირების ტრანსფორმაციას.
ასეთი ვოლტმეტრის წრეში შემავალი მიკროპროცესორი და დამატებითი გადამყვანები აფართოებენ მოწყობილობის შესაძლებლობებს, რაც მას უნივერსალურს ხდის დიდი რაოდენობის პარამეტრების გაზომვისას. ასეთი ვოლტმეტრები ზომავენ DC და AC ძაბვას, დენის სიძლიერეს, რეზისტორების წინააღმდეგობას, რხევის სიხშირეს და სხვა პარამეტრებს. ოსილოსკოპთან ერთად გამოყენებისას მათ შეუძლიათ გაზომონ დროის პარამეტრები: პერიოდი, პულსის ხანგრძლივობა და ა.შ. ვოლტმეტრის წრეში მიკროპროცესორის არსებობა საშუალებას იძლევა გაზომვის შეცდომების ავტომატური კორექტირება, ხარვეზის დიაგნოსტიკა და ავტომატური დაკალიბრება.
ნახაზი 3.15 გვიჩვენებს ციფრული ვოლტმეტრის ბლოკ-სქემას ჩაშენებული მიკროპროცესორით.
 |
ბრინჯი. 3.15. ციფრული ვოლტმეტრის ბლოკ-სქემა ჩაშენებული მიკროპროცესორით
შესაბამისი გადამყვანების გამოყენებით, სიგნალის ნორმალიზების განყოფილება გარდაქმნის შეყვანის გაზომილ პარამეტრებს (97 გვერდი) ერთიან სიგნალად, რომელიც შემოდის ADC-ის შესასვლელში, რომელიც ახორციელებს კონვერტაციას ორმაგი ინტეგრაციის მეთოდის გამოყენებით. ვოლტმეტრის მუშაობის რეჟიმის შერჩევა მოცემული ტიპის გაზომვისთვის ხორციელდება ADC კონტროლის განყოფილების მიერ დისპლეით. იგივე ბლოკი უზრუნველყოფს გაზომვის სისტემის საჭირო კონფიგურაციას.
მიკროპროცესორი არის საკონტროლო განყოფილების საფუძველი და უკავშირდება სხვა ერთეულებს ცვლის რეგისტრების საშუალებით. მიკროპროცესორი კონტროლდება საკონტროლო პანელზე მდებარე კლავიატურის გამოყენებით. მართვა ასევე შეიძლება განხორციელდეს დაკავშირებული საკომუნიკაციო არხის სტანდარტული ინტერფეისით. მხოლოდ წაკითხული მეხსიერება (ROM) ინახავს მიკროპროცესორის ოპერაციულ პროგრამას, რომელიც ხორციელდება შემთხვევითი წვდომის მეხსიერების (RAM) გამოყენებით.
ჩამონტაჟებული უაღრესად სტაბილური და ზუსტი რეზისტენტული საორიენტაციო ძაბვის გამყოფები, დიფერენციალური გამაძლიერებელი (DA) და გარე ელემენტების რაოდენობა (შემამცირებელი, რეჟიმის ამომრჩევი, საორიენტაციო ძაბვის ერთეული ) შეასრულეთ პირდაპირი გაზომვები. ყველა ბლოკი სინქრონიზებულია საათის გენერატორის სიგნალებით.
მიკროპროცესორის და რამდენიმე დამატებითი გადამყვანის ჩართვა ვოლტმეტრის წრეში იძლევა შეცდომის ავტომატური კორექტირების, ავტომატური კალიბრაციის და ხარვეზის დიაგნოსტიკის საშუალებას.
ციფრული ვოლტმეტრების ძირითადი პარამეტრებია კონვერტაციის სიზუსტე, კონვერტაციის დრო, შეყვანის მნიშვნელობის შეცვლის ლიმიტები და მგრძნობელობა.
კონვერტაციის სიზუსტეგანისაზღვრება დონის კვანტიზაციის შეცდომით, რომელიც ხასიათდება გამომავალი კოდის ბიტების რაოდენობით.
ციფრული ვოლტმეტრის შეცდომას აქვს ორი კომპონენტი. პირველი კომპონენტი (მულტიპლიკაციული) დამოკიდებულია გაზომილ მნიშვნელობაზე, მეორე კომპონენტი (დანამატი) არ არის დამოკიდებული გაზომილ მნიშვნელობაზე.
