Прибор для измерения напряжения и сопротивления: виды, характеристики, устройство и лучшие модели, принцип работы

Измерение напряжения, тока, споротивления, емкости, индуктивности, мощности в электрических цепях

Методика измерений в электрических цепях

Измерение постоянного и переменного напряжения

Измерение как постоянного, так и переменного напряжения может производиться непосредственно вольтметрами, рассчитанными для работы соответствующего типа напряжения. В тех случаях, когда необходимо измерить напряжение больше того, на которое рассчитан вольтметр, необходимо последовательно с ним включить добавочный резистор. Тогда часть измеряемого напряжения будет падать на добавочный резистор, а часть — на прибор. Подбирая величину сопротивления добавочного резистора, можно в широких пределах расширять возможности измерения больших напряжений. Известно сопротивление вольтметра R_пp и выбран коэффициент расширения пределов расширения:

n = U_x/U_пp

где U_x — максимальное напряжение на входе схемы, подлежащее измерению; U_пp — максимальные пределы измерения непосредственно вольтметром.

Величина сопротивления добавочного резистора может быть найдена по следующей формуле:

R_доб = R_пр(n-1)

Обычно для удобства производства отсчетов коэффициент п выбирают кратным 2, 5 или 10.

Для измерения высоких значений переменных напряжений могут быть использованы так называемые измерительные трансформаторы напряжения.

Они представляют собой понижающие трансформаторы, т. е. такие, у которых число витков вторичной обмотки W₂, к которой подключается вольтметр, меньше числа витков W₁ первичной обмотки. Коэффициент расширения пределов измерения n = W₁/W₂. Схемы подключения вольтметров для измерения напряжения приведены на рис. 1.

Рис. 1. Схемы измерения напряжения

Измерение электродвижущей силы (ЭДС)

Измерение Е имеет свои особенности. При подключении вольтметра к источнику ЭДС для ее измерения через него всегда будет проходить ток, а так как любой источник ЭДС обладает внутренним сопротивлением R_вн, то напряжение на таком источнике и вольтметр будет измерять величину меньшую, чем ЭДС Е.

U = E – IR_вн

Если нет требований к высокой точности измерения ЭДС, то для уменьшения тока можно воспользоваться вольтметром с большим внутренним сопротивлением, например электронным. В этом случае можно считать, что измеренное напряжение U ~ Е. Более точные методы измерения ЭДС связаны с использованием компенсационных схем (рис. 2).

Рис. 2. Схемы измерения ЭДС

В них напряжение, измеряемое вольтметром PV, снимаемое с переменного резистора R, сравнивается с напряжением на источнике ЭДС.

Изменяя напряжение на выходе переменного резистора (потенциометра), можно добиться такого условия, когда измерительный прибор Р покажет отсутствие тока через источник ЭДС. В этом случае показания вольтметра будут точно соответствовать величине ЭДС источника, т. е. U = Е .

Измерение тока

Можно производить измерение тока непосредственно амперметром, включенным в разрыв измеряемой цепи (рис. 3, а).

Рис. 3. Схемы измерения силы тока

При необходимости расширить пределы измерения амперметра необходимо параллельно амперметру включить резистор (рис. 3, б), который чаще всего называют шунтом. Тогда через амперметр будет проходить только часть тока, а остальная — через шунт. Так как сопротивление амперметров обычно небольшое, то для существенного расширения пределов измерения сопротивление шунта должно быть очень небольшим. Существуют формулы для расчета сопротивления шунта, но обычно на практике приходится вручную подгонять его сопротивление, контролируя ток эталонным амперметром.

Для измерения больших переменных токов часто используют измерительные трансформаторы токов (рис. 3, в). У них первичная обмотка, включаемая в разрыв измеряемой цепи, имеет число витков W₁ меньшее, чем число витков W₂ вторичной обмотки, т. е. трансформатор является повышающим по напряжению, но по току он понижающий. Амперметр подключается к выходу вторичной обмотки трансформатора тока. Часто лабораторные трансформаторы тока вообще не имеют изготовленной заранее первичной обмотки, а в их корпусе имеется широкое сквозное отверстие, через которое сам экспериментатор наматывает необходимое число витков (рис. 3, г). Зная число витков вторичной обмотки (оно обычно указано на корпусе трансформатора тока), можно выбрать коэффициент трансформации n = W₁/W₂ и определить измеряемый ток I_х по показаниям амперметра I_пр по следующей формуле:

I_х = I_пр/n

Совершенно по-иному производят измерение токов в электронных схемах, которые обычно спаяны, изготовлены на печатных платах; произвести какой-либо разрыв в них практически невозможно. Для измерения токов в этих случаях используют вольтметры (обычно электронные с большим внутренним сопротивлением для устранения влияния прибора на работу электронной схемы), подключая их к резисторам схемы, величины которых либо известны, либо могут быть предварительно измерены. Воспользовавшись законом Ома, можно определить силу тока:

I = U/R

Измерение сопротивлений

Часто при работе с электрическими установками или при наладке электронных схем необходимо производить измерение различных сопротивлений. Простейший способ измерения сопротивлений заключается в использовании двух измерительных приборов: амперметра и вольтметра. С их помощью измеряют напряжение и ток в сопротивлении R, подключенном к источнику питания, и по закону Ома находят величину искомого сопротивления:

R = U/I

Однако этот способ измерения сопротивлений не позволяет получить результаты измерения с высокой точностью, так как на результаты измерения оказывают влияние собственные внутренние сопротивления амперметра и вольтметра. Так, на изображенной на рис. 4, а схеме амперметр измеряет не только ток, проходящий через сопротивление, но и ток, проходящий через вольтметр, чем вносится методическая погрешность измерений.

