Măsurarea tensiunii electrice

Tensiunea electrică

Voltmetrul măsoară tensiunea la bornele receptorului sau generatorului

Voltmetrele sunt aparate de măsură destinate măsurării tensiunii electrice. Tensiunea aplicată la bornele unui voltmetru dă naștere unui curent electric care străbate echipamentul mobil al dispozitivului de măsurat, conform legii lui Ohm.

Cum rezistența bobinei aparatului de măsurat este constantă, intensitatea curentului care străbate voltmetrul depinde numai de tensiune: I = f(U). Pentru fiecare valoare a tensiunii aplicate la bornele voltmetrului există o valoare bine definită a curentului și a unghiului de deviație α.

Rezistența interioară a voltmetrului trebuie să fie mai mare decât rezistența receptorului sau a generatorului de energie. Determinarea tensiunii cu ajutorul unui voltmetru se face prin conectarea acestuia la bornele receptorului sau ale generatorului, adică în paralel.

Conectarea voltmetrului

Voltmetrul se montează în paralel în circuit

Pe cadranul aparatelor de măsură sunt inscripționate, conform standardului în vigoare, domeniul de măsurare, rezistența internă, clasa de exactitate, poziția de funcționare și tipul dispozitivului de măsurat. În cazul aparatelor cu mai multe domenii de măsurare este necesară determinarea constantei aparatului, K_V.

Măsurarea tensiunii electrice se face cu ajutorul unui voltmetru montat în paralel. Rezistența proprie a voltmetrului trebuie să fie mult mai mare decât rezistența circuitului: R_V >> R.

Extinderea domeniului de măsurare a voltmetrelor se face cu rezistențe adiționale, respectiv cu transformatoare de măsură de tensiune.

Rezistența adițională

Rezistența adițională mărește domeniul de măsurare al voltmetrului

Rezistența adițională este o rezistență electrică de valoare mare, care se montează în serie cu aparatul de măsurat magnetoelectric sau, în cazul curentului alternativ, cu aparate feromagnetice, electrodinamice ori ferodinamice.

Rezistența în ohm/V, care caracterizează un aparat de măsură, este rezistența necesară pentru a extinde domeniul de măsurare cu un volt și este egală cu inversul curentului nominal.

În practica de laborator sunt folosite voltmetre cu mai multe domenii de măsurare:

• cu rezistență adițională pentru fiecare interval;
• cu rezistențe în serie.

Rezistențele adiționale se confecționează din manganină și se montează în interiorul aparatului pentru aparate cu limitele 750-1000 V. La depășirea acestor domenii, rezistențele adiționale se montează în exteriorul aparatului. Limita de măsurare poate fi extinsă și cu ajutorul divizorului de tensiune rezistiv.

Erori și etalonare

Rezultatul măsurării este influențat de mijloacele și metodele folosite

Indiferent dacă voltmetrul este utilizat în curent continuu sau alternativ, tensiunea măsurată poate avea valori de ordinul microvolților, milivolților sau volților, până la sute și mii de volți. În componența acestor aparate intră dispozitive magnetoelectrice, feromagnetice, electrodinamice sau ferodinamice.

Prin efectuarea unei măsurări, oricât de precise ar fi mijloacele și metodele de măsurare, nu se poate obține niciodată valoarea adevărată a mărimii de măsurat. Între valoarea obținută prin măsurare și valoarea adevărată există o diferență, numită eroare de măsurare. Aparatele de măsurat sunt supuse etalonării pentru determinarea clasei de precizie.

Măsurarea cu multimetrul

Multimetrul se conectează în paralel cu punctele între care se măsoară tensiunea

Pentru măsurarea tensiunilor, multimetrul se conectează în circuit în paralel cu sursa de tensiune. Valoarea afișată reprezintă diferența de potențial dintre cele două puncte de test.

Măsurarea tensiunii electrice cu multimetre analogice este asemănătoare cu cea utilizată de voltmetrele magnetoelectrice, iar pentru măsurarea tensiunii alternative se folosește tehnica redresării.

La multimetrul analogic se disting 9 domenii de măsurare în curent continuu (75 mV; 1; 2,5; 10; 25; 100; 250; 500 și 1000 V) și 6 domenii de măsurare în curent alternativ (2,5; 10; 50; 250; 1000 V).