Ce este un aparat de msur

Un aparat de msur este orice dispozitiv special realizat pentru afiarea unei mrimi electrice ntr-un format ce poate fi interpretat de ctre un operator uman. De obicei, acest format este sub form vizual: deplasarea unui indicator pe o scal, o serie de dispozitive luminoase aranjate sub forma unui bargraph, sau un afiaj format din cifre.

n analiza i testarea circuitelor, exist dispozitive proiectate pentru realizarea msurtorilor mrimilor electrice de baz, i anume, tensiune, curent i rezisten. Exist multe alte tipuri de aparate de msur, dar n acest capitol ne vom concentra atenia, n principal, pe modul de funcionare al acestora trei.

Majoritatea aparatelor de msur moderne sunt digitale, folosind un afiaj numeric. Modelele mai vechi de aparate de msur sunt ns mecanice, utiliznd un indicator mecanic pentru afiarea mrimii msurate. n ambele cazuri, este nevoie de o setare a aparatului pentru indicarea corespunztoare a mrimilor msurate. n acest capitol ne vom referi exclusiv asupra principiilor de funcionare ale aparatelor de msur analogice (mecanice).

Voltmetrul

Limitri ale circuitelor de msur

Majoritatea aparatelor de msur sunt dispozitive foarte sensibile. Unele modele, precum D'Arsonval, necesit un curent de doar 50 A pentru a duce acul indicator n poziia maxim a scalei de valori; rezistena intern a acestor tipuri de aparate nu este mai mare de 1000 . n consecin, un astfel de voltmetru poate msura o tensiune maxim de doar 50 mV (50 A X 1000 ), pentru c la aceast valoare, acul indicator este n poziia sa maxim (dreapta) i nu se mai poate deplasa. Pentru a putea realiza voltmetre practice, cu capabiliti de msurare a unor tensiuni mult mai mari, folosind aceste dispozitive sensibile, trebuie gsit o metod de reducere a deplasrii acului indicator.

Modelul D'Arsonval

S lum ca i prim exemplu un dispozitiv tip D'Arsonval, cu o rezistena intern a bobinei de 500 , i a crei deplasare maxim (D.M.) se realizeaz pentru un curent de 1 mA.

Aplicnd legea lui Ohm, putem determina tensiunea necesar deplasrii acului indicator la valoarea maxim:

Dac am dori s folosim acest aparat pentru msurarea tensiunilor ce nu depesc o jumtate de volt, aceast configuraie ar fi mai mult dect suficient. Dar pentru a msur tensiuni peste aceast valoare, trebuie s aducem unele modificri. Pentru a obine o deplasare observabil a acului pentru o valoare a tensiunii de peste 0,5 V, este nevoie ca doar o parte din tensiunea de msurat s se regseasc pe bobina intern. Desigur, va trebui s modificm i scala aparatului de msur, astfel nct s existe o legtur direct ntre deplasarea acului indicator i valoarea real a tensiuni msurate.

Introducerea unui divizor de tensiune

Aceast operaie se poate realiza foarte uor cu ajutorul unui divizor de tensiune. tiind c un divizor de tensiune se realizeaz cu ajutorul rezistorilor conectai n serie, tot ceea e trebuie s facem este s conectm un rezistor n serie cu rezistena intern a configuraiei iniiale (inclus n dispozitiv), rezultatul fiind un divizor de tensiune format din doi rezistori.

Rezistorul serie poart numele de rezistor de multiplicare datorit faptului c multiplic valoarea tensiunii ce poate fi msurat. Determinarea valorii rezistenei este uoar dac suntem familiarizai cu analiza circuitelor serie. De exemplu, s determinm valoarea Rmultiplicare pentru ca dispozitivul de mai sus (1 mA, 500 ) s poat msura tensiuni de pn la 10 V.

Unitate Deplasare Rmultiplicare Total Unitate E V I A R

Putem folosi metoda tabelului pentru a ne uura calculele.

Unitate Deplasare Rmultiplicare Total Unitate E 10 V I 1 m 1 m 1 m A R 500

Cunoscnd faptul c deplasarea va fi maxim pentru un curent de 1 mA, precum i faptul c tensiunea la care dorim ca acest lucru s se ntmple este de 10 V (circuit serie, valoare total), putem completa tabelul astfel.

Unitate Deplasare Rmultiplicare Total Unitate E 10 V I 1 m 1 m 1 m A R 500 9,5 k 10 k

Exist mai multe metode de determinare a rezistenei de multiplicare. O variant presupune determinarea rezistenei totale a circuitului aplicnd legea lui Ohm pe coloana total (R = E / I), scznd apoi valoarea de 500 a deplasrii pentru a obine valoarea Rmultiplicare. O a doua metod const n determinarea cderii de tensiune pe rezistena intern atunci cnd deplasarea acului indicator este maxim (E = IR), cderea de tensiunea pe rezistorul de multiplicare fiind egal cu diferena dintre cderea de tensiune total i cderea de tensiune pe rezistena intern.

Unitate Deplasare Rmultiplicare Total Unitate E 0,5 9,5 10 V I 1 m 1 m 1 m A R 500 9,5 k 10 k

Ultimul pas const n aplicarea legii lui Ohm (R = E / I) pentru determinarea rezistenei rezistorului de multiplicare.

Indiferent de metoda folosit, rspunsul final este acelai (9,5 k). Putem aplica ambele metode, pentru a ne asigura c rezultatul final este corect.

Cu o cdere de tensiune de exact 10 V ntre terminalii aparatului de msur, curentul prin bobina intern va fi de exact 1 mA, acest curent fiind limitat de rezistorul de multiplicare i de rezistena intern a bobinei. Cderea de tensiune pe bobin va fi de exact 0,5 V, iar deplasarea acului indicator va fi maxim (spre dreapta).

Dac am modifica i scala astfel nct valorile acesteia s fie cuprinse ntre 0 i 10 V (n loc de 0 i 1 mA), orice persoan care va citi indicaia aparatului o va interpreta ca fiind 10 V. Nu este necesar ca utilizatorii voltmetrului s cunoasc faptul c aparatul folosete doar o fraciune din tensiunea total de msurat (10 V) a sursei externe. Tot

ceea ce conteaz este ca circuitul s funcioneze corect pentru a putea indica tensiunea total aplicat.

Acesta este ntr-adevr i modul de realizare i utilizare al aparatelor de msur: dispozitivul de detectare al mrimii de msurat este construit astfel nct s fie necesar doar o cantitate foarte mic de tensiune i de curent pentru funcionarea acestuia, pentru o sensibilitatea ct mai ridicat. Aceast configuraie este apoi conectat la un circuit divizor realizat cu rezistori de precizie, pentru a putea indica o tensiune sau un curent mult mai mari.

Rezistori de multiplicare i selectorul

n general, este foarte util prezena mai multor astfel de circuite divizoare, pentru a putea msur o plaj destul de larg de valori folosind acelai mecanism de baz pentru detectarea semnalului. Acest lucru se poate realiza printr-un comutator multi-polar i civa rezistori de multiplicare, fiecare pentru o anumit band de tensiuni, conform figurii alturate.

Comutatorul cu cinci poziii intr n contact doar cu cte un rezistor deodat. n poziia de jos, acesta nu face contact cu niciun rezistor, fiind de fapt n poziia oprit. Fiecare rezistor realizeaz o deplasare maxim diferit a voltmetrului, i toate se bazeaz pe aceleai caracteristici principale (1 mA, 500 ).

Cu o astfel de variant, valoarea fiecrui rezistor este determinat folosind aceiai metod utilizat mai sus, cunoscnd tensiunea total necesar n fiecare caz. Pentru un voltmetru cu scala tensiunilor de 1 V, 10 V, 100 V i 1000 V, rezistenele de multiplicare sunt conform figurii alturate.

Putem observa c valorile rezistorilor de multiplicare sunt puin ciudate. Este puin probabil s gsim un rezistor de precizie cu o valoare de 999,5 k, astfel nct suntem nevoii s folosim o alt configuraie.

Cu fiecare pas, tot mai muli rezistori sunt conectai n circuit prin intermediul comutatorului (selectorului), astfel c rezistena total va fi egal cu suma rezistenelor individuale. De exemplu, atunci cnd comutatorul se afl n poziia 1000 V, tim din exemplu precedent c avem nevoie de o rezisten de 999,5 k. Folosind configuraia anterioar, aceasta este exact valoarea obinut:

Avantajul const, desigur, n faptul c rezistorii de 900 k, 90 k i 9 k sunt mult mai uor de procurat dect cei precedeni (999,5 k, 99,5 k i 9,5 k). Din punct de vedere funcional, nu exist nicio diferena ntre cele dou configuraii prezentate.

Voltmetrul ideal i voltmetrul real

Orice aparat de msur introdus n circuit modific comportamentul acestuia din urm ntr-o oarecare msur. Dei impactul este inevitabil, acesta poate fi minimizat printr-o proiectare bun a aparatului de msur n cauz.

Din moment ce voltmetrele se conecteaz tot timpul n paralel cu componentul sau componentele aflate sub test, orice curent prin voltmetru va modifica curentul total din circuitul de msurat, ducnd inevitabil i la modificarea tensiunii reale din circuit. Un voltmetru ideal posed o rezisten intern infinit, astfel nct curentul care trece prin acesta s fie de 0 A pentru a nu afecta circuitul testat. Totui, astfel de voltmetre nu exist dect n paginile crilor, nu i n viaa real!

Efectul voltmetrului asupra circuitului; exemplu

S lum ca i exemplu circuitul divizor de tensiune din figura alturat, ca i un exemplu extrem al efectelor unui voltmetru asupra circuitului de msurat.

