Pomiar napięć symetrycznych, ujemnych,dodatnich

[qwers]

Witam!
Zwracam się do Państwa z pytaniami dotyczącymi pomiarów napięć symetrycznych, ujemnych i dodatnich.

Oczywiście wiadomo, że gdy mówimy o napięciu w danym punkcie obwodu (potencjale w danym punkcie obwodu) - to dokonujemy pomiaru napięcia między tym punktem, a punktem odniesienia (masą obwodu). Czyli dokonujemy pomiaru napięcia ów punktu względem masy obwodu.

I teraz chciałbym się dowiedzieć jak podłączamy końcówki woltomierza przy pomiarach różnych pomiarach.

Otóż ja znalazłem na łamach tego forum post użytkownika Przemotronik o następującej treści:

Jeżeli (w elektronice) oznaczamy gdzieś potencjał, to musimy go gdzieś odnieść. Jeżeli "końcówki" baterii miałyby -3V i +2V, to musiałbyś określić je względem danej elektrody!. Nie ma minusa albo plusa, jeżeli nie określimy jasno, wobec czego to mierzymy. Można to zrozumieć w inny sposób: mulitmetr pod zakresem DC podaje napięcie, które panuje na końcówce czerwonej ("gorącej"), mierzy tam potencjał względem czarnej ("zimnej"). Podłącz + baterii do przewodu gorącego, a - do zimnego. Pokaże Ci napięcie czyli różnicę potencjałów pomiędzy końcówkami baterii. A potem podłącz odwrotnie.. wszystko będzie jasne Zobaczysz, że gdy odnosimy się względem minusa baterii, wszystko jest ok-potencjał na plusie jest wyższy => napięcie jest dodatnie. Gdy zmierzymy potencjał na minusie baterii, a odniesiemy się względem plusa, napięcie poda jako ujemne, bo różnica potencjałów da taki właśnie wynik. Różnica potencjałów między zaciskami to właśnie napięcie,
żeby nie było bałaganu-wprowadzono pojęcie masy.
Pozdrawiam,
Przemotronik

Czyli woltomierz dokonuje pomiaru napięcia na czerwonej końcówce względem czarnej końcówki.

1. Czy zawsze przy pomiarze napięcia w danym punkcie obwodu (nie napięcia na elemencie) czarną końcówkę dołączamy do masy, a czerwoną dołączamy do tego punktu?

2. Poniżej przedstawiam schemat, na którym mam układ z napięciami symetrycznymi. Czy woltomierze są prawidłowo podłączone?




3. Czy czarną końcówkę (tu końcówkę oznaczoną jako " - ") dołączamy zawsze do masy, a czerwoną (oznaczoną tu jako " + ") dołączamy zawsze do miejsca, w którym potencjał chcemy zmierzyć (oczywiście przy pomiarze potencjału w danym punkcie obwodu? Tak by chyba wynikało z tego co napisał użytkownik Przemotronik.


4. Na koniec mam jeszcze jedno pytanie. A, mianowicie czy w programie Crocodile Clip kropka przy jednej ze stron woltomierza oznacza jego czerwoną końcówkę (w Multisim oznaczenie " + ")? Tak?






5. I tak samo. Chciałbym spytać czy w poniższych układach (załączniki) woltomierze zostały podłączone prawidłowo? Chodzi oczywiście o pomiar napięć w punktach obwodu?

[qwers]

6. Jeszcze chciałem zapytać czy przy pomiarach napięć na elementach woltomierze na dwóch poniższych układach poniższych są prawidłowo dołączone?

[qwers]

Acha i jeszcze byłbym zapomniał. Mam jeszcze dwa pytania.

7. W poniższym układzie potencjał punktu A jest wyższy od potencjału punktu C (potencjału masy). Potencjał punktu B jest mniejszy od potencjału punktu C (potencjału masy; potencjał punktu C, czy potencjał masy jest większy od potencjału punktu B). Tak?

Potencjał masy to oczywiście 0V.

[c4r0]

1. Czy zawsze przy pomiarze napięcia w danym punkcie obwodu (nie napięcia na elemencie) czarną końcówkę dołączamy do masy, a czerwoną dołączamy do tego punktu?

Jeśli wynik ma mieć poprawny znak, to tak. Ale podłączyć zasadniczo można jak się chce o ile się wie jak wynik pomiaru zinterpretować.

