關(guān)于測(cè)量電壓您需要了解的 7 件事
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2024-11-06 16:43:50
很容易問(wèn)“電路中此時(shí)的電壓是多少?”事實(shí)上,如果有人提出這樣的問(wèn)題,您可以假設(shè)他們的意思是關(guān)于電池或電源的主中性線(xiàn)或負(fù)極。但這個(gè)概念本身非常重要:我們不能簡(jiǎn)單地在電路中的某個(gè)點(diǎn)上有電壓。
故障總是源于電路中某個(gè)位置的電流量錯(cuò)誤。也許斷線(xiàn)意味著零電流?;蛘哌^(guò)熱問(wèn)題導(dǎo)致電流過(guò)大。如果我們希望找到問(wèn)題所在,我們必須能夠區(qū)分術(shù)語(yǔ)“電路中某一點(diǎn)的電壓”(同樣,假設(shè)接地/中性參考)和術(shù)語(yǔ)“電路中器件兩端的電壓”。
2. 電壓隨時(shí)隨地存在。
當(dāng)您走過(guò)房子時(shí),您通常不會(huì)想到每個(gè)物體內(nèi)部和周?chē)即嬖陔妷?,但這是事實(shí)。有整個(gè)行業(yè)致力于解決靜電問(wèn)題,靜電可以在隨機(jī)物體上施加高電壓,只需等待觸摸即可產(chǎn)生快速火花和放電。
這通常是無(wú)害的,但在以下三個(gè)地方會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題:孩子從塑料滑梯上滑下來(lái),周?chē)幸兹颊魵獾臍獗?,以及敏感的、未受保護(hù)的計(jì)算機(jī)電路。滑梯是常見(jiàn)的感覺(jué),但氣泵和電路可能更危險(xiǎn)且成本更高。請(qǐng)記住,您始終有電壓??諝庥须妷海總€(gè)物體都有電壓。必要時(shí),了解如何正確觸摸物體,使您恢復(fù)到與周?chē)h(huán)境相同的電壓(或使自己接地),以免在錯(cuò)誤的地方意外產(chǎn)生火花。
3.電壓與電流有關(guān),但不依賴(lài)于電流。
歐姆定律將電壓、電流和電阻呈線(xiàn)性關(guān)系。當(dāng)負(fù)載電阻保持穩(wěn)定時(shí),電壓和電流直接相關(guān);將電壓加倍,電流也會(huì)加倍。然而,電路中可以有電壓而沒(méi)有任何電流,而歐姆定律似乎不成立。這一事實(shí)在開(kāi)路中為明顯,其中幾乎無(wú)窮大的電阻乘以零電流,并且電壓也應(yīng)該為零。然而,我們測(cè)量開(kāi)路電壓并會(huì)看到一個(gè)有限值。
在存在開(kāi)路的情況下,我們測(cè)量的是“潛在”電壓,而不是負(fù)載中消耗的功率所降低的電壓。
4、電壓表不能一直顯示準(zhǔn)確的電壓。
數(shù)字電壓表受到刷新率的限制,因此電壓的每個(gè)小尖峰或下降都不會(huì)被測(cè)量或顯示。模擬儀表雖然沒(méi)有刷新率,但需要時(shí)間來(lái)響應(yīng)變化,因此無(wú)法顯示電壓的快速變化。相反,可以將它們視為向您顯示一秒左右的“平均”電壓。
大多數(shù)時(shí)候,這個(gè)滾動(dòng)平均值就很好。但如果您確實(shí)需要測(cè)量高速信號(hào),那么儀器就是示波器,它可以以低至每秒數(shù)十億個(gè)樣本的時(shí)間精度顯示波形輪廓!
5. 無(wú)法測(cè)量元件上的實(shí)際壓降。
測(cè)量電壓時(shí),微量電流通過(guò)電壓表從+V流向COM。當(dāng)您嘗試測(cè)量端子或負(fù)載的電壓時(shí),會(huì)有一點(diǎn)額外的電流通過(guò)儀表,就電路而言,這意味著負(fù)載電阻剛剛下降了一點(diǎn)點(diǎn)。雖然不多,但是換個(gè)電路就足夠了。
大多數(shù)時(shí)候,這種微小的變化對(duì)于電工來(lái)說(shuō)不是什么問(wèn)題,甚至不值得討論。但在某些電路中,這可能很重要嗎?是的。在高電阻電路(如半導(dǎo)體)中,器件的電阻可能在某種程度上接近電壓表的電阻(可能是 MOSFET 的斷態(tài)電阻)。如果突然引入該表的相等電阻,則負(fù)載的電阻下降到一半,并且通過(guò)電路的電流加倍!當(dāng)我們談?wù)摂?shù)百萬(wàn)歐姆的電阻時(shí),電流仍然不大,但儀表顯示屏上的結(jié)果肯定不會(huì)描繪出正確的圖像!
6. 即使是低壓電池也能產(chǎn)生電弧。
我很少對(duì)測(cè)量工具感到震驚。但次發(fā)生這種情況(并非巧合)就在我真正理解絕緣萬(wàn)用表(兆歐表)真正工作原理之前的幾分鐘!
當(dāng)電池產(chǎn)生的直流電壓通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電壓時(shí),它可以像任何其他交流信號(hào)一樣發(fā)送到變壓器。這很可能是一個(gè)升壓變壓器,將 AA 電池的 6-9 伏電壓轉(zhuǎn)換為 500 伏甚至 1000 伏以上的電壓。這當(dāng)然足以產(chǎn)生可見(jiàn)的電弧電壓,并足以喚醒好奇的年輕工程師。
幸運(yùn)的是,幾節(jié) AA 電池產(chǎn)生的火花的總功率很小,因此不太可能造成危險(xiǎn)。盡管如此,它還是教會(huì)您尊重電力定律,并非常小心地用手將儀表引線(xiàn)固定在設(shè)備上。
7. 電壓可以持續(xù)多年。
你知道這個(gè);您從商店購(gòu)買(mǎi)的電池的有效期是未來(lái)數(shù)年,甚至可能是十年。然而,某些設(shè)備可以存儲(chǔ)大量電力。如果它們是高質(zhì)量的設(shè)計(jì),則該電壓可能需要幾十年的時(shí)間才能終通過(guò)電路、空氣或設(shè)備中的材料的電阻消散。
一個(gè)臭名昭著的罪魁禍?zhǔn)资?a target="_blank">電容器。如果電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和老式陰極射線(xiàn)電視等設(shè)備中使用的大電容器存儲(chǔ)在干燥、溫和的環(huán)境中,并且它們不包含某種緩慢耗散的電阻器,則它們可以長(zhǎng)時(shí)間保存能量。
如果您遇到一個(gè)大電容器,測(cè)量引線(xiàn)上的電壓只需要很短的時(shí)間。如果它帶有電荷,您可以在引線(xiàn)上連接一個(gè)高阻值電阻(例如 100k 到 1M),然后觀察它慢慢耗盡,直到電壓消失。
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