Innehåll

Studietipps……………………………...1

Mätövningar…………………………….2 Hur man mäter, material för mätövningar

Multimetern ........................................4 Allmänt om användning och inställning

Mätuppgift 1 .......................................5

Resistorer, resistansmätning..............6 Begreppet resistans, färgkod, standardvärden,

potentiometern, resistansmätning

Mätuppgift 2 .......................................7

Ledningsresistans ............................. 8 Ledare, isolatorer, resistivitet

Mätuppgift 3 .......................................9

Spänning och spänningsmätning .... 10 Begreppet spänning, batterier, spänningmätning

Mätuppgift 4 .....................................11

Spänningsaggregat ..........................12 Allmänt om användning och inställning

Mätuppgift 5 .....................................13

Ström och strömmätning...................14 Strömbegreppet, strömriktning, strömmätning

Mätuppgift 6 …..................................15

Ohms lag ..........................................16 Referenspilar, beteckningar, Ohms lag, enheter,

I / U-grafer

Mätuppgift 7 …..................................17

Övningsuppgifter ..............................18

Seriekretsar …..................................20 Seriekopplade resistorer, ersättningsresistans

Mätuppgift 8 .....................................21

Spänningsdelning ............................22 Delspänningar, justerbara spänningsdelare

Mätuppgift 9 .....................................23

Strömgrening ...................................24 Strömmar i parallellkretsar, Kirchhoffs strömlag,

spänning över parallellkretsar

Mätuppgift 10 ….............................. 25

Övningsuppgifter ............................. 26

Parallellkretar ………….....................28 Ersättningsresistans, specialfall

Mätuppgift 11 ...................................29

Belastningseffekter ..........................30 Allmänt om belastning vid spänningsmätning

Mätuppgift 12 ...................................31

Energi och effekt ..............................32 Energi, effekt, gränsvärden

Mätuppgift 13 ...................................33

Övningsuppgifter ..............................34

Spänningskällor ...............................36 Ideala och verkliga spänningskällor, kortslutning,

inre resistans, emk

Mätuppgift 14 ...................................37

Effektanpassning .............................38 Effektmätning, anpassning

Mätuppgift 15 ...................................39

Övningsuppgifter ..............................40

Kondensatorn ...................................42 Kapacitans, märkning, RC-kretsars upp- och

urladdning, tidskonstant

Mätuppgift 16....................................44

Magnetiska grundbegrepp ...............46 Permanentmagneter, fältlinjer, fältbilder, elektro-

magnetism, den magnetiska kretsen, elektriska -

magnetiska likheter

Reläer och reläkopplingar ................48 Funktion, reläsymbolen, användning av reläer,

huvud- och styrkrets

Mätuppgift 17 ...................................49

Induktion ..........................................50 Inducerad emk, transformatorprincipen, induktans,

motemk, generatorprincipen

Mätuppgift 18 ...................................51

Växelspänning .................................52 Generering av växelspänning, vågdiagram, polaritet

och strömriktning, definitioner, växelström i resisti-

va kretsar, mätvärden

Övningsuppgifter ..............................54

Transformatorn .................................56 Transformatorns spännings- och strömomsättning, förluster, impedanstransformering

Övningsuppgifter ..............................58

Facit till övningsupgifterna ................59

Studietips

Kopieringsförbud Det är förbjudet att helt eller delvis kopiera och sprida detta verk utan författarens skriftliga

medgivande.

Författaren har ordet Detta är i första hand ett läromedel för lik-

strömslära, men det ingår även en introduk-

tion till växelströmsläran.

De flesta av bokens avsnitt omfattar ett

mittuppslag. En sida teori och en sida

praktiska mätuppgifter som bekräftar teori-

sidans innehåll.

Ett avsnitt

Teorisida Mätuppgift

Mätuppgifterna är i form av steg-för-steg-

anvisningar samtidigt som de är mätproto-

koll för mätresultaten.

Det går naturligtvis att läsa enbart teorisi-

dorna, men det är både roligt att koppla och

mäta. Dessutom aktiveras flera minnes-

funktioner.

I de första avsnitten introduceras ämnesbe-

grepp och vokabulär med ett minimum av

matematik, medan det i övriga avsnitt ingår

beräkningsexempel.

Övningsuppgifter för analys och beräkning

finns i avpassad mängd som komplement

till teoriavsnitten.

Övningsuppgifter

Hur man studerar ellära Flera av ellärans viktigare samband åskåd-

liggörs med matematik, men också med

korta verbala satser. Särskilt viktiga ord

eller meningar är därför understrukna för att

visa deras betydelse.

Det är t ex viktigt att säga att: spänning

finns över komponenter eller mellan två

punkter och att ström flyter genom kom-

ponenter.

Det kan tyckas trivialt, men det är ett

mycket vanligt nybörjarfel att blanda sam-

man orden över och genom när man talar

om spänning och ström. Det gör att man

tänker fel.

Ett inslag i alvarligt menade studier bör vara

att lära sig de kursivt skrivna satserna i

kombination med grundliga genomgångar

av visade beräkningar.

Mätövningar

Hur man mäter Experimentkretsarna kopplas med lösa

komponenter på en kopplingsplatta (Bread

Board) för lödfria anslutningar.

Anslutning av spänningsmatning görs med

labsladdar med 4 mm:s banankontakter till

kortets labhylsor, som i sin tur ansluts med

enkeltråd (EKUX 0,28mm2) till kortets

kopplingspunkter.