[tom5555]

Zgodnie z definicją napięcie to różnica potencjałów, chcąc zmierzyć napięcie w jakimś układzie nie zawsze wiemy, gdzie jest potencjał wyższy, a gdzie niższy. Jeżeli po podłączeniu woltomierza otrzymamy wynik dodatni, oznacza to że czerwoną sondę przyłożyliśmy do punktu o wyższym potencjale od punktu do którego przyłożona została sonda czarna (oczywiście zakładam że sondy zostały podłączone prawidłowo do miernika). Jeżeli wynik będzie ujemny, to dlatego że potencjał przyłożony do czarnej sondy jest wyższy od potencjału sondy czerwonej. W przypadku jakichkolwiek pomiarów ważne jest, aby nie przekraczać zakresu pomiarowego miernika, oraz właściwa interpretacja uzyskanych wyników.

[qwers]

Dziękuję bardzo za odpowiedzi.

1. No dobrze. Ale, czy np. w takim układzie jak poniższy (mamy tu napięcia symetryczne) - jeśli chcę zmierzyć napięcia względem masy to powinienem czarny przewód podłączyć zawsze do masy?



2. Ta sama kwestia tutaj. Mamy taki układ:



Jak widać uziemiliśmy linię z dodatnim potencjałem. Więc napięcia w różnych punktach na
drugiej linii mierzymy względem masy (więc będą ujemne). Tak?
Czyli czarny przewód podłączamy do masy? Czy tak?

3.To jak to w końcu jest? Woltomierz mierzy napięcie na końcówce czerwonej względem (odnośnie) końcówki czarnej? Tak, czy nie ? Bo ja już zaczynam się gubić.

4. I chciałbym prosić o odpowiedzi na moje pozostałe pytania. Bardzo proszę.

Wiem, że to o co pytam może jest głupie i zbyt podstawowe, ale chciałbym to zrozumieć wreszcie. Siedzę już dosyć długo długo.

[Jony130]

Witam
Generalnie masa w dawnych czasach gdy urządzenia miały metalowe obudowy były rzeczywiście masywną kupą metalu. I do tych obudów podłączało się jeden z biegunów baterii, plus lub minus. Coś jak to jest teraz w samochodach.
Ale teraz w dobie plastiku masa dla nas elektroników oznacza tylko punkt odniesienia względem którego mierzymy wszystkie napięcia w układzie.
To tak ja przy pomiarach długości czy też wysokości. Musimy przyjąć sobie jakiś punkt odniesienia względem którego mierzymy wysokość danego przedmiotu.
W domu zazwyczaj podłoga jest punktem odniesienia względem której dokonujesz pomiaru wysokości.

Podobnie jest teraz w elektronice masa (GND) informuje nas względem którego punktu w układzie mierzymy wszystkie napięcia w układzie.

Zobacz na te przykładowe rysunki



I ten jest szczególnie ważny

1. Czy zawsze przy pomiarze napięcia w danym punkcie obwodu (nie napięcia na elemencie) czarną końcówkę dołączamy do masy, a czerwoną dołączamy do tego punktu?

Tak zawsze.

2. Poniżej przedstawiam schemat, na którym mam układ z napięciami symetrycznymi. Czy woltomierze są prawidłowo podłączone?

2. Poniżej przedstawiam schemat, na którym mam układ z napięciami symetrycznymi. Czy woltomierze są prawidłowo podłączone?

Obrazek

Tak są podłączone prawidłowo.

3. Czy czarną końcówkę (tu końcówkę oznaczoną jako " - ") dołączamy zawsze do masy, a czerwoną (oznaczoną tu jako " + ") dołączamy zawsze do miejsca, w którym potencjał chcemy zmierzyć (oczywiście przy pomiarze potencjału w danym punkcie obwodu? Tak by chyba wynikało z tego co napisał użytkownik Przemotronik.

Tak

4. Na koniec mam jeszcze jedno pytanie. A, mianowicie czy w programie Crocodile Clip kropka przy jednej ze stron woltomierza oznacza jego czerwoną końcówkę (w Multisim oznaczenie " + ")? Tak?

Tak

5. I tak samo. Chciałbym spytać czy w poniższych układach (załączniki) woltomierze zostały podłączone prawidłowo? Chodzi oczywiście o pomiar napięć w punktach obwodu?

Tak prawidłowo są podłączone.

[qwers]

Bardzo dziękuję za odpowiedź. Wreszcie chyba to zrozumiałem.

Ale, mam jeszcze kilka pytań, na których chciałbym prosić o udzielenie mi odpowiedzi.
Wiem, że zadaję bardzo dużo pytań (całą masę) i "strasznie" się rozpisuję, ale chciałbym to zrozumieć.


