Multimetr cyfrowy to przyrząd do pomiaru co najmniej trzech wielkości:

  • napięcia elektrycznego (stałego i zmiennego)
  • natężenia prądu
  • rezystancji (oporu elektrycznego) nieraz z sygnalizatorem dźwiękowym braku oporu

Dodatkowo przy użyciu tego przyrządu mogę sprawdzić spadek napięcia na diodzie, przetestować wzmocnienie tranzystora i w zależności od modelu kilka innych rzeczy.

W ramach tego artykułu będę wykonywał pomiar napięcia multimetrem. Najpierw zmierzę napięcie przemienne (AC), a następnie napięcie stałe (DC). Do tego celu użyję cyfrowego multimetru mieszczącego się w dolnym przedziale cenowym (ok. 40 zł) z manualnym ustawianiem zakresu pomiaru. A na końcu artykułu znajdziesz bonus w postaci filmu 🙂 .

DSC_0196
Kliknij = ZOOM

Na rynku jest cała gama multimetrów, absolutny wysyp. Różnią się ilością mierzonych wielkości, zakresami, sposobem i dokładnością pomiaru, stopniem automatyzacji, zabezpieczeniami, budową i oczywiście ceną.
Dobra wiadomość jest taka, że tymi sprawami zajmiemy się innym razem, a na obecną chwilę różnorodność ta nas kompletnie nie interesuje. 🙂

Przejdę zatem do meritum artykułu.

Jeśli jesteś świeży/a w tematyce związanej z elektrycznością, niektóre pojęcia używane w tym artykule mogą być dla Ciebie nieznane. W celu uzupełnienia wiedzy, zajrzyj do Akademii Elektryka.

Czym jest pomiar napięcia?

Napięcie elektryczne może występować pomiędzy dwoma elementami o różnym potencjale elektrycznym. Sondy miernika przykładamy w dwóch punktach. Wynikiem pomiaru jest różnica potencjałów pomiędzy jednym a drugim punktem pomiarowym czyli napięcie elektryczne. Rozpatrzmy dwa skrajne przypadki:

  • jeżeli pierwszą sondę przyłożymy do przewodu o potencjale 100V DC, a drugą do przewodu, który ma 0V w wyniku otrzymamy napięcie równe 100V DC.
  • jeżeli pierwszą sondę przyłożymy do przewodu, który ma potencjał 100V DC, a drugą do przewodu o identycznym potencjale, w wyniku otrzymamy napięcie równe 0V DC.

W przypadku pomiaru napięcia przemiennego sprawa jest trochę bardziej skomplikowana i w grę wchodzi również tzw. przesunięcie fazowe. W tym artykule ten termin nas jednak nie dotyczy ponieważ w poniższych przykładach jedna z sond będzie zawsze podpięta do potencjału równego 0V.

Czyli, aby zmierzyć napięcie, przykładamy sondy miernika w miejsca o (najczęściej) dwóch różnych potencjałach. Czy to nie oznacza, że przez miernik będzie płynął prąd? Otóż będzie płynął, ale znikomy ponieważ w trybie pomiaru napięcia opór elektryczny (rezystancja) miernika jest bardzo duży.

Przygotowanie multimetru do pomiaru

Przygotowanie multimteru do pomiaru sprowadza się do dwóch czynności:

  • Ustawienie zakresu pomiarowego
  • Wpięcie sond miernika w odpowiednie sloty

Ustawienie zakresu pomiarowego

DSC_0196_red

Najpierw decydujemy się co chcemy zmierzyć. W przypadku napięcia elektrycznego mamy dwie opcje:

  • napięcie stałe (V=)
  • napięcie przemienne (V~)

W moim multimetrze dla napięcia stałego (DC) mam możliwość wyboru jednego z 5 zakresów pomiarowych.
Od 0V do: 200mV, 2V, 20V, 200V, 600V.
Natomiast dla napięcia przemiennego (AC) są to dwa zakresy.
Od 0V do: 200V, 600V.