ეს წარმოდგენა ასოცირდება ანალოგური სიდიდის გაზომვის დისკრეტულ პრინციპთან, ვინაიდან კვანტიზაციის პროცესის დროს წარმოიქმნება აბსოლუტური შეცდომა კვანტიზაციის დონეების სასრული რაოდენობის გამო. ძაბვის გაზომვის აბსოლუტური შეცდომა გამოიხატება როგორც
ნიშნები) ან (ნიშნები), (3.27)
სად არის რეალური ფარდობითი გაზომვის შეცდომა;
- გაზომილი ძაბვის მნიშვნელობა;
— საბოლოო მნიშვნელობა შერჩეულ საზომ ლიმიტზე;
თნიშნები - CI-ის ყველაზე ნაკლებად მნიშვნელოვანი ციფრის ერთეულით განსაზღვრული მნიშვნელობა (დამატებითი დისკრეტულობის შეცდომა). ძირითადი რეალური ფარდობითი გაზომვის შეცდომა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს სხვა ფორმით:
(3.2)
სად ა, ბ -მუდმივი რიცხვები, რომლებიც ახასიათებენ მოწყობილობის სიზუსტის კლასს.
შეცდომის პირველი ვადა (A)არ არის დამოკიდებული ინსტრუმენტის ჩვენებაზე და მეორე (ბ)იზრდება შემცირებისას .
კონვერტაციის დროარის დრო, რომელიც სჭირდება ანალოგური მნიშვნელობის ციფრულ კოდში ერთი კონვერტაციის დასრულებას.
შეყვანის მნიშვნელობის ცვლილების ლიმიტები — ეს არის შეყვანის მნიშვნელობის ტრანსფორმაციის დიაპაზონები, რომლებიც მთლიანად განისაზღვრება ციფრების რაოდენობით და ყველაზე პატარა ციფრის „წონით“.
მგრძნობელობა(რეზოლუცია) არის კონვერტორის მიერ შესამჩნევი შეყვანის რაოდენობის მნიშვნელობის უმცირესი ცვლილება.
ვოლტმეტრების ძირითადი მეტროლოგიური მახასიათებლები, რომლებიც უნდა იცოდეთ მოწყობილობის სწორად შესარჩევად, მოიცავს შემდეგ მახასიათებლებს:
გაზომილი ძაბვის პარამეტრი (rms, ამპლიტუდა);
ძაბვის გაზომვის დიაპაზონი;
სიხშირის დიაპაზონი;
გაზომვის დასაშვები შეცდომა;
შეყვანის წინაღობა () .
ეს მახასიათებლები მოცემულია მოწყობილობის ტექნიკურ აღწერილობაში და პასპორტში.
ყოველდღიურ ცხოვრებაში ადამიანების უმეტესობას შეუძლია იმუშაოს ისეთი კონცეფციით, როგორიცაა ელექტრული ძაბვა. თითქმის ყველამ იცის, რომ საყოფაცხოვრებო განყოფილებას აქვს ძაბვა 220 ვ, ხოლო AA ბატარეა აწარმოებს ძაბვას მხოლოდ 1.5 ვ. უფრო მეტიც, ყველა ადამიანს, ვინც დაამთავრა საშუალო სკოლა ან თუნდაც ტექნიკური უნივერსიტეტი, არ შეუძლია უპასუხოს რას ნიშნავს სინამდვილეში ტერმინი ელექტრო ძაბვა. ამ მასალაში ჩვენ შევეცდებით ვუპასუხოთ ამ კითხვას, თუ ეს შესაძლებელია, რთული მათემატიკის გამოყენების გარეშე.
ელექტრული ძაბვის განსაზღვრა
ფიზიკისა და ელექტროტექნიკის სახელმძღვანელოებში შეგიძლიათ იპოვოთ ელექტრული ძაბვის სხვადასხვა განმარტებები. ერთი მათგანი ასე ჟღერს: ელექტრული ძაბვა სივრცეში ორ წერტილს შორის უდრის ამ წერტილებში ელექტრული ველის პოტენციურ განსხვავებას. მათემატიკურად ასე წერია:
U=φ_a-φ_b (1).
