Подключение светодиода к 220 вольтам, схемы, примеры (видео, калькулятор)

Цифровой тестер – подробное описание

Перед тем как измерить силу тока в каком-либо приборе или определить уровень напряжения в розетке, следует запомнить некоторые сокращенные термины, которые располагаются на передних панелях многих моделей мультиметров:

• OFF – это положение вращающегося переключателя говорит о том, что тестер выключен;
• DCV – участок перемещения триггера, позволяющий измерять постоянную разность потенциалов диапазоном от 200 милливольт до 1 киловольта;
• DCA – этот сектор позволяет измерять постоянный ток;
• ACV – эти положения переключателя позволяют замерять переменное напряжение, максимальная величина которого равна 750 Вольт;
• hFe – функция проверки работоспособности транзисторов;
• >l – этот сектор переключателя позволяет выполнить такую функцию, как прозвонить провода.
• Ω – обозначает режим измерения сопротивления, обычно от 200 Ом до 2 мегаОм.

Комплектуются эти тестеры двумя щупами двух цветов – как правило, черного и красного. Для их подключения на передней панели должны быть три разъема. Красный щуп подсоединяется к одному из фазных разъемов, черный – к нулевому. Нулевой разъем имеет маркировку «СОМ». Красный щуп подсоединяется к одному из двух разъемов – для замера тока величиной до 10 ампер, либо для всех остальных измерений, обозначенному как «VΩmA». Этими же щупами производится измерение напряжения 220 вольт, также можно померять ток в розетке и любое сопротивление.

На передней панели располагается вращающийся переключатель – триггер режимов, имеющий круглую форму, а также жидкокристаллический дисплей, на котором отображаются все результаты измерений. Питается тестер от батарейки «Крона» с постоянным напряжением 9 вольт. Перед началом эксплуатации её помещают в специальный контейнер, расположенный под крышкой на задней части корпуса

При подключении очень важно не перепутать полюса батареи, иначе прибор может выйти из строя

Перед тем как измерить напряжение в розетке, обязательно нужно проверить целостность изоляции щупов, чтобы не быть пораженным электрическим током. Это – основное правило безопасности, касающееся работы с тестером.

Типы индикаторов

Детекторы делятся на несколько разных типов. Их классифицируют по принципу действия, механизму, применяемому для оповещения пользователя при обнаружении проводов, и так далее. У каждого приспособления есть свои преимущества и недостатки.

Рассмотрим их ниже:

1. Электростатический индикатор скрытой проводки используется для поиска электрического поля, формируемого напряжением на проводах. Из достоинств выделим простоту схемы и возможность обнаружения тока на больших расстояниях. Минусы — возможность работы только в сухой среде, а также наличие напряжения в сети, чтобы зарегистрировать проводку.
2. Электромагнитный прибор фиксирует электромагнитное поле, создаваемое током, движущимся по проводам. Схема детектора максимально проста, позволяет добиться высокой точности. Недостаток аналогичен электростатическому аналогу: проводка должна быть под напряжением, при этом подключенная нагрузка — не ниже 1 кВт.
3. Индуктивный индикатор — по сути, обычный металлоискатель. Такое устройство самостоятельно создает электромагнитное поле, а затем фиксирует его изменения. Главное преимущество — нет необходимости в напряжении. Из недостатков — сложная схема и возможность ложных срабатываний, поскольку детектор будет фиксировать любые металлические изделия.
4. Комбинированный индикатор — заводские модели, в которых заложены разные принципы работы. На фоне высокой точности, чувствительности и эффективности единственным недостатком является большая стоимость.

Индикатор для микросхем – логический пробник

Научившись создавать простейший пробник электрика своими руками, на основе LED также можно сделать простой логический пробник, который поможет отыскать неисправности в цифровых устройствах.

Логические пробники появились на заре вычислительной техники. При помощи них специалисты анализировали логические уровни на входах и выходах цифровых микросхем. Высокому уровню (напряжению) на выходе логического элемента присваивается значение логической «единицы», а низкому уровню – логического «нуля». Сопоставляя уровни на входе и выходе цифровой микросхемы, можно судить о ее исправности.