Atunci cnd voltmetrul nu este conectat n circuit, vom aveam o cdere de tensiune de exact 12 V pe fiecare dintre cei doi rezistori. Totui, dac voltmetrul considerat n acest exemplu posed o rezistena intern ntre cele dou sonde de 10 M (o valoare normal pentru un voltmetru digital), aceasta va crea un sub-circuit paralel cu rezistorul inferior al divizorului.

Acest lucru duce la scderea rezistenei inferioare de la 250 M la 9,61 M (circuit paralel), modificnd fundamental cderile de tensiune din circuit.

Un divizor de tensiune cu rezistenele de 250 M, respectiv 9,61 M va diviza o tensiune de 24 V n 23,11 V, respectiv 0,88 V. Din moment ce voltmetrul face parte din rezistena de 9,61 M, aceasta este i valoarea pe care o va indica: 0,88 V.

Voltmetrul poate indica doar cderea de tensiune dintre punctele n care este conectat. Acesta nu poate tii c nainte de introducerea sa n circuit, n acea locaie exista o cdere de tensiune de 12 V i nu de 0,88 V. Conectarea aparatului de msur n circuit modific rezistena circuitului i prin urmare i valoarea cderii de tensiune msurate, aceasta nefiind prin urmare cea real.

Acest efect este prezent, ntr-o anumit msur, ori de cte ori folosim un voltmetru. Scenariul prezentat mai sus este unul extrem, cu o rezistena a voltmetrului mult mai mic dect rezistena divizorului de tensiune. Din aceste motive, cu ct rezistena intern a voltmetrului este mai mare, cu att efectul acestuia asupra circuitului de msurat va fi mai mic. Din aceast cauz, un voltmetru ideal posed o rezisten infinit. Dar, indiferent de valoarea acestei rezistene, efectul considerat mai sus va fi tot timpul prezent ntr-un circuit.

Sensibilitatea voltmetrelor

Impactul creat de voltmetrele electromecanice asupra circuitelor este desemnat prin numrul de ohmi prezeni ntre terminalii aparatului pentru fiecare domeniu de tensiune (poziii diferite ale selectorului). Practic, acesta este un numr exprimat n /V. Voltmetrele digitale posed de obicei o rezistena constant ntre sondele aparatului indiferent de domeniu de tensiune ales.

S relum exemplu din seciunea precedent. Pe domeniul 1000 V, rezistena total este de 1 M (999,5 k + 500), ceea ce nseamn 1 M / 1000 V, sau 1 k/V. Aceast sensibilitate rmne constant indiferent de domeniul ales:

domeniul 100 V; sensibilitatea: 100 k / 100 V = 1 k / V domeniul 10 V; sensibilitatea: 10 k / 10 V = 1 k / V domeniul 1 V; sensibilitatea: 1 k / 1 V = 1 k / V

Astfel, valoarea exprimat n ohm/volt este o caracteristic principal a voltmetrului, i nu depinde de domeniul selectat. Dac suntem foarte ateni, putem observa c aceast valoare este determinat de un singur factor: curentul necesar pentru deplasarea maxim a acului indicator, n acest caz, 1 mA. Ohm/volt este inversa matematic a raportului volt/ohm, ceea ce conform legii lui Ohm, este chiar curentul (I = E / R). Prin urmare, curentul necesar deplasrii maxime dicteaz sensibilitatea ohm/volt a aparatului, indiferent de domeniile de tensiune disponibile i de valorile rezistorilor de multiplicare. n cazul nostru particular, o deplasare maxim pentru valoarea de 1 mA rezult ntr-o sensibilitate de 1000 /V, indiferent de modul de aranjare al rezistorilor de multiplicare.

Pentru minimizarea efectelor asupra circuitelor, curentul de deplasare maxim trebuie s fie prin urmare ct mai mic. Acest lucru se poate realiza prin reproiectarea aparatului pentru o sensibilitatea maxim (un curent mai mic pentru o deflecie maxim). Variabila ce trebuie luat ns n considerarea este robusteea aparatului: cu ct deplasarea este mai sensibil, cu ct acesta tinde s fie mai fragil.

Amplificarea curentului

O alt modalitate const n amplificarea electronic a curentului necesar deplasrii, astfel nct curentul ce este absorbit de ctre aparat din circuit s fie ct mai mic. Acest tip de circuit electronic poart numele de amplificator.

Nu vom intra n detaliile modului de funcionare ala amplificatorului aici, dar putem spune c circuitul permite tensiunii de msurat s controleze valoarea curentului prin ampermetru. Astfel, curentul necesar deplasrii acului indicator este generat de o baterie intern i nu de circuitul exterior. i n acest caz exist un anumit curent absorbit de aparat din circuitul msurat, dar acesta este de sute sau mii de ori mai mic dect curentul absorbit n mod normal de un astfel de aparat fr amplificare.

Detectorul de nul

O ultim soluie, i una foarte ingenioas, la problema efectului introdus de voltmetru n circuit, l constituie detectorul de nul. Acesta nu necesit un circuit complicat, dar este nevoie de mult pricepere din partea utilizatorului.

ntr-un detector de nul, o surs de tensiune de precizie, ajustabil, este comparat cu tensiunea de msurat iar aparatul indic diferena de tensiune dintre cele dou. n cazul n care indicaia este zero (nul), cderea de tensiune din circuitul de test este egal cu tensiunea sursei de tensiune de precizie, iar curentul absorbit din circuit va fi zero. n

unele situaii, aparatul este prevzut cu un poteniometru de precizie pentru reglarea fin a tensiunii.

Deoarece scopul unui detector de nul este indicarea precis a condiiei de zero (voli), i nu indicarea unei valori specifice diferite de zero, scala de valori folosit este irelevant. Aceste dispozitive sunt proiectate a fi ct mai sensibile cu putin.

Detector de nul realizat cu cti audio

Un detector de nul extrem de simplu const dintr-un set de cti, utiliznd difuzoarele pe post de ac indicator. Dac aplicm o tensiune de c.c. unui difuzor, curentul rezultat va deplasa conul acestuia, iar difuzorul va produce un clic scurt. Un alt clic se poate auzi la deconectarea sursei de c.c.

Lund n considerare acest principiu, un detector de nul sensibil poate fi realizat dintr-o simpl pereche de cti i un ntreruptor.

Dac folosim o pereche de cti de 8 , sensibilitatea aparatului poate fi crescut prin conectarea sa la un transformator cobortor de tensiune. La nchidere/deschiderea ntreruptorului, curentul mic de la intrare va avea o valoare mult mai mare la ieirea transformatorului. Rezultatul este un clic mai puternic i mai uor de sesizat, chiar i pentru cureni mult mai mici.

Conectat n circuitul cu detector de nul prezentat mai sus, configuraia arat precum n figura alturat.

Principiul detectorului de nul

Scopul oricrui detector de nul este s se comporte precum o balan de laborator, indicnd condiia de egalitate ale celor dou tensiuni, sau, altfel spus, lipsa unei cderi de tensiune ntre cele dou puncte (1 i 2). O astfel de balan nu msoar de fapt nimic, ci doar indic egalitatea ntre o greutate necunoscut i un set de greuti calibrate standard.

Asemntor, detectorul de nul indic pur i simplu momentul n care cderea de tensiune ntre punctele 1 i 2 este egal (potenialul celor dou puncte este egal). Conform legii lui Kirchhoff pentru tensiune, acest lucru se va ntmpla atunci cnd sursa de tensiune ajustabil este egal cu cderea de tensiune pe rezistorul R2.

Pentru a utiliza acest instrument, trebuie s ajustm manual sursa de tensiune prin intermediul unui poteniometru, acionnd de fiecare dat ntreruptorul, pn n momentul n care detectorul de nul va indica o condiie de zero. Circuitul este echilibrat atunci cnd, n urma acionrii ntreruptorului, nu se va mai auzi nici un sunet la cti. Valoarea cderii de tensiune pe R2 va fi citit de pe un voltmetru conectat la sursa de tensiune de precizie.

Voltmetrul utilizat la bornele sursei de tensiune de precizie nu trebuie neaprat s posede o sensibilitate /V foarte ridicat, deoarece curentul necesar funcionrii acestuia va fi generat de ctre surs. Atta timp ct cderea de tensiune pe detectorul de nul este zero, nu va exista niciun curent ntre punctele 1 i 2, impactul voltmetrului asupra circuitului fiind inexistent.

.

Observaii

Merit s reamintim faptul c aceast metod, executat perfect, aproape c nu introduce nicio rezisten suplimentar n circuitul de msurat. Ideal, aceast rezistena ar fi zero, dar pentru atingerea acestui scop, cderea de tensiune pe detectorul de nul ar trebui s fie exact zero voli. Acest lucru ar fi posibil doar prin intermediul unei metode de detectarea infinit sensibile i o tensiune la fel de precis din partea sursei de tensiune de precizie. Totui, n ciuda acestui neajuns, un astfel de circuit reprezint o metod excelent de msurare a cderilor de tensiune. i, comparat cu soluia amplificatorului, ce rezolv aceast problem cu ajutorul tehnologiei avansate, soluia de fa rezolv problema aproape perfect utiliznd o lege fundamental a circuitelor electrice (legea lui Kirchhoff pentru tensiune).

Ampermetrul

Definiia ampermetrului

Un aparat de msur conceput special pentru msurarea valorii curentului electric (n amperi), poart numele de ampermetru.

Introducerea rezistorilor de unt

La proiectarea ampermetrelor, rezistorii de multiplicare (rezistori de unt n acest caz) se vor conecta n paralel i nu n serie, precum era cazul voltmetrelor. Asta datorit faptului c dorim o divizare a curentului, nu a tensiunii, iar un divizor de curent se realizeaz prin rezistori conectai n paralel.

