Elektrische metingen

Wat is een elektrisch circuit?

Elk elektrisch circuit bestaat uit een bron en een ontvanger van elektrische energie, onderling verbonden door draden. Wat een draad is, is begrijpelijk, maar als ontvanger en bron kan elke combinatie van verschillende apparaten worden gebruikt. Het algemene geval van het eenvoudigste elektrische circuit is weergegeven in figuur 1.

De bron van elektrische energie kan een conventionele batterij of een krachtig transformatorstation zijn. De energie-ontvanger in de figuur is ook de meest uiteenlopende - van een zaklamp voor een zaklamp tot een appartementengebouw. Verbindingsdraden komen ook overeen met het stroomverbruik. Verder worden alleen energiebronnen en ontvangers met een laag vermogen als niet krachtiger beschouwd dan de genoemde gloeilamp.

Voor een stroombron is de ontvanger een belasting. Dat is wat het meestal wordt genoemd. Verder in het artikel zullen weerstanden, in sommige gevallen gloeilampen, worden gebruikt als een belasting.

Figuur 1. Het eenvoudigste elektrische circuit

Het elektrisch circuit moet gesloten zijn.

Op huishoudelijk niveau is elektrische stroom alles wat met elektriciteit is verbonden. Er is een stopcontact aan de muur en er leeft een elektrische stroom in! Dit is eigenlijk een beetje verkeerd. En hoewel er niets is aangesloten, is er geen stroom. Er is spanning, maar geen stroom!

Elektrische stroom vloeit alleen in een gesloten circuit. als galvanische batterij, of gewoon een batterij, ligt op een tafel en de spanning is nergens op de terminals aangesloten. In deze toestand wordt de spanning de elektromotorische kracht (EMF) van de bron genoemd. In de formules en schema's wordt EMF aangeduid met de letter E.

De wet van Ohm voor de hele keten

Wanneer een belasting op de batterij wordt aangesloten, daalt de spanning enigszins, vanwege een spanningsval op de interne weerstand van de bron, in dit geval de batterij. Met deze val wordt rekening gehouden in de wet van Ohm voor de hele keten (zie: De wet van Ohm in een populaire verklaring). Het circuit zelf wordt getoond in figuur 2.

I = E / (R + r)

De uitdrukking tussen haakjes is de totale weerstand van het circuit, verkregen als de som van de belastingsweerstand en de interne weerstand van de batterij, aangegeven met een kleine letter.

Figuur 2

Op een andere manier wordt deze wiskundige uitdrukking als volgt geschreven: E = I * (R + r) = I * R + I * r

Gewoonlijk wordt het product van de stroom door de weerstand de spanningsval in het circuit genoemd. In dit geval is de tweede term in de formule de spanningsval over de interne weerstand van de batterij. Het is door deze waarde dat de EMF van de batterij wordt verminderd.

Naarmate de batterij ontlaadt, groeit de interne weerstand en wordt deze uiteindelijk zo groot dat wanneer de belasting wordt aangesloten, de hele EMF wordt verbruikt om zijn eigen weerstand te overwinnen. En de spanning op de uitgangsklemmen wordt erg klein, het is al onmogelijk om energie over te dragen naar een extern circuit. In dergelijke gevallen zeggen ze dat de batterij leeg is.

Om te controleren wat er is gezegd, kunt u het eenvoudigste circuit van figuur 3 samenstellen.

Figuur 3

Ja, eigenlijk is het niet nodig om iets te verzamelen. Sluit gewoon een voltmeter aan op de batterij en oefen vervolgens eenvoudig belastingsweerstand uit met uw handen. Voor het testen van Krona-batterijen wordt een weerstand van 100 Ohm aanbevolen als belasting. De voltmeter zal iets dalen, afhankelijk van de interne weerstand van de batterij. Als tijdens een dergelijke test de voltmeter een spanning onder 7 volt aangeeft, moet de kroon worden vervangen.

Hetzelfde gebeurt in de bedrading van een appartement. Het is voldoende om een ​​strijkijzer, open haard of andere krachtige belasting aan te sluiten, omdat de helderheid van de lampen in de kroonluchter iets wordt verminderd. Dit geeft duidelijk aan dat er een spanningsval op de draden was.Het is in dit geval de weerstand van de draden die de interne weerstand van de elektriciteitsbron is.

In de regel staan ​​ze niet op ceremonie met galvanische cellen van het type "vingers - kleine vingers": ze nemen gewoon en controleren op kortsluitstroom, waardoor de multimeter in de huidige meetmodus wordt gezet. Als het element nog in leven is, geeft het een stroom van enkele honderden milliampère, en een nieuw element kan tot 3 ... 5 ampère geven.

In geen geval mag een dergelijke test worden uitgevoerd met batterijen die op galvanische cellen lijken. Hun apparaat is compleet anders en de prijs is veel hoger.

Een universeel instrument voor het meten van elektrische circuits is een multimeter. Lees hier hoe u het privé kunt gebruiken: "Een multimeter voor" dummies ": de basisprincipes van meten met een multimeter".

Zie ook: Spanningsmeting en Huidige meting