Для индикации «0» или «1» достаточно двух светодиодов. Поэтому светодиодные логические пробники имеют простую конструкцию. Для сборки простейшего логического пробника понадобятся:

• 2 транзистора VT1 и VT2 n-p-n структуры;
• 2 светоизлучающих диода;
• несколько резисторов.

На транзисторах собирают 2 усилительных каскада с общим эмиттером. Усилительные каскады должны иметь непосредственную связь. В цепь коллектора транзисторов включают светодиоды красного и зеленого цвета.

Логический пробник работает следующим образом:

1. При подаче логической единицы на вход пробника открывается транзистор VT1 и загорается красный светодиод. При этом VT2 оказывается запертым и зеленый светодиод не горит.
2. При подаче на вход логического нуля VT1 запирается, при этом открывается транзистор VT2 и загорается зеленый LED.

Если на выходе проверяемого устройства с большой скоростью чередуются логические «0» и «1», то визуально будет казаться, что оба светодиода горят одновременно.

Рассмотренный пробник можно применять для проверки устройств, собранных как на микросхемах ТТЛ логики, так и на КМОП-микросхемах. При использовании прибора его питают от проверяемой схемы.

Назначение элементов и принцип работы

Как видно из рисунка, схема индикатора собрана всего на семи элементах. «Сердцем» устройства является полевой транзистор VT2, включенный как стабилизатор тока и способный выдерживать напряжение до 600 В на переходе сток-исток. В свою очередь на транзисторе VT1 собрана цепь обратной связи стабилизатора, направленная на поддержание тока заданной величины.

Светодиодная контролька работает следующим образом. При касании измерительными щупами контактов под напряжением, в схеме начинает протекать ток, величина которого зависит от напряжения перехода база-эмиттер VT1 (UБЭ) и от сопротивления резистора R2. Так как значение UБЭ открытого транзистора является константой, то ток стабилизации можно определить по формуле: IСТ = UБЭ/R2. Как правило, UБЭ маломощных транзисторов находится в пределе 0,5-0,6 В. Подставляя в формулу R2 номиналом 560 Ом, получаем ток стабилизации равный примерно 1 мА. Как показывают практические испытания, этого достаточно, чтобы слаботочный светодиод засветился.

Мегаомный резистор R1 служит нагрузкой для VT1, а конденсатор С1 дополнительно защищает светодиод от возможных негативных бросков тока. При проверке переменного напряжения диод VD1 служит выпрямителем, а при замере постоянного – служит защитой от переполюсовки.

Рабочий диапазон устройства определяется техническими характеристиками полевого транзистора. Минимальный порог срабатывания индикатора зависит от напряжения затвор-исток, которое может быть от 2 до 4 вольт. Это означает, что прибор просигнализирует о наличии разницы потенциалов, величиною более 4 вольт. Максимум измеряемого напряжения ограничен параметром UСИ = 600 В.

Указатели напряжения до 1000 В. Испытание средств защиты

admin

1. Для проверки наличия или отсутствия напряжения в электроустановках до 1000 В применяются указатели двух типов:

– двухполюсные – работающие при протекании активного тока;

– однополюсные – работающие при емкостном токе.

2. Двухполюсные указатели предназначены для электроустановок переменного и постоянного тока, а однополюсные – для электроустановок переменного тока.

3. Двухполюсные указатели состоят из двух корпусов, содержащих элементы электрической схемы. Элементы электрической схемы соединяются между собой гибким проводом, не теряющим эластичности при отрицательных температурах, длиной не менее 1 м. В местах вводов в корпуса соединительный провод имеет амортизационные втулки или утолщенную изоляцию.

4. Электрическая схема двухполюсного указателя с визуальной индикацией может содержать прибор стрелочного типа или цифровую знакосинтезирующую систему (с малогабаритным источником питания индицирующей шкалы). Указатели этого типа могут применяться на напряжение от 0 до 1000 В.

5. Электрическая схема однополюсного указателя напряжения должна содержать элемент индикации с добавочным резистором, контакт – наконечник и контакт на торцевой (боковой) части корпуса, с которым соприкасается рука оператора.

6. Длина неизолированной части контактов – наконечников не должна превышать 5 мм. Контакты-наконечники должны быть жестко закреплены и не должны перемещаться вдоль оси.

