Mitä ovat sähkömittaukset?

Sähköiset mittaukset ovat mittauksia, jotka mittaavat jännitettä, virtaa, tehoa ja vastusta sähköpiirissä. Mukana ovat myös ne, jotka mittaavat itse piirin ja sen sisältämien materiaalien tai komponenttien sähköisiä ominaisuuksia. Lisäksi sähköiset mittaukset ovat sähkövirtaa johtavan johtimen ympäröivän sähkömagneettisen kentän mittauksia. Kaikentyyppiset sähkömittaukset sisältävät menetelmiä, laitteita ja laskelmia, jotka liittyvät spesifisiin mittauksiin.

Yleisimmin mitatut määrät sähköpiirissä määritetään yleensä mittarilla. Ampeerimittari mittaa virran ampeereina, voltimetri mittaa jännitteen voltteina ja ohmimittari mittaa vastuksen ohmeina. Piirin sähköteho watteina, joka on sen jännitteen ja virran tulo, voidaan laskea, kun nämä kaksi määrää on määritetty, tai jos resistanssi ja yksi suuruuksista tiedetään, soveltamalla Ohmin lakia. Ampeerimittarin, voltimetrin ja ohmimittarin toiminnot on yhdistetty laitteeseen, joka tunnetaan yleismittarina. Sen etupuolella on kytkin, jonka avulla käyttäjä voi valita mittarin toiminnon ja mittauksen herkkyyden.

Johtimen ympärillä oleva sähkökenttä voi vaikuttaa muihin sen läheisyydessä oleviin johtimiin, ja sen ominaisuuksien sähköiset mittaukset voidaan usein päätellä sen vaikutuksesta näihin johtimiin. Jos johtimen sähkövirta muuttuu tai virtaa, se muodostaa magneettikentän, joka kykenee indusoimaan virran missä tahansa muussa kentän johtimessa. Johtimen ympärillä oleva magneettikenttä, jolla on muuttuva sähkövirta, kuten esimerkiksi sellainen, joka kantaa vaihtovirtaa jatkuvassa vuon tilassa, voidaan mitata Hall -anturilla. Paikallaan oleva virta muodostaa sen sijaan sähköstaattisen kentän, joka voidaan määrittää sähkömittarilla, joka mittaa kentän aiheuttaman vastustuskyvyn kahdessa samanlaisessa johtimessa.

Sähköpiireillä ja niiden komponenteilla on ominaisuuksia, jotka vaikuttavat piirin kykyyn johtaa virtaa ja luoda magneettikenttä. Näiden ominaisuuksien sähköiset mittaukset määritetään usein laskelmilla, jotka perustuvat piirin mitattaviin määriin, kuten jännite, virta ja vastus. Esimerkiksi varauksen, kuten akun, pitämiseen suunnitellun sähkölaitteen kapasitanssi määritetään sähkötehon ja sen lataamiseen kuluvan ajan mittauksista. Induktanssi, piirin kyky tuottaa jännitettä magneettikenttään upotettuna, voidaan päätellä mittaamalla kentän voimakkuus Hall -anturilla ja piirissä syntyvän virran määrä ampeerimittarilla.