0 0 0
Личный кабинет Войти Регистрация
Уроки
Математика Алгебра Геометрия Физика Всеобщая история Русский язык Английский язык География Биология Обществознание
Тренажёры
Математика ЕГЭ Тренажёры для мозга

Вольтметр. Измерение напряжения

Содержание

    Для характеристики электрического тока в цепи у нас есть уже две физические величины: сила тока ($I$) и напряжение ($U$).

    Для измерения силы тока мы используем амперметр. Значит, существует прибор и для измерения электрического напряжения. 

    Как называют прибор для измерения напряжения? Он называется вольтметром.
    На данном уроке мы рассмотрим его применение, правила подключения в электрическую цепь и другие его характеристики.

    Вольтметр

    Вольтметр — это прибор для измерения напряжения на полюсах источника тока или на каком-либо другом участке цепи.

    Вольтметры по внешнему виду очень похожи на амперметры. Как их различать тогда? Если на шкале амперметра стоит буква $A$, то на шкале вольтметра будет обязательно стоять буква $V$.

    Вольтметры бывают разных видов. Это зависит от их назначения. Вы чаще всего будете встречать или демонстрационный вольтметр (рисунок 1, а) или лабораторный (рисунок 1, б).

    Как можно догадаться из названий приборов, демонстрационный вольтметр используется для демонстрации опытов, а лабораторный вы будете использовать при выполнении лабораторных работ.

    Рисунок 1. Виды вольтметров

    На шкале каждого вольтметра есть высшее (максимальное) значение напряжения, которое он способен измерить. Превышение этого предела может привести к выходу прибора из строя.

    Вольтметр в электрической цепи

    Вольтметр подключают в электрическую цепь на определенный ее участок, на котором необходимо измерить напряжение. 

    Обратите внимание на то, что если амперметр, последовательно подключенный в электрическую цепь, будет показывать одинаковое значение силы тока на всех участках цепи, то с вольтметром у нас совершенно другая история. Он предназначен для измерения напряжения на определенном участке цепи.

    Для обозначения на схемах электрических цепей у вольтметра имеется свой условный знак (рисунок 2). Выглядит он, как кружок с буквой $V$ посередине.

    Рисунок 2. Условный знак для обозначения вольтметра на схеме электрической цепи

    Правила подключения вольтметра в электрическую цепь

    • Зажимы вольтметра нужно подсоединять к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение. Такое подключение называется параллельным (рисунок 3).
    Рисунок 3. Параллельное подключение вольтметра в цепь

    Подробнее об особенностях параллельного подключения приборов вы узнаете в следующих уроках.

    • У одного из зажимов вольтметра стоит знак “+”. Провод, подключенный к этому зажиму, необходимо соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока (рисунок 4). Если подключить прибор неправильно, то стрелка вольтметра просто начнет отклоняться в другую сторону.
    Рисунок 4. Соблюдение полярности при подключении вольтметра в цепь

    Измерение напряжения вольтметром в электроприборе

    Используя вышеприведенные правила, давайте попробуем на практическом опыте измерить напряжение. 

    Допустим, его необходимо измерить на электрической лампе. Соберем электрическую цепь, состоящую из ключа, электрической лампы, источника тока. Подключим последовательно в эту цепь амперметр. Вольтметр подсоединяем параллельно к зажимам лампы (рисунок 5).

    Рисунок 5. Измерение напряжения электрической лампы

    Схема такой электрической цепи будет выглядеть следующим образом (рисунок 6).

    Рисунок 6. Схема электрической цепи при измерении напряжения электрической лампы

    Обратите внимание, что амперметром здесь мы измеряем силу тока в электрической лампе. Вольтметром мы измеряем ее напряжение. 

    Амперметр подключается последовательно, а вольтметр — параллельно.

    А какой должна быть сила тока, проходящего через вольтметр, по сравнению с силой тока в цепи? Отличается ли она от силы тока во всей цепи?

    Да, отличается. Вольтметр устроен таким образом, что сила тока, проходящего через него, крайне мала по сравнению с силой тока в самой электрической цепи. Это позволяет исключить изменение напряжения между теми точками, к которым подсоединен вольтметр. Это же и способствует получению более точных значений напряжения.

    Измерение напряжения вольтметром на полюсах источника тока

    Как с помощью вольтметра измерить напряжение на полюсах источника тока?

    Чтобы узнать напряжение на полюсах источника тока, мы можем подключить вольтметр непосредственно к нему (рисунок 7). Не забывайте соблюдать полярность при подключении! Амперметр же включать в подобную цепь нельзя.

    Рисунок 7. Измерение вольтметром напряжения на полюсах источника тока

    Это интересно: вольтамперметр

    Упражнения

    Упражнение №1

    Рассмотрите шкалу вольтметра (рисунок 1, а). Определите цену деления. Перечертите в тетрадь его шкалу и нарисуйте положение стрелки при напряжении $4.5 \space В$; $7.5 \space В$; $10.5 \space В$.

    Определим цену деления такого вольтметра. Возьмем значения 0 и 3. От 0 до 3 у нас всего два деления. Получается, что $\frac{3 \space В — 0 \space В}{2} = 1.5 \space В$.
    Цена деления этого вольтметра равна $1.5 \space В$.

    На рисунке 8 изображены показания этого вольтметра при:
    $U_1 = 4.5 \space В$ (рисунок 8, а);
    $U_2 = 7.5 \space В$ (рисунок 8, б);
    $U_3 = 10.5 \space В$ (рисунок 8, в).

    Рисунок 8. Различные показания вольтметра

    Упражнение №2

    Определите цену деления шкалы вольтметра, изображённого на рисунке 5. Какое напряжение он показывает?

    Шкала вольтметра на рисунке 5 идентична шкале вольтметра на рисунке 1, а. Ее цену деления мы уже определили в предыдущем упражнении. Цена деления этого вольтметра равна $1.5 \space В$.

    На рисунке 5 вольтметр показывает значение напряжения, равное $1.5 \space В$.

    Упражнение №3

    Начертите схему цепи, состоящей из аккумулятора, лампы, ключа, амперметра и вольтметра, для случая, когда вольтметром измеряют напряжение на полюсах источника тока.

    Схема такой цепи изображена на рисунке 9. Обратите внимание, что амперметр подключен в цепь последовательно, а вольтметр — параллельно.

    Рисунок 9. Схема электрической цепи для упражнения №3
    5
    5
    5Количество опыта, полученного за урок

    Оценить урок

    Спасибо, что помогаете нам стать лучше!

    Комментарии
    Получить ещё подсказку

    Трудности? Воспользуйтесь подсказкой

    Верно! Посмотрите пошаговое решение