Considernd aceiai deplasare precum n cazul voltmetrului, putem observa c un astfel de aparat este destul de limitat, deplasarea maxim realizndu-se pentru un curent de doar 1 mA.

Odat cu extinderea plajei de valori ale aparatului de msur, trebuie s modificm i scala valorilor pentru a reflecta aceast modificare. De exemplu, pentru un ampermetru a crei valoare maxim msurat poate atinge 5 A, deplasarea indicatorului fiind aceiai, va trebui s modificm marcajul astfel: 0 A n partea stng i 5 A n partea dreapt, n loc de 0 mA i 1 mA.

Dup ce ne-am hotrt ca vrem s extindem domeniul maxim la 5 A, vom trece la determinarea rezistenei de untare. Aceasta va asigura o valoare maxim a curentului prin dispozitivul de detectare propriu-zis de maxim 1 mA i nu de 5 A (n situaia n care curentul printre cele dou sonde nu depete nici el valoarea de 5 A).

Unitate Deplasare Runt Total Unitate E V I 1 m 5 A R 500

Putem introduce datele cunoscute ntr-un tabel, pentru uurarea calculelor.

Unitate Deplasare Runt Total Unitate E 0,5 V I 1 m 5 A R 500

Din valorile cunoscute, putem determina cderea de tensiune pe aparatul de msur, aplicnd legea lui Ohm (E = IR).

Unitate Deplasare Runt Total Unitate E 0,5 0,5 0,5 V I 1 m 5 A R 500

Circuitul de fa este un circuit paralel, prin urmare, cderile de tensiune pe unt, pe sistemul de detectare a deplasrii, precum i ntre cele dou sonde ale aparatului de msur, trebuie s fie egale.

Unitate Deplasare Runt Total Unitate E 0,5 0,5 0,5 V I 1 m 4,99 5 A R 500

tim de asemenea ca prin unt, curentul trebuie s fie egal cu diferena dintre curentul total (5 A) i curentul deplasrii (1 mA), datorit adunrii curenilor de ramuri n configuraia paralel.

Unitate Deplasare Runt Total Unitate E 0,5 0,5 0,5 V I 1 m 4,99 5 A R 500 100,02 m

Aplicnd apoi legea lui Ohm (R = E / I), determinm rezistena de unt necesar.

Desigur, n realitate, rezistena de unt se regsete n interiorul aparatului de msur.

Selectarea domeniului de valori

La fel ca i n cazul voltmetrelor, pot exista mai multe valori ale curenilor de deplasare maxim. Acest lucru se realizeaz prin introducerea n circuit a unui numr suplimentar de rezistori de unt. Selectarea lor se realizeaz printr-un comutator (selector) multi-polar.

Observm c rezistorii sunt conectai n paralel cu aparatul de msur, i nu n serie precum n cazul voltmetrului. Selectorul cu cinci poziii realizeaz contact doar cu cte un rezistor pe rnd. Mrimea fiecrui rezistor este diferit i conform cu deplasarea maxim a domeniului respectiv de valori, bazndu-se pe caracteristicile sistemului de detectare al deplasrii (1 mA, 500 ).

Valoarea fiecrui rezistor se determin prin aceiai metod, lund n considerare curentul total, deplasarea maxim i rezistena intern. Pentru un ampermetru cu un domeniu de valori maxim de 100 mA, 1 A, 10 A, respectiv 100A, rezistenele de unt sunt conform figurii alturate.

Aceste rezistene de unt sunt extrem de mici! Pentru a atinge astfel de rezistene, rezistori de unt ai ampermetrelor trebuie realizai de cele mai multe ori printr-o comand special din conductori cu diametru relativ mare sau din plci metalice solide.

Trebuie s fim ateni ns la puterea disipat n aceast situaie. Fa de voltmetru, curentul prin rezistorii unui ampermetru sunt destul de mari. Dac acei rezistori nu sunt proiectai corespunztor, se pot nclzi i distruge, sau, n cel mai fericit caz, i pot pierde acurateea prin nclzire excesiv. Pentru exemplul precedent, puterea disipat pentru valoarea maxim a deplasrii, n valori aproximative, este urmtoarea:

Un rezistor de 1/8 W este suficient pentru R4, unul de 1/2 W pentru R3 i unul de 5 W pentru R2. Totui, rezistorii i menin acurateea pentru o perioad mult mai ndelungat de timp dac nu funcioneaz foarte aproape de valoarea maxim admis; prin urmare, o supra-dimensionare a rezistorilor R2 i R3 ar fi binevenit. Dar, rezistorii

de precizie cu o putere nominal de 50 W sunt extrem de rari i de scumpi. Singura modalitate este realizarea la comand a acestora.

Msurarea curentului cu voltmetrul

n unele cazuri, rezistorii de unt sunt utilizai n combinaie cu voltmetre cu rezistena de intrare ridicat pentru msurarea curenilor. Curentul prin voltmetru va fi suficient de mic pentru a-l putea neglija, iar rezistena de unt poate fi dimensionat n funcie de numrul de voli sau milivoli produi pentru fiecare amper de curent.

De exemplu, dac rezistorul de unt din figura de mai sus ar fi dimensionat la o valoare de exact 1 , pentru fiecare cretere de un amper, cderea de tensiune la bornele acestuia va crete cu un volt. Indicaia voltmetrului va putea fi considerat ca fiind direct legat de valoarea curentului prin unt. Pentru valori foarte mici ale curentului, rezistena de unt trebuie s fie mare pentru a putea genera tensiuni mai mari pentru fiecare unitate de curent, extinznd astfel gama valorilor msurate cu voltmetrul spre mrimi foarte mici. Aceast metod de msurare este des ntlnit n aplicaiile industriale. Desigur, n acest caz, scala voltmetrului poate fi modificat/nlocuit pentru a putea citi direct valorile curentului.

Utilizarea unui rezistor de unt n combinaie cu un voltmetru poate simplifica operaiile de msurare ale curenilor, atunci cnd acestea sunt dese, n mod normal, atunci cnd

msurm curentul dintr-un circuit cu ampermetrul, circuitul trebuie ntrerupt (deschis), iar ampermetrul conectat ntre cele dou capete libere nchiznd astfel din nou circuitul.

Dac avem un circuit n care aceast operaie trebuie realizat des, sau dac dorim simplificarea procesului de msur, putem plasa permanent un rezistor de unt ntre cele dou capete rmase libere dup deschiderea circuitului. Curentul poate fi msurat de acum ncolo cu ajutorul unui voltmetru, fr a necesita ntreruperea circuitului la fiecare msurtoare.

Desigur, dimensiunea untului trebuie s fie suficient de mic pentru a nu afecta funcionarea normal a circuitului n care este introdus. Va exista o mic eroare de msur datorit prezenei untului, dar aceasta se ncadreaz n limite acceptabile.

Ampermetrul ideal

Asemenea voltmetrelor, i ampermetrele tind s influeneze cantitatea de curent din circuitele n care sunt conectate. Totui, spre deosebire de voltmetrul ideal, rezistena interna a ampermetrului ideal este zero. Motivul l reprezint o cdere de tensiune ct mai mic la bornele acestuia. Observai c acest lucru este exact opus voltmetrului (curent ct mai mic consumat din circuit).

Efectul ampermetrului asupra circuitului; exemplu

S vedem un exemplu pentru identificarea efectelor unui ampermetru asupra circuitului. Atunci cnd ampermetrul nu este introdus n circuit, curentul prin rezistorul de 3 este de 666,7 mA, iar curentul prin rezistorul de 1,5 este de 1,33 A.

Dac ampermetrul cu care efectum msurtorile are o rezisten intern de 0,5 , introducerea acestuia ntr-una din ramurile circuitului va afecta puternic circuitul. Modificnd practic rezistena ramurii din stnga de la 3 la 3,5 , ampermetrul va indica un curent de 571,43 mA n loc de 666,7 mA.

Introducerea ampermetrului n ramura din dreapta va avea un efect i mai mare asupra curentului din aceasta. n acest caz, curentul de ramur va fi de 1 A, n loc de 1,33 A, din cauza creterii rezistenei prin introducerea ampermetrului.

La utilizarea ampermetrelor standard, ce se conecteaz n serie cu circuitul de msurat, reproiectarea aparatului pentru o rezistena mai mic ntre cele dou terminale, nu este practic sau poate chiar imposibil. Totui, dac msurm curentul cu ajutorul unui voltmetru i a unui rezistor de unt, cel mai indicat lucru este s alegem o rezistena ct mai mic. Orice rezisten adiional introdus n circuitul iniial, va duce la modificarea comportamentului acestuia.

Cletele ampermetric (clampmetrul)

O metod ingenioas de reducere a impactului pe care l are un aparat de msur asupra circuitului, este utilizarea conductorului ca parte integrant a ampermetrului. Toi conductorii produc un cmp magnetic n jurul lor la trecerea curentului prin ei; valoarea acestui cmp magnetic este direct proporional cu valoarea curentului prin conductor. Construind un instrument pentru msurarea puterii acelui cmp magnetic, se poate evita contactul direct i ntreruperea circuitului. Un astfel de ampermetru poart numele de clampmetru sau clete ampermetric.

Acesta const practic din doi cleti ce se pun n jurul conductorului. Cu ajutorul acestor dispozitive se pot realiza msurtor rapide i sigure, n special n cazul circuitelor de putere. Datorit faptului c acest clampmetru nu introduce nicio rezistena suplimentar n circuitul de test, nu va exista practic nicio eroare de msurtoare n acest caz.

Ohmmetrul

Scopul ohmmetrului

Chiar dac ohmmetrele mecanice (analogice) sunt folosite destul de rar astzi, fiind nlocuite de instrumentele digitale, modul lor de funcionare este foarte interesant i merit prin urmare studiat.