სადაც U არის ელექტრული ძაბვა, ხოლო φ_a და φ_b არის ელექტრული ველის პოტენციალი A და B წერტილებში, შესაბამისად.
თუ ჩვენ არ ვიცით რა არის ელექტრული ველის პოტენციალი წერტილში, მაშინ ზემოაღნიშნული განმარტება ნაკლებად ხსნის კითხვას, რა არის ელექტრული ძაბვა. ელექტრული ველის პოტენციალი წერტილში გაგებულია, როგორც ელექტრული ველის მიერ შესრულებული სამუშაო, რათა გადაიტანოს ერთეული მუხტი მოცემული წერტილიდან ნულოვანი პოტენციალის მქონე წერტილში. ერთი შეხედვით, ელექტრული პოტენციალის განსაზღვრა საკმაოდ რთული ჩანს. მაგალითად, სრულიად გაუგებარია სად არის ნულოვანი პოტენციალის წერტილი.
ჯერ უნდა გახსოვდეთ, რომ ელექტრული პოტენციალი არის ერთეული მუხტის გადაცემის სამუშაო. თუ მივმართავთ ფორმულას (1), ცხადი ხდება, რომ ელექტრული ძაბვა სხვა არაფერია, თუ არა განსხვავება ორ სამუშაოს შორის. ანუ ელექტრო ძაბვასაც აქვს სამუშაო. აქედან მივდივართ მეორე განმარტებამდე. ელექტრული ძაბვა რიცხობრივად ტოლია ერთეული ელექტრული მუხტის A წერტილიდან B წერტილამდე გადატანის სამუშაოს. უფრო მეტიც, φ_a და φ_b არის პოტენციური ენერგია, რომელსაც აქვს ერთეული მუხტი A და B წერტილებში, შესაბამისად.
ზემოაღნიშნულის უკეთ გასაგებად შეიძლება შემდეგი ანალოგიის მოყვანა. ნებისმიერ სხეულს, რომელიც მდებარეობს დედამიწიდან გარკვეულ მანძილზე, აქვს პოტენციური ენერგია. იმისათვის, რომ სხეული მაღლა აწიოთ, გარკვეული სამუშაოს შესრულება მოგიწევთ. ამ სამუშაოს სიდიდე ტოლი იქნება სხეულის მიერ სხვადასხვა სიმაღლეზე მყოფი პოტენციური ენერგიების სხვაობას. მსგავს სურათს ვხედავთ, როდესაც საქმე გვაქვს ელექტრულ ველთან.
რაც შეეხება სივრცის წერტილს, რომელზედაც ელექტრულ მუხტს აქვს ნულოვანი ელექტრული პოტენციალი, ელექტროენერგიის თეორიაში ეს წერტილი შეიძლება აირჩეს თვითნებურად. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ელექტრული ველი არის "პოტენციური". ამ ტერმინის გასარკვევად მოგვიწევს მივმართოთ უმაღლეს მათემატიკას, მაგრამ ჩვენ გადავწყვიტეთ, რომ თავიდან ავიცილოთ ეს. პრაქტიკაში, ელექტროტექნიკის დარგის სპეციალისტები ხშირად ირჩევენ დედამიწის ზედაპირს ნულოვანი პოტენციალის მქონე წერტილებად. და მრავალი გაზომვა ხორციელდება მასთან შედარებით.
ელექტრული ველები შეიძლება იყოს მუდმივი (დროთა განმავლობაში უცვლელი) და ცვალებადი. ცვლადი ელექტრული ველები შეიძლება შეიცვალოს სხვადასხვა მათემატიკური კანონების მიხედვით. ტექნოლოგიაში ყველაზე ხშირად გამოიყენება ალტერნატიული ელექტრული ველები, რომლებიც იცვლება სინუსური კანონის მიხედვით. ალტერნატიული ელექტრული ველის შემთხვევაში, ორ წერტილს შორის პოტენციური სხვაობის მყისიერი მნიშვნელობა შეიძლება გამოითვალოს შემდეგი ფორმულის გამოყენებით:
u(t)=U_m sin〖(ωt)〗 (2).
