To pomeni, da je moralo električno polje "povleči" elektrone skozi obremenitev, energija, ki je bila v tem primeru porabljena, pa je označena s količino, ki se imenuje električna napetost. Enaka energija je bila porabljena za neko spremembo agregatnega stanja snovi bremena. Energija, kot vemo, ne izgine neznano kam in se ne pojavi od nikoder. To piše Zakon o ohranjanju energije. To pomeni, da če je tok porabljena energija, ki poteka skozi obremenitev, je obremenitev pridobila to energijo in se na primer segrela.
Se pravi, pridemo do definicije: napetost električnega toka je količina, ki kaže, koliko dela je polje opravilo pri premikanju naboja iz ene točke v drugo. Napetost v različnih delih vezja bo drugačna. Napetost na odseku prazne žice bo zelo majhna, napetost na odseku s katero koli obremenitvijo pa bo veliko večja, velikost napetosti pa bo odvisna od količine dela, ki ga opravi tok. Napetost se meri v voltih (1 V). Za določitev napetosti obstaja formula:
kjer je U napetost, A delo, ki ga opravi tok, da premakne naboj q na določen odsek vezja.
Napetost na polih tokovnega vira
Kar zadeva napetost na odseku vezja, je vse jasno. Kaj potem pomeni napetost na polih? trenutni vir? V tem primeru ta napetost pomeni potencialno količino energije, ki jo vir lahko prenese na tok. To je kot pritisk vode v ceveh. To je količina energije, ki se bo porabila, če bo določeno breme priključeno na vir. Zato, višja kot je napetost na viru toka, več dela lahko opravi tok.
2) Dielektriki v električnem polju
Za razliko od prevodnikov dielektriki nimajo prostih nabojev. Vsi stroški so
povezani: elektroni pripadajo svojim atomom, ioni trdnih dielektrikov pa vibrirajo
v bližini vozlišč kristalne mreže.
V skladu s tem, ko je dielektrik postavljen v električno polje, ne pride do usmerjenega gibanja nabojev
Zato naši dokazi lastnosti ne veljajo za dielektrike
vodniki - navsezadnje so vsi ti argumenti temeljili na možnosti pojava toka. Pravzaprav nobena od štirih lastnosti prevodnikov, formuliranih v prejšnjem članku
ne velja za dielektrike.
2. Volumetrična gostota naboja v dielektriku je lahko različna od nič.
3. Napetostne črte ne smejo biti pravokotne na površino dielektrika.
4. Različne točke dielektrika imajo lahko različne potenciale. Zato se pogovorite o
"dielektrični potencial" ni potreben.
Polarizacija dielektrikov- pojav, povezan z omejenim premikom vezanih nabojev v dielektriku ali vrtenjem električnih dipolov, običajno pod vplivom zunanjega električnega polja, včasih pod vplivom drugih zunanjih sil ali spontano.
Za polarizacijo dielektrikov je značilno električni polarizacijski vektor. Fizični pomen vektorja električne polarizacije je dipolni moment na prostorninsko enoto dielektrika. Včasih se polarizacijski vektor na kratko imenuje preprosto polarizacija.
Polarizacijski vektor je uporaben za opisovanje makroskopskega stanja polarizacije ne samo običajnih dielektrikov, ampak tudi feroelektrikov in načeloma vseh medijev s podobnimi lastnostmi. Uporablja se ne samo za opis inducirane polarizacije, ampak tudi spontane polarizacije (v feroelektrikih).
Polarizacija je stanje dielektrika, za katerega je značilna prisotnost električnega dipolnega momenta v katerem koli (ali skoraj katerem koli) elementu njegove prostornine.
Ločimo polarizacijo, inducirano v dielektriku pod vplivom zunanjega električnega polja, in spontano (spontano) polarizacijo, ki nastane v feroelektrikih v odsotnosti zunanjega polja. V nekaterih primerih pride do polarizacije dielektrika (feroelektrika) pod vplivom mehanskih obremenitev, tornih sil ali zaradi temperaturnih sprememb.
Polarizacija ne spremeni neto naboja v nobeni makroskopski prostornini znotraj homogenega dielektrika. Vendar pa ga spremlja pojav na njegovi površini vezanih električnih nabojev z določeno površinsko gostoto σ. Ti vezani naboji ustvarijo v dielektriku dodatno makroskopsko polje z jakostjo, usmerjeno proti zunanjemu polju z jakostjo. Posledično bo poljska jakost znotraj dielektrika izražena z enakostjo:
Glede na mehanizem polarizacije lahko polarizacijo dielektrikov razdelimo na naslednje vrste:
Elektronski - premik elektronskih lupin atomov pod vplivom zunanjega električnega polja. Najhitrejša polarizacija (do 10-15 s). Ni povezano z izgubami.
Ionski - premik vozlišč kristalne strukture pod vplivom zunanjega električnega polja, pri čemer je premik manjši od konstante mreže. Čas pretoka 10−13 s, brez izgub.
Dipol (Orientacija) - nastane z izgubami pri premagovanju sklopnih sil in notranjega trenja. Povezan z orientacijo dipolov v zunanjem električnem polju.
Elektronska relaksacija - orientacija defektnih elektronov v zunanjem električnem polju.
Ionska relaksacija - premik ionov, ki so šibko fiksirani v vozliščih kristalne strukture ali se nahajajo v intersticiju.
Strukturno - usmerjenost nečistoč in nehomogenih makroskopskih vključkov v dielektriku. Najpočasnejši tip.
Spontana (spontana) - zaradi te vrste polarizacije v dielektrikih, v katerih jo opazimo, polarizacija kaže bistveno nelinearne lastnosti tudi pri nizkih vrednostih zunanjega polja in opazimo pojav histereze. Za takšne dielektrike (feroelektrike) so značilne zelo visoke dielektrične konstante (od 900 do 7500 za nekatere vrste kondenzatorske keramike). Uvedba spontane polarizacije praviloma poveča tangens izgube materiala (do 10 -2)
Resonančna - usmerjenost delcev, katerih lastne frekvence sovpadajo s frekvencami zunanjega električnega polja.
Migracijska polarizacija je posledica prisotnosti v materialu plasti z različnimi prevodnostmi, tvorba prostorskih nabojev, zlasti pri visokih napetostnih gradientih, ima velike izgube in je počasi delujoča polarizacija.
Polarizacija dielektrikov (razen resonančne polarizacije) je največja v statičnih električnih poljih. V izmeničnih poljih je zaradi prisotnosti vztrajnosti elektronov, ionov in električnih dipolov vektor električne polarizacije odvisen od frekvence.