1. Reasumując.
Woltomierz mierzy napięcie na końcówce czerwonej względem (odnośnie) końcówki czarnej.
Czyli mierzy różnicę potencjału na końcówce czerwonej względem końcówki czarnej. Do tej czarnej końcówki dołączamy masę i do tej końcówki odnosimy się przy pomiarze. Ponieważ my dokonujemy pomiarów względem masy (odnosimy się do masy; odnosimy się względem masy, czyli do wybranego przez nas punktu), która ma potencjał 0V i dlatego dołączamy do niej czarną końcówkę. Czy dobrze to zrozumiałem? Tak?

2. Czyli w układzie:

woltomierze dołączamy tak jak na tym rysunku:
.

To samo w takich układach?:



Czy dobrze to zrozumiałem?


3. Mam jeszcze pytanie związane z rozróżnianiem potencjału wyższego i niższego.

>> A <<




Na powyższym rysunku potencjał punktu C, potencjał punktu E i potencjał punktu F są wyższe od potencjału punktu D (czyli masy). Czyli każdy z punktów C, E, i F ma wyższy potencjał od potencjału punktu D (masy). Zaś potencjał punktu A i potencjał punktu B są niższe od potencjału punktu D (masa). Czyli każdy z punktów A i B ma niższy potencjał od potencjału punktu D (masa). Tak?

Potencjał punktu A jest niższy od potencjału punktu B.
Potencjał punktu C jest wyższy od potencjału punktu B.
Potencjał punktu E jest wyższy od potencjału punktu F oraz punktu C.
Potencjał punktu E jest wyższy również od potencjału punktu A i punktu B.
Potencjał punktu C jest niższy od potencjału punktu F.

>> B <<
Na poniższym schemacie masa ma najwyższy potencjał? Tak?



5. Chciałbym jeszcze zapytać o nazewnictwo tych przewodów woltomierza.
Czyli czarny przewód - nazywa się przewodem zimnym, a przewód czerwony nazywany jest przewodem gorącym? Tak? I jeszcze chciałbym prosić o wyjaśnienie - skąd takie nazwy?

6. Ja jeszcze w jednym z artykułów w EDW widziałem, że końcówkę czerwoną oznacza się jako " Hi ", a końcówkę czarną jako " Lo ". Czy te " Hi " - to od słowa high (czyli wysoki), co miało by oznaczać wysoki potencjał, a " Lo " - to od słowa low (czyli niski), co miało by oznaczać niski potencjał (względem, którego dokonujemy pomiaru)? Czy nie?

7. Chciałbym jeszcze zapytać o podłączanie przewodów woltomierza, gdy mierzymy napięcie na danym elemencie.

Punkt A:

Otóż gdy mamy masę na ujemnej części (ujemny biegun) - to napięcia na elementach będą dodatnie? A, my podłączamy czarny przewód woltomierza zawsze bliżej masy?

Punkt B:

Gdy, mamy masę na dodatniej części (dodatni biegun) - to napięcia na elementach będą ujemne? My, podłączamy czarny przewód woltomierza bliżej masy?


Punkt C:

Gdy, mamy układ z napięciem dodatnim i napięciem ujemnym to napięcia na elementach znajdujących się w części dodatniej (czyli zasilane dodatnim napięciem) będą dodatnie? Tak?

Natomiast napięcia na elementach znajdujących się w części ujemnej (czyli zasilane ujemnym napięciem) będą ujemne? Tak?

Woltomierze dołączamy w taki sposób, aby przewód czarny woltomierza (na rysunku oznaczony jako " - ") znajdował się bliżej masy, czyli był dołączony bliżej masy? Tak?

Dobrze to rozumiem?

[Jony130]

Co do pytań od 1 do 4. To w sumie bardzo dobrze już to zagadnienie rozumiesz.

AD5 nie spotkałem się z takimi nazwami w kontekście woltomierza.
Raczej to przewód fazowy nazywamy gorącym a neutralnym zimnym.

AD6
Nie przykładaj wielkiej wagi do jakiś nazw które ktoś używa w jakimś tam kontekście.

AD7 Generalnie dobrze. Ale w praktyce rzadko trzymamy się tych reguł gdy mierzymy napięci na elemencie. Przecież jak nam wyjdzie ujemne napięcie. To już mamy informacje który punkt ma wyższy a który niższy potencjał.

I odnoszę wrażenie, że za bardzo komplikujesz taką prostą sprawę.

[qwers]

Witam!
Bardzo dziękuję za odpowiedź!!

Ale, widzę tu pewien problem.
Otóż w książce "Wyprawy w świat elektroniki" Pana Piotra Góreckiego w wyprawie trzeciej (A3), w części "Technikalia" w sekcji zatytułowanej "Cała masa masy..." (przedstawiam poniżej skan) jest napisane "(...) Jeśli powiemy, że napięcie na rezystorze R3 wynosi 6,8V, mamy na uwadze napięcie między jego końcówkami. Nie powiemy jednak, że napięcie na rezystorze wynosi minus 6,8V. (...) ".