Scopul unui ohmmmetru este, desigur, msurarea rezistenei conectat ntre bornele sale. Citirea valorii rezistenei se face prin observarea deplasrii unui mecanism de msur acionat de un curent electric. Prin urmare, ohmmetrul trebuie echipat cu o surs intern de tensiune pentru a crea curentul necesar acionrii deplasrii. Avem nevoie, de asemenea, de rezistene suplimentare pentru a permite trecerea unui curent necesar i suficient prin mecanismul de deplasare, pentru oricare valoare a rezistenei de msurat.

Realizarea unui ohmmetru simplu

ncepem cu un circuit simplu, format din mecanismul de msur i o baterie:

Cnd avem o rezisten infinit (nu exist continuitate ntre cele dou sonde), curentul prin circuitul intern al ohmmetrului este zero. n acest caz, nu avem nicio deplasare, iar acul indicator este poziionat n partea stng a scalei de valori. Din acest punct de vedere, indicaia ohmmetrului este chiar invers, deoarece valoarea maxim (infinit) este la stnga scalei. Indicaia voltmetrelor i ampermetrelor este chiar invers.

Dac sondele acestui ohmmetru sunt conectate mpreun (scurt-circuitate, rezistena 0 ), curentul prin aparatul de msur va fi maxim. Valoarea acestui curent este limitat doar de tensiunea bateriei i de rezistena intern a mecanismului de msur:

Cu o tensiune a bateriei de 9 V i o rezistena intern a mecanismului de deplasare de doar 500 , curentul prin circuit va fi de 18 mA. Aceast valoare este mult peste deplasarea maxim (D.M. = 1 mA) permis de dispozitivul nostru. Un asemenea exces va duce cu siguran la distrugerea aparatului.

Pe lng aceste aspecte, dispozitivul de mai sus nu va fi nici foarte practic. Dac partea din stnga a scalei reprezint o rezisten infinit, atunci partea din dreapta (deplasare maxim) ar trebui s reprezinte 0 . Trebuie s ne asigurm de faptul c deplasarea acului indicator este maxim spre dreapta doar cnd sondele sunt conectate mpreun (scurt-circuitate). Acest lucru se realizeaz prin adugarea unei rezistene serie n circuitul aparatului de msur:

Pentru determinarea valorii lui R, calculm rezistena total din circuit necesar pentru a limita curentul la 1 mA (curentul necesar pentru deplasarea maxim). tim de asemenea c avem o diferen de potenial de 9 V, dinspre baterie. Valoarea rezistenei pe care o cutm va fi diferena dintre aceast rezisten total i rezistena intern a aparatului de msur:

mprirea scalei

Acum c avem valoarea corect a rezistorului R, mai avem o problem: scala aparatului de msur. Dup cum se tie deja, n stnga scalei avem infinit, iar n drepta zero. n

afara faptului c aceast scal este invers fa de cea a voltmetrelor i ampermetrelor, mai are o ciudenie: valorile ntre care se face citirea se afl ntre dou extreme (infinit i zero). n cazul celorlalte aparate de msur, valorile citite se afl ntre zero i o anumit valoare (10 V, 1 A, etc.). Prin urmare, ce valoare reprezint mijlocul scalei ?! Ce valoare se afl exact ntre infinit i zero?

Rspunsul acestui paradox poart numele de scal ne-liniar. Pe scurt, scala unui ohmmetru nu reprezint o trecere liniar de la zero spre infinit, pe msur ce acul indicator se deplaseaz dinspre dreapta spre stnga. Iniial, indicaia este maxim spre dreapta (rezistena zero), iar valorile rezistenelor se adun din ce n ce mai rapid una lng cealalt pe msur ce trecem nspre partea stng a scalei:

Nu ne putem apropia de infinit printr-o manier liniar, pentru c nu am ajunge niciodat acolo! Cu o scal ne-liniar, cantitatea de rezisten acoperit de o anumit distan crete pe msur ce scala se apropie de infinit. n acest caz, putem spune c infinitul este o valoare ce poate fi atins.

Mai exist totui nc o nelmurire legat de scala noastr. Care este valoarea necesar a rezistenei dintre sonde, astfel nct acul indicator s se regseasc la jumtatea scalei? Cunoatem c deplasarea maxim este 1 mA. Atunci, 0,5 mA (500 A) este valoare curentului necesar pentru aceast deplasare la mijlocul scalei. Pstrnd bateria de 9 V n circuit, obinem urmtorul rezultat:

Cu o rezistena intern de 500 , i un rezistor serie de 8,5 k, ne mai rmn 9 k pentru o rezisten de test extern (conectat ntre sonde), pentru o deplasare la jumtate a scalei. Cu alte cuvinte, rezistena de test necesar unei deplasri la jumtatea scalei a acului indicator, este egal n valoare cu rezistena serie intern total a aparatului de msur. Aplicnd din nou legea lui Ohm, putem determina valoarea rezistenei de test pentru o deplasare la 1/4 i 3/4 a scalei:

Deplasare la 1/4 (0,25 mA):

Deplasare la 3/4 (0,75 mA):

Prin urmare, scala final a ohmmetrului arat astfel:

Dezavantajele metodei de mai sus

O problem major a acestui aranjament const n necesitatea utilizrii unei baterii precise. n caz contrar, valorile citite nu vor fi reale. Dac tensiunea bateriei scade (acest lucru se ntmpl cu toate bateriile chimice), ohmmetrul va pierde din precizie. Cu rezistorul de scal conectat n serie i la o valoare constant de 8,5 k, o descretere a tensiunii bateriei va nsemna c deplasarea acului indicator nu se va realiza nspre poziia dreapta-maxim la conectarea sondelor mpreun (0 ). Identic, o

rezistena de test de 9 k nu va reui s deplaseze acul indicator la exact jumtatea scalei de msur, dac tensiunea bateriei scade.

Desigur, exist metode de compensare a acestei pierderi de tensiune a bateriei. Aceste artificii ns nu rezolv n totalitate problema, i sunt considerate n cel mai bun caz doar aproximaii. Din acest motiv, i datorit scalei neliniare, acest tip de ohmmetru nu poate fi n niciun caz considerat un instrument de precizie.

Observaie asupra utilizrii ohmmetrelor

Mai exist nc o particularitate a ohmmetrelor ce trebuie menionat: acestea funcioneaz corect doar atunci cnd msoar o rezisten ce nu este alimentat de o surs de curent sau de tensiune. Cu alte cuvinte, nu putem msur rezistena cu un ohmmetru, atunci cnd circuitul este alimentat (conectat la o surs de tensiune). Motivul este simplu: indicaia precis a ohmmetrului se bazeaz pe faptul c singura surs de tensiune din circuit este propria sa baterie intern. Prezena unei alte cderi de tensiune la bornele componentului supus msurtorii va da peste cap funcionarea corect a ohmmetrului. Dac aceast cdere de tensiune este suficient de mare, poate duce chiar la distrugerea acestuia.

Limitrile ohmmetrelor de joas tensiune

Majoritatea ohmmetrelor de tipul celui prezentat n seciunea precedent folosesc o baterie cu o tensiune relativ mic, de 9 V sau chiar mai puin. Acest lucru este suficient pentru msurarea rezistenelor cu valori mai mici de civa mega-ohmi (M). Pentru a msura ns rezistene extrem de mari, o baterie de 9 V nu este suficient pentru generarea unui curent necesar acionrii mecanismului electromecanic de deplasare.

De asemenea, dup cum am discutat deja, rezistena nu este tot timpul o valoare stabil (liniar). Acest lucru este valabil n special n cazul materialelor ne-metalice. Un dielectric format dintr-o mic poriune de aer, prezint (aproximativ) urmtorul grafic curent-tensiune:

Dei acesta este un exemplu extrem de conducie non-liniar, aceleai proprieti izolatoare/conductoare se regsesc i n cazul altor substane cnd sunt supuse tensiunilor nalte. Evident, un ohmmetru echipat cu o baterie de tensiune joas ca i surs de putere, nu poate msura rezistena gazului n zona potenialului de ionizare, sau la punctul de strpungere a unui dielectric. Dac este necesar msurarea unor astfel de rezistene, avem nevoie de un ohmmetru echipat cu o surs de tensiune nalt.

Modul de proiectare al ohmmetrelor de tensiune nalt

Metoda cea mai direct de msurare a rezistenelor folosind tensiuni nalte, const n simpla nlocuire a bateriei, pstrnd structura precedent a ohmmetrului neschimbat:

Totui, cunoscnd faptul c rezistena unora dintre materiale tinde s se modifice odat cu variaia tensiunii aplicate, ar fi avantajos dac am putea selecta tensiunea de funcionare a ohmmetrului n funcie de condiiile de realizare a msurtorii:

Din pcate, aceast situaie creeaz o problem de calibrare a ohmmetrului. Dac deplasarea acului indicator este maxim cu o anumit valoare a curentului prin aparat, scala aparatului de msur (n ohmi) se va modifica odat cu variaia tensiunii sursei de alimentare. Imaginai-v c am conecta o rezisten stabil la bornele ohmmetrului, variind tensiunea sursei de alimentare: pe msur ce tensiunea crete, curentul prin aparat va fi din ce n ce mai mare; deplasarea acului indicator va fi la rndul ei din ce n ce mai mare.

