Masurarea Tensiunii
Concepte de baza
In toate
experimentele prezentate in aceasta carte vom folosi un anumit echipament
de test pentru determinarea unor
aspecte ale electricitatii ce nu le putem vedea, simti, auzi,
gusta sau mirosi direct. Electricitatea, cel putin in cantitati
mici, nu poate fi sesizata de corpul uman. Din acest motiv, cel mai
important "ochi" din domeniul electricitatii si al electronicii
pe care il veti folosi va fi multimetrul.
Multimetrul analogic si
digital
Multimetrul este un instrument electric
cu ajutorul caruia se poate masura tensiunea, curentul si
rezistenta. Multimetrele digitale dispun de afisaje digitale, precum
ceasurile digitale, pentru indicarea acestor marimi. Multimetrele
analogice indica marimile de mai sus prin intermediul unui ac indicator
in lungul unei scale gradate.
Multimetrele analogice sunt de obicei
mai ieftine decat variantele digitale. De asemenea, ele sunt mult mai utile
pentru incepatori, ca si instrument de invatare. Daca
aveti posibilitatea, cumparati un multimetru analogic inainte de
a achizitiona unul digital.Daca multimetrul este digital, va necesita
o baterie pentru functionare. Daca este analogic, nu aveti
nevoie de o baterie pentru functionarea lui.
Unele multimetre digitale au o ajustare
automata (desemnata prin notatia "autoranging"). Un astfel de
instrument are doar cateva pozitii pe care le putem selecta. Cele cu
ajustare manuala au mai multe pozitii pentru fiecare marime de
baza: cateva pozitii pentru tensiune, cateva pentru curent si
cateva pentru rezistenta. Auto-ajustarea este domeniul aparatelor de
masura mai scumpe, fiind analoage masinilor cu schimbator
automat. Un astfel de aparat de masura "schimba vitezele"
automat pentru identificarea celui mai bun domeniu de masura in cazul
fiecarei masuratori.
Caderea de tensiune a unei baterii electrice
Pozitionati selectorul multimetrului
vostru pe pozitia de curent continuu (DC), pe cea mai mare valoare
disponibila. In aceasta situatie, multimetrul indeplineste
functia de voltmetru. Aduceti sonda rosie in contact cu borna
pozitiva (+) a bateriei, iar sonda neagra cu borna negativa (-).
Aparatul de masura ar trebui acum sa va indice o
anumita valoare. Inversati contactele (pozitia sondelor) intre
ele daca indicatia aparatului de masura este negativa.
In cazul unui multimetru analogic, o valoare negativa este observata
prin deplasarea acului indicator in stanga, si nu in dreapta.
Daca aveti un multimetru manual, iar
selectorul a fost pus pe cea mai mare valoare, indicatia acestuia va fi
slaba. Deplasati selectorul la urmatorul nivel inferior, si
reconectati bateria. Indicatia ar trebui sa fie mai
puternica acum. Pentru obtinerea celor mai bune rezultate,
mutati selectorul pe valoarea cea mai mica, dar astfel incat sa
nu depasiti scara de masura a aparatului. Un
multimetru digital va indica o astfel de "abatare" prin notatia "OL" sau o
serie de linii intrerupte, in functie de model. Masurati mai
multe tipuri de bateri pentru a va obisnui cu selectarea
pozitiilor optime.
Caderea
de tensiune produsa de un LED
Luati din nou multimetrul, si
pozitionati selectorul pe cea mai mica valoare (DC).
Atingeti cu cele doua sonde terminalii unui LED. Un LED, este un
dispozitiv proiectat astfel incat sa produca lumina la trecerea
unui urrent foarte mic prin el. Dar LED-urile pot si sa genereze
o tensiune de urrent continuu cand sunt expuse la lumina,
asemanator unei curent solare. Indreptati LED-ul spre o
sursa puternica de lumina, cu multimetrul conectat la bornele
acestuia. Observati indicatia aparatului de masura:
Bateriile genereaza tensiune electrica
prin intermediul reactiilor chimice. Cand o baterie "moare", acest lucru
inseamna de fapt ca resursele sale chimice s-au terminat. Un LED, pe
de alta parte, nu se bazeaza pe o forma de energie interna
pentru generarea tensiunii electrice. Acesta transforma energia
optica in energie electrica. Atata timp cat va exista o
sursa de lumina intreptata asupra acestuia, LED-ul va produce
tensiune.
Tensiunea
produsa de un generator electric
O alta sursa potentiala de tensiune
electrica prin transformarea energiei este generatorul. Luati un
motor mic de curent continuu. Acesta se gaseste de obicei in
jucarii sau alte dispozitive electrice de mici dimensiuni, de unde il
puteti "imprumuta", sau il puteti cumpara ca atare. Orice motor
functioneaza ca si generator daca invartim axul
acestuia.
Conectati voltmetrul vostru la bornele
motorului, la fel ca in cazul LED-ului sau al bateriei. Invartiti
axul motorului cu mana. Aparatul de masura ar trebui sa
indice o cadere de tensiune. Daca nu puteti tine ambele
sonde pe bornele bateriei, puteti folosi terminali tip curent, astfel:
Puteti determina relatia dintre tensiune
si viteza de rotatie a axului? Ce se intampla cu indicatia
voltmetrului daca mariti viteza acestuia? Inversati apoi
directia de rotatie. Rezultatul este schimbarea polaritatii
caderii de tensiune create de generator. Voltmetrul indica
polaritatea prin intermediul directiei acului indicator (stanga sau
dreapta, aparat analog) sau prin semn (plus sau minus, aparat digital).
Cand sonda rosie este pozitiva (+) iar cea
neagra negativa (-), voltmetrul va indica "directia"
normala a caderii de tensiune. Daca polaritatea tensiunii
aplicate este inversa (curent pe sonda rosie si pozitiv pe cea
neagra), indicatia aparatului de masura va fi
"inversa".