Obdobje znanstvenega in tehnološkega napredka zahteva merjenje vsega. Električna omrežja niso izjema. Za izvedbo teh meritev je pomembno vedeti, v katerih enotah se meri napetost. V najpogostejšem sistemu SI je merska enota za napetost označena z 1 voltom ali skrajšano z 1 V. Lahko je označen tudi z 1V. Ta oznaka je bila izbrana v čast italijanskemu fiziku Alessandru Volti.
Kaj je električna napetost
Ne more obstajati sam po sebi, kot teža. Obstajata dva primera, ki zahtevata njegovo merjenje:
- Med različnimi vozlišči električnega tokokroga ali koncem prevodnika. 1 volt je potencial, pri katerem tok 1 ampera proizvede 1 vat moči;
- Elektrostatična poljska jakost se meri med dvema točkama polja. Enota za napetost, 1 Volt, je potencial, pri katerem naboj 1 Coulomb opravi 1 Joule dela.
Josephsonov učinek
Od leta 1990 obstaja druga definicija električne napetosti. Njegova vrednost je povezana s frekvenčnim standardom in cezijevo uro. V tem primeru se uporablja nestacionarni Josephsonov učinek; ko je posebna matrika obsevana s sevanjem s frekvenco 10-80 GHz, se na njej pojavi potencial, katerega vrednost ni odvisna od eksperimentalnih pogojev.
RMS napetost
Velikost električnega potenciala med odseki omrežja je določena s količino toplote ali opravljenega dela v določenem času. Vendar to velja le za enosmerni tok. Izmenična napetost ima sinusno obliko. Pri največji amplitudi je največja, pri prehodu iz pozitivnega polvala v negativno pa nič.
Zato se za izračune uporablja povprečna vrednost, ki se imenuje "efektivna vrednost", ki je v izračunih enačena s konstanto iste vrednosti.
Od maksimuma se razlikuje za 1,4-krat ali √2. Za omrežje 220 V je največja vrednost 311 V. To je pomembno pri izbiri kondenzatorjev, diod in drugih elementov elektronskih vezij.
Določitev napetosti
Kako se meri napetost? To se naredi s posebno napravo - voltmetrom. Lahko ima drugačno zasnovo, digitalno ali kazalno, vendar mora biti njegova odpornost čim večja in tok mora biti minimalen. To je potrebno, da se čim bolj zmanjša vpliv naprave na omrežje in izgube v žicah, ki tečejo od vira napajanja do voltmetra.
DC omrežje
Te meritve se izvajajo z magnetoelektričnimi instrumenti. V zadnjem času so se široko uporabljale naprave z digitalnimi zasloni.
Najlažji način je, da napravo neposredno povežete z merilnim mestom. To je mogoče pod številnimi pogoji:
- Omejitev meritev je večja od pričakovanega maksimuma. Če je pred začetkom meritev neznana, je treba izbrati največjo mejo in jo zaporedno zmanjševati;
- Ohranite polarnost povezave. Če povezava ni pravilna, se bo puščica odklonila v nasprotno smer, digitalni zaslon pa bo pokazal negativno vrednost.
Če je merilna meja nezadostna, jo lahko razširite z dodatnim uporom. Lahko je zunanji ali notranji. Uporabite lahko več uporov in jih preklapljate, da spremenite mejo naprave. Tako deluje multimeter.
AC napajanje
Napetost v omrežju izmeničnega električnega toka se meri z instrumenti vseh vrst, razen magnetoelektričnih. Te naprave lahko uporabljate samo tako, da jih priključite na izhod usmernika.
Mejo merjenja lahko povečate na več načinov. Če želite to narediti, je dodatno ena od naprav povezana z napravo:
- dodatna odpornost;
- pri konstantni frekvenci omrežja se namesto upora uporabljajo kondenzatorji;
- Najpogostejša možnost je uporaba napetostnega transformatorja.
Zahteve za merilne naprave in dodatne pripomočke so enake kot za enosmerne naprave.
Splošne informacije. Potreba po merjenju napetosti se v praksi pojavlja zelo pogosto. V električnih in radijskih tokokrogih in napravah se najpogosteje meri napetost enosmernega in izmeničnega (sinusnega in pulznega) toka.
enosmerna napetost (slika 3.5, A) je izražen kot . Viri takšne napetosti so generatorji enosmernega toka in kemični napajalniki.
riž. 3.5. Časovni diagrami napetosti: enosmerni (a), izmenični sinusni (b) in izmenični impulzni (c) tok
AC sinusna tokovna napetost (slika 3.5, b) je izražen kot 
in je označen s srednjo kvadratno vrednostjo in amplitudnimi vrednostmi:
Viri te napetosti so nizko- in visokofrekvenčni generatorji ter električno omrežje.
AC impulzna tokovna napetost (slika 3.5 V) je značilna amplituda in povprečne (konstantne komponente) vrednosti napetosti. Vir takšne napetosti so impulzni generatorji s signali različnih oblik.
Osnovna merska enota za napetost je volt (V).
V praksi električnih meritev se pogosto uporabljajo submultiple in multiple enote:
Kilovolt (1 kV - V);
Milivolt (1mV - V);
Mikrovolt (1 µV - V).
Mednarodne oznake napetostnih enot so podane v Dodatku 1.
V kataloški klasifikaciji so elektronski voltmetri označeni na naslednji način: B1 - zgledni, B2 - enosmerni, VZ - izmenični sinusni tok, B4 - izmenični impulzni tok, B5 - fazno občutljivi, B6 - selektivni, B7 - univerzalni.
Na lestvicah analognih indikatorjev in na sprednjih ploščah (na končnih stikalih) domačih in tujih elektronskih in elektromehanskih voltmetrov se uporabljajo naslednje oznake: V - voltmetri, kV - kilovoltmetri, mV - milivoltmetri, V - mikrovoltmetri.
Merjenje enosmerne napetosti. Za merjenje enosmerne napetosti se uporabljajo elektromehanski voltmetri in multimetri, elektronski analogni in digitalni voltmetri ter elektronski osciloskopi.
Elektromehanski voltmetri Neposredno vrednotenje izmerjene vrednosti predstavlja širok razred analognih naprav in ima naslednje prednosti:
Sposobnost dela brez povezave z virom napajanja;
Majhne splošne dimenzije;
Nižja cena (v primerjavi z elektronskimi);
Enostavnost oblikovanja in enostavnost delovanja.
Najpogosteje se pri izvajanju električnih meritev v visokotokovnih tokokrogih uporabljajo voltmetri, ki temeljijo na elektromagnetnih in elektrodinamičnih sistemih, v nizkotokovnih tokokrogih pa se uporablja magnetoelektrični sistem. Ker so vsi zgoraj navedeni sistemi sami merilniki toka (ampermetri), je za ustvarjanje voltmetrov na njihovi osnovi potrebno povečati notranji upor naprave, tj. povežite dodatni upor zaporedno z merilnim mehanizmom (slika 3.6, A).
