Voltmeternutzung

TEILE UND MATERIALIEN

• Multimeter, digital oder analog
• Verschiedene Batterien
• Eine Leuchtdiode (Radio Shack Katalog Nr. 276-026 oder gleichwertig)
• Kleiner „Hobby“-Motor, Typ mit Permanentmagnet (Radio Shack-Katalog Nr. 273-223 oder gleichwertig)
• Zwei Überbrückungsdrähte mit "Krokodilklemmen"-Enden (Radio Shack Katalog # 278-1156, 278-1157 oder gleichwertig)

Ein Multimeter ist ein elektrisches Instrument, das Spannung, Strom und Widerstand messen kann.

Digital Multimeter haben numerische Anzeigen, wie Digitaluhren, um die Größe von Spannung, Strom oder Widerstand anzuzeigen.

Analog Multimeter zeigen diese Größen durch einen beweglichen Zeiger über einer aufgedruckten Skala an.

Analoge Multimeter sind in der Regel günstiger als digitale Multimeter und als Lernwerkzeuge für Erststudenten der Elektrizität vorteilhafter.

Ich empfehle dringend, vor dem Kauf eines Digitalmultimeters ein analoges Multimeter zu kaufen, aber für diese Experimente schließlich beides in Ihrem Werkzeugkasten zu haben.

QUERVERWEISE

Lektionen in elektrischen Schaltungen, Band 1, Kapitel 1:„Grundkonzepte der Elektrizität“

Lektionen in elektrischen Schaltungen, Band 1, Kapitel 8:„DC-Messkreise“

LERNZIELE

• Spannungsmessung
• Eigenschaften der Spannung:zwischen zwei Punkten vorhanden
• Auswahl des richtigen Messbereichs

ILLUSTRATION

ANLEITUNG

Bei allen Experimenten in diesem Buch verwenden Sie eine Art Testgerät, um Aspekte der Elektrizität zu messen, die Sie nicht direkt sehen, fühlen, hören, schmecken oder riechen können.

Elektrizität – zumindest in kleinen, sicheren Mengen – ist für unseren menschlichen Körper nicht wahrnehmbar.

Ihre grundlegendsten „Augen“ in der Welt der Elektrizität und Elektronik werden ein Gerät namens Multimeter . sein .

Multimeter zeigen das Vorhandensein von elektrischen Eigenschaften wie Spannung, Strom und Widerstand an und messen deren Menge.

In diesem Experiment machen Sie sich mit der Spannungsmessung vertraut.

Spannung ist das Maß für den elektrischen „Schub“, der bereit ist, Ladungen zu motivieren, sich durch einen Leiter zu bewegen.

In wissenschaftlicher Hinsicht ist es die spezifische Energie pro Ladungseinheit, mathematisch definiert als Joule pro Coulomb.

Es ist analog zu Druck in einem Flüssigkeitssystem :die Kraft, die Flüssigkeit durch ein Rohr bewegt, und wird in der Einheit Volt (V) gemessen.

Ihr Multimeter sollte einige grundlegende Anweisungen enthalten.

Lesen Sie sie gut! Wenn Ihr Multimeter digital ist, wird für den Betrieb eine kleine Batterie benötigt.

Wenn es analog ist, benötigt es keine Batterie, um die Spannung zu messen.

Einige Digitalmultimeter haben eine automatische Bereichswahl . Ein Messgerät mit automatischer Bereichswahl hat nur wenige Wahlschalterpositionen (Einstellrad).

Messgeräte mit manueller Bereichswahl haben mehrere verschiedene Wahlschalterpositionen für jede Grundgröße:mehrere für Spannung, mehrere für Strom und mehrere für den Widerstand.

Die automatische Bereichswahl findet sich normalerweise nur bei den teureren digitalen Messgeräten und ist für die manuelle Bereichswahl wie ein Automatikgetriebe für ein manuelles Getriebe in einem Auto geeignet.

Ein Messgerät mit automatischer Bereichsauswahl „schaltet“ automatisch, um den besten Messbereich zu finden, um die jeweilige gemessene Größe anzuzeigen.

Stellen Sie den Wahlschalter Ihres Multimeters auf die höchste verfügbare „DC-Volt“-Position.

Multimeter mit automatischer Bereichswahl haben möglicherweise nur eine einzige Position für Gleichspannung. In diesem Fall müssen Sie den Schalter auf diese eine Position stellen.

Berühren Sie die rote Prüfspitze mit der positiven (+) Seite einer Batterie und die schwarze Prüfspitze mit der negativen (-) Seite derselben Batterie.

Das Messgerät sollte Ihnen jetzt eine Art Anzeige liefern.

Vertauschen Sie die Anschlüsse der Prüfsonde zur Batterie, wenn die Anzeige des Messgeräts negativ ist (bei einem analogen Messgerät wird ein negativer Wert dadurch angezeigt, dass der Zeiger nach links statt nach rechts ausschlägt).

