電圧計の使用法

部品と材料

• マルチメータ、デジタルまたはアナログ
• 各種バッテリー
• 1つの発光ダイオード（Radio Shackカタログ番号276-026または同等のもの）
• 小型の「ホビー」モーター、永久磁石タイプ（Radio Shackカタログ番号273-223または同等品）
• 「ワニ口クリップ」の端が付いた2本のジャンパー線（Radio Shackカタログ番号278-1156、278-1157、または同等のもの）

マルチメータ は、電圧、電流、抵抗を測定できる電気機器です。

デジタル マルチメータには、電圧、電流、または抵抗の量を示すために、デジタル時計のような数値表示があります。

アナログ マルチメータは、印刷された目盛り上でポインタを動かすことによってこれらの量を示します。

アナログマルチメータは、デジタルマルチメータよりも安価である傾向があり、初めて電気を学ぶ学生のための学習ツールとしてより有益です。

デジタルマルチメータを購入する前にアナログマルチメータを購入することを強くお勧めしますが、最終的にはこれらの実験用のツールキットに両方を含める必要があります。

相互参照

電気回路のレッスン、第1巻、第1章：「電気の基本概念」

電気回路のレッスン、第1巻、第8章：「DCメータリング回路」

学習目標

• 電圧の測定方法
• 電圧の特性：2点間に存在する
• 適切なメーター範囲の選択

イラスト

手順

この本のすべての実験では、ある種のテスト機器を使用して、直接見たり、感じたり、聞いたり、味わったり、嗅いだりできない電気の側面を測定します。

少なくとも少量で安全な量の電気は、私たちの人体には無感覚です。

電気と電子の世界で最も基本的な「目」は、マルチメータと呼ばれるデバイスになります。 。

マルチメータは、電圧、電流、抵抗などの電気的特性の存在を示し、その量を測定します。

この実験では、電圧の測定に慣れることができます。

電圧は、電荷が導体を通って移動するように動機付ける準備ができている電気的な「プッシュ」の尺度です。

科学用語では、これは単位電荷あたりの比エネルギーであり、数学的にはクーロンあたりのジュールとして定義されます。

これは、流体システムの圧力に類似しています。 ：パイプを介して流体を移動させる力で、ボルト（V）の単位で測定されます。

マルチメータには、いくつかの基本的な手順が付属している必要があります。

それらをよく読んでください！マルチメータがデジタルの場合、動作するには小さなバッテリーが必要になります。

アナログの場合、電圧を測定するためにバッテリーは必要ありません。

一部のデジタルマルチメータはオートレンジです 。オートレンジメーターには、セレクタースイッチ（ダイヤル）の位置がわずかしかありません。

手動レンジメーターには、基本量ごとにいくつかの異なるセレクター位置があります。いくつかは電圧用、いくつかは電流用、いくつかは抵抗用です。

オートレンジは通常、より高価なデジタルメーターにのみ見られ、オートマチックトランスミッションは車のマニュアルトランスミッションであるため、マニュアルレンジになります。

オートレンジメーターは自動的に「ギアをシフト」して、測定されている特定の量を表示するのに最適な測定範囲を見つけます。

マルチメータのセレクタスイッチを、使用可能な最大値の「DCボルト」位置に設定します。

オートレンジマルチメータは、DC電圧に対して単一の位置しかない場合があります。その場合、スイッチをその1つの位置に設定する必要があります。

赤いテストプローブをバッテリーのプラス（+）側にタッチし、黒いテストプローブを同じバッテリーのマイナス（-）側にタッチします。

メーターは、ある種の表示を提供するはずです。

メーターの表示が負の場合は、バッテリーへのテストプローブの接続を逆にします（アナログメーターでは、ポインターが右ではなく左に偏向することで負の値が示されます）。

メーターが手動レンジタイプで、セレクタースイッチがハイレンジ位置に設定されている場合、表示は小さくなります。

セレクタースイッチを次に低いDC電圧範囲設定に移動し、バッテリーに再接続します。

アナログメーターポインター（針）のたわみが大きくなることで示されるように、表示はより強くなるはずです。 ）、またはデジタルメーターディスプレイ上のよりアクティブな数字。

最良の結果を得るには、セレクタースイッチをメーターを「オーバーレンジ」しない最低レンジ設定に移動します。

オーバーレンジのアナログメーターは、針がフルレンジのスケール値を超えてスケ​​ールの右側まで強制されるため、「ペグ」と呼ばれます。

オーバーレンジのデジタルメーターには、「OL」の文字または一連の破線が表示されることがあります。この表示はメーカー固有です。

バッテリーの一方の端に1メートルのテストプローブだけを触れるとどうなりますか？

指示を出すために、メーターはどのようにバッテリーに接続する必要がありますか？

これは、電圧計の使用と電圧の性質について何を教えてくれますか？

一点に「ある」電圧のようなものはありますか？

必ず複数のサイズのバッテリーを測定し、マルチメーターで最適な電圧範囲を選択して、範囲を超えずに最大の表示を提供する方法を学習してください。

次に、マルチメータを利用可能な最低のDC電圧範囲に切り替え、メータのテストプローブを発光ダイオード（LED）の端子（リード線）に接触させます。

LEDは、少量の電力で電力を供給されると光を生成するように設計されていますが、LEDは、太陽電池のように、光にさらされるとDC電圧を生成することもあります。

マルチメータを接続した状態でLEDを明るい光源に向け、メーターの表示に注意してください：

バッテリーは化学反応によって電圧を発生させます。バッテリーが「死ぬ」と、元の化学物質の「燃料」が使い果たされます。

ただし、LEDは電圧を生成するために内部の「燃料」に依存していません。むしろ、変換 光エネルギーを電気エネルギーに変換します。

LEDを照らす光がある限り、それは電圧を生成します。

エネルギー変換によるもう1つの電圧源は、発電機です。 。

「部品と材料」リストに指定されている小型の電気モーターは、そのシャフトが機械的な力で回転すると、発電機として機能します。

LEDの端子に接続したのと同じように、電圧計（マルチメーター、「ボルト」機能に設定）をモーターの端子に接続し、指でシャフトを回転させます。

メーターは、針のたわみ（アナログ）または数値の読み取り（デジタル）によって電圧を示す必要があります。

シャフトを指で同時に回転させながら、モーターの端子に接続して両方のメーターテストプローブを維持することが難しい場合は、ワニ口クリップを使用できます。 このような「ジャンパー」線：

電圧と発電機のシャフト速度の関係を決定しますか？発電機の回転方向を逆にして、メーター表示の変化に注意してください。

シャフトの回転を逆にすると、極性が変わります。 発電機によって生成された電圧の。

電圧計は方向で極性を示します 針の方向（アナログ）または記号 数値表示（デジタル）の。

赤いテストリードが正（+）で、黒いテストリードが負（-）の場合、メーターは通常の方向の電圧を記録します。

印加電圧が逆極性（赤は負、黒は正）の場合、メーターは「逆方向」を示します。

関連するワークシート：

• 基本的な電圧計の使用