Рис. 4. Схема для измерения сопротивлений методом амперметра и вольтметра (а) и схема омметра (б)

 

Этим способом производят измерение обычно в тех случаях, когда нет специальных приборов — омметров. Одна из возможных схем омметра (рис. 4, б) — последовательная. Она состоит из автономного источника питания Е, переменного резистора R и миллиамперметра магнитоэлектрического типа РА. В качестве источника питания обычно используют сухие элементы или батареи напряжением 1,4…4,5 В. Если к выводам прибора подключить сопротивление R_x, величину которого необходимо определить, то по цепи пойдет ток, величина которого будет зависеть от величины сопротивления. Так как миллиамперметр измеряет этот ток, то его шкала может быть непосредственно отградуирована в омах. Шкала у такого омметра обратная, т. е. нуль находится в правой части шкалы, так как при сопротивлении на входе, равном нулю (режим короткого замыкания), через амперметр будет протекать максимальный ток. Если внешняя цепь разорвана, что соответствует бесконечно большому сопротивлению на входе, то стрелка миллиамперметра будет находиться в самой левой части шкалы, где стоит знак х . Шкала такого омметра резко нелинейная, что в какой-то мере затрудняет считывание результатов. Переменный резистор омметра служит для установки прибора на нуль перед началом работы с ним. Для этого замыкают выводы омметра накоротко и, вращая ручку переменного резистора, добиваются нулевых показаний прибора. Так как ЭДС элемента питания с течением времени за счет разряда уменьшается, такую установку нуля необходимо периодически контролировать. С помощью подобных омметров можно измерять сопротивления от нескольких омов до сотен килоомов.

Рис. 5. Схемы мегометра (а) и электрического моста (б)

Измерение больших сопротивлений до 100 МОм обычно производят с помощью мегометров (рис. 5, а). В своем классическом виде он представляет собой комбинацию автономного источника питания и измерительного прибора — логометра. Логометр — разновидность магнитоэлектрического прибора, у которого вместо одной рамки имеются две, соединенные жестко между собой под некоторым утлом. Так же, как и в обычном магнитоэлектрическом приборе, с ними связана стрелка прибора и находятся они в магнитном поле постоянного магнита. При пропускании тока через обмотки рамок они создают вращающие моменты противоположных знаков, в результате чего положение стрелки будет зависеть от отношения токов в рамках. В цепь одной из рамок включен резистор R, а в цепь другой — сопротивление R_x, величина которого должна быть определена. Применение логометра объясняется тем, что его показания определяются только отношением токов в рамках и не зависят от изменения питающего напряжения U_пит. В качестве источника напряжения для мегометра используют либо индуктор, приводимый во вращение рукой оператора, либо аккумуляторную батарею с электронным преобразователем напряжения. Такая система питания определяется тем, что для работы прибора требуются большие напряжения — порядка 500 В, так как при меньших напряжениях токи в обмотках прибора были бы слишком малыми для его нормальной работы. Использование автономного источника питания диктуется тем, что мегометром часто измеряют сопротивление изоляции кабелей; при этом, естественно, напряжение в них бывает отключенным. Кроме того, с его помощью часто проводят измерения вне помещений, где нет электрической сети.

Измерение малых сопротивлений (меньше 1 Ом), а также измерения других сопротивлений в широком диапазоне значений с высокой точностью могут проводиться с помощью электрических мостов.

Электрический мост (рис. 5, б) представляет собой четыре сопротивления (одно из них — R_x подлежит измерению), включенные по кольцевой схеме. Каждое из сопротивлений образует плечо моста. В одну диагональ моста подают постоянное напряжение питания U_пит , а к другой подключают измерительный прибор — гальванометр Р. Он представляет собой высокочувствительный магнитоэлектрический прибор с нулем посередине шкалы. Его назначение — фиксировать момент, когда ток будет отсутствовать. Приборы подобного типа часто называются нуль-индикаторами. Одно или два сопротивления в плечах моста делаются переменными, и именно ими добиваются нулевых показаний прибора. Мост при этом считается сбалансированным. Как показывает теория электрических мостов, условие баланса достигается при равенстве произведения сопротивлений противоположных плеч, т. е. при условии R₁R_x = R₂R₃. Следовательно, после балансировки моста можно, зная величины всех сопротивлений, определить значение неизвестного сопротивления

где N = R₂/R₁ — множитель.

Точность измерения с помощью мостов постоянного тока может быть очень велика. Результирующие значения сопротивлений могут иметь более пяти значащих цифр. В то же время мост не позволяет оперативно производить измерения, так как процесс балансировки требует определенного времени и навыка оператора.

Измерение емкостей

Определение емкости конденсатора или других устройств емкостного характера также может осуществляться различными способами. Простейший из них — метод амперметра-вольтметра (рис. 6, а).

Рис. 6. Схемы измерения емкости

Он во многом аналогичен такому же методу измерения сопротивлений, с той только разницей, что схема питается переменным синусоидальным напряжением от генератора низкой или высокой частоты (или от сети). Емкостное сопротивление конденсатора определяется по следующей формуле:

где f — частота переменного напряжения.

Емкостное сопротивление находится по закону Ома по показаниям приборов

Измерение малых по величине емкостей удобнее производить методом резонанса (рис. 6, б). Измеряемый конденсатор С_х подключается к известной индуктивности L, образуя колебательный контур. На контур подается синусоидальное напряжение от генератора. С помощью электронного вольтметра измеряют напряжение на контуре. При резонансе оно достигает максимума.

Известно, что резонансная частота контура может быть выражена следующей формулой:

Следовательно, при известной величине индуктивности в контуре и определенной по максимальным показаниям вольтметра частоте резонанса можно найти искомое значение емкости С_х.