Megohmmetrul

Avem nevoie prin urmare de un sistem electromecanic ce produce o deplasare stabil, indiferent de rezistena de msurat i de tensiunea aplicat. Aceast nevoie poate fi ndeplinit folosind un sistem electromecanic special, sistem tipic megohmmetrelor:

Blocurile rectangulare numerotate din figura de mai sus reprezint seciuni transversale ale bobinelor. Toate cele trei bobine se deplaseaz odat cu acul indicator. Nu exist niciun arc care s readuc acul la poziia iniial. Cnd aparatul nu este alimentat, acul indicator va pluti ntr-o poziie aleatoare. Electric, bobinele sunt conectate astfel:

Cnd avem o rezisten infinit ntre cele dou sonde (circuit deschis, precum n figura de sus), singurul curent existent n circuit va fi prin bobinele 2 i 3, dar nu i prin bobina

1. Cnd sunt alimentate, aceste bobine ncearc s se alinieze n spaiul liber dintre cei doi poli magnetici. Acul indicator se va deplasa spre dreapta scalei (infinit):

Existena unui curent prin bobina 1 (printr-o rezisten de msurat conectat ntre cele dou sonde de msur) tinde s duc acul indicator spre stnga scalei (zero). Valorile rezistenelor interne ale sistemului de msur sunt calibrate astfel nct, n cazul n care sondele sunt scurt-circuitate, acul indicator indic exact 0 .

Datorit faptului c orice variaie a tensiunii bateriei interne va afecta cuplul generat de ambele seturi de bobine (bobinele 2 i 3, ce deplaseaz acul indicator spre dreapta, i bobina 1 ce deplaseaz acul spre stnga), aceste variaii nu vor avea niciun efect asupra setrii deplasrii. Cu alte cuvinte, precizia sistemului de msur a acestui ohmmetru nu este afectat de tensiunea bateriei: o anumit valoare a rezistenei de msurat va produce o anumit deplasare a acului indicator, indiferent de valoarea tensiunii produs de baterie.

Wattmetrul Puterea ntr-un circuit electric este produsul dintre tensiune i curent. Prin urmare, orice aparat de msur a puterii trebuie s poat msur ambele variabile.

Un mecanism de deplasare proiectat special pentru msurarea puterii este mecanismul de tip dinamometru. Structura acestuia este similar modelelor D'Arsonval i Weston, cu diferena c se utilizeaz o bobin (staionar) n locul unui magnet permanent pentru generarea cmpului magnetic. Bobina mobil este n general alimentat de la tensiunea circuitului, iar bobina staionar este alimentat de curentul circuitului. ntr-un circuit, o astfel de structur arat astfel:

Bobina de sus (orizontal) msoar curentul, n timp ce bobina de jos (vertical) msoar cderea de tensiune. La fel ca n cazul voltmetrelor, deplasarea dinamometrului este de obicei conectat n serie cu un rezistor pentru a nu aplica ntreaga cdere de tensiune pe mecanism. Asemntor, bobina (staionar) de curent va fi prevzut cu rezistori de unt pentru a diviza curentul n jurul acesteia. Totui, de multe ori nu este nevoie de rezistori de unt, deoarece grosimea conductorului din care este realizat bobina staionar poate fi orict de mare (pentru reducerea curentului), fr a influena rspunsul aparatului de msur. Bobina mobil nu se poate bucura de aceast libertate, deoarece ea trebuie realizat din conductori ct mai uori pentru a o inerie minim.

Msurarea rezistenelor aflate la distan S presupunem c vrem s msurm rezistena unui anumit component ce se afl la o distan destul de mare de aparatul nostru de msur (ohmmetru). Un asemenea scenariu va crea probleme, deoarece ohmmetrul msoar rezistena total din bucla de circuit. Aici este inclus i rezistena conductorilor (Rfir) ce realizeaz conexiunea ohmmetrului cu rezistena de msurat (Rmsur):

n mod normal, rezistena firelor conductoare este foarte mic. Dar, dac firele conductoare sunt foarte lungi, sau n cazul n care componentul de msurat are o rezisten foarte mic, eroarea de msur introdus de conductori poate fi substanial:

indicaia ohmmetrului = Rfir + Rmsur + Rfir

Msurarea rezistenei cu o combinaie ampermetru-voltmetru

O metod ingenioas de msurare a unei rezistene n acest caz, presupune utilizarea mpreun a unui ampermetru i a unui voltmetru. tim din legea lui Ohm c rezistena este egal cu raportul dintre tensiune i curent (R = E / I). Putem determina prin urmare rezistena componentului dac msurm curentul ce trece prin el i cderea de tensiune la bornele sale:

Valoarea curentului este aceiai n ntreg circuitul, deoarece este un circuit serie. ntruct msurm doar cderea de tensiune la bornele rezistenei de msurat (i nu pe rezistenele conductorilor), rezistena calculat cu ajutorul legii lui Ohm reprezint doar rezistena componentului n cauz:

Rmsur = indicaia voltmetrului / indicaia ampermetrului

Dar, voltmetrul se afl n apropierea componentului de msurat, ceea ce este imposibil n situaia de fa (am convenit c dorim s msurm rezistena componentelor aflate la o distana apreciabil fa de aparatele noastre de msur). Prin urmare, dac ar fi s conectm voltmetrul la o distana apreciabil fa de component, vom introduce din nou rezistena parazit a firelor conductoare n circuit. Ce este de fcut n acest caz?

Dac suntem puin mai ateni, putem observa c nu exist nicio problem legat de cderea de tensiune n lungul conductorilor, deoarece valoarea curentului prin conductorii voltmetrului este minuscul. Prin urmare, cderea de tensiune n lungul conductorilor este neglijabil. Indicaia voltmetrului este aproape identic n cele dou cazuri: voltmetru conectat n apropierea componentului de msurat i voltmetru conectat la o distan apreciabil:

Orice cdere de tensiune existent pe conductorii principali nu va fi msurat de voltmetru. Precizia msurtorii poate fi mbuntit dac reducem curentul prin voltmetru la o valoare minim, fie folosind un aparat de msur de calitate (curent mic pentru deplasare maxim), fie un sistem cu detector de nul.

Metoda Kelvin (metoda celor patru conductori)

Aceast metod de msurare ce evit erorile cauzate de rezistena conductorilor poart numele de metoda Kelvin, sau metoda celor patru conductori. Exist anumii terminali speciali, denumii terminali Kelvin, ce sunt special realizai pentru a facilita acest tip de msurtori:

Terminalii/clemele tip crocodil (banane) au ambele jumti ale braului comune din punct de vedere electric (de obicei n zona articulaiei). n cazul terminalilor Kelvin ns, cele dou jumti sunt izolate ntre ele n zona articulaiei. Singurul contact se realizeaz n zona vrfurilor ce se prind pe conductorul sau pe terminalul componentului de msurat. Astfel, curentul prin braele C (curent) nu trece prin braele P (potenial, sau tensiune) i nu va exista o cdere de tensiune n lungul lor care s duc la erori de msur:

Rezistori de unt de precizie nalt

Acelai principiu de utilizare a diferitelor puncte de contact pentru msurarea curentului i a tensiunii poate fi folosit n cazul rezistorilor de unt de precizie pentru msurarea valorilor mari de curent. Dup cum am mai discutat, rezistorii de unt sunt folosii pe post de dispozitive de msur de curent. Cderea de tensiune la bornele acestora depinde strict de valoare curentului ce-i strbate, aceast cdere de tensiune fiind msurat cu un voltmetru. n acest caz, un unt de precizie transform valoarea curentului n tensiune. Curentul poate fi msurat cu o precizie ridicat prin msurarea cderii de tensiune la bornele untului:

Msurarea curentului cu ajutorului unui rezistor de unt i un voltmetru este indicat n aplicaiile de curent nalt. n astfel de cazuri, rezistena untului are valori de ordinul miliohmilor sau microohmilor. Cderea de tensiune la bornele sale va fi foarte mic, chiar i pentru o valoare maxim a curentului de msurat. O rezisten aa de mic este comparabil cu rezistena firelor conductoare. Acest lucru nseamn c tensiunea msurat la bornele unui astfel de unt trebuie msurat astfel nct s se evite introducerea unei erori de msur datorate cderilor de tensiune din lungul conductorilor dintre voltmetru i unt. Pentru ca voltmetrul s msoare doar cderea de tensiune la bornele untului, fr nicio alt cdere de tensiune parazit datorat firelor conductoare, unturile sunt adesea prevzute cu patru terminali:

Rezistori de precizie cu patru terminali

n aplicaii metrologice (metrologie = "tiin msurtorilor), unde acurateea este de o importan crucial, rezistorii standard de precizie sunt prevzui de asemenea cu patru terminali: doi pentru transportul curentului de msurat, i doi pentru msurarea cderii de tensiune cu ajutorului voltmetrului. n acest mod, voltmetrul msoar doar

cderea de tensiune pe rezistorul de precizie, fr introducerea altor tensiuni parazite datorit firelor conductoare sau a rezistenelor datorate contactelor dintre fire i terminale.

Observai c rezistorul de precizie standard de 1 din figura de mai jos are patru terminali: cei doi terminali mari pentru curent i cei doi terminali mai mici pentru tensiune:

Trebuie s facem observaia c rezistena msurat astfel, folosind att un voltmetru ct i un ampermetru, este supus unei erori compuse. Datorit faptului c rezultatul final depinde de precizia de msur a ambelor instrumente, precizia msurtorii finale s-ar putea s fie mai mic dect cea a fiecrui instrument individual. De exemplu, dac precizia ampermetrului este de +/- 1%, iar cea a voltmetrului este i ea de +/- 1%, orice msurtoare ce depinde de indicaia ambelor instrumente are o precizie de +/- 2% (valoarea real este mai mic sau mai mare cu 2% dect valoarea msurat).

O precizie sporit poate fi obinut prin nlocuirea ampermetrului cu un rezistor de precizie standard, folosit pe post de unt de msurare a curentului. i n acest caz va exista o eroare compus din eroarea rezistorului cu cea a voltmetrului utilizat pentru msurarea cderii de tensiune. Aceast eroare va fi ns mai mic dect eroare prezent n cazul utilizrii unui aranjament voltmetru + ampermetru, datorit faptului c precizia unui rezistor standard este mult mai mare dect precizia unui ampermetru obinuit. Folosind terminali de tip Kelvin pentru realizarea contactelor cu rezistena de msur, circuitul arat astfel:

Toi conductorii din figura de mai sus prin care trece curent sunt reprezentai cu linie ngroat, pentru a face distincie ntre conductori.