Voltmeter je vzporedno priključen na preskušano vezje (slika 3.6, b), in njegova vhodna impedanca mora biti dovolj velika.
Za razširitev merilnega območja voltmetra se uporablja tudi dodatni upor, ki je zaporedno povezan z napravo (slika 3.6, V).
Vrednost upora dodatnega upora je določena s formulo:
 |
riž. 3.6. Shema za izdelavo voltmetra na osnovi ampermetra ( A), priključitev voltmetra na obremenitev ( 6 ), priključitev dodatnega upora na voltmeter ( V)
(3.8)
Kje je številka, ki kaže, kolikokrat se razširi merilna meja voltmetra:
kje je prvotna meja merjenja;
— nova merilna meja.
Dodatni upori, nameščeni v ohišju naprave, se imenujejo notranji, tisti, ki so na napravo priključeni od zunaj, pa zunanji. Voltmetri so lahko večrazponski. Obstaja neposredna povezava med mejo merjenja in notranjim uporom voltmetra z več mejami: večja kot je meja merjenja, večja je upornost voltmetra.
Elektromehanski voltmetri imajo naslednje pomanjkljivosti:
Omejeno območje merjenja napetosti (tudi pri voltmetrih z več razponi);
Nizek vhodni upor, zato velika notranja poraba energije iz proučevanega vezja.
Te pomanjkljivosti elektromehanskih voltmetrov določajo prednostno uporabo elektronskih voltmetrov za merjenje napetosti v elektroniki.
Elektronski analogni enosmerni voltmetri zgrajena po shemi, prikazani na sl. 3.7. Vhodna naprava je sestavljena iz oddajnika (za povečanje vhodnega upora) in dušilnika - delilnika napetosti.
Prednosti elektronskih analognih voltmetrov v primerjavi z analognimi so očitne:
riž. 3.7. Blok diagram elektronskega analognega enosmernega voltmetra
Široko območje merjenja napetosti;
Velik vhodni upor, zato nizka intrinzična poraba energije iz proučevanega vezja;
Visoka občutljivost zaradi prisotnosti ojačevalnika na vhodu naprave;
Nemožnost preobremenitev.
Vendar imajo elektronski analogni voltmetri številne pomanjkljivosti:
Razpoložljivost virov energije, večinoma stabilizirana;
Zmanjšana relativna napaka je večja kot pri elektromehanskih voltmetrih (2,5-6%);
Velika teža in dimenzije, višja cena.
Trenutno se analogni elektronski enosmerni voltmetri ne uporabljajo široko, saj so njihovi parametri opazno slabši od digitalnih voltmetrov.
Merjenje izmenične napetosti.
Za merjenje izmenične napetosti se uporabljajo elektromehanski voltmetri in multimetri, elektronski analogni in digitalni voltmetri ter elektronski osciloskopi.
Razmislimo o poceni in dokaj natančnih elektromehanskih voltmetrih. Priporočljivo je, da to storite v frekvenčnih območjih.
Pri industrijskih frekvencah 50, 100, 400 in 1000 Hz se pogosto uporabljajo voltmetri elektromagnetnih, elektrodinamičnih, ferodinamičnih, usmerniških, elektrostatičnih in termoelektričnih sistemov.
Pri nizkih frekvencah (do 15-20 kHz) se uporabljajo voltmetri usmerniških, elektrostatičnih in termoelektričnih sistemov.
Pri visokih frekvencah (do nekaj deset megahercev) se uporabljajo naprave elektrostatičnih in termoelektričnih sistemov.
Za električne meritve se pogosto uporabljajo univerzalni instrumenti - multimetri.
Multimetri(testerji, amper-volt-ohmmetri, kombinirane naprave) vam omogočajo merjenje številnih parametrov: moč enosmernega in izmeničnega toka, napetost enosmernega in izmeničnega toka, upornost upora, kapaciteto kondenzatorja (ne vse naprave), nekatere statične parametre tranzistorjev majhne moči. (, , In ).
Multimetri so na voljo z analognim in digitalnim odčitavanjem.
Široko uporabo multimetrov pojasnjujejo naslednje prednosti:
Večnamenskost, tj. Možnost uporabe kot ampermetri, voltmetri, ohmmetri, faradometri, merilniki parametrov tranzistorjev majhne moči:
Širok razpon merjenih parametrov zaradi prisotnosti več merilnih meja za vsak parameter;
Možnost uporabe kot prenosne naprave, saj ni električnega napajanja;
Majhna teža in dimenzije;
Vsestranskost (možnost merjenja izmeničnega in enosmernega toka in napetosti),
Multimetri imajo tudi številne pomanjkljivosti:
Ozko frekvenčno območje uporabnosti;
Velika lastna poraba električne energije iz 1. proučevanega kroga;
Velika zmanjšana napaka za analogne (1,5, 2,5 in 4) in digitalne multimetre;
Nekonsistentnost notranjega upora pri različnih mejah 4 meritev toka in napetosti.
V skladu z domačo kataloško klasifikacijo so multimetri označeni s Ts43 in nato s številko modela, na primer Ts4352.
Za določitev notranjega upora analognega multimetra pri vključeni merilni meji lahko specifični upor navedete v potnem listu naprave 1. Na primer, v potnem listu testerja Ts4341 je upornost = 16,7 kOhm / V, meje merjenja enosmerne napetosti so 1,5 - 3 - 6 - 15 V.
V tem primeru je upor multimetra na meji 6 V DC določen s formulo:
Potni list naprave lahko vsebuje podatke, potrebne za izračun upora po Ohmovem zakonu.
Če se tester uporablja kot voltmeter, je njegov vhodni upor določen s formulo:
kje je izbrana meja merjenja;
Trenutna vrednost v izbrani meji (navedena na zadnji plošči naprave ali v njenem potnem listu).
Če se tester uporablja kot ampermeter, je njegov vhodni upor določen s formulo:
Kje je izbrana meja merjenja;
— vrednost napetosti, prikazana na hrbtni plošči naprave ali v njenem podatkovnem listu.
Na primer, potni list testerja Ts4341 prikazuje padec napetosti na napravi, ki je enak 0,3 V v območju 0,06 - 0,6 - 6 - 60 - 600 mA DC, in padec napetosti 1,3 V v območju: 0,3 - 3 - 30 - 300 mA AC. Vhodna impedanca multimetra v meji 3 mA AC bo
Elektronski analogni AC voltmetri so zgrajeni v skladu z enim od blokovnih diagramov (slika 3.8), ki se razlikujejo po zaporedju razporeditve glavnih blokov - ojačevalnika in pretvornika (detektorja) napetosti izmeničnega toka v napetost enosmernega toka. Lastnosti teh voltmetrov so v veliki meri odvisne od izbranega vezja.
riž. 3.8. Blokovni diagrami elektronskih analognih voltmetrov izmeničnega toka tipa U-D ( A) in vnesite D-U (b)
Voltmetri prve skupine - tip ojačevalnika-detektorja (AD) - imajo visoko občutljivost, kar je povezano s prisotnostjo dodatnega ojačevalnika. Zato so vsi mikro- in milivoltmetri zgrajeni po vezju V-D. Vendar pa frekvenčno območje takih voltmetrov ni široko (do nekaj megahercev), saj je ustvarjanje širokopasovnega ojačevalnika AC povezano z določenimi težavami. Voltmetri tipa U-D so razvrščeni kot neuniverzalni (podskupina VZ), tj. lahko meri le izmenično napetost.