Измерение больших емкостей (например, электролитических конденсаторов) проще всего производить путем разряда конденсатора на известное сопротивление R. Известно, что за время, равное постоянной времени цепи разряда конденсатора, его напряжение уменьшается в е раз, где е = 2,71… — основание натурального логарифма. Постоянная времени цепи разряда конденсатора на резистор определяется соотношением

Схема измерения емкости этим методом (рис. 6, в) состоит из источника постоянного напряжения питания, известного по величине сопротивления резистора R, электронного вольтметра PV, переключателя S и клемм для подключения конденсатора. С помощью переключателя S конденсатор С_х заряжается до напряжения источника питания, а после переключения конденсатора на разряд с помощью секундомера измеряют время t, по истечении которого конденсатор разрядится до напряжения U_пит/е. Емкость конденсатора определяется по формуле

Емкости конденсаторов можно измерять также с помощью мостов переменного тока.

Измерение индуктивностей

Измерение индуктивностей несколько сложнее. Это связано с тем, что любая катушка (обмотка трансформатора и т. п.) имеет кроме индуктивности еще и резистивное сопротивление. Поэтому во многих случаях измеряют предварительно полное сопротивление катушки индуктивности:

Оно может быть определено методом амперметра и вольтметра путем измерения напряжения и тока измерительными приборами схемы на переменном напряжении (рис. 7, a) z = U/I. При подаче на схему постоянного напряжения (рис. 7, б), как уже рассматривалось выше, можно определить резистивное сопротивление катушки R.

Рис. 7. Схемы измерения индуктивностей

Тогда

В свою очередь, индуктивное сопротивление

При известном значении частоты / напряжения питания легко найти величину искомого значения индуктивности

При малых значениях индуктивности (например, контурных катушек радиоэлектронных устройств) можно воспользоваться резонансной схемой, аналогичной схеме определения емкости резонансным методом.

Для измерения индуктивности можно использовать также мосты переменного тока, специальные измерительные приборы — ку- метры, позволяющие определять не только величину индуктивности, но и такую характеристику, как добротность катушки, характеризующие качество работы катушки в электронных схемах.

Измерение мощности

В электрических цепях измерение мощности удобнее рассматривать отдельно для цепей постоянного и переменного тока.

На постоянном токе основные формулы для определения мощности следующие:

В соответствии с приведенными формулами мощность в каком-то сопротивлении нагрузки R можно измерить тремя способами: с помощью вольтметра и амперметра (рис. 8, а), только вольтметром (рис. 8, б) и только амперметром (рис. 8, в). Во всех случаях после снятия показаний с приборов необходимо провести математические расчеты для определения собственно мощности.

Рис. 8. Схемы измерения мощности в цепях постоянного тока

Этого можно избежать, если для измерения мощности воспользоваться специальным прибором ваттметром (рис. 8, г). Как правило, выпускаемые промышленностью ваттметры изготавливаются на базе ферродинамического прибора (см. рис. 2.105). У ваттметров имеются две обмотки и соответственно четыре вывода. Одна из обмоток является токовой, через нее проходит ток к нагрузке, расходуемая мощность в которой подлежит измерению, а вторая — обмоткой напряжения. Она подключается непосредственно к источнику питания.

Измерение мощности на переменном токе имеет свои особенности. Во-первых, здесь существуют три различные мощности:

полная мощность, В * А,

S= UI,

активная мощность, Вт,

Р = UIcosφ;

реактивная мощность, вар,

Q = UIsinφ.

В этих формулах (φ — угол сдвига по фазе между током и напряжением.

Чаще всего интересуются полной и активной мощностями. Знание полной мощности необходимо для расчета токов в нагрузке, выбора сечения проводов и предохранителей. Активная мощность важна потому, что именно она характеризует ту мощность, которая в нагрузке преобразуется в теплоту, свет, звук и т.д.

Измерение полной мощности обычно производят, измеряя напряжение и ток вольтметром и амперметром и перемножая полученные значения. Активную мощность чаще всего измеряют с помощью ферродинамических ваттметров, которые кроме напряжения и тока учитывают и так называемый коэффициент мощности cosφ.

При подключении обмоток ваттметра к нагрузке, так же как и при постоянном напряжении, ваттметр непосредственно произведет измерение активной мощности.

На переменном токе достаточно часто приходится решать задачу измерения активной мощности в трехфазных цепях. Трехфазные цепи могут быть двух типов: трехпроводные и четырехпроводные. В трехпроводных цепях к нагрузке подходят три провода, обозначаемые буквами А, В, С. Для измерения активной мощности в такой цепи при любом варианте подключения элементов нагрузки к проводам достаточно подключить только два ваттметра так, как это показано на рис. 9.

Рис. 9. Схемы измерения мощности на переменном токе: а — трехпроводная система; б — четырехпроводная система

При этом необходимо соблюсти определенные правила подключения ваттметров. Выводы обмоток ваттметра, обозначенные на его корпусе звездочками, должны быть обращены в сторону источника энергии. Поэтому эти выводы получили название генераторные (подключаются к проводам, идущим от генератора). Суммарная активная мощность такой трехфазной системы находится как алгебраическая сумма показаний двух ваттметров. При этом возможен вариант, когда показания одного из ваттметров могут быть отрицательными, т. е. его стрелка уйдет влево. Для снятия показаний с такого ваттметра необходимо поменять местами провода, подходящие к любой из обмоток, прочесть результат измерения, но в формулу подставить с отрицательным знаком.

Измерение активной мощности в четырехпроводных цепях требует использования трех ваттметров. Один из выводов каждого ваттметра здесь подключается к четвертому проводу, обычно называемому нулевым. Показания всех ваттметров могут быть только положительными, и суммарная активная мощность, потребляемая трехфазной цепью, будет равна сумме мощностей, измеряемых каждым из ваттметров:

Р_е = Р₁ + Р₂ + Р₃.