7. Эксплутационные испытания указателей напряжения до 1000 В заключаются в определении напряжения индикации, проверке схемы повышенным напряжением, измерении тока, протекающего через указатель при наибольшем рабочем напряжении, испытании изоляции повышенным напряжением.

8. Для проверки напряжения индикации у двухполюсного указателя напряжение от испытательной установки прикладывается к контактам – наконечникам, у однополюсного – к контакту – наконечнику и контакту на торцевой (боковой) части корпуса.

9. Напряжение индикации указателей напряжения до 1000 В должно быть не выше 50 В.

10. Для проверки схемы у двухполюсного указателя напряжение от испытательной установки прикладывают к контактам – наконечникам, у однополюсного указателя – к контакту – наконечнику и контакту на торцевой (боковой) части в соответствии со схемами рис 1.

11. Испытательное напряжение при проверке схемы должно превышать наибольшее значение рабочего напряжения не менее чем на 10%. Продолжительность испытания – 1 минута.

12. Значение тока, протекающего через указатель при наибольшем значении рабочего напряжения, не должно превышать:

– 0,6 мА для однополюсного указателя напряжения;

– 10 мА для двухполюсного указателя напряжения с элементами, обеспечивающими визуальную или визуально – акустическую индикацию сигнала;

– для указателей напряжения с лампой накаливания до 10 Вт напряжением 220 В значение тока определяется мощностью лампы.

13. Значение тока измеряется с помощью амперметра, включенного последовательно с указателем в соответствии со схемой рис. 2.

14. Для испытания изоляции указателей напряжения повышенным напряжением у двухполюсных указателей оба изолирующих корпуса обертываются фольгой, а соединительный провод опускается в заземленный сосуд так, чтобы вода закрывала провод, не доходя до рукоятки на 9 – 10 мм. Один провод от испытательной установки присоединяют к контактам – наконечникам, второй, заземленный, – к фольге и опускают его в воду в соответствии с рис. 3.

15. У однополюсных указателей напряжения изолирующий корпус по всей длине до ограничительного упора обертывают фольгой. Между фольгой и контактом на торцевой части корпуса оставляют разрыв не менее 10 мм. Один провод от испытательной установки присоединяется к контакту – наконечнику, второй, заземленный, – к фольге.

16. Изоляция указателей напряжения до 500 В должна выдерживать напряжение 1 кВ, а указателей напряжения выше 500 В – 2 кВ. Продолжительность испытания – 1 минута.

17. В эксплуатации механические испытания указателей не проводят.

Рис.1. Схемы испытания однополюсного указателя напряжения до 1 кВ

Рис.2. Схемы испытания двухполюсного указателя напряжения до 1 кВ

Рис.3. Схемы испытания изоляции двухполюсного указателя напряжения до 1 кВ

Рубрика Документация, Инструкции Метки: Испытания, СИЗ, Указатель напряжения

Разновидности устройств

Указатели до 1000 вольт и выше 1000 вольт имеют разные внешние и конструктивные особенности. Для низковольтных измерений, до 1 кВ, существуют два вида устройств:

• однополюсный, реагирующий на протекание емкостного тока;
• двухполюсный, подает индикацию при протекании через него активного тока.

Однополюсный указатель предназначен для работы в цепях переменного тока, для обнаружения фазного проводника, в цепях освещения, при фазировке электросчетчика, проверке патронов в светильниках. Проще говоря для обнаружения провода под напряжением.

Однополюсные устройства индикации фазы имеют одинаковую конструкцию и, как правило, состоят из газоразрядной лампы индикатора, с порогом зажигания от 90 до 120 вольт и резистора на 1 МОм резистора, подключенного последовательно. Резистор ограничивает ток до безопасной величины, порядка 0.5 мА.

Индикатор ИН — 90 изготовлен в виде отвертки.

К недостаткам таких индикаторов можно отнести низкую чувствительность (порог индикации некоторых приборов начинается от 90 вольт), а также чувствительность к наводкам в соседних проводах.