To w takim razie jak to jest z tym wyznaczaniem napięcia na elemencie? W takim razie jak należy podłączyć miernik by zmierzyć napięcie na elemencie (tzn., gdzie podłączyć czarny przewód, a gdzie czerwony)? W takim razie - czy napięcie na danym elemencie zawsze musi być dodatnie? Czy tylko potencjał w danym punkcie obwodu może być dodatni lub ujemny, a napięcie na określonym elemencie może być tylko dodatnie? Dlaczego tak jest?

W takim razie - to co opisałem w punkcie 7, w części B oraz w części C nie jest poprawne (chodzi o zmierzone napięcia na elementach i sposób podłączenia woltomierzy)?


Bo ja już kompletnie zdurniałem. Jaka jest w końcu prawda.

Bardzo Pana proszę o wyjaśnienie mi tego zagadnienia.


Ja próbowałem coś zrobić, czego efektem są dwa poniższe rysunki:






Czy są one prawidłowe? Tak trzeba mierzyć napięcia na elementach? Czy nie?


Wiem, że może sobie to komplikuje (jak to Pan określił), ale ja chcę to dokładnie zrozumieć.


Czy przy wyznaczaniu napięć na elemencie (przy wyznaczaniu różnicy potencjałów [czyli napięcia] ) - zawsze odejmujemy wyższy potencjał od niższego potencjału.
Vab=Va-Vb , gdzie: Va>Vb

np. Mamy dwa punkty. Jeden ma potencjał 7V, a drugi 3V. Z tego wynika,że Va=7V, a Vb=3V. Różnica potencjałów wynosi: Vab= 7V-3V=4V.

Mamy dwa punkty. Jeden ma potencjał 3V, a drugi 15V. Z tego wynika,że Va=15V, a Vb=3V. Różnica potencjałów wynosi: Vab= 15V-3V=12V.

Mamy dwa punkty. Jeden ma potencjał (-7)V, a drugi 3V. Z tego wynika,że Va=3V, a Vb=(-7)V. Różnica potencjałów wynosi: Vab= 3V-(-7)=10V.

Mamy dwa punkty. Jeden ma potencjał 2V, a drugi (-5)V. Z tego wynika,że Va=2V, a Vb=(-5)V. Różnica potencjałów wynosi: Vab= 2V-(-5)V=7V.

Mamy dwa punkty. Jeden ma potencjał (-7)V, a drugi (-3)V. Z tego wynika,że Va=7V, a Vb=3V. Różnica potencjałów wynosi: Vab= (-3)V-(-7)V=4V.

Mamy dwa punkty. Jeden ma potencjał 0V, a drugi (-3)V. Z tego wynika,że Va=0V, a Vb=(-3)V. Różnica potencjałów wynosi: Vab= 0V-(-3)V=3V.

Mamy dwa punkty. Jeden ma potencjał (-3)V, a drugi 0V. Z tego wynika,że Va=0V, a Vb=(-3)V. Różnica potencjałów wynosi: Vab= 0V-(-3)V=3V.


Mamy dwa punkty. Jeden ma potencjał 5V, a drugi 0V. Z tego wynika,że Va=5V, a Vb=0V. Różnica potencjałów wynosi: Vab= 5V-0V=5V.
Mamy dwa punkty. Jeden ma potencjał 0V, a drugi 5V. Z tego wynika,że Va=5V, a Vb=0V. Różnica potencjałów wynosi: Vab= 5V-0V=5V.

Czy nie?

[qwers]

Czy jeśli mówimy o napięciu na danym elemencie (czyli spadku napięcia na danym elemencie) - to zawsze mówimy o dodatniej wartości (dodatnim napięciu/dodatnim spadku napięcia)?

[Jony130]

Skoro Piotr tak mówi, to pewnie tak jest. Nigdy jakoś nie przykładałem do tego tak wielkiej wagi jak ty. Czyli nie robiłem z igły widły. Ważne jest by rozumieć co to jest napięcie dodatnie/ujemne. A z togo co widzę już to dawno rozumiesz. Sam sposób pomiaru, czyli gdzie daje przewód czarny a gdzie czerwony. Już nie jest taki istotny. I nie raz mi się zdarzyło, że podłączyłem odwrotne woltomierz.
Bo w przypadku jakichkolwiek pomiarów ważniejsze jest, aby nie przekraczać zakresu pomiarowego miernika, oraz właściwie interpretować uzyskane wyniki. Potem i tak w praktyce 90% układowy jest zasilane pojedynczym napięciem.