Voltmetri druge skupine - tipa detektor-ojačevalnik (D-A) - imajo širok frekvenčni razpon (do nekaj gigahercev) in nizko občutljivost. Voltmetri te vrste so univerzalni (podskupina B7), tj. meriti napetost ne samo izmeničnega, ampak tudi enosmernega toka; lahko izmeri napetost na pomembni ravni, saj z uporabo CNT ni težko zagotoviti visokega ojačanja.
Pri obeh vrstah voltmetrov pomembno funkcijo opravljajo pretvorniki izmenične napetosti v enosmerno napetost – detektorji, ki jih glede na funkcijo pretvarjanja vhodne napetosti v izhodno napetost lahko razvrstimo v tri vrste: amplitudne, efektivne in efektivne vrednosti rektificirane vrednosti. .
Lastnosti naprave so v veliki meri odvisne od vrste detektorja. Voltmetri z detektorjem vrednosti amplitude so najvišje frekvenčni; voltmetri z detektorjem efektivne vrednosti omogočajo merjenje izmenične napetosti katere koli oblike; voltmetri z detektorjem povprečne popravljene vrednosti so primerni za merjenje napetosti samo harmoničnega signala in so najenostavnejši, najbolj zanesljivi in poceni.
Detektor vrednosti amplitude je naprava, katere izhodna napetost ustreza vrednosti amplitude izmerjenega signala, kar se zagotovi s shranjevanjem napetosti na kondenzatorju.
Da bi vezje dejanske obremenitve katerega koli detektorja učinkovito filtriralo uporaben signal in zadušilo neželene visokofrekvenčne harmonike, mora biti izpolnjen naslednji pogoj:
Ali, (3.12)
kjer je kapacitivnost izhodnega filtra;
— odpornost proti obremenitvi detektorja.
Drugi pogoj za dobro delovanje detektorja:
Slika 3.9 prikazuje blokovni in časovni diagram izhodne napetosti detektorja vrednosti amplitude z vzporedno vezano diodo in zaprtim vhodom. Detektor z zaprtim vhodom ima zaporedno vezan kondenzator, ki ne prepušča enosmerne komponente skozi. Razmislimo o delovanju takega detektorja, ko je na njegovem vhodu dovedena sinusna napetost .
riž. 3.9. Blokovna shema detektorja vrednosti amplitude z vzporedno vezavo diode in zaprtim vhodom (A) in napetostni časovni diagrami (b) Ko pride pozitiven polval sinusnega vala, kondenzator Z se polni preko VD diode, ki ima nizek upor, ko je odprta.
Časovna konstanta polnjenja kondenzatorja je majhna in kondenzator se hitro napolni do največje vrednosti . Ko se polarnost vhodnega signala spremeni, se dioda zapre in kondenzator se počasi izprazni skozi upor obremenitve, ki je izbran velik - 50-100 MOhm.
Tako se izkaže, da je konstanta praznjenja bistveno večja od obdobja sinusnega signala. Posledično ostane kondenzator napolnjen do napetosti blizu 
.
Sprememba napetosti na bremenskem uporu je določena z razliko v amplitudah vhodne napetosti in napetosti na kondenzatorju 
.Posledično bo izhodna napetost pulzirala z dvojno amplitudo izmerjene napetosti (glejte sliko 3.9, b).
To potrjujejo naslednji matematični izračuni:
pri , , ob , ob .
Za izolacijo konstantne komponente signala je izhod detektorja povezan s kapacitivnim filtrom, ki zaduši vse ostale tokovne harmonike.
Na podlagi zgoraj navedenega sledi sklep: čim krajše je obdobje proučevanega signala (višja kot je njegova frekvenca), bolj natančno je izpolnjena enakost , kar pojasnjuje visokofrekvenčne lastnosti detektorja. Pri uporabi voltmetrov z detektorjem vrednosti amplitude je treba upoštevati, da so te naprave najpogosteje kalibrirane v srednjih kvadratnih vrednostih sinusnega signala, tj. Odčitki indikatorja naprave so enaki kvocientu vrednosti amplitude, deljene s faktorjem amplitude sinusoide:
kjer je faktor amplitude.
RMS detektor(Sl. 3.10) pretvori izmenično napetost v enosmerno napetost, sorazmerno s kvadratom korena srednje kvadratne vrednosti izmerjene napetosti. Zato merjenje efektivne napetosti vključuje izvedbo treh operacij: kvadriranje trenutne vrednosti signala, povprečenje njegove vrednosti in vzetje korena povprečnega rezultata (zadnjo operacijo zagotovimo s kalibracijo skale voltmetra). Kvadriranje trenutne vrednosti signala običajno izvede diodna celica z uporabo kvadratnega dela njene karakteristike.
riž. 3.10. RMS detektor: A - diodna celica; b— CVC diode
V diodni celici VD, R1(glej sliko 3.10, A) na diodo VD se dovede konstantna napetost tako, da ostane zaprta, dokler je izmerjena napetost () na uporu R2 ne bo presegla vrednosti .
Začetni del tokovno-napetostne karakteristike diode je kratek (glej sliko 3.10, b), Zato se kvadratni del umetno podaljša z metodo kosovno linearne aproksimacije z uporabo več diodnih celic.
Pri načrtovanju RMS voltmetrov se pojavijo težave pri zagotavljanju širokega frekvenčnega območja. Kljub temu so takšni voltmetri najbolj priljubljeni, saj lahko merijo napetost katere koli kompleksne oblike.
Popravljen povprečni detektor pretvori izmenično napetost v enosmerno napetost, sorazmerno s povprečno vrednostjo popravljene napetosti. Izhodni tok merilne naprave s takim detektorjem je podoben izhodnemu toku usmerniškega sistema.
AC napetosti, ki delujejo v elektronskih napravah, se lahko sčasoma spreminjajo v skladu z različnimi zakoni. Napetost na izhodu glavnega oscilatorja priključenega radijskega oddajnika se spreminja po sinusnem zakonu, na izhodu osciloskopskega sweep generatorja imajo impulzi žagasto obliko, sinhronizacijski impulzi celotnega televizijskega signala pa so pravokotni. .