Один из наиболее простых методов измерения количества электричества — метод измерения с помощью так называемого баллистического гальванометра. Он представляет собой прибор магнитоэлектрической системы (см. рис. 2.103) с умышленно утяжеленной подвижной частью (с большим моментом инерции). Если на вход такого баллистического гальванометра подать кратковременный импульс напряжения, то подвижная часть прибора, получив как бы импульсный вращающий момент, начнет движение, причем уже после окончания входного импульса это движение еще будет продолжаться и стрелка прибора, двигаясь по инерции, отклонится до какого-то значения шкалы, а затем возвратится в исходное нулевое положение. В качестве отсчета на таком приборе необходимо отметить то максимальное отклонение стрелки α_mах от нулевого значения, которое наблюдалось во время ее движения по «баллистической траектории». Теория такого баллистического гальванометра показывает, что этот отсчет по максимальному отклонению стрелки оказывается пропорциональным количеству электричества, прошедшего через рамку такого прибора, т. е.

α_mах = Q/С₆,

где С_б—баллистическая постоянная, зависящая от конструктивных особенностей гальванометра.

Измерение количества электричества Q на обкладках предварительно заряженного конденсатора можно осуществить, разрядив его через баллистический гальванометр, и по максимальному отклонению его стрелки найти искомое значение количества электричества:

Q = С₆α_mах

При разработке новых сплавов, предназначенных для использования в электротехнических цепях, возникает необходимость в определении их удельного сопротивления. Под удельным сопротивлением понимают сопротивление проводника сечением 1 мм²

и длиной 1м. Соответственно такое удельное сопротивление р измеряется в единицах Ом — (мм^{2/м). Для его измерения выбирают отрезок проводника, желательно небольшого сечения, и измеряют его сопротивление любым из рассмотренных выше методов. После этого расчетным путем приводят величину этого сопротивления к сечению 1 мм2 и длине 1 м, что не представляет каких- либо трудностей, и получают значение удельного сопротивления. Для получения большей точности измерения желательно длину проводника брать по возможности большей.}

Для многих изоляционных материалов представляет определенную ценность определение их диэлектрической проницаемости ε. Одним из простейших способов ее измерения является способ косвенного измерения с последующим расчетом величины диэлектрической проницаемости. Известно, что емкость простейшего конденсатора, состоящего из двух одинаковых пластин площадью S, расположенных на расстоянии δ друг от друга, с диэлектриком, заполняющим все пространство между пластинами, определяется по формуле

где ε — диэлектрическая проницаемость материала между пластинами.

Рис. 10. Схема для измерения диэлектрической постоянной изоляционных материалов

Измерение диэлектрической проницаемости материала производят с помощью конденсатора (рис. 10), между пластинами которого помещают испытуемый материал, а также измерения емкости такого элементарного конденсатора любым из описанных выше методов. Численную величину диэлектрической проницаемости определяют по формуле

Развитие радиоэлектроники и установок для высокочастотного воздействия на материалы машиностроения привело к тому, что практически все пространство заполнено электромагнитными волнами.

В мире работают миллионы передающих радиостанций, многие из которых излучают значительные мощности (например, радиолокационные станции дальнего обнаружения, вещательные радиостанции и т. п.). Для оценки электромагнитных волн часто возникает необходимость определения их уровня. Обычно об уровне электромагнитных волн судят по напряженности электрического поля, величина которого аналитически может быть пересчитана в мощность электромагнитного поля. Напряженность электрического поля наиболее часто измеряют с помощью рамочной антенны (рис. 11), которая представляет собой плоскую катушку, намотанную на каркас Е из какого- либо диэлектрика. (На рис. 11 для простоты изображен только один виток.)

Рис. 11. Измерение напряженности электрического поля

Диаграмма направленности такой антенны показывает, что максимум принимаемого излучения идет со стороны, лежащей в плоскости витков катушки. Это позволяет не только производить измерение напряженности электрического поля, но и определять направление на источник высокочастотных излучений по максимальной величине напряжения на выходе рамки при ее поворотах относительно вертикальной оси. Напряженность электрического поля определяется по величине напряжения на выходе рамки по следующей формуле, В/м:

где U — напряжение на выходе рамки, В; f — частота принимаемого сигнала, Гц; n — число витков в рамке; S— площадь рамки, м^2.

Обычно на геометрические размеры рамки в зависимости от частоты сигнала напряженность поля которого определяется, накладываются определенные ограничения. В частности, на частотах более 30 МГц более точные результаты получаются, если вместо рамочной антенны использовать полуволновый диполь, представляющий собой проводник длиной в половину длины волны, разрезанный посередине. Напряжение с диполя снимается с центральной разрезанной части. Значение напряженности электрического поля можно определить по следующей формуле:

где f— частота, Гц; U— напряжение на выходе диполя, В.

Диполь, так же как и рамка, позволяет определять направление, с которого приходит сигнал, так как обладает определенной направленностью, что видно из диаграммы направленности. Максимум принимаемых сигналов определяется перпендикуляром к плоскости диполя. Именно так ориентированы телевизионные антенны по отношению к телевизионной вышке.

Напряжение на выходе рамки или диполя можно измерять с помощью электронного вольтметра непосредственно при сильных сигналах или применяя электронные усилители. В этом случае, используя селективные свойства усилителей, можно определить уровень напряженности электрического поля определенной частоты. Нужно учесть, что уровень сигнала на выходе рамки и частично диполя складывается из большого числа электромагнитных полей, существующих в пространстве в районе расположения приемного устройства от различных источников (передатчиков).

При необходимости определить частоту высокочастотного сигнала можно, если он сильный, используя непосредственное включение электронного частотомера на выход рамки или диполя. При слабых сигналах и использовании усилителей можно по их частотной настройке определять частоты сигналов, наведенные в рамке или диполе, т. е. так, как обычно по шкале радиоприемника можно определить длину волны или частоту принимаемой станции.