Tutaj warto zaznaczyć, że w przypadku pomiaru napięcia elektrycznego należy wybrać jeden z ww. zakresów (dwa czerwone prostokąty na obrazku). Wybranie zakresu pomiaru natężenia prądu lub rezystancji i próba zmierzenia przy tych ustawieniach napięcia elektrycznego, w najlepszym przypadku przepali bezpiecznik miernika, a w najgorszym doprowadzi do trwałego uszkodzenia multimteru. Także bądź czujny/a.

No dobra, pytanie: Po co tyle zakresów? Czy nie wystarczy jeden zakres od 0V do 600V?
Nie wystarczy, ponieważ każdy zakres ma swoją dokładność pomiaru. Jeśli spróbujesz zmierzyć napięcie baterii typu AA (1.5V) przy zakresie 0-600V, możesz otrzymać wynik pomiędzy 0V a 7V. Taki pomiar nic ci nie powie.

A co jeśli nie mam pojęcia jakiego napięcia się spodziewać? Wtedy najlepszą metodą jest rozpoczęcie pomiaru od największego zakresu. Po otrzymaniu wyniku, z grubsza będziesz wiedział czego się spodziewać i jaki zakres ustawić.

Co jeśli zakres będzie mniejszy od zmierzonej wartości? Multimetr powinien sobie z tym poradzić i zasygnalizować na wyświetlaczu przekroczenie zakresu.

Wpięcie sond miernika w odpowiednie zaciski

DSC_0196_red2DSC_0204

Żeby dokonać pomiaru potrzebujemy zestawu sond dostarczonych wraz z miernikiem. Jedna jest koloru czarnego, a druga czerwonego. Czarną zawsze podpinamy do zacisku oznaczonego COM (common czyli zacisk wspólny). Czerwoną sondę podpinamy zgodnie z tym co chcemy zmierzyć. Skoro chcemy zmierzyć napięcie, a jednostką napięcia jest Volt [V], szukamy literki “V” przy zacisku i podpinamy w to miejsce sondę.

Pomiar napięcia przemiennego (AC)

Pomiaru napięcia przemiennego dokonam w gniazdku elektrycznym zgodnie z poniższym schematem.

Schemat_PomNap_230V

Symbol “V” to oznaczenie woltomierza czyli (w przypadku tego artykułu) multimetru z wybranym – przy użyciu pokrętła zakresu – zakresem pomiaru napięcia elektrycznego.

UWAGA! Zawsze zachowuj ostrożność podczas wykonywania pomiarów, w szczególności napięcia niebezpiecznego, do którego zalicza się prąd przemienny o napięciu 230V.
Pracuj bez pośpiechu, zastanów się dwa razy przed wykonaniem pomiaru i nie dotykaj
części przewodzących rękami!
W związku z tym, że będę mierzył napięcie w domowym gniazdku elektrycznym, spodziewam się, że wartość napięcia będzie w okolicach 230V. Ustawienie zakresu 0-200V będzie do tego pomiaru zbyt małe, także przełączam pokrętło w pozycję 600 napięcia przemiennego (V~).Wpinam sondy pomiarowe w zaciski zgodnie z opisem w poprzednim rozdziale i mogę przystąpić do pomiaru.
DSC_0213Wkładam sondy do dwóch otworów gniazdka elektrycznego. W ten sposób jedna sonda zostanie połączona z przewodem fazowym, a druga z przewodem neutralnym sieci zasilającej.
Po krótkim ustabilizowaniu naszym oczom ukazuje się pomiar, w tym wypadku 227V.
DSC_0211Nie byłbym sobą, gdym nie sprawdził co się stanie, gdy sondy zamienimy miejscami.
Pomijając fakt, że miernik pokazał wartość o 1V większą (co może wynikać zarówno z tego że napięcie w sieci faktycznie uległo zmianie, jak i z niedokładności pomiaru), zmierzona wartość jest taka sama, bez znaków minus ani plus (ten ostatni szczegół wynika z tego, że w przypadku napięcia przemiennego wyświetlana jest wartość napięcia skutecznego, o czym szerzej piszę tutaj).
DSC_0219Wspomniałem przed chwilą, że napięcie w sieci zasilającej może ulec zmianie. Jedną z naturalnych przyczyn takiego stanu rzeczy jest załączenie odbiornika dużej mocy.
Wielkość natężenia przepływającego prądu wpływa bezpośrednio na wielkość spadku napięcia w przewodach. Im wyższe natężenie, tym większy spadek napięcia. Przykładowo, po załączeniu czajnika elektrycznego o mocy 2000W, napięcie w sieci zasilającej spadło o 3 Volty do poziomu 225V.
DSC_0216Jeżeli ustawię na mierniku zakres napięcia o wartości maksymalnej niższej niż pomiar jaki wykonuję tutaj np. 0-200V, wykonując pomiar napięcia w gniazdku multimetr zasygnalizuje mi przekroczenie zakresu pomiarowego w sposób widoczny na zdjęciu.
DSC_0215W przypadku pomyłki i wyboru zakresu pomiaru napięcia stałego, multimetr wskaże 0V. Jest to jedna z niewielu pomyłek pomiarowych, którą miernik tego typu (i za taką cenę) wybaczy.