V praksi je potrebno izvajati meritve v različnih odsekih tokokrogov, katerih napetosti se lahko razlikujejo po vrednosti in obliki. Merjenje nesinusne napetosti ima svoje značilnosti, ki jih je treba upoštevati, da se izognemo napakam.
Zelo pomembno je izbrati pravo vrsto naprave in način pretvorbe odčitkov voltmetra v vrednost zahtevanega parametra izmerjene napetosti. Če želite to narediti, morate jasno razumeti, kako se ocenjujejo in primerjajo izmenične napetosti in kako oblika napetosti vpliva na vrednosti koeficientov, ki povezujejo posamezne parametre napetosti.
Kriterij za ocenjevanje napetosti izmeničnega toka katere koli oblike je povezava z ustrezno napetostjo enosmernega toka za enak toplotni učinek (efektivna vrednost U), definiran z izrazom
(3.14)
kje je obdobje ponavljanja signala;
- funkcija, ki opisuje zakon spreminjanja trenutne vrednosti napetosti. Ni vedno mogoče, da ima operater na razpolago voltmeter, s katerim lahko izmeri želeni parameter napetosti. V tem primeru se zahtevani parameter napetosti meri posredno z uporabo obstoječega voltmetra z uporabo koeficientov grebena in oblike. Oglejmo si primer izračuna potrebnih parametrov sinusne napetosti.
Treba je določiti amplitudo () in povprečne popravljene () vrednosti sinusne napetosti z voltmetrom, umerjenimi v srednjih kvadratnih vrednostih sinusne napetosti, če je naprava pokazala .
Izračun izvedemo na naslednji način. Ker je voltmeter kalibriran v efektivnih vrednostih , potem v Dodatku 3 za to napravo odčitek 10 V ustreza neposrednemu odčitku na lestvici efektivnih vrednosti, tj.
Za izmenično napetost so značilne povprečne, amplitudne) (največje) in srednje kvadratne vrednosti.
Povprečna vrednost(konstantna komponenta) za obdobje izmenične napetosti:
(3.15)
Največja vrednost je največja trenutna vrednost izmenične napetosti v obdobju signala:
Povprečna rektificirana vrednost - to je povprečna napetost na izhodu polvalovnega usmernika z izmenično napetostjo na vhodu :
(3.17)
Razmerje srednje kvadratne, povprečne in največje vrednosti napetosti izmeničnega toka je odvisno od njegove oblike in je na splošno določeno z dvema koeficientoma:
(faktor amplitude), (3,18)
(faktor oblike). (3,19)
Vrednosti teh koeficientov za napetosti različnih oblik in njihova razmerja so podana v tabeli. 3.1
Tabela 3.1
Vrednosti in za napetosti različnih oblik
 |
Opomba, - delovni cikel: .
V številnih napravah napetost ni ocenjena v absolutnih enotah (V, mV, µV), temveč v relativni logaritemski enoti - decibel (dB ali dB). Za poenostavitev prehoda iz absolutnih enot v relativne enote in, nasprotno, večina analognih voltmetrov (samostojnih in vgrajenih v druge naprave: generatorji, multimetri, nelinearni merilniki popačenja) ima poleg običajne lestvice decibelov. To lestvico odlikuje jasno opredeljena nelinearnost, ki vam po potrebi omogoča, da takoj dobite rezultat v decibelih, brez ustreznih izračunov in uporabe pretvorbenih tabel. Najpogosteje za takšne naprave lestvica nič decibelov ustreza vhodni napetosti 0,775 V.
Za napetost, ki je večja od konvencionalne ničelne ravni, so značilni pozitivni decibeli, manjša od te ravni - negativna. Na končnem stikalu se vsako merilno podobmočje po nivoju razlikuje od sosednjega za 10 dB, kar ustreza napetostnemu faktorju 3,16. Odčitki na lestvici decibelov se algebraično dodajo odčitkom na merilnem mejnem stikalu in se ne pomnožijo, kot v primeru odčitkov absolutne napetosti.
Na primer, mejno stikalo je nastavljeno na "- 10 dB", medtem ko je indikatorska puščica nastavljena na "- 0,5 dB". Skupna raven bo: ---- 10 + (- 0,5) = - 10,5 dB, in osnova za pretvorbo napetosti iz absolutnih vrednosti v relativne vrednosti je formula
(3.20)
Kjer je = 0,775 V.
Ker je bel velika enota, se v praksi uporablja ulomek (desetina) bel - decibel.
Impulzni in digitalni voltmetri. Pri merjenju impulznih napetosti z majhno amplitudo se uporablja predhodno ojačanje impulza. Blokovni diagram analognega impulznega voltmetra (slika 3.11) je sestavljen iz oddaljene sonde z oddajnim sledilnikom, dušilnika, širokopasovnega predojačevalnika, detektorja vrednosti amplitude, ojačevalnika enosmernega toka (DCA) in elektromehanskega indikatorja. Voltmetri, izvedeni po tej shemi, neposredno merijo napetosti 1 mV - 3 V z napako ± (4 - 10)%, trajanje impulza 1 - 200 μs in delovni cikel 100 ... 2500.
riž. 3.11.t Blokovna shema impulznega voltmetra
Za merjenje majhnih napetosti v širokem razponu trajanja (od nanosekund do milisekund) se uporabljajo voltmetri, ki delujejo na podlagi metode avtokompenzacije.
Elektronski digitalni voltmetri imajo pomembne prednosti pred analognimi:
Visoka hitrost merjenja;
Odprava možnosti subjektivne napake operaterja;
Majhna zmanjšana napaka.
Zaradi teh prednosti se digitalni elektronski voltmetri pogosto uporabljajo za merjenje. Slika 3.12 prikazuje poenostavljen blokovni diagram digitalnega voltmetra.
riž. 3.12. Poenostavljen blokovni diagram digitalnega voltmetra
Vhodna naprava zasnovan za ustvarjanje velikega vhodnega upora, izbiro merilnih meja, zmanjšanje motenj in samodejno določanje polarnosti izmerjene enosmerne napetosti. Pri AC voltmetrih vhodna naprava vključuje tudi AC-to-DC napetostni pretvornik.
Iz izhoda vhodne naprave se izmerjena napetost dovaja v analogno-digitalni pretvornik(ADC), pri katerem se napetost pretvori v digitalni (diskretni) signal v obliki električne kode ali impulzov, katerih število je sorazmerno z izmerjeno napetostjo. Rezultat se pojavi na semaforju digitalni indikator. Delovanje vseh blokov je nadzorovano krmilna naprava.
Digitalni voltmetri so glede na vrsto ADC razdeljeni v štiri skupine: impulzna koda, časovni impulz, impulzna frekvenca, prostorsko kodiranje.