90000 Basic measuring of resistance, voltage and current using digital multimeter 90001 90002 Few words about digital multimeter 90003 90004 Digital multimeter has generally replaced the analog-type multimeter as the test device of choice for maintainers because they are easier to read, are often more compact and have greater accuracy. Digital multimeter performs all standard analog-meter measurement functions of AC and DC. Some offer frequency and temperature measurement. 90005 90006 Basic measuring of resistance, voltage and current using digital multimeter Many have such features as 90007 peak-hold display that provides short-term memory 90008 for capturing the peak value of transient signals as well as audible and visual indications for continuity testing and level detection.90004 When troubleshooting with the digital multimeter, the maintainer is able to «see» the situation and the problem within the circuit or system. Figure 1 illustrates a typical autoranging digital multimeter. 90005 90004 Of course for the meter to be of any use it must first be connected to the circuit or device to be tested. Both leads, 90007 one red and the other black 90008, must be inserted into the correct meter lead jacks. The black lead is connected to the meter jack marked COM or common.90005 90015 90015 Figure 1 — Digital multimeter 90004 It is usually the lower right jack as in this illustration. (Be aware that not every meter has the same jack configuration.) The red lead is connected to either of the appropriate jacks depending on what the maintainer wants to measure — ohms, volts or amperes. 90005 90019 90004 The two jacks on the left are utilized when measuring current, 90007 either in the 300mA or the 10 ampere range 90008. 90005 90024 90004 Let’s see now the basic procedures for measuring of three main electrical units: 90005 90027 90028 Resistance 90029 90028 Voltage 90029 90028 Current 90029 90034 90035 90036 1.Measuring resistance 90037 90004 Figure 2 shows the steps that should be followed when measuring resistance. Remember that resistance measurements are carried out without the power being applied to the component under test, and resistance values ​​can vary by as much as 20% due to the tolerance of certain resistors. 90005 90004 Do not be misled if your meter reading is slightly different from the color band on the resistor. If a resistor’s value is off and exceeds the tolerance, 90007 the resistor should be replaced 90008! A resistor will rarely short, but typically will open.90005 90004 If a resistor does open, the digital multimeter display will flash on and off or display OL (open line) because the resistor has an infinite resistance. 90005 90027 90028 Turn off power to the circuit 90029 90028 Select resistance Ω 90029 90028 Plug the black test lead into the COM jack and the red test lead into the Ω jack 90029 90028 Connect the probe tips across the component or portion of the circuit for which you want to determine the resistance 90029 90028 View the reading and be sure to note the unit of measure, Ω, ΩK, MΩ, etc.90029 90034 90058 90058 Figure 2 — Measuring resistance with digital multimeter 90004 Go back to digital multimeter measurements ↑ 90005 90035 90036 2. Measuring voltage 90037 90004 Figure 3 shows the steps that should be followed 90007 when measuring voltage 90008. The measurement of both voltage and resistance is where the digital multimeter finds its greatest utilization. 90005 90004 For voltage and resistance measurement, the red lead is inserted into the V — Ω (volt or ohm) meter jack.90005 90027 90028 Select volts AC (V ~), volts DC (V-), mvolts (V-) as desired 90029 90028 Plug the black test lead into the COM jack and the red test lead into the V jack 90029 90028 Touch the probe tips to the circuit across a load or power source as shown (parallel to the circuit to be tested) 90029 90028 View the reading being sure to note the unit of measure 90029 90034 90004 90007 Note // 90008 For DC readings of the correct polarity (+ or -), touch the red test probe to the positive side of the circuit, and the black test probe to the negative side of the circuit ground.If you reverse the connections, a digital multimeter with auto-polarity will merely display a minus sign indicating negative polarity. With an analog meter you risk damaging the meter. 90005 90085 90085 Figure 3 — Measuring voltage with digital multimeter 90004 Go back to digital multimeter measurements ↑ 90005 90035 90036 3. Measuring current 90037 90004 Figure 4 shows the 90007 steps that should be followed when measuring current 90008. The measurement of current is rarely performed when troubleshooting, as the circuit path has to be opened to insert the digital multimeter in series with the current flow.90005 90004 However, if current is to be measured, the red lead is inserted into one of the ampere jacks, 90007 10 amp (10A) or 300 milliamp (300 mA) 90008 input jack depending on the expected value of the reading. 90005 90027 90028 Turn off the power to the circuit 90029 90028 Disconnect, cut or unsolder the circuit, creating a place where the meter probes can be inserted 90029 90028 Select amps AC (A ~), or amps DC (A-) as desired 90029 90028 Plug the black test lead into the COM jack and the red test lead into 10 amp (10A) or 300 milliamp (300mA) jack depending on the expected value of the reading 90029 90028 Connect the probe tips to the circuit across the bread as shown so that all current will flow through the meter (a series connection) 90029 90028 Turn the circuit power back on 90029 90028 View the reading being sure to note the unit of measure 90029 90034 90004 90007 Note // 90008 If test leads are reversed a negative (-) sign will be displayed 90005 90120 90120 Figure 4 — Measuring electric current with digital multimeter 90004 Go back to digital multimeter measurements ↑ 90005 90004 90125 90007 Reference // 90008 Electrical Theory — Technology, PLC concepts, basic electronics by Michelin 90128 90005 .90000 Portable Digital Earth Resistance Tester VICI Multimeter Ground Resistance Voltage Meter Lightning Rod Measure Diagnostic Tools | | 90001 90002 Portable Digital Earth Resistance Tester VICI Multimeter Ground Resistance Voltage Meter Lightning Rod Measure Diagnostic Tools 90003 90002 90005 90006 90007 90008 90009 90010 90011 90012 90013 90003 90002 Basic Function: 90003 90002 Range / Accuracy / Resolution / Measuring method 90003 90002 Earth Resistance: 90003 90002 20Ω / ± (2% ± 10) / 0.01Ω / Three line method 90003 90002 200Ω / ± (2% ± 3) / 0.1Ω / Frequency 820Hz 90003 90002 2000Ω / ± (2% ± 3) / 1Ω / Max Current 3mA 90003 90002 2000Ω / ± (2% ± 5) / 1Ω / Two line 90003 90002 Earth Voltage: 90003 90002 200V / ± (1% ± 5) / 0.1V 90003 90002 90003 90002 Features: 90003 90002 1.Earth resistance range: 0-1999Ω. 90003 90002 2. Earth voltage range: 0-199.9V. 90003 90002 3. LCD display with 32mm high figure 90003 90002 4. Withstand voltage: 3700V AC between the circuit and body cover (for 1 minute). 