აქ u არის მყისიერი ძაბვის მნიშვნელობა; U m – მაქსიმალური ძაბვის მნიშვნელობა; ω – სიხშირე, t – დრო.
ელექტრული ძაბვის გაზომვა
ელექტრული ძაბვა იზომება ვოლტმეტრების გამოყენებით. ელექტრული წრედის მონაკვეთში ძაბვის (პოტენციური სხვაობის) გასაზომად, ვოლტმეტრის ზონდები უერთდებიან ამ მონაკვეთის ბოლოებს და მოწყობილობის ჩვენებები იკითხება სასწორზე.
ვოლტმეტრების მრავალი სახეობა არსებობს. ჩვენ ყურადღებას გავამახვილებთ ანალოგურ ვოლტმეტრებზე მაგნიტოელექტრული საზომი მექანიზმებით. ეს მექანიზმები საკმაოდ ხშირად გამოიყენება პანელის ვოლტმეტრებში და მრავალფუნქციურ საზომ ინსტრუმენტებში - მულტიმეტრებში. მაგნიტოელექტრული ელექტრული მექანიზმი არის მავთულის ხვეული, რომელიც მოთავსებულია მაგნიტის პოლუსებს შორის. სპირალი დაკიდებულია სპირალურ ზამბარებზე, რაც უზრუნველყოფს მოწყობილობის მაღალ მგრძნობელობას. კოჭს უერთდება ინდექსის ისარი, რომლის დახმარებითაც იკითხება ინსტრუმენტების სკალაზე. ქვემოთ მოყვანილი სურათი გვიჩვენებს მაგნიტოელექტრული მექანიზმის სტრუქტურას.
მაგნიტოელექტრული საზომი მექანიზმები ძალიან მგრძნობიარეა. მათი დახმარებით შეგიძლიათ გაზომოთ ვოლტის მეასედი ძაბვები. გაზომვის ლიმიტების გასაფართოებლად, დამატებითი წინააღმდეგობები ჩართულია საზომი მექანიზმით. მარტივი DC ვოლტმეტრის წრე ნაჩვენებია სურათზე.
ვოლტმეტრის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი პარამეტრი მისი შიდა წინააღმდეგობაა. რაც უფრო დიდია ვოლტმეტრის შიდა წინაღობის მნიშვნელობა, მით ნაკლები შეცდომა შეიძლება მივიღოთ გაზომვის პროცესში. ანალოგური ვოლტმეტრებისთვის შიდა წინააღმდეგობა, როგორც წესი, არის 20 000 ohms თითო ვოლტზე. თუ საჭიროა უფრო მაღალი წინააღმდეგობის მნიშვნელობის მიღება, გაზომვისთვის გამოიყენება ელექტრონული ვოლტმეტრები, ციფრული ან ანალოგური.
ალტერნატიული ძაბვის გასაზომად, ვოლტმეტრებში შედის გამასწორებლები, რომლებიც ალტერნატიულ ძაბვას პირდაპირ ძაბვად გარდაქმნიან. ალტერნატიული ძაბვის გაზომვის ვოლტმეტრის სასწორები ჩვეულებრივ დაკალიბრებულია ეფექტური (ეფექტური) ძაბვის მნიშვნელობებში. ალტერნატიული დენის ეფექტური მნიშვნელობა დაკავშირებულია შემდეგ მაქსიმალურ თანაფარდობასთან.
U=1/√2 U_m=0.707U_m (3)
ეფექტური მნიშვნელობა მოსახერხებელია ელექტრული წრის სიმძლავრის გაანგარიშებისას. როდესაც ვამბობთ, რომ ელექტრო განყოფილებაში არის 220 ვ ძაბვა, ჩვენ ვსაუბრობთ კონკრეტულად ეფექტური ძაბვის მნიშვნელობაზე.
მოკლე სტატიაში ძნელია საუბარი ელექტრო ძაბვასთან დაკავშირებულ ყველა ნიუანსზე და მისი გაზომვის მეთოდებზე. მაგრამ ვიმედოვნებთ, რომ ტექსტი სასარგებლო იქნება მკითხველისთვის.