Pomiar napięcia stałego (DC)

Aby uzyskać napięcie stałe wykorzystamy zasilacz 12V (napięcie często stosowane w zasilaniu oświetlenia typu LED).

Schemat_PomNap_12V

Układ się zatem nieco zmienił, ale sposób pomiaru pozostał ten sam, woltomierz podpinam do zacisków zasilacza o różnym potencjale (+ i ).

Oto nasz zasilacz. Z jednej strony przy pomocy kostki elektrycznej został połączony z zasilaniem prądu przemiennego 230V. Z drugiej strony wychodzą dwa przewody zasilone napięciem 12V.
DSC_0224Najpierw sprawdzam, czy do zasilacza dostarczony jest prąd o odpowiednim napięciu. Przykładam czerwoną sondę do przewodu fazowego (brązowy), a czarną sondę do przewodu neutralnego (niebieski).Wynik: 226V czyli w normie.
DSC_0225Dodatkowo multimetr posiada funkcję zamrożenia wyniku. Przydatne, gdy podczas pomiaru z jakiegoś powodu nie widzimy wyświetlacza. Aby, tę funkcję uaktywnić, wystarczy nacisnąć przycisk hold (w czerwonej ramce).
DSC_0226Dobra, zabieram się do właściwego pomiaru napięcia stałego i jaki mam wynik? 26V? Otrzymany wynik jest zupełnie niespodziewany i po prostu błędny, z tego względu, że jest ustawiony zakres do pomiaru napięcia przemiennego. Także po raz kolejny należy sobie utrwalić, że z zakresami pomiarowymi należy się pilnować.
Ustawiam zatem zakres do pomiaru napięcia stałego 0-600V.Wynik: 12.00V.
DSC_0228Poprzedni zakres był zdecydowanie niedopasowany do wartości mierzonej, schodzę zatem w dół, zakres 0-200V.Wynik: 12.30V
DSC_0229Mierzę napięcie w okolicach 12V zatem mogę sobie pozwolić na kolejne zmniejszenie zakresu tj. 0-20V.Wynik: 12.26VI jest to najdokładniejszy pomiar jaki uzyskam przy użyciu tego multimetru.
DSC_0231Jeżeli spróbuję zejść do zakresu mniejszego np. 0-2V, otrzymam komunikat o przekroczeniu zakresu.
DSC_0232W przeciwieństwie do pomiaru napięcia przemiennego, jeśli podczas pomiaru napięcia stałego zamienię miejsca wpięcia sond, tj. sondę czerwoną podepnę do przewodu o potencjale 0V, multimetr wskaże mi wynik ze znakiem –. Oznacza to, że kierunek przepływu prądu jest w przeciwną stronę, niż założono podczas pomiaru. Jest to istotne, gdy zależy nam na określeniu, który przewód posiada potencjał +, a który .