Wenn es sich bei Ihrem Messgerät um einen manuellen Messbereichstyp handelt und der Wahlschalter auf eine hohe Messbereichsposition gestellt wurde, ist die Anzeige klein.

Stellen Sie den Wahlschalter auf die nächstniedrigere DC-Spannungsbereichseinstellung und schließen Sie die Batterie wieder an.

Die Anzeige sollte jetzt stärker sein, was durch einen größeren Ausschlag des analogen Meterzeigers (Nadel ) oder mehr aktive Ziffern auf der Digitalzähleranzeige.

Um beste Ergebnisse zu erzielen, stellen Sie den Wahlschalter auf die niedrigste Messbereichseinstellung, die das Messgerät nicht „überschreitet“.

Ein analoges Messgerät mit Überbereich wird als "verankert" bezeichnet, da die Nadel ganz auf die rechte Seite der Skala gedrückt wird, über den Skalenendwert hinaus.

Ein digitales Messgerät mit zu großer Reichweite zeigt manchmal die Buchstaben „OL“ oder eine Reihe von gestrichelten Linien an. Diese Angabe ist herstellerspezifisch.

Was passiert, wenn Sie nur ein Ende einer Batterie mit einem Meter Prüfspitze berühren?

Wie muss das Messgerät an die Batterie angeschlossen werden, um eine Anzeige zu liefern?

Was sagt uns das über die Verwendung von Voltmetern und die Art der Spannung?

Gibt es so etwas wie Spannung „an“ einem einzelnen Punkt?

Achten Sie darauf, mehr als eine Batteriegröße zu messen, und erfahren Sie, wie Sie den besten Spannungsbereich auf dem Multimeter auswählen, um die maximale Anzeige ohne Bereichsüberschreitung zu erhalten.

Schalten Sie nun Ihr Multimeter auf den niedrigsten verfügbaren DC-Spannungsbereich und berühren Sie die Prüfspitzen des Messgeräts mit den Anschlüssen (Drahtleitungen) der Leuchtdiode (LED).

Eine LED soll Licht erzeugen, wenn sie mit einer kleinen Menge Strom betrieben wird, aber LEDs erzeugen auch Gleichspannung, wenn sie Licht ausgesetzt werden, ähnlich wie eine Solarzelle.

Richten Sie die LED mit Ihrem angeschlossenen Multimeter auf eine helle Lichtquelle und beachten Sie die Anzeige des Messgeräts:

Batterien entwickeln durch chemische Reaktionen elektrische Spannung. Wenn eine Batterie „stirbt“, hat sie ihren ursprünglichen Vorrat an chemischem „Treibstoff“ aufgebraucht.

Die LED ist jedoch nicht auf einen internen „Brennstoff“ angewiesen, um Spannung zu erzeugen; vielmehr konvertiert optische Energie in elektrische Energie.

Solange Licht zum Beleuchten der LED vorhanden ist, wird Spannung erzeugt.

Eine weitere Spannungsquelle durch Energieumwandlung ist ein Generator .

Der in der Liste „Teile und Materialien“ aufgeführte kleine Elektromotor funktioniert als elektrischer Generator, wenn seine Welle durch eine mechanische Kraft gedreht wird.

Schließen Sie Ihr Voltmeter (Ihr Multimeter, eingestellt auf die „Volt“-Funktion) an die Klemmen des Motors an, so wie Sie es an die Klemmen der LED angeschlossen haben, und drehen Sie die Welle mit Ihren Fingern.

Das Messgerät sollte die Spannung durch Nadelausschlag (analog) oder numerische Anzeige (digital) anzeigen.

Wenn Sie Schwierigkeiten haben, beide Messgerätprüfspitzen in Verbindung mit den Motorklemmen zu halten und gleichzeitig die Welle mit den Fingern zu drehen, können Sie Krokodilklemme . verwenden „Jumper“-Drähte wie folgt:

Bestimmen Sie den Zusammenhang zwischen Spannung und Generatorwellendrehzahl? Kehren Sie die Drehrichtung des Generators um und beachten Sie die Änderung der Meteranzeige.

Wenn Sie die Wellendrehung umkehren, ändern Sie die Polarität der vom Generator erzeugten Spannung.

Das Voltmeter zeigt die Polarität nach Richtung an der Nadelrichtung (analog) oder Zeichen der numerischen Anzeige (digital).

Wenn die rote Messleitung positiv (+) und die schwarze Messleitung negativ (-) ist, registriert das Messgerät die Spannung in normaler Richtung.

Wenn die angelegte Spannung umgekehrt gepolt ist (negativ auf rot und positiv auf schwarz), zeigt das Messgerät „rückwärts“ an.

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Grundlegende Verwendung von Voltmeter