Circuitele n punte se folosesc de un detector de nul pentru a compara dou tensiuni. Principiul este asemntor unei balane de laborator ce compar dou greuti pentru a indica egalitatea lor. Spre deosebire de circuitul poteniometric utilizat pentru a msura pur i simplu o cdere de tensiune necunoscut, circuitele n punte pot fi folosite pentru a msura o varietate de mrimi electrice, una din ele fiind rezistena.

Puntea Wheatstone

Circuitul n puncte standard, numit adesea i punte Wheatstone, arat astfel:

Atunci cnd cderea de tensiune ntre punctul 1 i borna negativ a bateriei este egal cu tensiunea dintre punctul 2 i borna negativ a bateriei, detectorul de nul va indica valoarea zero. n acest caz spunem c puntea este echilibrat. Starea de echilibru a

balanei este dependent da raporturile Ra / Rb i R1 / R2 i este independent de tensiunea de alimentare (a bateriei).

Pentru msurarea rezistenelor folosind puntea Wheatstone, rezistena necunoscut se conecteaz n locul rezistorului Ra sau Rb. Celelalte trei componente sunt dispozitive de precizie, a cror rezisten este cunoscut. Oricare din cei trei rezistori poate fi nlocuit sau ajustat, astfel nct puntea s fie echilibrat. Cnd se ajunge la echilibru, valoarea rezistorului necunoscut se determin din raporturile rezistenelor cunoscute.

O cerin a acestui sistem de msur const n existena unor seturi de rezistori variabili de precizie. Din moment ce rezistena acestora este cunoscut, pot fi folosii ca i referin. De exemplu, dac folosim o punte Wheatstone pentru a msura o rezisten necunoscut Rx, va trebui s cunoatem valorile exacte ale celorlali trei rezistori n starea de echilibru, dac dorim s determinm valoarea lui Rx:

Ecuaia de echilibru a punii Wheatstone este urmtoarea:

Fiecare din cei patru rezistori a unei puni poart numele de bra. Rezistorul conectat n serie cu rezistena necunoscut Rx (Ra n figura de mai sus) poart de obicei numele de reostat de reglaj. Din fericire, rezistenele standard precise i stabile nu sunt aa de greu de realizat.

Punile Wheatstone sunt considerate superioare circuitelor de msur standard prezentate n seciunea precedent din punct de vedere al msurrii rezistenelor. Spre deosebire de acele circuite, punile Wheatstone sunt liniare i extrem de precise.

Avnd la dispoziie rezistene standard de o precizie ridicat i un detector de nul cu o sensibilitate suficient, putem msura rezistene cu o precizie de cel puin +/- 0,05 %.

Aceast metod este preferat i indicat pentru msurarea rezistenelor de laborator datorit preciziei ridicate.

Exist multe variaii a circuitului n punte Wheatstone de baz. Majoritatea circuitelor n punte de curent continuu sunt folosite pentru msurarea rezistenei. Dar circuitele alimentate n curent alternativ pot fi folosite pentru a msura diferite mrimi electrice precum inductan, capacitate i frecven.

Puntea Thomson (puntea Kelvin dubl)

O variant interesant a punii Wheatstone o reprezint puntea dubl Kelvin, cunoscut i sub numele de punte Thomson. Acest circuit este utilizat pentru msurarea rezistenelor extrem de mici (sub 1/10 ohmi):

Rezistorii de valoare mic sunt reprezentai prin simboluri cu linie ngroat, la fel i conductorii (prin care trece un curent mare) la care sunt conectai. Aceast punte ciudat poate fi cel mai bine neleas dac relum puntea Wheatstone standard pentru msurarea rezistenelor mici, pentru a ajunge apoi, pas cu pas (datorit problemelor ntmpinate), la forma final a punii Thomson.

Dac am dori s folosim o punte Wheatstone standard pentru a msura rezistene de o valoare foarte mica, circuitul ar arta astfel:

Cnd detectorul de nul indic o tensiune zero, tim c puntea este echilibrat iar raporturile Ra / Rb i RM / RN sunt egale. Cunoscnd valorile rezistorilor Ra, RM i RN putem determina Rx...aproximativ.

Avem totui o problem: contactele i firele conductoare dintre Ra i Rx prezint i ele o anumit rezisten. Aceste rezistene parazite pot fi substaniale n comparaie cu rezistenele mici Ra i Rx. De asemenea, cderea de tensiune pe aceste rezistene parazite va fi suficient de mare, ducnd la un curent mare prin ele. Toate aceste lucruri vor afecta indicaia detectorului de nul, i prin urmare, starea de echilibru a punii:

Din moment ce nu dorim msurarea acestor rezistene parazite, ci doar a rezistenei Rx, trebuie gsita o modalitate de corectare a detectorului de nul astfel nct acesta s nu fie influenat de cderile de tensiune din lungul acestor rezistene parazite. n cazul n care conectm detectorul de nul i braele RM / RN direct la bornele rezistorilor Ra i Rx, ne vom apropia de o soluie mai practic:

n aceast configuraie, cele dou cderi de tensiune Efir din partea de sus i de jos nu au niciun efect asupra detectorului de nul i nu vor influena precizia msurtorii lui Rx. Totui, celelalte dou cderi de tensiune Efir vor cauza probleme.

Cunoscnd faptul c partea stng a detectorului de nul trebuie conectat la cele dou borne ale rezistorilor Ra i Rx pentru evitarea introducerii cderilor de tensiune Efir n bucla detectorului de nul, i c orice conductor ce face legtura cu cele dou terminale va conduce el nsui un curent substanial (ce va duce la cderi de tensiune parazite adiionale), singura soluie n aceast situaie este realizarea unui drum puternic rezistiv ntre partea de jos a rezistorului Ra i partea de sus a rezistorului Rx:

Putem controla cderile de tensiune parazite ntre Ra i Rx prin dimensionarea celor doi rezistori noi, astfel nct raportul celui de sus cu cel de jos s fie egal cu raportul celor dou brae de pe partea cealalt a detectorului de nul. Acesta este i motivul pentru care aceti rezistori au fost denumii Rm i Rn n schema iniial a puncii Thomson: pentru a scoate n evidena proporionalitatea lor cu rezistorii RM i RN.

Raportul Rm / Rn fiind egal cu raportul RM / RN, braul Ra (reostatul) este ajustat pn n momentul n care detectorul de nul indic echilibrul punii. n acest moment putem spune c Ra / Rx este egal cu RM / RN. Putem calcula Rx cu urmtoarea ecuaie:

De fapt, ecuaia de echilibru a punii Thomson este urmtoarea:

unde Rfir este rezistena firului conductor gros dintre rezistena standard de jos Ra i rezistena de test Rx.

Atta timp ct raportul dintre RM i RN este egal cu raportul dintre Rm i Rn, ecuaia de echilibru nu este mai complex dect cea a punii Wheatstone normale. Rx / Ra va fi egal cu RN / RM, deoarece ultimul termen al ecuaiei va fi zero, anulnd efectele tuturor rezistorilor cu excepia lui Rx, Ra, RM i RN.

Observaii asupra punii Thomson

n multe cazuri, RM = Rm i RN = Rn. Totui, cu ct rezistenele Rm i Rn sunt mai mici, cu att detectorul de nul va fi mai sensibil, deoarece rezistena conectat n serie cu el va fi mai mic. Creterea sensibilitii detectorului este un lucru bun, deoarece permite detectarea unor dezechilibre mult mai mici, i prin urmare, atingerea unei situaii de

echilibru mult mai precise. Din aceast cauz, unele puni Thomson folosesc rezistori Rm i Rn a cror valori sunt spre 1/100 din raportul braelor opuse (RM i RN).

Din pcate totui, cu ct valorile rezistorilor Rm i Rn sunt mai mici, cu att vor conduce un curent mai mare, ceea ce va duce la creterea efectului oricror rezistene prezente la jonciunea dintre acestea i rezistorii Ra i Rx. Dup cum se poate vedea, instrumentele de precizie nalta necesit luarea n considerare a tuturor factorilor susceptibili de a produce erori de msur. De cele mai multe ori, cea mai bun soluie reprezint un compromis ntre dou sau mai multe tipuri diferite de erori.

Multimetrul

Utilizarea corect i n condiii de siguran a unui aparat de msur este o deprindere extrem de important pentru orice electrician sau electronist. Aceast utilizare prezint un anumit risc de electrocutare datorit tensiunilor i curenilor prezeni n circuitul de msurat. Din aceast cauz, trebuie acionat foarte atent atunci cnd utilizm aparatele de msur.

Cel mai utilizat aparat de msur electric poart numele de multimetru. Denumirea vine de la faptul c aceste aparate sunt capabile s msoare o plaj larg de variabile, precum tensiune, curent, rezisten i altele. n minile unei persoane competente, multimetrul reprezint un instrument de lucru eficient dar i un dispozitiv de protecie. n minile unei persoane ignorante sau neatente, acesta poate deveni o real surs de pericol la conectarea ntr-un circuit alimentat.

Prezentarea general a unui multimetru

Cu siguran c exist o multitudine de modele, fiecare cu caracteristici diferite, totui, multimetrul prezentat aici este unul general, utilizat pentru prezentarea principiilor sale de baz.