90003 90002 5. Overload protection: At earth voltage range, Max voltage can be 450V AC (for 1 minute). 90003 90002 At earth resistance range, Max voltage can be 280V AC for (10 seconds). 90003 90002 6.Test lock and data hold function. 90003 90002 7. White LCD backlight. 90003 90002 90003 90002 Technical Data: 90003 90002 Earth resistance: 3 Wires: 20/200 / 2000Ω; 2 Wires: 2000Ω 90003 90002 3 Wires: 20Ω (2% rdg + 0.1Ω); 200Ω / 2000Ω (2% rdg + 3dgt) 90003 90002 2 Wires: 2000Ω (2% rdg + 5dgt) 90003 90002 Earth voltage: 200V (1% rdg + 5dgt) 90003 90002 90003 90002 Special Function: 90003 90002 Working temperature: 0C-40C; relative humidity <80% 90003 90002 Storage temperature: -10C-50C; relative humidity <85% 90003 90002 Best measuring temperature: 23C5C; relative humidity <75% 90003 90002 Overload protection 90003 90002 Operating frequency: About 820Hz 90003 90002 Operating Current: About 3mA 90003 90002 Operation method: Manual range 90003 90002 Max.display: 1999 90003 90002 90003 90002 General characteristic: 90003 90002 LCD size: 75 * 52mm 90003 90002 Meter weight: 800g (including the battery) 90003 90002 Meter Size: 175 * 115 * 65mm 90003 90002 Power source: 6 * 1.5V Aa battery (not included) 90003 90002 Meter color: Body: dark grey and orange 90003 90002 Package Size: 31 * 24 * 11.5cm / 12.3 * 9.4 * 4in 90003 90002 Package Weight: 2155g / 4.8lb 90003 90002 90003 90002 Package List: 90003 90002 1 * VC4105A Digital Earth Ground Resistance Tester 90003 90002 1 * Supportive earth bar 90003 90002 3 * Alligator Clip Test Lead (green, yellow, red) 90003 90002 1 * English Manual 90003 90002 1 * Carrying Bag 90003 .90000 Voltage, Current, Resistance, and Ohm's Law 90001 Favorited Favorite 103 90002 Electricity Basics 90003 90004 When beginning to explore the world of electricity and electronics, it is vital to start by understanding the basics of voltage, current, and resistance. These are the three basic building blocks required to manipulate and utilize electricity. At first, these concepts can be difficult to understand because we can not "see" them.One can not see with the naked eye the energy flowing through a wire or the voltage of a battery sitting on a table. Even the lightning in the sky, while visible, is not truly the energy exchange happening from the clouds to the earth, but a reaction in the air to the energy passing through it. In order to detect this energy transfer, we must use measurement tools such as multimeters, spectrum analyzers, and oscilloscopes to visualize what is happening with the charge in a system. Fear not, however, this tutorial will give you the basic understanding of voltage, current, and resistance and how the three relate to each other.90005 90004 90007 Georg Ohm 90008 90005 90010 Covered in this Tutorial 90011 90012 90013 How electrical charge relates to voltage, current, and resistance. 90014 90013 What voltage, current, and resistance are. 90014 90013 What Ohm's Law is and how to use it to understand electricity. 90014 90013 A simple experiment to demonstrate these concepts. 90014 90021 90010 Suggested Reading 90011 90004 & nbsp 90005 90004 & nbsp 90005 90002 Electrical Charge 90003 90004 Electricity is the movement of electrons.Electrons create charge, which we can harness to do work. Your lightbulb, your stereo, your phone, etc., are all harnessing the movement of the electrons in order to do work. They all operate using the same basic power source: the movement of electrons. 90005 90004 The three basic principles for this tutorial can be explained using electrons, or more specifically, the charge they create: 90005 90012 90013 90036 Voltage 90037 is the difference in charge between two points. 90014 90013 90036 Current 90037 is the rate at which charge is flowing.90014 90013 90036 Resistance 90037 is a material's tendency to resist the flow of charge (current). 90014 90021 90004 So, when we talk about these values, we're really describing the movement of charge, and thus, the behavior of electrons. A circuit is a closed loop that allows charge to move from one place to another. Components in the circuit allow us to control this charge and use it to do work. 90005 90004 Georg Ohm was a Bavarian scientist who studied electricity. Ohm starts by describing a unit of resistance that is defined by current and voltage.So, let's start with voltage and go from there. 90005 90002 Voltage 90003 90004 90055 90056 90005 90004 We define voltage as the amount of potential energy between two points on a circuit. One point has more charge than another. This difference in charge between the two points is called voltage. It is measured in volts, which, technically, is the potential energy difference between two points that will impart one joule of energy per coulomb of charge that passes through it (do not panic if this makes no sense, all will be explained).The unit "volt" is named after the Italian physicist Alessandro Volta who invented what is considered the first chemical battery. Voltage is represented in equations and schematics by the letter "V". 90005 90004 When describing voltage, current, and resistance, a common analogy is a water tank. In this analogy, charge is represented by the water 90007 amount 90008, voltage is represented by the water 90007 pressure 90008, and current is represented by the water 90007 flow 90008. So for this analogy, remember: 90005 90012 90013 Water = Charge 90014 90013 Pressure = Voltage 90014 90013 Flow = Current 90014 90021 90004 Consider a water tank at a certain height above the ground.At the bottom of this tank there is a hose. 90005 90004 The pressure at the end of the hose can represent voltage. The water in the tank represents charge. The more water in the tank, the higher the charge, the more pressure is measured at the end of the hose. 90005 90004 We can think of this tank as a battery, a place where we store a certain amount of energy and then release it. If we drain our tank a certain amount, the pressure created at the end of the hose goes down. We can think of this as decreasing voltage, like when a flashlight gets dimmer as the batteries run down.There is also a decrease in the amount of water that will flow through the hose. Less pressure means less water is flowing, which brings us to current. 