Podsumowanie

  • Pomiar napięcia odbywa się pomiędzy dwoma punktami, wynik: różnica potencjałów.
  • Wybór wielkości mierzonej i odpowiedniego zakresu pomiarowego jest kluczowy.
  • Woltomierz posiada bardzo dużą rezystancję – natężenie prądu pomiędzy sondami jest znikome.
  • Wynikiem pomiaru napięcia przemiennego jest wartość skuteczna napięcia.
  • Podczas pomiaru napięcia stałego możliwość sprawdzenia kierunku przepływu prądu (polaryzacja).

print

Dodaj komentarz

20 komentarzy do "Multimetr pierwsze starcie – pomiar napięcia"

Powiadom o
avatar
Sortuj wg:   najnowszy | najstarszy | oceniany
Łukasz
Gość

Mała uwaga. Napięcie mierzymy w woltach, natężenie w amperach, częstotliwość w hercach, a rezystancję w omach. Skoro artykuł jest napisany po polsku, używany też polskich nazw jednostek. Nie będziemy tu przecież pisać, że mam 195 centimeter wzrostu ani że napisanie tego komentarza zajęło mi 120 sec.

Druga uwaga, nie mniej ważna: pomiar napięcia zasilacza na zakresie 600 V dał wynik 12 V a nie 12,00 V (u nas ułamki oddziela się przecinkiem, nie kropką). W drugim pomiarze jest 12,3 a nie 12,30 V. To są podstawy metrologii.

Tadeusz
Gość

Witaj Radku. Genialny blog!!

Mam pytanie. Czy można za pomocą multimetru sprawdzić poziom baterii?
Jak tego dokonać jeśli się da

slayer74
Użytkownik

Jęsli chodzi o to czy bateria ma odpowiednie napiecie to za pomocą multimetru mierzy sie napięcie na jej biegunach za pomocą funkcji pomiar napiecia stałego V- tak jak Radek pokazał to w artykule odnośnie zasilacza LED. Jesli wartość pomiaru spada to bateria jest wyczerpana. Niektóre mierniki mają funkcję testera baterii np. BAT 1.5 V, 9 V wtedy pomiar baterii jest pod obciążeniem zastępującym odbiornik

http://obrazki.elektroda.pl/5080975200_1481240253.jpg

Jak sprawdzić czy bateria jest nałodowana bez multimetru 🙂
https://www.youtube.com/watch?v=JET9ix6QhEM

slayer74
Użytkownik

Dla kogoś kto wykonuje prace typowe elektryczne przy napięciu sieciowym i nie musi mieć np. funkcji pomiaru napięcia baterii 1.5V, pojemności kondensatora lub wzmocnienia tranzystora o wiele wygodniejszy niż multimetr jest tester napięcia np. ten na fotce Fluke T150 posiada m.in. możliwość sprawdzanie ciągłości przewodów, napięcia w gniazdku – te sondy-bolce są fabrycznie tak rozstawione aby łatwo włożyć w gniazdko, a także sprawdzimy kierunek wirowania faz oraz test wyłączników różnicowo-prądowych, funkcja próbnika „neonówki”, podświetlanie punktu pomiaru. Cena wymienionego przez mnie modelu wynosi 400-600zł ale znajdziemy i tańsze za 100zł.

http://obrazki.elektroda.pl/6406581600_1471294479.jpg

balcer
Gość

Dziękuję za czytelnie opisane czynności. Bardzo mi to pomogło. Dobra robota.

Paweł
Gość

Dziękuję za świetne artykuły… Dzięki Pana wpisom nadrabiam zaległości w podstawach elektryki 🙂

Kamil
Gość

Dlatego wybieramy najwyższy zakres pomiarowy napięcia ponieważ w gniazdku może być: 230v jeżeli wykonujemy pomiar między zerem a fazą ; i 400v jeżeli wykonujemy pomiar międzyfazowy czyli dwie różne fazy. Jak się zdarzy przypadek tzw. upalonego zera to w gniazdu w domu w pokoju zamiast 230v jest 400v 🙂 🙂 🙂

wpDiscuz