Putem observa c afiajul este digital, din acest motiv, acest tip de multimetru mai poart numele de multimetru digital. Selectorul rotativ (setat pe poziia Off (nchis) n acest caz) se poate gsi n 5 poziii diferite: 2 poziii V (tensiune), 2 poziii A (curent), i o poziie (rezisten). De asemenea, poziia marcat cu o pereche de linii orizontale, paralele, una continu i cealalt ntrerupt, reprezint curentul continuu, iar poziia reprezentat cu ajutorul unei forme de und sinusoidale, reprezint curentul alternativ. Cu alte cuvinte, intern, multimetrul utilizeaz metode diferite pentru msurarea curentului i a tensiunii n curent continuu respectiv curent alternativ, de aici i necesitatea existenei a dou poziii pentru fiecare dintre cele dou variabile.

Pe suprafaa multimetrului exist trei prize n care putem introduce sondele de test. Sondele nu sunt altceva dect conductori speciali utilizai pentru realizarea legturii dintre circuit i multimetru. Conductorii sunt acoperiii de o izolaie colorat, neagr sau roie, pentru a preveni contactul direct, iar vrfurile sunt ascuite i rigide.

Sonda neagr va fi tot timpul introdus n priza neagr a multimetrului, cea marcat cu COM (comun). Sonda roie va fi introdus fie n priza marcat pentru tensiune i rezisten (V ) sau n cea pentru curent (A), n funcie de ce variabil dorim s msurm.

Utilizarea multimetrului - exemple

Msurarea unei tensiuni de curent continuu

Primul exemplu const din msurarea unei tensiuni de c.c. la bornele unei baterii. Observai prizele la care sunt conectate cele dou sonde ale multimetrului (V i COM) i faptul c selectorul este setat pe V n curent continuu.

Msurarea unei tensiuni de curent alternativ

Singura diferena const n schimbarea poziiei selectorului pe poziia V n curent alternativ. Din moment ce efectum tot o msurtoare de tensiune, sondele multimetrului vor rmne conectate n aceleai prize.

Surse de pericol

n ambele cazuri de mai sus, este extrem de important s nu atingem vrfurile celor dou sonde ntre ele, atunci cnd acestea se afl n contact cu punctele lor respective din circuit. Dac acest lucru are loc, se va forma un scurt-circuit, lucru pe care nu-l dorim.

Msurarea tensiunilor este probabil cea mai utilizat funcie a unui multimetru. Este cu siguran cea mai folosit metod pentru asigurarea mpotriva electrocutrilor, i din acest motiv, trebuie foarte bine neleas de ctre utilizatorul acestuia. Fiindc tensiunea este tot timpul relativ ntre dou puncte, aparatul de msur trebuie s fie conectat ntre dou puncte din circuit pentru a putea oferi un rezultat satisfctor. Acest lucru nseamn c ambele sonde trebuie inute de minile utilizatorului pentru crearea contactelor. Dar tim deja c cea mai periculoas cale pentru curent, n cazul electrocutrilor, este ntre cele dou mini, deoarece curentul n acest caz trece direct prin inim; din aceast cauz, o astfel de msurtoare reprezint tot timpul un potenial pericol.

Dac izolaia sondelor este deteriorat sau crpat, degetele utilizatorului pot intra n contact direct cu conductorii de curent n timpul msurtorilor. Dac putem folosi doar o singur mn pentru ambele sonde, aceasta ar fi cea mai sigur metod de efectuare a msurtorilor. Cteodat este posibil agarea uneia dintre sonde pe circuit, nefiind nevoii s o mai inem n mn; acest lucru reprezint o reducere a pericolului electrocutrii. Pentru aceast operaie, exista accesorii speciale ce pot fi ataate pe vrful sondelor.

inei minte c sondele aparatului de msur sunt parte integrant a aparatului nsui. Dac avei nevoie de accesorii speciale pentru sonde, consultai catalogul productorului aparatului de msur sau cataloagele altor productori de echipamente de msur. Nu ncercai s v construii propriile sonde! Proiectarea sau realizarea lor defectuoas v pot pune ntr-un real pericol atunci cnd lucrai ntr-un circuit alimentat!

De asemenea, trebuie inut minte c multimetrele digitale realizeaz diferena dintre c.c. i c.a. Dup cum am vzut mai devreme, att tensiunile de curent continuu ct i cele de curent alternativ se pot dovedi periculoase; prin urmare, cnd folosii un multimetru pentru asigurarea unui circuit mpotriva electrocutrii, fii siguri c ai efectuat msurtorile att n c.c. ct i n c.a., chiar dac nu v-ai atepta s le gsii pe amndou!

Numrul msurtorilor necesare

Atunci cnd verificm prezena unor posibile tensiuni periculoase, trebuie s lum n calcul toate punctele din scenariul respectiv.

De exemplu, s presupunem c deschidem un panou electric i gsim trei conductori ce alimenteaz o surs n curent alternativ. Oprim alimentarea prin intermediul ntreruptorului, ncercm s pornim sarcina pentru a verifica absena oricrei tensiuni i vedem c nu se ntmpl nimic. Urmtorul pas l reprezint msurarea tensiunii cu ajutorul aparatului de msur.

Prima dat verificm aparatul de msur asupra unei surse de tensiune cunoscute, pentru a ne asigura de funcionarea sa corect (priz de c.a., de exemplu). Facem acest lucru i observm ca multimetrul funcioneaz corect. Apoi, trebuie s msurm cderea de tensiune dintre aceste fire ale panoului. Dar tensiunea reprezint o valoare ntre dou puncte, prin urmare, ce puncte trebuie s lum n considerare?

Adevrul este c trebuie s msurm cderea de tensiune ntre toate combinaiile posibile, A cu B, B cu C i A cu C. Dac msurm o cdere de tensiune diferit de zero, n oricare din aceste scenarii, circuitul nu se afl ntr-o stare de energie zero. Dar asta nu e tot. Un multimetru nu va nregistra tensiunile de c.c. atunci cnd selectorul este poziionat pe c.a. i invers; prin urmare, trebuie s mai efectum un set de trei msurtori pentru fiecare din cele dou stri.

Totui, nici n acest caz nu am reuit s acoperim toate posibilitile. inei minte c tensiunile periculoase pot s apar ntre oricare dintre conductori i pmnt (n cazul de fa, carcasa metalic a panoului electric). Prin urmare, trebuie s msurm cderile de tensiune i ntre fiecare din cele trei puncte i pmnt, att n c.c ct i n c.a. Acest lucru duce numrul msurtorilor la 12, pentru un scenariu aparent simplu. Desigur, dup ce toate msurtorile au fost ncheiate, trebuie s re-testm funcionarea corect a multimetrului, prin msurarea unei cderi de tensiune cunoscute (priza, de exemplu).

Msurarea rezistenelor

n cazul msurrii rezistenelor, sondele vor rmne conectate n aceleai prize ale multimetrului ca i n cazul msurtorilor de tensiune, dar selectorul trebuie poziionat pe (vezi figura). Msurtoarea se realizeaz simplu, prin poziionarea vrfurilor celor dou sonde pe capetele libere ale rezistorilor.

Atenie ns, msurarea rezistenelor se face doar asupra componentelor nealimentate! Atunci cnd multimetrul se afl n modul rezisten, acesta se folosete de o mic baterie intern pentru generarea unui curent mic prin componentul de msurat. Prin sesizarea dificultii de trecere a curentului prin component, se poate determina rezistena acestuia. Dac exist o surs adiional de tensiune n circuitul format din aparatul de msur i componentul n cauz, msurtorile realizate vor fi greite. n cel mai ru caz, prezena unei surse adiionale de tensiune n circuit, poate duce la deteriorarea aparatului de msur.

Continuitatea firelor

Modul rezisten a unui multimetru este foarte folositor i pentru determinarea continuitii conductorilor. Atunci cnd exist un contact bun ntre vrfurile sondelor, aparatul va indica o valoare aproximativ egal cu 0 . Dac sondele nu ar prezenta nicio rezistena intern, aceast msurtoare ar da exact 0 .

Dac sondele nu se afl n contact direct una cu cealalt, sau dac sunt conectate la capetele opuse ale unui conductor ntrerupt, acesta va indica o rezisten infinit, reprezentat de obicei pe afiajul multimetrului prin prescurtarea O.L. (open loop (eng.) - circuit deschis).

Msurarea curentului cu ajutorul multimetrului

Aceasta reprezint cea mai complex i periculoas aplicaie a multimetrului. Motivul este destul de simplu: curentul de msurat trebuie s treac prin aparatul de msur, ceea ce nseamn c multimetrul trebuie integrat n circuit. Pentru a realiza acest lucru, circuitul iniial trebuie oprit, iar multimetrul conectat ntre cele dou puncte ale circuitului deschis. Pentru realizarea propriu-zis a msurtorii, selectorul trebuie s se afle n poziia A, fie n c.a., fie n c.c., iar sonda roie trebuie introdus n priza marcata cu A (vezi figura).

Urmtorul pas este deschiderea circuitului pentru a putea conecta multimetrul.

nchiderea circuitul se realizeaz apoi prin multimetru, astfel: conectm vrfurile sondelor la capetele libere ale circuitului deschis, sonda neagr la terminalul negativ al bateriei de 9 V, iar sonda roie la captul conductorului liber ce duce la bec.

Dei acest circuit, cu o surs de 9 V, este sigur din punct de vedere al electrocutrilor, n circuitele de putere aceast metod reprezint o adevrat surs de pericol.

Selectarea curentului sau a tensiunii

La modificarea poziiei multimetrului din modul curent (ampermetru) n modul tensiune (voltmetru), se ntmpl adesea s schimbm poziia de pe A pe V dar s uitm sonda roie n priza A i nu n priza (V ). Dac aparatul de msur este apoi conectat la bornele unei surse de tensiune suficient de mari, rezultatul va fi un scurt-circuit prin aparatul de msur. Atunci cnd multimetrul se afl n poziia A, acesta este proiectat pentru o rezisten ntre vrfurile sondelor ce tinde practic la 0 . n

poziia V, lucrurile stau exact invers, rezistena dintre vrfurile sondelor este de ordinul mega-ohmilor (M).

