Jak se do obvodu zapojuje zařízení na měření elektrického napětí?

Tajemství paralelního zapojení voltmetru: Jak měřit napětí bez narušení obvodu

Elektrické napětí, síla pohánějící elektrony v obvodu, je klíčová veličina pro pochopení a efektivní fungování elektronických zařízení. Měření napětí je tedy naprosto nezbytné pro diagnostiku, ladění a vývoj elektroniky. A právě zde vstupuje na scénu voltmetr, spolehlivý pomocník každého elektrotechnika.

Na rozdíl od intuitivního sériového zapojení, které se používá u ampérmetrů pro měření proudu, voltmetr se zapojuje paralelně k měřené části obvodu. Proč je to tak a jaké jsou výhody tohoto zapojení? To si nyní podrobněji rozebereme.

Proč paralelně?

Představte si, že měříte tlak v pneumatice. Nepřipojíte měřidlo do série s hadicí od kompresoru, protože by to omezilo proudění vzduchu a zkreslilo měření. Místo toho měřidlo připojíte paralelně, abyste zjistili tlak uvnitř pneumatiky, aniž byste ovlivnili její plnění. Stejný princip platí i pro voltmetr.

Voltmetr má vysoký vnitřní odpor. Toto je klíčové. Pokud by byl voltmetr zapojen sériově, jeho vysoký odpor by výrazně omezil proud v obvodu. To by vedlo k:

• Zkreslení měřeného napětí: Snížení proudu by vedlo ke změně napětí na jednotlivých komponentách v obvodu, včetně toho, které chceme měřit.
• Nesprávným výsledkům: Zobrazená hodnota by nereflektovala skutečné napětí v původním obvodu.
• Potenciálnímu poškození: Vysoký proud procházející sériově zapojeným voltmetrem (s nízkým rozsahem) by mohl přístroj poškodit.

Paralelní zapojení naproti tomu umožňuje voltmetru “naslouchat” napětí mezi dvěma body v obvodu, aniž by do něj významně zasahoval. Vysoký vnitřní odpor voltmetru znamená, že jím proteče jen velmi malý proud, zanedbatelný ve srovnání s proudem tekoucím obvodem. Tím se zajistí, že voltmetr měří napětí co nejpřesněji, aniž by ovlivnil jeho chod.

Jak na to krok za krokem:

1. Identifikujte dva body, mezi kterými chcete měřit napětí. Může to být napětí na rezistoru, kondenzátoru, nebo na celém úseku obvodu.
2. Připojte jeden kabel voltmetru (obvykle červený) ke kladnému pólu měřeného úseku. U stejnosměrného (DC) obvodu je to obvykle pól s vyšším potenciálem. U střídavého (AC) obvodu polarita není kritická.
3. Připojte druhý kabel voltmetru (obvykle černý) k zápornému pólu měřeného úseku. U stejnosměrného (DC) obvodu je to obvykle pól s nižším potenciálem.
4. Přečtěte hodnotu napětí na displeji voltmetru. Ujistěte se, že jste nastavili správný rozsah měření na voltmetru (pokud má manuální nastavení), abyste dosáhli nejvyšší přesnosti.

Důležité upozornění:

• Vždy si přečtěte návod k voltmetru před jeho použitím.
• Používejte voltmetr, který je určen pro typ proudu (DC nebo AC) a rozsahy napětí, které potřebujete měřit.
• Při měření vysokého napětí buďte opatrní a dodržujte bezpečnostní předpisy.

Závěrem:

Správné zapojení voltmetru paralelně je zásadní pro přesné měření napětí v elektrických obvodech. Díky vysokému vnitřnímu odporu voltmetr minimalizuje narušení obvodu a poskytuje věrný obraz napětí mezi dvěma body. Pochopení tohoto principu a dodržování bezpečnostních opatření je klíčové pro každého, kdo pracuje s elektronikou.