Trenutno se pogosto uporablja digitalni časovno-impulzni voltmetri , pretvorniki, ki izvajajo vmesno pretvorbo izmerjene napetosti v sorazmeren časovni interval, zapolnjen z impulzi z znano ponavljalno frekvenco. Zaradi te transformacije ima diskretni signal merilne informacije na vhodu ADC obliko paketa števnih impulzov, katerih število je sorazmerno z izmerjeno napetostjo.
Napaka časovno-impulznih voltmetrov je določena z napako vzorčenja izmerjenega signala, nestabilnostjo frekvence impulza štetja, prisotnostjo praga občutljivosti primerjalnega vezja in nelinearnostjo pretvorjene napetosti na vhodu primerjave vezje.
Pri izdelavi časovno-impulznih voltmetrov obstaja več možnosti za načrtovanje tokokrogov. Oglejmo si princip delovanja impulznega voltmetra z linearno spremenljivim generatorjem napetosti (GLIN).
Slika 3.13 prikazuje blokovni diagram digitalnega časovno-impulznega voltmetra z GLIN in časovnimi diagrami, ki pojasnjujejo njegovo delovanje.
Diskretni signal merilne informacije na izhodu pretvornika ima obliko paketa števnih impulzov, katerih število je sorazmerno z vrednostjo vhodne napetosti. . Iz izhoda GLIN se na vhode 1 primerjalnih naprav napaja napetost, ki se s časom linearno povečuje. Vhod 2 primerjalne naprave II je priključen na ohišje.
V trenutku enakosti se na vhodu primerjalne naprave II in na njenem izhodu pojavi impulz, ki se napaja na en sam vhod sprožilca (T), kar povzroči pojav signala na njegovem izhodu. Sprožilec se vrne v prvotni položaj z impulzom, ki prihaja iz izhoda primerjalne naprave II. Ta signal se pojavi v trenutku enakosti linearno naraščajoče napetosti in izmerjene. Tako ustvarjen signal s trajanjem (kjer — pretvorbeni koeficient) se dovaja na vhod 1 vezja IN logičnega množenja, vhod 2 pa sprejema signal iz generatorja števnih impulzov (CPG). Utripi sledijo s frekvenco. Impulzni signal se pojavi, ko so impulzi na obeh vhodih, tj. Štetje impulzov poteka, ko je na izhodu sprožilca signal.
 |
riž. 3.13. Strukturna shema (A) in časovne karte (b) digitalni časovno-impulzni voltmeter z GLIN
Števec impulzov šteje število pretečenih impulzov (ob upoštevanju pretvorbenega faktorja). Rezultat meritve se prikaže na digitalni indikatorski plošči (DI). Podana formula ne upošteva napake diskretnosti zaradi neskladja med pojavom števnih impulzov ter začetkom in koncem intervala
Poleg tega veliko napako povzroči faktor nelinearnosti pretvorbenega koeficienta . Posledično so digitalni časovno-impulzni voltmetri z GLIN najmanj natančni med digitalnimi voltmetri.
Digitalni voltmetri z dvojno integracijo se po principu delovanja razlikujejo od časovno-impulznih voltmetrov. V njih se med merilnim ciklom oblikujejo dva časovna intervala - in . V prvem intervalu je zagotovljena integracija izmerjene napetosti , v drugem - referenčna napetost. Čas merilnega cikla je vnaprej nastavljen kot večkratnik obdobja hrupa, ki deluje na vhodu, kar vodi do izboljšane odpornosti voltmetra na hrup.
Slika 3.14 prikazuje blokovni diagram digitalnega voltmetra z dvojno integracijo in časovnimi diagrami, ki pojasnjujejo njegovo delovanje.
riž. 3.14. Strukturna shema (A) in časovni diagrami (6) digitalni voltmeter z dvojno integracijo
pri (v trenutku začetka meritve) krmilna naprava ustvari kalibriran impulz s trajanjem
, (3.21) premakne stikalo v položaj 2 in vir referenčne napetosti (VS) se napaja na integrator; referenčna negativna napetost postane enaka nič, primerjalna naprava proizvede signal, ki ga pošlje na sprožilec in ga vrne v prvotno stanje. država. Na izhodu sprožilca se ustvari impulz napetosti
; ; 
(3.25)
Iz dobljenih razmerij izhaja, da je napaka merilnega rezultata odvisna samo od višine referenčne napetosti in ne od več parametrov (kot pri impulzno kodnem voltmetru), vendar je tu tudi napaka diskretnosti.
Prednosti voltmetra z dvojno integracijo so visoka odpornost proti hrupu in višji razred točnosti (0,005-0,02%) v primerjavi z voltmetri z GLIN.
Digitalni voltmetri z vgrad mikroprocesor so kombinirani in spadajo med voltmetre najvišjega razreda točnosti. Načelo njihovega delovanja temelji na metodah bit-by-bit uravnoteženja in časovno-impulzne integrativne transformacije.
Mikroprocesor in dodatni pretvorniki, vključeni v vezje takega voltmetra, razširjajo zmogljivosti naprave, zaradi česar je univerzalna pri merjenju velikega števila parametrov. Takšni voltmetri merijo enosmerno in izmenično napetost, jakost toka, upornost upora, frekvenco nihanja in druge parametre. Pri uporabi skupaj z osciloskopom lahko merijo časovne parametre: periodo, trajanje impulza itd. Prisotnost mikroprocesorja v vezju voltmetra omogoča samodejno popravljanje merilnih napak, diagnostiko napak in samodejno kalibracijo.
Slika 3.15 prikazuje blokovno shemo digitalnega voltmetra z vgrajenim mikroprocesorjem.
 |
riž. 3.15. Blokovna shema digitalnega voltmetra z vgrajenim mikroprocesorjem
Enota za normalizacijo signala z ustreznimi pretvorniki pretvori vhodne merjene parametre (97 strani) v enoten signal, ki prispe na vhod ADC, ki izvede pretvorbo po metodi dvojne integracije. Izbira načina delovanja voltmetra za določeno vrsto meritve izvaja krmilna enota ADC z zaslonom. Isti blok zagotavlja zahtevano konfiguracijo merilnega sistema.
Mikroprocesor je osnova krmilne enote in je povezan z drugimi enotami preko premičnih registrov. Mikroprocesor se upravlja s tipkovnico, ki se nahaja na nadzorni plošči. Upravljanje se lahko izvaja tudi preko standardnega vmesnika povezanega komunikacijskega kanala. Bralni pomnilnik (ROM) shranjuje operacijski program mikroprocesorja, ki se izvaja s pomočjo pomnilnika z naključnim dostopom (RAM).
Vgrajeni zelo stabilni in natančni uporovni delilniki referenčne napetosti, diferencialni ojačevalnik (DA) in številni zunanji elementi (dušilo, izbirnik načina, referenčna napetostna enota) ) izvajati neposredne meritve. Vsi bloki so sinhronizirani s signali generatorja ure.