მიიღწევა, როდესაც საცდელი ელექტრული მუხტი გადაეცემა წერტილიდან აზუსტად ბ, სატესტო მუხტის ღირებულებამდე.
ამ შემთხვევაში მიჩნეულია სატესტო გადასახადის გადაცემა არ იცვლებამუხტების განაწილება საველე წყაროებზე (სატესტო მუხტის განმარტებით). პოტენციურ ელექტრულ ველში, ეს სამუშაო არ არის დამოკიდებული იმ გზაზე, რომლითაც მოძრაობს მუხტი. ამ შემთხვევაში, ელექტრული ძაბვა ორ წერტილს შორის ემთხვევა მათ შორის პოტენციურ განსხვავებას.
ალტერნატიული განმარტება -
ეფექტური ველის (მათ შორის მესამე მხარის ველების) პროექციის ინტეგრალი წერტილებს შორის მანძილზე ადა ბმოცემული ბილიკის გასწვრივ, რომელიც იწყება წერტილიდან აზუსტად ბ. ელექტროსტატიკურ ველში, ამ ინტეგრალის მნიშვნელობა არ არის დამოკიდებული ინტეგრაციის გზაზე და ემთხვევა პოტენციურ განსხვავებას.
SI ძაბვის ერთეული არის ვოლტი.
DC ძაბვა
საშუალო ძაბვა
საშუალო ძაბვის მნიშვნელობა (მუდმივი ძაბვის კომპონენტი) განისაზღვრება მთელი რხევის პერიოდის განმავლობაში, როგორც:
სუფთა სინუსური ტალღისთვის საშუალო ძაბვის მნიშვნელობა არის ნული.
RMS ძაბვა
ფესვის საშუალო კვადრატული მნიშვნელობა (მოძველებული სახელწოდება: მიმდინარე, ეფექტური) ყველაზე მოსახერხებელია პრაქტიკული გამოთვლებისთვის, რადგან ხაზოვანი აქტიური დატვირთვის დროს ის ერთსა და იმავე სამუშაოს ასრულებს (მაგალითად, ინკანდესენტურ ნათურას აქვს იგივე სიკაშკაშე, გათბობის ელემენტი ასხივებს იმავე რაოდენობას. სითბოს) თანაბარი მუდმივი წნევის სახით:
ტექნოლოგიასა და ყოველდღიურ ცხოვრებაში, ალტერნატიული დენის გამოყენებისას, ტერმინი "ძაბვა" ნიშნავს ზუსტად ამ მნიშვნელობას და ყველა ვოლტმეტრი დაკალიბრებულია მისი განმარტების საფუძველზე. თუმცა, დიზაინის მიხედვით, მოწყობილობების უმეტესობა რეალურად ზომავს არა ძირის საშუალო კვადრატს, არამედ საშუალო გასწორებულ (იხ. ქვემოთ) ძაბვის მნიშვნელობას, ასე რომ, არასინუსოიდული სიგნალისთვის მათი წაკითხვები შეიძლება განსხვავდებოდეს ჭეშმარიტი მნიშვნელობიდან.
საშუალო გამოსწორებული ძაბვის მნიშვნელობა
საშუალო გამოსწორებული მნიშვნელობა არის ძაბვის მოდულის საშუალო მნიშვნელობა:
სინუსოიდური ძაბვისთვის ტოლობა მართალია:
პრაქტიკაში იშვიათად გამოიყენება, AC ვოლტმეტრების უმეტესობა (ისინი, რომლებშიც დენი გამოსწორებულია გაზომვამდე) რეალურად ზომავს ამ მნიშვნელობას, თუმცა მათი მასშტაბი გრადუირებულია rms მნიშვნელობებში.
ძაბვა სამფაზიან დენის სქემებში
სამფაზიან დენის სქემებში განასხვავებენ ფაზურ და ხაზოვან ძაბვებს. ფაზის ძაბვა გაგებულია, როგორც ძაბვის ძირეული საშუალო კვადრატული მნიშვნელობა დატვირთვის თითოეულ ფაზაზე, ხოლო ხაზოვანი ძაბვა არის ძაბვა მიწოდების ფაზის სადენებს შორის. როდესაც დატვირთვა დაკავშირებულია სამკუთხედში, ფაზური ძაბვა უდრის ხაზოვან ძაბვას, ხოლო ვარსკვლავში შეერთებისას (სიმეტრიული დატვირთვით ან მყარად დასაბუთებული ნეიტრალით), ხაზოვანი ძაბვა რამდენჯერმე აღემატება ფაზურ ძაბვას.
