Categories: Electrònica pràctica, Reparació d'aparells
Nombre de visualitzacions: 26598
Comentaris sobre l'article: 2
Mesura de tensió
A la pràctica de ràdio aficionada, aquest és el tipus de mesura més comú. Per exemple, quan es repara un televisor, les tensions es mesuren en punts característics del dispositiu, és a dir, als terminals dels transistors i microcircuits. Si teniu a mà un diagrama de circuit i mostra els modes de transistors i microcircuits, no serà difícil per a un mestre experimentat trobar un mal funcionament.
Si es construeixen estructures autoensamblades, no es pot prescindir de la mesura de la tensió. Les excepcions només són esquemes clàssics, sobre els quals escriuen alguna cosa així: "Si el disseny es combina a partir de peces reparables, no cal ajustar-lo, funcionarà de seguida."
Per regla general, es tracta de circuits electrònics clàssics, per exemple, multivibrador. El mateix enfocament es pot obtenir fins i tot per a un amplificador de freqüència d’àudio, si està muntat en un xip especialitzat. Com a bon exemple, la TDA 7294 i molts més xips d’aquesta sèrie. Però la qualitat dels amplificadors "integrats" és petita, i els autèntics coneixedors construeixen els seus amplificadors en transistors discrets i, de vegades, en tubs electrònics. I aquí només es pot fer sense ajustar i mesurar l’estrès relacionat.
Com i què mesurar
Es mostra a la figura 1.
Figura 1
Potser algú dirà, diuen, què es pot mesurar aquí? I què té l’objectiu de muntar una cadena com aquesta? Sí, probablement sigui difícil trobar una aplicació pràctica per a aquest esquema. I amb finalitats educatives, és força adequat.
En primer lloc, heu de parar atenció a la connexió del voltímetre. Com que el circuit de corrent continu es mostra a la figura, el voltímetre està connectat d’acord amb la polaritat indicada al dispositiu en forma de signes més i menys. Bàsicament, aquesta observació és certa per al dispositiu punter: si no s’observa la polaritat, la fletxa es desviarà en el sentit contrari, en direcció a la divisió zero de l’escala. Així obtenim un tipus de zero negatiu.
Els dispositius digitals, multímetres, en aquest sentit, són més democràtics. Encara que sondes de prova connectat en polaritat inversa, la tensió encara es mesurarà, només apareixerà un signe menys a l'escala abans del resultat.
Una altra cosa a tenir en compte quan es mesuren tensions és el rang de mesura del dispositiu. Si la tensió estimada es troba en un rang de, per exemple, de 10 ... 200 milivolts, llavors l'escala del dispositiu correspon a 200 milivolts, i és probable que la mesura de la tensió en una escala de 1000 volts tingui un resultat intel·ligible.
També heu de triar un rang de mesurament en altres casos. Per a un voltatge mesurat de 100 volts, és força adequat un rang de 200V i fins a 1000V. El resultat serà el mateix. Pel que fa a multímetre modern.
Si les mesures es fan mitjançant un bon indicador antic, aleshores, per mesurar la tensió de 100V, haureu de seleccionar l’interval de mesurament quan les lectures es troben a la meitat de l’escala, cosa que permet una lectura més precisa.
I una recomanació més clàssica sobre l’ús d’un voltímetre, a saber: si es desconeix la magnitud del voltatge mesurat, aleshores s’haurien de començar les mesures ajustant el voltímetre a l’amplitud més gran. Al cap i a la fi, si la tensió mesurada és d’1V i l’interval és de 1000V, el major perill està en les lectures incorrectes del dispositiu. Si resulta al revés, l’interval de mesurament és d’1V i el voltatge mesurat és de 1000, no es pot evitar comprar un dispositiu nou.
Què mostrarà un voltímetre
Però, potser, tornarem a la figura 1 i intentarem determinar què mostraran els dos voltímetres. Per determinar això, heu de aprofitar la llei d'Ohm. El problema es pot solucionar en pocs passos.
Primer calcular el corrent al circuit. Per fer-ho, cal dividir la tensió de la font (a la figura es tracta d’una bateria galvànica amb un voltatge d’1,5 V) per la resistència del circuit.Amb una connexió en sèrie de resistències, aquesta serà simplement la suma de les seves resistències. En forma de fórmula, sembla una cosa així: I = U / (R1 + R2) = 4,5 / (100 + 150) = 0,018 (A) = 180 (mA).