Vključitev mikroprocesorja in številnih dodatnih pretvornikov v voltmetrsko vezje omogoča samodejno odpravljanje napak, samodejno kalibracijo in diagnostiko napak.
Glavni parametri digitalnih voltmetrov so natančnost pretvorbe, čas pretvorbe, omejitve za spreminjanje vhodne vrednosti in občutljivost.
Natančnost pretvorbe je določena z napako kvantizacije ravni, ki jo označuje število bitov v izhodni kodi.
Napaka digitalnega voltmetra ima dve komponenti. Prva komponenta (multiplikativ) je odvisna od merjene vrednosti, druga komponenta (aditiv) pa ni odvisna od merjene vrednosti.
Ta predstavitev je povezana z diskretnim principom merjenja analogne količine, saj med postopkom kvantizacije nastane absolutna napaka zaradi končnega števila nivojev kvantizacije. Absolutna napaka merjenja napetosti je izražena kot
znaki) ali (znaki), (3.27)
kjer je dejanska relativna merilna napaka;
— vrednost izmerjene napetosti;
— končna vrednost na izbrani merilni meji;
T znaki - vrednost, določena z enoto najmanj pomembne števke CI (aditivna napaka diskretnosti). Glavno dejansko relativno merilno napako lahko predstavimo v drugi obliki:
(3.2)
Kje a, b - stalne številke, ki označujejo razred točnosti naprave.
Prvi izraz napake (A) ni odvisen od odčitkov instrumenta, in drugo (b) poveča, ko se zmanjša .
Čas pretvorbe je čas, potreben za dokončanje ene pretvorbe analogne vrednosti v digitalno kodo.
Meje spremembe vhodne vrednosti — To so razponi transformacije vhodne vrednosti, ki so popolnoma določeni s številom števk in »težo« najmanjše števke.
Občutljivost(ločljivost) je najmanjša sprememba vrednosti vhodne količine, ki jo zazna pretvornik.
Glavne meroslovne značilnosti voltmetrov, ki jih morate poznati za pravilno izbiro naprave, vključujejo naslednje značilnosti:
Parameter izmerjene napetosti (rms, amplituda);
Območje merjenja napetosti;
Frekvenčni razpon;
Dovoljena merilna napaka;
Vhodna impedanca () .
Te značilnosti so navedene v tehničnem opisu in potnem listu naprave.
Večina ljudi v vsakdanjem življenju lahko deluje s takim konceptom, kot je električna napetost. Skoraj vsi vedo, da ima gospodinjska vtičnica napetost 220 V, baterija AA pa proizvaja napetost le 1,5 V. Hkrati pa ni vsaka oseba, ki je končala srednjo šolo ali celo tehnično univerzo, sposobna odgovoriti, kaj dejansko pomeni izraz električna napetost. V tem gradivu bomo poskušali odgovoriti na to vprašanje, ne da bi se zatekli k zapleteni matematiki, če je to mogoče.
Določanje električne napetosti
V učbenikih za fiziko in elektrotehniko lahko najdete različne definicije električne napetosti. Eden izmed njih zveni takole: električna napetost med dvema točkama v prostoru je enaka potencialni razliki električnega polja v teh točkah. Matematično je to zapisano takole:
U=φ_a-φ_b (1).
Kjer je U električna napetost, φ_a in φ_b pa sta potenciala električnega polja v točkah A oziroma B.
Če ne vemo, kolikšen je potencial električnega polja v točki, potem zgornja definicija malo pojasni vprašanje, kaj je električna napetost. Potencial električnega polja v točki razumemo kot delo, ki ga opravi električno polje, da premakne enoto naboja iz dane točke v točko z nič potencialom. Na prvi pogled se zdi določanje električnega potenciala precej zapleteno. Na primer, ni povsem jasno, kje je točka ničelnega potenciala.
Najprej se morate spomniti, da je električni potencial delo prenosa enote naboja. Če se obrnemo na formulo (1), postane jasno, da električna napetost ni nič drugega kot razlika med dvema deloma. To pomeni, da ima električna napetost tudi delo. Od tu pridemo do druge definicije. Električna napetost je številčno enaka delu prenosa enote električnega naboja iz točke A v točko B. Poleg tega sta φ_a in φ_b potencialni energiji, ki jo ima enota naboja v točkah A oziroma B.
Za boljše razumevanje zgornjega lahko podamo naslednjo analogijo. Vsako telo, ki je oddaljeno od Zemlje, ima potencialno energijo. Da bi dvignili svoje telo višje, boste morali narediti nekaj dela. Velikost tega dela bo enaka razliki potencialnih energij, ki jih ima telo na različnih višinah. Podobno sliko vidimo, ko imamo opravka z električnim poljem.
Kar zadeva točko v prostoru, kjer ima električni naboj ničelni električni potencial, je v teoriji elektrike to točko mogoče izbrati poljubno. To je posledica dejstva, da je električno polje "potencialno". Za pojasnitev tega izraza se bomo morali zateči k višji matematiki, vendar smo se temu odločili izogniti. V praksi strokovnjaki s področja elektrotehnike pogosto izberejo zemeljsko površino kot točke z nič potencialom. In glede na to se izvajajo številne meritve.
Električna polja so lahko konstantna (nespremenjena skozi čas) in spremenljiva. Spremenljiva električna polja se lahko spreminjajo v skladu z različnimi matematičnimi zakoni. V tehniki se najpogosteje uporabljajo izmenična električna polja, ki se spreminjajo po sinusnem zakonu. V primeru izmeničnega električnega polja lahko trenutno vrednost potencialne razlike med dvema točkama izračunamo z naslednjo formulo:
u(t)=U_m sin〖(ωt)〗 (2).
Tukaj je u trenutna vrednost napetosti; U m – največja vrednost napetosti; ω – frekvenca, t – čas.
Merjenje električne napetosti
Električna napetost se meri z voltmetri. Za merjenje napetosti (potencialne razlike) v odseku električnega tokokroga so sonde voltmetra priključene na konce tega odseka in odčitki naprave se odčitajo na lestvici.
Obstaja veliko vrst voltmetrov. Osredotočili se bomo na analogne voltmetre z magnetoelektričnimi merilnimi mehanizmi. Ti mehanizmi se pogosto uporabljajo v panelnih voltmetrih in večnamenskih merilnih instrumentih - multimetrih. Magnetoelektrični električni mehanizem je žična tuljava, nameščena med poloma magneta. Tuljava je obešena na spiralne vzmeti, kar zagotavlja visoko občutljivost naprave. Na tuljavo je povezana kazalna puščica, s pomočjo katere se odčitavajo odčitki na lestvici instrumenta. Spodnja slika prikazuje zgradbo magnetoelektričnega mehanizma.
Magnetoelektrični merilni mehanizmi so zelo občutljivi. Z njihovo pomočjo lahko merite napetosti stotink volta. Za razširitev merilnih meja so dodatni upori vključeni zaporedno z merilnim mehanizmom. Vezje preprostega enosmernega voltmetra je prikazano na sliki.
Eden najpomembnejših parametrov voltmetra je njegov notranji upor. Večja kot je vrednost notranjega upora voltmetra, manjša je napaka med postopkom merjenja. Za analogne voltmetre je notranji upor običajno 20 k ohmov na volt. Če je potrebno doseči višjo vrednost upora, se za meritve uporabljajo elektronski voltmetri, digitalni ali analogni.
Za merjenje izmenične napetosti voltmetri vključujejo usmernike, ki pretvarjajo izmenično napetost v enosmerno napetost. Voltmetrske lestvice za merjenje izmenične napetosti so običajno umerjene v efektivnih (efektivnih) vrednostih napetosti. Efektivna vrednost izmeničnega toka je povezana z največjim naslednjim razmerjem.
U=1/√2 U_m=0,707U_m (3)
Efektivna vrednost je primerna za uporabo pri izračunu moči električnega tokokroga. Ko rečemo, da je v električni vtičnici napetost 220 V, govorimo ravno o efektivni vrednosti napetosti.
V kratkem članku je težko govoriti o vseh niansah, povezanih z električno napetostjo in metodami njenega merjenja. Vendar upamo, da bo besedilo bralcu koristno.
Doseže se, ko se preskusni električni naboj prenese s točke A točno B, na vrednost testnega naboja.
V tem primeru se šteje, da je prenos testnega bremena se ne spremeni porazdelitev nabojev na poljskih virih (po definiciji testnega naboja). V potencialnem električnem polju to delo ni odvisno od poti, po kateri se giblje naboj. V tem primeru električna napetost med dvema točkama sovpada s potencialno razliko med njima.
Alternativna definicija -
Integral projekcije efektivnega polja (vključno s polji tretjih oseb) na razdaljo med točkama A in B po dani poti, ki se začne od točke A točno B. V elektrostatičnem polju vrednost tega integrala ni odvisna od poti integracije in sovpada s potencialno razliko.
Enota SI za napetost je volt.
enosmerna napetost
Povprečna napetost
Povprečna vrednost napetosti (komponenta konstantne napetosti) se določi v celotnem obdobju nihanja kot:
Za čisti sinusni val je povprečna vrednost napetosti nič.
RMS napetost
Srednja kvadratna vrednost (zastarelo ime: tok, efektivna) je najbolj primerna za praktične izračune, saj pri linearni aktivni obremenitvi opravi enako delo (npr. žarnica z žarilno nitko ima enako svetlost, grelni element oddaja enako količino toplote) kot enak konstanten tlak:
V tehniki in vsakdanjem življenju pri uporabi izmeničnega toka izraz "napetost" pomeni natanko to vrednost in vsi voltmetri so kalibrirani na podlagi njene definicije. Vendar po zasnovi večina naprav dejansko ne meri povprečne kvadratne vrednosti, temveč povprečno popravljeno (glejte spodaj) vrednost napetosti, zato se lahko njihovi odčitki za nesinusoidni signal razlikujejo od prave vrednosti.
Povprečna vrednost popravljene napetosti
Povprečna popravljena vrednost je povprečna vrednost modula napetosti:
Za sinusno napetost velja enakost:
V praksi se redko uporablja večina AC voltmetrov (tistih, pri katerih se tok pred merjenjem popravi) dejansko izmeri to vrednost, čeprav je njihova lestvica razdeljena na efektivne vrednosti.
Napetost v trifaznih tokovnih tokokrogih
V trifaznih tokovnih tokokrogih ločimo fazne in linearne napetosti. Fazna napetost se razume kot povprečna kvadratna vrednost napetosti na vsaki od faz bremena, linearna napetost pa je napetost med žicami napajalne faze. Pri vezavi bremena v trikotnik je fazna napetost enaka linearni napetosti, pri vezavi v zvezdo (s simetričnim bremenom ali s trdno ozemljenim nevtralnim) pa je linearna napetost nekajkrat večja od fazne.
V praksi je napetost trifaznega omrežja označena z ulomkom, katerega imenovalec je linearna napetost, števec pa fazna napetost pri vezavi v zvezdo (ali, kar je isto, potencial vsaka črta glede na tla). Tako so v Rusiji najpogostejša omrežja z napetostjo 220/380 V; Včasih se uporabljajo tudi omrežja 127/220 V in 380/660 V.
Standardi
| Predmet | Vrsta napetosti | Vrednost (pri vnosu potrošnika) | Vrednost (na izvornem izhodu) |
|---|---|---|---|
| elektrokardiogram | utrip | 1-2 mV | - |
| TV antena | Spremenljiva visoka frekvenca | 1-100 mV | - |
| AA baterija | Trajna | 1,5 V | - |
| Litijeva baterija | Trajna | 3 V - 1,8 V (peresna baterija, na primeru Varta Professional Lithium, AA) | - |
| Krmilni signali računalniških komponent | utrip | 3,5 V, 5 V | - |
| Vrsta baterije 6F22 ("Krona") | Trajna | 9 V | - |
| Napajalnik za računalniške komponente | Trajna | 12 V | - |
| Avtoelektrična oprema | Trajna | 12/24 V | - |
| Napajalnik za prenosnike in LCD monitorje | Trajna | 19 V | - |
| »Varno« znižano napetostno omrežje za delovanje v nevarnih okoljih | Spremenljivka | 36-42 V | - |
| Napetost najbolj stabilnega gorenja sveč Yablochkov | Trajna | 55 V | - |
| Napetost v telefonski liniji (z dvignjeno slušalko) | Trajna | 60 V | - |
| Napetost japonskega električnega omrežja | AC trifazni | 100/172 V | - |
| Ameriška domača električna napetost | AC trifazni | 120 V / 240 V (deljena faza) | - |
| Napetost v ruskem električnem omrežju | AC trifazni | 220/380 V | 230/400 V |
| Izpust električne rampe | Trajna | do 200-250 V | - |
| Tramvajsko in trolejbusno kontaktno omrežje | Trajna | 550 V | 600 V |
| Izpust električne jegulje | Trajna | do 650 V | - |
| Metro kontaktna mreža | Trajna | 750 V | 825 V |
| Kontaktno omrežje elektrificirane železnice (Rusija, enosmerni tok) | Trajna | 3 kV | 3,3 kV |
| Nadzemni distribucijski vod nizke moči | AC trifazni | 6-20 kV | 6,6-22 kV |
| Generatorji elektrarn, močni elektromotorji | AC trifazni | 10-35 kV | - |
| CRT anoda | Trajna | 7-30 kV | - |
| Statična elektrika | Trajna | 1-100 kV | - |