პრაქტიკაში, სამფაზიანი ქსელის ძაბვა აღინიშნება წილადით, რომლის მნიშვნელი არის წრფივი ძაბვა, ხოლო მრიცხველი არის ფაზის ძაბვა ვარსკვლავში შეერთებისას (ან, რაც იგივეა, პოტენციალი თითოეული ხაზი მიწასთან შედარებით). ამრიგად, რუსეთში ყველაზე გავრცელებული ქსელებია ძაბვით 220/380 ვ; ზოგჯერ გამოიყენება 127/220 V და 380/660 V ქსელები.
სტანდარტები
| Საგანი | ძაბვის ტიპი | ღირებულება (მომხმარებლის შეყვანისას) | მნიშვნელობა (წყაროს გამომავალზე) |
|---|---|---|---|
| ელექტროკარდიოგრაფია | პულსი | 1-2 მვ | - |
| ტელევიზორის ანტენა | ცვლადი მაღალი სიხშირე | 1-100 მვ | - |
| AA ბატარეა | Მუდმივი | 1.5 ვ | - |
| Ლითიუმის ელემენტი | Მუდმივი | 3 V - 1.8 V (კალმის ტიპის ბატარეა, Varta Professional Lithium, AA-ს მაგალითის გამოყენებით) | - |
| კომპიუტერის კომპონენტების სიგნალების კონტროლი | პულსი | 3.5 ვ, 5 ვ | - |
| ბატარეის ტიპი 6F22 ("კრონა") | Მუდმივი | 9 ვ | - |
| ელექტრომომარაგება კომპიუტერის კომპონენტებისთვის | Მუდმივი | 12 ვ | - |
| მანქანის ელექტრო ტექნიკა | Მუდმივი | 12/24 ვ | - |
| ელექტრომომარაგება ლეპტოპის და LCD მონიტორებისთვის | Მუდმივი | 19 ვ | - |
| "უსაფრთხო" შემცირებული ძაბვის ქსელი სახიფათო გარემოში მუშაობისთვის | ცვლადი | 36-42 ვ | - |
| იაბლოჩკოვის სანთლების ყველაზე სტაბილური წვის ძაბვა | Მუდმივი | 55 ვ | - |
| ძაბვა სატელეფონო ხაზზე (სმარტფონი ჩართულია) | Მუდმივი | 60 ვ | - |
| იაპონიის ელექტრო ქსელის ძაბვა | AC სამფაზიანი | 100/172 ვ | - |
| აშშ სახლის ელექტრო ძაბვა | AC სამფაზიანი | 120 V / 240 V (გაყოფილი ფაზა) | - |
| ძაბვა რუსეთის ელექტრო ქსელში | AC სამფაზიანი | 220/380 ვ | 230/400 ვ |
| ელექტრული პანდუსის გამონადენი | Მუდმივი | 200-250 ვ-მდე | - |
| ტრამვაისა და ტროლეიბუსის საკონტაქტო ქსელი | Მუდმივი | 550 ვ | 600 ვ |
| გველთევზის ელექტრო გამონადენი | Მუდმივი | 650 ვ-მდე | - |
| მეტროს საკონტაქტო ქსელი | Მუდმივი | 750 ვ | 825 ვ |
| ელექტრიფიცირებული რკინიგზის საკონტაქტო ქსელი (რუსეთი, პირდაპირი დენი) | Მუდმივი | 3 კვ | 3.3 კვ |
| დაბალი სიმძლავრის ოვერჰედის ელექტროგადამცემი ხაზი | AC სამფაზიანი | 6-20 კვ | 6,6-22 კვ |
| ელექტროსადგურის გენერატორები, ძლიერი ელექტროძრავები | AC სამფაზიანი | 10-35 კვ | - |
| CRT ანოდი | Მუდმივი | 7-30 კვ | - |
| Სტატიკური ელექტროენერგია | Მუდმივი | 1-100 კვ | - |