Основная сложность измерения высокого напряжения мультиметром – это создание схемы делителя.
Обычно в бытовых поверенных приборах предусматривают возможность измерения напряжения номиналом до 1-2 тысяч вольт. И это оправдано, ведь работа с бОльшими потенциалами опасна для здоровья, а необходимость в таких манипуляциях дома крайне маловероятна.
В каких случаях может пригодиться измерение высоких напряжений
Если исключить ситуации получения нового опыта, саморазвития и т.п., то наиболее вероятными причинами можно назвать следующие:
В последних двух случаях следует применять только специальные килоомметры, соответствующие допустимым параметрам измерений.
В быту же особая точность не важна, да и сила тока повышающих трансформаторов часто небольшая.
Поэтому применение делителя при разовых измерениях более чем оправдано.
Как сделать делитель
Основной принцип построения – создание плеча из двух сопротивлений, номинал которых соотносится кратно.
Например: 20 МОм и 2 кОм. Соотношение – 1:10 000.
Принципиальная схема делителя может быть представлена следующим образом.
Рис. 1. Принципиальная схема делителя
В этом случае напряжение U2 будет рассчитываться как U·R2/(R1+R2).
То есть при соотношении R1:R2 как 1:1000 получается U1 = U·1/(1000+1) = U/1001.
При соотношении 1:10000 – U/10001 и так далее.
Единицей в конце в данном случае можно просто пренебречь, так как сами резисторы могут иметь отклонения в номинале, а на погрешности измерений при таких потенциалах это скажется незначительно.
Таким образом, достаточно собрать делитель из доступных сопротивлений, которые будут соотносится с нужным коэффициентом.
Резисторы не обязательно должны быть в одном экземпляре. Можно собрать их последовательно или параллельно, но тогда следует обязательно рассчитать итоговый номинал, а для дополнительной уверенности измерить сопротивление после сборки.
Один из вариантов делителя с последовательной сборкой
Рис. 2. Один из вариантов делителя с последовательной сборкой
Чем выше точность резисторов, тем лучше. Но даже допуск в 1-3% здесь – не проблема.
Меры безопасности
Работа с высокими напряжениями всегда опасна.
Чтобы предотвратить перегрев резисторов, следует использовать модели, предназначенные для работы с высокими напряжениями (например, 30-40 кВ, модели КЭВ или МЛТ-2) и с высоким коэффициентом рассеивания тепла (от 2Вт и выше, а лучше на 8Вт).
Все соединения из составных элементов следует выполнить так, чтобы исключить возникновение тока пробоя. К примеру, резисторы расположить последовательно без пересечения и наложения в плоскости, поместить в стеклянную колбу или внутрь другого материала, обладающего высокой электрической плотностью (полистирол, оргстекло, текстолит и т.п.).
Не меньшую осторожность стоит проявить в процессе самих измерений:
Как производить измерения
Делитель подключается к измеряемому участку цепи. В примере выше – это контакты X1 и X2.
Измерительный прибор подключается одним щупом к контакту COM (он же X2). А вторым – к выводу V (в точке деления).
Полученный числовой результат умножается на коэффициент делителя (он будет зависеть от используемых номиналов и рассчитывается индивидуально).
Автор: RadioRadar