90005 90002 Current 90003 90004 90085 90056 90005 90004 We can think of the amount of water flowing through the hose from the tank as current. The higher the pressure, the higher the flow, and vice-versa. With water, we would measure the volume of the water flowing through the hose over a certain period of time.18 electrons (1 Coulomb) per second passing through a point in a circuit. Amps are represented in equations by the letter "I". 90005 90004 Let's say now that we have two tanks, each with a hose coming from the bottom. Each tank has the exact same amount of water, but the hose on one tank is narrower than the hose on the other. 90005 90004 We measure the same amount of pressure at the end of either hose, but when the water begins to flow, the flow rate of the water in the tank with the narrower hose will be less than the flow rate of the water in the tank with the wider hose.In electrical terms, the current through the narrower hose is less than the current through the wider hose. If we want the flow to be the same through both hoses, we have to increase the amount of water (charge) in the tank with the narrower hose. 90005 90004 This increases the pressure (voltage) at the end of the narrower hose, pushing more water through the tank. This is analogous to an increase in voltage that causes an increase in current. 90005 90004 Now we're starting to see the relationship between voltage and current.But there is a third factor to be considered here: the width of the hose. In this analogy, the width of the hose is the resistance. This means we need to add another term to our model: 90005 90012 90013 Water = Charge (measured in Coulombs) 90014 90013 Pressure = Voltage (measured in Volts) 90014 90013 Flow = Current (measured in Amperes, or "Amps" for short) 90014 90013 90036 Hose Width = Resistance 90037 90014 90021 90002 Resistance 90003 90004 Consider again our two water tanks, one with a narrow pipe and one with a wide pipe.90005 90004 It stands to reason that we can not fit as much volume through a narrow pipe than a wider one at the same pressure. This is resistance. The narrow pipe "resists" the flow of water through it even though the water is at the same pressure as the tank with the wider pipe. 90005 90004 In electrical terms, this is represented by two circuits with equal voltages and different resistances. The circuit with the higher resistance will allow less charge to flow, meaning the circuit with higher resistance has less current flowing through it.18 electrons. This value is usually represented in schematics with the greek letter "& ohm;", which is called omega, and pronounced "ohm". 90005 90002 Ohm's Law 90003 90004 90123 90056 90005 90004 Combining the elements of voltage, current, and resistance, Ohm developed the formula: 90005 90004 Where 90005 90012 90013 V = Voltage in volts 90014 90013 I = Current in amps 90014 90013 R = Resistance in ohms 90014 90021 90004 This is called Ohm's law.Let's say, for example, that we have a circuit with the potential of 1 volt, a current of 1 amp, and resistance of 1 ohm. Using Ohm's Law we can say: 90005 90004 Let's say this represents our tank with a wide hose. The amount of water in the tank is defined as 1 volt and the "narrowness" (resistance to flow) of the hose is defined as 1 ohm. Using Ohms Law, this gives us a flow (current) of 1 amp. 90005 90004 Using this analogy, let's now look at the tank with the narrow hose. Because the hose is narrower, its resistance to flow is higher.Let's define this resistance as 2 ohms. The amount of water in the tank is the same as the other tank, so, using Ohm's Law, our equation for the tank with the narrow hose is 90005 90004 But what is the current? Because the resistance is greater, and the voltage is the same, this gives us a current value of 0.5 amps: 90005 90004 So, the current is lower in the tank with higher resistance. Now we can see that if we know two of the values ​​for Ohm's law, we can solve for the third.Let's demonstrate this with an experiment. 90005 90002 An Ohm's Law Experiment 90003 90004 For this experiment, we want to use a 9 volt battery to power an LED. LEDs are fragile and can only have a certain amount of current flowing through them before they burn out. In the documentation for an LED, there will always be a "current rating". This is the maximum amount of current that can flow through the particular LED before it burns out. 90005 90010 Materials Required 90011 90004 In order to perform the experiments listed at the end of the tutorial, you will need: 90005 90004 90036 NOTE: 90037 LEDs are what's known as a "non-ohmic" devices.This means that the equation for the current flowing through the LED itself is not as simple as V = IR. The LED introduces something called a "voltage drop" into the circuit, thus changing the amount of current running through it. However, in this experiment we are simply trying to protect the LED from over-current, so we will neglect the current characteristics of the LED and choose the resistor value using Ohm's Law in order to be sure that the current through the LED is safely under 20mA. 90005 90004 For this example, we have a 9 volt battery and a red LED with a current rating of 20 milliamps, or 0.020 amps. To be safe, we'd rather not drive the LED at its maximum current but rather its suggested current, which is listed on its datasheet as 18mA, or 0.018 amps. If we simply connect the LED directly to the battery, the values ​​for Ohm's law look like this: 90005 90004 therefore: 90005 90004 and since we have no resistance yet: 90005 90004 Dividing by zero gives us infinite current! Well, not infinite in practice, but as much current as the battery can deliver. Since we do NOT want that much current flowing through our LED, we're going to need a resistor.Our circuit should look like this: 90005 90004 We can use Ohm's Law in the exact same way to determine the reistor value that will give us the desired current value: 90005 90004 therefore: 90005 90004 plugging in our values: 90005 90004 solving for resistance: 90005 90004 So, we need a resistor value of around 500 ohms to keep the current through the LED under the maximum current rating. 90005 90004 500 ohms is not a common value for off-the-shelf resistors, so this device uses a 560 ohm resistor in its place.Here's what our device looks like all put together. 90005 90004 Success! We've chosen a resistor value that is high enough to keep the current through the LED below its maximum rating, but low enough that the current is sufficient to keep the LED nice and bright. 90005 90004 This LED / current-limiting resistor example is a common occurrence in hobby electronics. You'll often need to use Ohm's Law to change the amount of current flowing through the circuit. Another example of this implementation is seen in the LilyPad LED boards.90005 90004 With this setup, instead of having to choose the resistor for the LED, the resistor is already on-board with the LED so the current-limiting is accomplished without having to add a resistor by hand. 90005 90010 Current Limiting Before or After the LED? 90011 90004 To make things a little more complicated, you can place the current limiting resistor on either side of the LED, and it will work just the same! 90005 90004 Many folks learning electronics for the first time struggle with the idea that a current limiting resistor can live on either side of the LED and the circuit will still function as usual.90005 90004 Imagine a river in a continuous loop, an infinite, circular, flowing river. If we were to place a dam in it, the entire river would stop flowing, not just one side. Now imagine we place a water wheel in the river which slows the flow of the river. It would not matter where in the circle the water wheel is placed, it will still slow the flow on the 90007 entire river 90008. 90005 90004 This is an oversimplification, as the current limiting resistor can not be placed 90007 anywhere in the circuit 90008; it can be placed on 90007 either side 90008 of the LED to perform its function.90005 90004 For a more scientific answer, we turn to Kirchoff's Voltage Law. It is because of this law that the current limiting resistor can go on either side of the LED and still have the same effect. For more info and some practice problems using KVL, visit this website. 90005 90002 Resources and Going Further 90003 90004 Now you should understand the concepts of voltage, current, resistance, and how the three are related. Congratulations! The majority of equations and laws for analyzing circuits can be derived directly from Ohm's Law.By knowing this simple law, you understand the concept that is the basis for the analysis of any electrical circuit! 90005 90004 These concepts are just the tip of the iceberg. If you're looking to study further into more complex applications of Ohm's Law and the design of electrical circuits, be sure to check out the following tutorials. 90005 .90000 Original High Resistance Meter AT682 Digital Insulation Resistance Tester Can Direct Readout of Resistance And Current | | 90001 90002 90003 Original High Resistance Meter AT682 Digital Insulation Resistance Tester Can Direct Readout of Resistance And Current 90004 90005 90006 90007 90008 90009 90002 90011 90005 90002 90005 90002 The AT682 High Resistance Meter is an MCU controlled measuring instrument for direct readout of resistance and current.The voltage applied to the device under test (DUT) is programmable from 1 to тисячі volts. A pass / fail indicator provides a visual display of test results based on a preset limit. 90011 90005 90002 The AT682 High Resistance Meter is designed for measuring very high resistance and related parameters of insulation materials, electronic components, and electro-mechanical components. 90005 90002 90005 90002 90003 Feature 90004 90005 90002 ● 3-lines VFD Display 90005 90002 ● Correction: OPEN 90005 90002 ● Comparator: 30 files, GD / NG Beeper 90005 90002 ● Interface: RS232C and Handler 90005 90002 ● Optional Interface: USB 90005 90002 90005 90002 90003 Application 90004 90005 90002 ● capacitors 90005 90002 ● relays 90005 90002 ● switches 90005 90002 ● connectors 90005 90002 ● materials 90005 90002 ● cables 90005 90002 ● PC boards.90005 90002 90005 90058 90007 90008 90061 90002 AT682 Insulation Resistance Tester 90005 90064 90065 90008 90061 90002 90003 SPECIFICATIONS 90004 90005 90064 90065 90008 90009 90002 90003 Parameter 90004 90005 90064 90009 90002 Leakage current and insulation resistance 90005 90064 90065 90008 90009 90002 90003 Output Voltage 90004 90005 90064 90009 90002 AT682: (NC) 1V ~ 1000VDC 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Accuracy 90005 90064 90009 90002 <10G: 3% ≥10G: 5% ≥100G: 10% 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Measurement Range 90005 90064 90009 90002 10kΩ ~ 1TΩ (104 ~ 1012W) 90005 90002 10V: 10kΩ ~ 10GΩ 90005 90002 100V: 100kΩ ~ 100GΩ 90005 90002 1000V: 1MΩ ~ 1000GΩ 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Max Reading 90005 90064 90009 90002 9999 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Range 90005 90064 90009 90002 Automatic and Manual 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Speed ​​90005 90064 90009 90002 55 times / second, 15 times / second, 3 times / second 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Adjustment 90005 90064 90009 90002 Open-circuit Zero-Adjust for each range 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Result Display 90005 90064 90009 90002 Show, current, resistance, peak value, and sorting result 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Charging Timer 90005 90064 90009 90002 999.9s 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Comparator 90005 90064 90009 90002 30 sets record, GD / NG Beep: GD, NG, OFF setting. 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Interface 90005 90064 90009 90002 RS-232C interface Handler interface (AT682SE optional interface) 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Others 90005 90064 90009 90002 VFD four color high-definition screen, keypad lock and data hold function 90005 90064 90065 90008 90061 90002 90005 90002 90003 GENERAL FEATURES 90004 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Power Supply 90005 90064 90009 90002 Voltage: 198VAC ~ 240VAC Frequency: 50Hz Power: Max 30VA 90005 90064 90065 90008 90009 90002 Dimension & Weight 90005 90064 90009 90002 264 (Width) mmx107 (Height) mmx350mm (Depth) 5kg 90005 90064 90065 90244 90245 90002 90005 90002 90249 90250 90251 90252 90253 90005 90255 90256 90011 90002 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90005 90002 90005 90064 90065 90244 90245 90002 90005 .