Для сетей выше 1000 вольт указатели напряжения изготавливаются с рукоятками из изоляционного материала и длинной, исключающую приближение человека к токонесущим элементам. Внешний вид УВН-10 предоставлен на фото ниже:

При измерении напряжений выше 1000 вольт прибегают к использованию дополнительных защитных средств: резиновые рукавицы, боты или изоляционный коврик. Узнать, вы можете из нашей статьи!

Двухполюсный указатель состоит из двух корпусов из изоляционного материала и гибкого медного проводника в изоляции, который их соединяет. Схема двухполюсного индикатора напряжения типа УНН-10:

В данной схеме газоразрядный индикатор шунтирован резистором, что делает схему нечувствительной к наведенным напряжениям. Также на его основе выпускается индикатор с указателем величины напряжения УН-1:

В данном приборе используется специальная линейная газоразрядная лампа и шкала на корпусе с градуировкой 127, 220, 380, 500 Вольт.

Также существуют указатели напряжения универсальные, для , проверки наличия напряжения и с указанием ее величины от 12 до 380 В. Для работы в цепях постоянного, до 500 вольт и переменного тока, до 380 вольт. Их можно дополнительно использовать для прозвонки целостности соединений.

В данных приборах в качестве световых индикаторов используют светодиоды, а в роли источника питания конденсатор большой емкости.

Цифровой указатель напряжения имеет ЖК экран с нанесенными значениями в вольтах. При максимальном значении 220 вольт на экране светятся все значения от минимального до максимума. Т.е. данный тестер показывает приблизительное значение. Единственный плюс такой модели — отсутствие источника питания.

Бесконтактные индикаторы предназначены для обнаружения проводников под напряжением, в том числе и скрытых в стенах или панелях. Схема данного прибора реагирует на переменное электромагнитное поле, оснащена световой и звуковой индикацией. О данных устройствах мы рассказывали больше, когда говорили о том, .

Вольтметры двойного интегрирования

Цифровой вольтметр постоянного тока двойного интегрирования работает по принципу периодического повторения. При этом возврат исходного кода в цепи осуществляется автоматически. Работает данная система исключительно с постоянным током. При этом частота предварительно выпрямляется и подается на выходное устройство.

Погрешности дискретизации в вольтметрах не учитываются. Таким образом, могут возникнуть моменты несовпадений счетных импульсов. В результате на начало и конец интервала один параметр может сильно отличаться. Однако, как правило, погрешность не является критичной из-за работы преобразователя.

Особая проблема состоит именно в шумовой помехе. В результате она способна значительно искривить показатель напряжения. В конечном счете, это находит свое отображение в величине импульса, а именно его длительности. Таким образом, среди цифровых вольтметров данные типы не пользуются большой популярностью.

Сравнительная таблица

Сравнительный график переменного тока и постоянного тока

	Переменный ток	Постоянный ток
Количество энергии, которое можно нести	Безопасно переносить на большие расстояния по городу и может обеспечить большую мощность.	Напряжение постоянного тока не может перемещаться очень далеко, пока оно не начнет терять энергию.
Причина направления потока электронов	Вращающийся магнит вдоль провода.	Устойчивый магнетизм вдоль провода.
частота	Частота переменного тока составляет 50 Гц или 60 Гц в зависимости от страны.	Частота постоянного тока равна нулю.
направление	Он меняет свое направление, пока течет по кругу.	Он течет в одном направлении в цепи.
ток	Это величина, изменяющаяся во времени	Это ток постоянной величины.
Поток электронов	Электроны продолжают переключать направления – вперед и назад.	Электроны неуклонно движутся в одном направлении или «вперед».
Получен из	Генератор переменного тока и сеть.	Ячейка или батарея.
Пассивные параметры	Сопротивление.	Только сопротивление
Фактор силы	Лежит между 0 и 1.	это всегда 1.
Типы	Синусоидальный, Трапециевидный, Треугольный, Квадратный.	Чистый и пульсирующий.

Постоянный ток

Международный символ этого напряжения DC — Direct Current (постоянный ток), а условное обозначение на электросхемах «—» или «=». Величина и полярность этого вида напряжения являются неизменными, а сила тока изменяется только при изменениях нагрузки. Этот вид электрического тока производится аккумуляторами, батарейками и элементами солнечных электростанций.

От сети постоянного тока работают двигатели трамваев, троллейбусов и другого электротранспорта. Эти электродвигатели имеют лучшие тяговые характеристики, чем двигатели переменного тока.

Информация! От постоянного напряжения работает бОльшая часть электронных схем, но они получают питание от сети переменного тока через встроенный или внешний блок питания с выпрямителем.

Переменный ток

Международное обозначение этого напряжения AC — Alternating Current (переменный ток), а условное обозначение на электросхемах «~» или «≈».

Величина и полярность переменного тока в сети всё время меняется. Частота этих изменений составляет 50Гц в Европе и некоторых других странах и 60Гц в США. Большинство бытовых и промышленных электроприборов изготавливаются для питания переменным напряжением.

Практически вся электроэнергия, используемая в быту и промышленности, является переменной. Для передачи на большие расстояния его повышают при помощи трансформаторов, а в конечной точке линии понижают до необходимой величины. Это позволяет уменьшить стоимость ЛЭП и потери. Для того, чтобы исключить колебания напряжения, для особоважных приборов устанавливаются стабилизаторы.

При увеличении напряжения и неизменной передаваемой мощности сила тока и сечение проводов пропорционально уменьшается. Если напряжение не повышать, то для подачи электроэнергии к потребителю необходимо использовать кабеля большого сечения, а передача на большие расстояния окажется невозможной. Вот почему в розетке переменный ток.

В домашней розетке два контакта — фазный и нулевой. В некоторых случаях к ним добавляется заземляющий. Это однофазное напряжение является частью трёхфазной системы. Она включает в себя три одинаковых сети. Напряжение в этих сетях сдвинуто по фазе на 120° друг относительно друга.

Вначале эта система была шестипроводной. В таком виде её изобрёл Никола Тесла. Позже М. О. Доливо-Добровольский усовершенствовал эту схему и предложил передавать трёхфазное напряжение по трём или чётырём проводам (L1, L2, L3, N). Он также показал преимущества трёхфазной системы электроснабжения перед схемами с другим числом фаз.

Схема индикатора

Работа устройства основывается на начальном напряжении включения светодиода. Любой светодиод — это полупроводниковый прибор, который имеет граничную точку напряжения, только превысив которую он начинает работать (светить). В отличии от лампы накаливания, которая имеет почти линейные вольтамперные характеристики, светодиоду очень близка характеристика стабилитрона, с резкой крутизной тока при увеличении напряжения. Если включить светодиоды в цепь последовательно с резисторами, то каждый светодиод начнет включаться только после того, как напряжение превысит сумму светодиодов в цепи для каждого отрезка цепи в отдельности. Порог напряжения открытия или начала загорания светодиода может колебаться от 1,8 В до 2,6 В. Все зависит от конкретной марки. В итоге, каждый светодиод загорается только после того, как загорелся предыдущий.

Подробнее о типах индикаторных отверток

Наиболее близкими по конструкции и возможностям являются модели с неоновой лампой и светодиодом. Отличаются они порогом чувствительности (для диода он существенно ниже 60В) и наличием дополнительных возможностей.

В отвертке с неоновой лампой возможностей минимум – она «умеет» только обнаруживать переменный ток в цепи.

Вот так изделие выглядит в разобранном виде. Как видно на фото, элементов питания в этом приборе нет, разряжаться со временем просто нечему. Работать, то есть включать лампочку, эта отвертка будет только при контакте с электрической цепью, в которой имеется напряжение не менее 60В, и телом человека.

Важно: токоограничивающий резистор в схеме предусмотрен именно для того, чтобы снизить силу тока в проверяемой цепи до уровня, безопасного для человека

Модель используется для определения фазы и, методом исключения, нуля.

В более сложных изделиях элементы питания могут присутствовать, в этом случае тестер можно применять и в бесконтактном режиме – детектор будет определять наличие электромагнитного поля, но тоже только при определенном уровне напряжения.

Индикаторная отвертка со светодиодом работает по схожему принципу, только в качестве индикатора выступает диод.

Почти всегда такие изделия снабжены элементами питания, могут работать в контактном и бесконтактном режиме. Часто помимо световой индикации присутствует и звуковая. Этот тип инструмента считается универсальным.

Бесконтактные индикаторные отвертки работают по принципу обнаружения «наводок», то есть ищут электромагнитное поле. Отличить их от контактных вариантов легко – в этих изделиях пластиковый щуп, а не металлический.

Электронные индикаторные отвертки имеют в качестве индикатора цифровой дисплей и, как правило, дополнительный индикатор фазы.

Принцип работы тот же – при касании щупом участка электрической цепи на дисплее появляется сообщение об уровне напряжения. Именно в этом заключается основное отличие электронного прибора от обычного, хотя для точных измерений все же лучше пользоваться тестером или мультиметром.

Типы индикаторов

Сигнализаторы скрытой проводки бывают разных типов. Они различаются по принципу работы, способу оповещения об обнаружении проводов, физическим характеристикам проводки и прочим параметрам. Каждый тип индикатора имеет свои плюсы и минусы.

Таблица: плюсы и минусы детекторов скрытой проводки различных типов

Тип детектора скрытой проводки	Принцип действия	Плюсы	Минусы
Электростатический	Определяет электрическое поле, которое образует напряжение при подключении электричества.	Простая схема, действие на большом расстоянии.	Поиск исключительно в сухой среде, искомые проводники должны быть под напряжением.
Электромагнитный	Улавливает электромагнитное поле, которое создаёт электрический ток в проводах.	Простая схема, высокая точность обнаружения.	Искомые проводники должны быть под напряжением и подключены к нагрузке мощностью от 1 кВт.
Индуктивный (обычный металлодетектор или металлоискатель)	При обнаружении проводов определяет изменения в электромагнитном поле, которые создаёт сам.	Напряжение не требуется.	Сложная конструкция, реагирует на любой металл (в т. ч. забитые в стену гвозди).
Комбинированный (заводское изготовление)	Использует различные принципы действия.	Повышенная точность, чувствительность и производительность.	Высокая цена.

Самостоятельно проще всего сделать электростатический индикатор скрытой проводки, в основе функционирования которого лежит принцип умножения напряжения.

Самодельные устройства

Индикатор напряжения является обязательным атрибутом в работе электрика. А что делать, когда в наличии не оказалось заводского тестера и необходимо проверить наличие напряжения в сети? Можно сделать пробник своими руками. Перед тем, как сделать индикатор напряжения, нужно еще раз повторить его схему. Контактное жало индикатора подключено к резистору, он нужен чтобы ограничивать ток, протекающий через тело человека, до безопасной величины, тот, в свою очередь, к неоновой лампочке, а она подключена к контактной пластине, которую замыкают пальцем во время работы.

В качестве элемента сопротивления для большей безопасности (чтобы избежать электрического удара при работе с высоким напряжением) рекомендуется применить или один резистор на 1 МОм или если такого нет, два резистора с номинальной величиной для каждого не менее 500 кОм, которые соединяются последовательно. В качестве светового элемента можно использовать любую газоразрядную индикаторную лампу, допускается даже использование неоновой лампы от стартера, который работает в комплекте с люминесцентными лампами-трубками.

Жалом может служить кусочек тонкой стальной проволоки или спицы. Для замыкающего контакта на рукоятке подойдет любая тонкая металлическая пластинка. Все эти элементы соединяются (спаиваются) в последовательности, описанной выше. Например, прозрачная авторучка или фломастер с тонкими стенками (можно прорезать отверстие в корпусе под лампу, если он непрозрачный). Зная, как работает индикаторная отвертка, вполне возможно сделать ее самому.

Если же проверить электрическую цепь на наличие напряжения нужно срочно, и нет времени возиться с паяльником и сложной конструкцией, можно применить еще более простой способ. Для него понадобится только лампочка от стартера и достаточно высокоомный резистор. К одному из контактов лампы прикручивается резистор и самодельный индикатор напряжения готов!

Достаточно лишь взяться за контакт резистора (другим контактом он прикручен к лампе), а свободный контакт лампы выступит в качестве жала данной самоделки. Им нужно дотронуться до проверяемого кабеля. Если провод находится под напряжением, лампочка загорится. Данный пробник подойдет в качестве временного средства, когда под рукой не окажется магазинного тестера.