Una petita nota: si l'expressió 4,5 / (100 + 150) es copia al porta-retalls, s'enganxa a la finestra de la calculadora de Windows, després de prémer la tecla "igual", s'obtindrà el resultat dels càlculs. A la pràctica, es calculen expressions encara més complexes que contenen mènsules quadrades i arrissades, graus i funcions.
En segon lloc, obteniu els resultats de la mesura, com la baixada de tensió a cada resistència:
U1 = I * R1 = 0,018 * 100 = 1,8 (V),
U2 = I * R2 = 0,018 * 150 = 2,7 (V),
Per verificar la correcció dels càlculs n'hi ha prou amb afegir els dos valors resultants de la caiguda de tensió. La suma ha de ser igual al voltatge de la bateria.
Potser algú pot preguntar-se: “I si el divisor no és de dues resistències, sinó de tres o fins i tot de deu? Com determinar la caiguda de tensió a cadascun d'ells? " De la mateixa manera que en el cas descrit. Primer cal determinar la resistència total del circuit i calcular el corrent total.
Després d'això, aquest corrent ja conegut és simplement multiplicat per resistència de la resistència corresponent. De vegades cal fer aquest tipus de càlculs, però també hi ha una cosa. Per no dubtar dels resultats obtinguts, el corrent de les fórmules hauria de ser substituït a Amperes i la resistència a Ohms. Aleshores, sens dubte, el resultat serà en Volts.
Impedància d’entrada del voltímetre
Ara tothom està acostumat a utilitzar dispositius elaborats per xinès. Però això no significa que la seva qualitat sigui inútil. Només a Rússia ningú es va pensar a produir els seus propis mil·límetres i els testers de fletxa van oblidar com fer-ho. Només una vergonya per a l’estat.
Fig. 2. MultímetreDt838
Hi havia una vegada, les instruccions dels instruments indicaven les seves característiques tècniques. En particular, per a voltímetres i provadors de commutació, aquesta va ser la resistència d’entrada, i es va indicar en quilo-ohms / volts. Hi havia aparells amb una resistència de 10 K / V i 20 K / V. Aquests darrers es van considerar més precisos, ja que la tensió mesurada es va reduir menys i va mostrar un resultat més precís. A la figura 3 es pot confirmar l'anterior.
Figura 3
La figura mostra divisor de tensió de dues resistències. La resistència de cada resistència és d’1KΩ, el voltatge d’alimentació és de 3V. És fàcil d’endevinar, fins i tot no cal tenir en compte res, que a cada resistència hi haurà exactament la meitat de la tensió.
Imaginem ara que les mesures les realitzen el dispositiu TL4, que en el mode de mesurament de tensió té una impedància d’entrada de 10KΩ / V. Al voltatge indicat al diagrama, el límit de mesurament de 3V és força adequat, en què la resistència total del voltímetre serà de 10 * 3 = 30 (KOhm).
Així, resulta que 30KΩ més estan connectats en paral·lel amb la resistència amb una resistència d’1KΩ. Aleshores, la resistència total quan es connectarà en paral·lel serà de 999.999 Ohm. Tot i que una mica més petit, però no per molt. Per tant, l’error del resultat de mesurament de la tensió serà insignificant.
Si ambdues resistències del divisor tenen un valor nominal d'1 megaohm, els resultats del càlcul tindran un aspecte així:
La resistència total d'un voltímetre i una resistència R1 connectats en paral·lel serà menor que menys, i per càlcul serà de 29,126KΩ. Qui no creu pot, per pràctica, recalcular segons fórmules de connexió paral·lela de resistències.
Corrent total al circuit divisor: I = U / (R1 + R2) = 3 / (1000 + 29.126) = 0.0029150949446423470012418304464176 (mA).
Els valors de resistència se substitueixen en quilo-ohms, de manera que el corrent es converteix en mil·límetres. Aleshores resulta que apareixerà el voltímetre
0,0029150949446423470012418304464176 * 29.126 ≈ 0,085 V.
I la meitat s’esperava, és a dir. un voltiu i mig! Si el corrent està en mil·límetres, la resistència és en quilo-ohms, el resultat s'obté en volts. Tot i que no siguin segons el sistema SI, de vegades ho fan.
