Измерение параметров электричества

Когда мы рассматривали нашу модель с ручным управлением, я упоминал такие понятия, как напряжение, сопротивление и сила тока. Это базовые характеристики любой электрической цепи, и сейчас мы вспомним, как их измерять.

Приведу вам классическую аналогию, которую часто используют для демонстрации взаимосвязи между этими понятиями. Как и любая аналогия, она ложная, но на данном этапе может быть нам полезна. Электрическую цепь сравнивают с трубами, по которым течет вода. Где-то в этой системе должен быть установлен насос, который создает больший или меньший напор воды. В случае электрической цепи, где-то есть источник питания. В нашем случае это 4 аккумулятора, которые создают напряжение, то есть заставляют заряженные частицы двигаться. В водопроводе трубы могут быть разными: широкими, узкими, ржавыми, новыми. В общем, при одном и том же напоре по разным трубам вода будет течь различным образом.

Аналогично, в электрической цепи разные проводники могут обладать разным сопротивлением. А также, могут быть установлены резистеры. То есть такие компоненты, которые специально создают на определенном участке определенное сопротивление. И комбинация напряжения и сопротивления обуславливает силу тока в данном отрезке цепи. Точно так же как в водопроводе ширина трубы и напор, создаваемый насосом, создают разный поток в каждом отдельном ее участке.

Давайте теперь попробуем измерить эти параметры. Для этого воспользуемся прибором, который называется мультиметр. Потому что он может измерять и напряжение, и сопротивление, и силу тока в цепи. Кстати, оговорюсь, что иногда для краткости говорят «измерить ток». Это может быть не вполне корректно, но имеется в виду измерение силы тока. У него есть два щупа, которые подключаются к тому или иному участку цепи. И когда мы хотим измерить, например, напряжение, нужно переключить его в соответствующий режим. Буква V отсылает нас к единицам измерения напряжения, к вольтам. И цифра демонстрирует предел данного измерения. То есть мы предполагаем, что сейчас будем измерять напряжение до 20 В.

Я для начала измерю напряжение на одном аккумуляторе. Как и положено, напряжение на нем 1,2 В. Поскольку последовательно соединенные аккумуляторы складывают свое напряжение, напряжение на двух аккумуляторах будет 2,4 В. А на четырех — 4,8 В.

Теперь можно измерить, например, сопротивление. У нас есть в цепи резисторы. И, кроме маркировки, в определении их сопротивления может помочь мультиметр в режиме омметра. Попробуем. 217 — это почти что те самые заявленные 220 Ом. Осталось померить силу тока. Здесь можно вообразить, что в системе может быть большой ток, там, 10 А, тогда нужно будет красный щуп переставить в соответствующее отверстие, потому что предыдущее было предназначено для меньших токов. И чтобы измерить сопротивление, нужно включиться в цепь последовательно. Поскольку у меня третьей руки нету, я выну один провод и измерю силу тока в обход кнопки. Получилось 0,01 А.

Еще у мультиметра есть очень удобный режим прозвонки, который позволяет определить целостность того или иного участка цепи. Включу мультиметр в этот режим и для эксперимента просто возьму провод, заведомо целостный проводник. Когда я приложу щупы к его концам, мы услышим звуковой сигнал, который говорит нам о том, что в данном участке цепи ток проходит.