Pentru a preveni acest lucru, majoritatea multimetrelor produc un avertisment sonor n cazul n care sonda este introdus n priza A iar selectorul este poziionat pe V.

Verificarea siguranei fuzibile interne

Toate multimetrele de calitate sunt echipate cu sigurane fuzibile interne, sigurane ce se ard la trecerea unui curent excesiv prin ele, precum este cazul exemplului anterior. La fel ca toate dispozitivele de siguran, i aceste sigurane sunt proiectate n primul rnd pentru protecia echipamentului i doar apoi pentru protecia utilizatorului.

Un multimetru poate fi utilizat pentru verificarea propriei sigurane prin setarea pe poziia , iar sondele pe poziia A respectiv V . Verificarea se realizeaz prin contactul direct al celor dou sonde.

O sigurana bun va indica o rezistena foarte mic, pe cnd o sigurana ars va indica tot timpul un circuit deschis (O.L.). Valoarea msurtorii nu este de o importan foarte mare, atta timp ct este mica.

Conectarea diodei la ohmmetru

Din moment ce o diod nu este nimic altceva dect o valv uni-direcional de curent, putem verifica acest lucru folosind un ohmmetru alimentat n curent continuu (cu baterie). La conectarea diodei ntr-o anumit direcie, aparatul de msur ar trebui s indice o rezisten foarte mic (figura de alturat (a)), iar la conectarea invers, aparatul ar trebui s indice o rezisten foarte mare (figura alturat (b)). (OL reprezint o valoarea prea mare ce nu poate fi indicat de aparatul de msur (din engl. Over-Limit); n acest caz, putem considera rezistena ca fiind infinit).

Folosirea corect ohmmetrului

Desigur, determinarea polaritii diodei (care terminal este anodul i care catodul) necesit ca n primul rnd s cunoatem care din sondele aparatului de msur este cea pozitiv (+) i care sond este cea negativ (-), atunci cnd aparatul este trecut pe funcia . La majoritatea multimetrelor digitale, sonda roie reprezint terminalul pozitiv iar sonda neagr reprezint terminalul negativ, atunci cnd aparatul este setat pe msurarea rezistenelor. Totui, acest lucru nu este valabil pentru toate multimetrele, existnd posibilitatea ca sonda neagr s fie pozitiv (+) i cea roie negativ (-).

Neajunsuri

Problema folosirii unui ohmmetru pentru verificarea unei diode, este c indicaia afiajului are doar valoare calitativ, nu i cantitativ. Cu alte cuvinte, un ohmmetru poate doar s ne spun dac dioda funcioneaz (dac aceasta conduce curent), dar valoarea rezistenei obinute din msurtoare nu ne este de niciun folos. Dac un ohmmetru indic o valoare de 1,73 la polarizarea direct, aceast valoarea nu este folositoare unui tehnician sau proiectantului circuitului. Aceast valoare nu reprezint nici cderea de tensiune la polarizarea direct i nici rezistena materialului semiconductor din diod, ci este o mrime dependent de ambele cantiti i variaz substanial n funcie de ohmmetrul folosit pentru efectuarea citirii.

Utilizarea funciei speciale de verificare diod

Din acest motiv, unele multimetre digitale sunt prevzute cu o funcie special de verificare a diodei ce indic tensiunea real de polarizare direct a diodei, n voli, n loc de o rezisten n ohmi. Principiul de funcionare al acestor aparate de msur const n forarea unui curent mic prin diod i msurarea cderii de tensiune dintre cele dou borne ale diodei.

Folosirea unui circuit special

Totui, valoarea tensiunii de polarizare direct indicat de aceste aparate va fi de obicei mai mic dect valoarea normal de 0,7 V, deoarece curentul furnizat de aparatul de

msur prin diod este foarte mic. Dac nu avem la dispoziie un multimetru cu funcie de verificare a diodelor, sau dac vrem s msurm tensiunea de polarizare direct a diodei folosind un curent mai mare, putem realiza un circuit electric precum n figura alturat, folosind o baterie, un rezistor i un voltmetru.

Cuprins

Ce este un aparat de msur ............................................................................................................................. 1

Voltmetrul .......................................................................................................................................................... 1

Limitri ale circuitelor de msur ...................................................................................................................... 1

Modelul D'Arsonval ....................................................................................................................................... 2

Introducerea unui divizor de tensiune .......................................................................................................... 3

Rezistori de multiplicare i selectorul ........................................................................................................... 5

Voltmetrul ideal i voltmetrul real ................................................................................................................ 7

Efectul voltmetrului asupra circuitului; exemplu .......................................................................................... 7

Sensibilitatea voltmetrelor ........................................................................................................................... 8

Amplificarea curentului............................................................................................................................... 10

Detectorul de nul ........................................................................................................................................ 10

Detector de nul realizat cu cti audio ....................................................................................................... 11

Principiul detectorului de nul ...................................................................................................................... 12

Observaii .................................................................................................................................................... 13

Ampermetrul ................................................................................................................................................... 14

Definiia ampermetrului ............................................................................................................................. 14

Introducerea rezistorilor de unt ................................................................................................................ 14

Selectarea domeniului de valori ................................................................................................................. 16

Msurarea curentului cu voltmetrul ........................................................................................................... 18

Ampermetrul ideal ...................................................................................................................................... 19

Efectul ampermetrului asupra circuitului; exemplu ................................................................................... 19

Cletele ampermetric (clampmetrul) .......................................................................................................... 21

Ohmmetrul ...................................................................................................................................................... 22

Scopul ohmmetrului .................................................................................................................................... 22

Realizarea unui ohmmetru simplu .............................................................................................................. 22

mprirea scalei ......................................................................................................................................... 23

Dezavantajele metodei de mai sus ............................................................................................................. 25

Observaie asupra utilizrii ohmmetrelor ................................................................................................... 26

Limitrile ohmmetrelor de joas tensiune ................................................................................................. 26

Modul de proiectare al ohmmetrelor de tensiune nalt ........................................................................... 27

Megohmmetrul ........................................................................................................................................... 28

Msurarea rezistenelor aflate la distan ..................................................................................................... 30

Msurarea rezistenei cu o combinaie ampermetru-voltmetru ............................................................... 31

Metoda Kelvin (metoda celor patru conductori) ........................................................................................ 32

Rezistori de unt de precizie nalt ............................................................................................................. 33

Rezistori de precizie cu patru terminali ...................................................................................................... 34

Puntea Wheatstone .................................................................................................................................... 36

Puntea Thomson (puntea Kelvin dubl) ..................................................................................................... 38

Observaii asupra punii Thomson .............................................................................................................. 41

Multimetrul ..................................................................................................................................................... 42

Prezentarea general a unui multimetru .................................................................................................... 42

Utilizarea multimetrului - exemple ............................................................................................................. 44

Msurarea unei tensiuni de curent continuu ............................................................................................. 44

Msurarea unei tensiuni de curent alternativ ............................................................................................ 44

Surse de pericol ........................................................................................................................................... 45

Numrul msurtorilor necesare ................................................................................................................ 46

Msurarea rezistenelor ............................................................................................................................. 47

Continuitatea firelor ................................................................................................................................... 48

Msurarea curentului cu ajutorul multimetrului ........................................................................................ 49

Selectarea curentului sau a tensiunii .......................................................................................................... 50

Verificarea siguranei fuzibile interne ......................................................................................................... 51

Conectarea diodei la ohmmetru ................................................................................................................. 52

Folosirea corect ohmmetrului ................................................................................................................... 52

Neajunsuri ................................................................................................................................................... 52

Utilizarea funciei speciale de verificare diod ........................................................................................ 53

Ce este un aparat de msurVoltmetrulLimitri ale circuitelor de msurModelul D'ArsonvalIntroducerea unui divizor de tensiuneRezistori de multiplicare i selectorulVoltmetrul ideal i voltmetrul realEfectul voltmetrului asupra circuitului; exempluSensibilitatea voltmetrelorAmplificarea curentuluiDetectorul de nulDetector de nul realizat cu cti audioPrincipiul detectorului de nulObservaii

AmpermetrulDefiniia ampermetruluiIntroducerea rezistorilor de untSelectarea domeniului de valoriMsurarea curentului cu voltmetrulAmpermetrul idealEfectul ampermetrului asupra circuitului; exempluCletele ampermetric (clampmetrul)

OhmmetrulScopul ohmmetruluiRealizarea unui ohmmetru simplumprirea scaleiDezavantajele metodei de mai susObservaie asupra utilizrii ohmmetrelorLimitrile ohmmetrelor de joas tensiuneModul de proiectare al ohmmetrelor de tensiune naltMegohmmetrulMsurarea rezistenelor aflate la distanMsurarea rezistenei cu o combinaie ampermetru-voltmetruMetoda Kelvin (metoda celor patru conductori)Rezistori de unt de precizie naltRezistori de precizie cu patru terminaliPuntea WheatstonePuntea Thomson (puntea Kelvin dubl)Observaii asupra punii Thomson

MultimetrulPrezentarea general a unui multimetruUtilizarea multimetrului - exempleMsurarea unei tensiuni de curent continuuMsurarea unei tensiuni de curent alternativSurse de pericolNumrul msurtorilor necesareMsurarea rezistenelorContinuitatea firelorMsurarea curentului cu ajutorul multimetruluiSelectarea curentului sau a tensiuniiVerificarea siguranei fuzibile interneConectarea diodei la ohmmetruFolosirea corect ohmmetruluiNeajunsuriUtilizarea funciei speciale de verificare diodFolosirea unui circuit special

Cuprins