Per descomptat, aquest divisor és una mica irreal: per què posar només 3 resistències de megavohm a una tensió de només 3V? O potser es fa servir un divisor en algun lloc, només cal mesurar el voltatge amb un dispositiu completament diferent.
Per exemple, un dels mil·límetres més barats xinesos DT838, a tots els intervals de mesurament de tensió, té una resistència d’entrada d’1 megohm, molt superior al dispositiu de l’exemple anterior. Però això no significa en absolut que els mesuradors de fletxa hagin superat la seva edat. En alguns casos, són simplement insubstituïbles.
Mesurament de tensió CA
Tots els mètodes i recomanacions relacionats amb la mesura de la tensió constant també són vàlids per a variables: el voltímetre està connectat en paral·lel a la secció del circuit, la resistència d’entrada del voltímetre ha de ser el més gran possible, l’interval de mesurament hauria de correspondre al voltatge mesurat. Però a l’hora de mesurar tensions alternatives, s’han de tenir en compte dos factors més, que tensió constant no té. Aquesta és la freqüència de la tensió i la seva forma.
Les mesures es poden realitzar mitjançant dos tipus d’instruments: un multímetre digital modern o un testador de punter “antediluvian”. Com és natural, tots dos dispositius d'aquesta mesura estan inclosos en la manera de mesurar tensions alternes. Els dos dispositius estan dissenyats per mesurar la tensió d'una forma sinusoïdal i, a la vegada, es mostraran valor rms.
El voltatge efectiu U és 0,707 de la tensió d'amplitud Um.
U = Um / √2 = 0,707 * Um, d'on es pot concloure que Um = U * √2 = 1,41 * U
Un exemple omnipresent és adequat aquí. Quan es mesura la tensió de CA, el dispositiu presentava 220V, cosa que significa que el valor d’amplitud segons la fórmula és
Um = U * √2 = 1,41 * U = 220 * 1,41 = 310V.
Aquest càlcul es confirma cada vegada que la tensió de xarxa es rectifica per un pont de díodes després del qual hi ha almenys un condensador electrolític: si es mesura la tensió constant a la sortida del pont, el dispositiu mostrarà només 310V. Cal recordar aquesta xifra, que pot ser útil en el desenvolupament i reparació d’alimentacions de commutació.
La fórmula indicada és vàlida per a totes les tensions si tenen una forma sinusoïdal. Per exemple, després d’un transformador disminuït hi ha un canvi de 12 V. A continuació, després de redreçar i suavitzar el condensador, obtenim
12 * 1,41 = 16,92 gairebé 17V. Però això passa si la càrrega no està connectada. Quan es connecta la càrrega, la tensió de corrent continu caurà a gairebé 12V. En el cas que la forma de tensió sigui diferent de l’ona sinusoïdal aquestes fórmules no funcionen, els dispositius no mostren el que s’esperava d’elles. A aquestes tensions, es fan mesures mitjançant altres instruments, com per exemple, un osciloscopi.
Un altre factor que afecta les lectures de voltímetre és la freqüència. Per exemple, el multímetre digital DT838, segons les seves característiques, mesura tensions alternades en l’interval de freqüències de 45 ... 450 Hz. Una mica millor en aquest sentit és l’antic testador de punter TL4.
En el rang de tensió fins a 30V, el seu rang de freqüències és de 40 ... 15000Hz (gairebé tot el rang de so es pot utilitzar per afegir amplificadors), però amb un augment de la tensió, la freqüència admissible disminueix. A la gamma 100V és de 40 ... 4000Hz, 300V 40 ... 2000Hz, i a la gamma 1000V només 40 ... 700Hz. Aquí teniu una victòria indiscutible sobre un dispositiu digital. Aquestes xifres també són vàlides només per a tensions sinusoïdals.
Tot i que de vegades no es requereixen dades sobre la forma, la freqüència i l'amplitud de les tensions alternes. Per exemple, com determinar si l’oscil·lador local d’un receptor d’ona curta funciona o no? Per què el receptor no "agafa" res?
Resulta que tot és molt senzill si utilitzeu un dispositiu punter. Cal activar-lo a qualsevol límit per mesurar tensions alternatives i amb una sonda (!) Toqueu els borns del transistor oscil·lador local. Si hi ha oscil·lacions d’alta freqüència, aquestes diodes són detectades a l’interior del dispositiu i la fletxa es desviarà a alguna part de l’escala.
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: