Spänningsmätning

Spänningar kan man fastställa med ett mätinstrument. Det är mycket viktigt att ställa in instrumentet rätt och mäta på rätt ställen. Spänningar mäter man med en voltmeter. Eftersom spänningar mäts i volt ($\unit{V}$) är kopplingssymbolen för en voltmeter en cirkel med ett V, som i figur HAREC-6.8.1.

Kort beskrivning: Horisontell linje med en cirkel insatt i mitten med ett ”V” i cirkeln.

Detaljbeskrivning: En horisontell linje löper över hela bredden. Ungefär i mitten är följande kretssymbol ritad: en cirkel med ett ”V” i mitten. Det finns inga märkningar eller mått.
Figur HAREC-6.8.1: Kopplingssymbol för voltmeter

En spänning mäter man alltid mellan två punkter. Vill man mäta spänningen över en komponent kopplar man mätinstrumentet parallellt med komponenten. Det betyder att den ena mätpunkten ligger på ena sidan av komponenten och den andra mätpunkten på andra sidan. Vill man till exempel mäta spänningen hos ett batteri måste mätinstrumentet, som i figur HAREC-6.8.2, kopplas direkt till batteriets pluspol och minuspol.

1) Kort beskrivning: Enkel seriekrets med rektangulär ledningsdragning med spänningskälla, motstånd och lysdiod i serie samt en voltmeter parallellt med spänningskällan.

2) Utförlig beskrivning: Kopplingsschemat innehåller en rektangulär seriekrets av raka ledare. I den vänstra vertikala ledaren är en spänningskälla ritad med två parallella horisontella linjer, där den övre är längre än den nedre. Parallellt med spänningskällan är en rund kretssymbol märkt ”A” för en amperemeter ritad. I den övre horisontella ledaren sitter ett motstånd i mitten. Till höger i den vertikala ledaren finns en lysdiod: en triangel som pekar nedåt mot en horisontell linje, bredvid den två små pilar som pekar snett åt höger utåt. Det finns inga andra märkningar eller skalor.
Figur HAREC-6.8.2: Spänningsmätning
1) Kort beskrivning: Digital handmultimeter i rött skyddshölje med display som visar ”0.00” och en vridomkopplare i mitten.

2) Utförlig beskrivning: Handmultimetern har överst en grå LCD-display som visar ”0.00”. Ovanför den är texten ”DIGITAL MULTIMETER” präglad. Under displayen till vänster sitter en liten rektangulär knapp märkt ”AUTO POWER OFF”, till höger en likadan knapp märkt ”HOLD”. I mitten dominerar en stor räfflad vridomkopplare, omgiven av en skala med ett rött segment och vita markeringar. Följande mätområden finns: resistans (Ω); likspänning (V⎓); växelspänning (V~); växelström (A~); likström (A⎓); batterispänning ”BATT”. Till höger under vridomkopplaren syns märkningarna ”CE”, ”TÜV Rheinland” och ”GS”. Längst ned finns fyra uttag med text från vänster till höger: ”10A”, ”mA/Ω/BATT”, ”COM” och ”V”, med varningssymboler och olika tryck emellan. Höljet är svart med en röd, gummiliknande kant.
Figur HAREC-6.8.3: Multimeter

Oftast använder man en multimeter för mätningar. Det är ett kombinerat mätinstrument för att mäta spänningar, strömmar och även andra storheter som resistanser. Vill man mäta något i en koppling måste man först vara på det klara med vilken storhet man egentligen vill observera, för att kunna ställa in multimetern rätt.

Innan man kan börja mäta måste de två mätsladdarna kopplas till instrumentet. Det låter enkelt, men man måste vara uppmärksam. Oftast har multimetrar tre eller till och med fyra anslutningar för mätsladdar. Den gemensamma anslutningen, dit en mätsladd alltid ska, är vanligtvis märkt ”COM” (engelska ”common”). Hit ansluter man vanligen den svarta mätsladden. Den röda ansluts vid spänningsmätning till anslutningen som oftast är märkt ”V”.

För att mäta spänningar ska spänningsmätning väljas på instrumentet. Vill man mäta växelspänning ska man på många multimetrar välja ”V ~”, för likspänning däremot ”V =”.

De flesta multimetrar har olika mätområden för små och stora spänningar. Eftersom det oftast är oklart före mätningen vilken storleksordning man kan vänta sig bör man i början alltid välja det största möjliga mätområdet, för att inte skada instrumentet. Beroende på det visade mätvärdet växlar man sedan till ett mätområde för mindre värden.

Förväxlar man ström- och spänningsmätning eller överskrider mätområdesinställningen kan instrumentet skadas. Före mätningen bör man också tänka på det vi lärt oss om farorna med elektrisk ström: Växelspänningar över $\qty{50}{\volt}$ och likspänningar över $\qty{120}{\volt}$ kan vara livsfarliga!

Som vi redan lärt oss i kapitlet om ström- och spänningsförsörjning kan man seriekoppla flera batterier för att få en högre spänning. Då kopplas den ena batteriets pluspol till det andra batteriets minuspol. De båda enskilda spänningarna adderas då. Kopplar man däremot två batterier i serie så att lika poler är sammankopplade subtraheras spänningarna. Om båda batterierna har samma spänning mäter man ingen spänning alls, alltså $\qty{0}{\volt}$.


Fortsätt till nästa avsnitt: Strömmätning