De komponenter som ska kopplas samman

(förbindas) i en experimentkrets ansluts till

varandra genom att de sticks ner i hålen.

Alla hål som är förbundna med en linje är

en kopplingspunkt, t ex rad 1 (ABCDE).

Rad 1 (FGHIJ) är en annan helt separat

kopplingspunkt.

Räknar man hålen i de vertikala kopp-

lingspunkterna ser man att det går att koppla

samman 5 komponenter eller ledningar i

varje kopplingspunkt.

På samma sätt har de 8 horisontala kopp-

lingspunkterna plats för 25 anslutningar.

För direkt anslutning av mätinstrument rekom-menderas ”lätta” mätkablar och testpinnar så att komponenterna inte lossnar från plattans anslutningspunkter.

Material för mätuppgifter

För alla mätuppgifter 1 Kopplingsplatta för lödfri anslutning

2 Multimetrar

1 Spänningsaggregat eller 12V nätadapter

Mätuppgift nummer: 1: 1 Multimeter

2: Resistorer 100Ω, 120, 150, 180, 220, 270,

330, 390, 470, 560, 680, 820Ω

3: Ledning 100m / 1,5mm2

4: 3 x 1,5V batterier

5: 1 Likspänningsaggregat

1 resistor 1kΩ

6: Resistorer 470Ω, 560Ω, 680Ω

7: Resistorer 560Ω, 1000Ω, 1500Ω

8: Resistorer 100Ω, 100Ω, 180Ω, 1500Ω,

330Ω, 470Ω

9: Resistorer 120Ω, 180Ω, 220Ω, 330Ω,

470Ω, 820Ω

Potentiometer 1000Ω

10: Resistorer 1kΩ, 1,2kΩ, 1,8kΩ

11: Resistorer 1kΩ, 1,8kΩ, 3,3kΩ

12: Resistorer 3 x 10MΩ, 3 x 100kΩ, 3 x 1kΩ

13: Resistorer 1kΩ, 100Ω, 47kΩ, 10Ω

14: 1 batteri 1,5V, 1 resistor 10Ω

15: Resistorer 10Ω, 22, 33, 47, 56, 68, 82, 100,

120, 150, 180, 22, 470, 820, 1000Ω

16: 1 Resistor 220kΩ, 1 kondensator 100µF

17: 1Relä 12V eller 24V, 3 kontakter

2 Lampor 12V eller 24V

Strömställare: 1 slutande och 1brytande

(går att ersätta med kopplingssladd som

kopplas till och från på kopplingsplattan)

18: 1 VP-rör 30 – 40cm långt

1 Stavmagnet som kan falla genom VP-

röret

2 Järnstång 100 x 10mm eller skruvar

och/eller spikar

1 Provmagnet (liten kompass)

1 Transformator 230/12V

Inköpsställen Detaljister inom elektronikområdet, t ex

Elfa, Kjell & Company, Clas Ohlson med

flera.

Multimetern

Allmänt Multimetern är det vanligaste och mest

använda instrumentet i elektriska mätsam-

manhang.

Mätfunktioner Oavsett fabrikat har multimetrar minst tre

mätfunktioner i samma instrument;

spännings-, ström- och resistansmätning.

En del modeller har även mätfunktioner för

kapacitans, induktans och frekvensmätning.

Omkoppling till de olika mätfunktionerna

och mätområdena görs med en funktions-

omkopplare.

Avläsning av mätresultat Inställningen av funktionsomkopplaren be-

stämmer vad som ska mätas och vad som

är högsta möjliga mätvärde.

Är funktionsomkopplaren ställd så att den

pekar mot 250 på DC Volt-området kan

man mäta likspänningar på högst 250V

(volt). Hade funktionsomkopplaren istället

pekat på 10 hade det inneburit att det gått

att mäta högst 10V.

Är man osäker på vilket mätområde som

skall användas, bör mätningen påbörjas på

det högsta mätområdet. Därefter justeras

till lägre mätområde, det ger större nog-

grannhet.

Polaritet Multimetern bör också anslutas med rätt

polaritet, dvs att rätt mätsladd kopplas till

mätobjektets plus-och minussida. Blir det

fel är indikeras detta med ett minustecken

eller på annat sätt i sifferfönstret.

Vanligt nybörjarfel Ett vanligt nybörjarfel, som är värt att

lägga på minnet, är att inte använda multi-

metern för spänningsmätning då den är

inställd för strömmätning.

Det brukar resultera i att en inbyggd

säkring brinner av. Instrumentet skyddas,

men det är förargligt att behöva skruva isär

multimetern för att byta säkringen.

Mätuppgift 1

Undersök den eller de multimetrar du har

tillgång till. Anteckna vilka mätområden

som finns för resistans-, spännings- och

strömmätning. Notera också om det finns

andra mätmöjligheter, t ex frekvens,

kapacitans och induktans.

Resistansmätning

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

Spänningsmätning

....................................................................

....................................................................

...................................................................

....................................................................

....................................................................

.....................................................................

Strömmätning

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

Andra mätfunktioner

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

.....................................................................

Resistorer och resistansmätning

Resistorn som är en vanlig komponent i

elektriska kretsar är ett hinder för ström.

Egenskapen kallas resistans, har storhets-

beteckningen R och mäts i enheten ohm

(.

För att ange resistor-och toleransvärdet an-

vänds en färgkod. Den består antingen av

fyra eller fem färgband. Placering och färg

hos respektive band avgör betydelsen så

som illustreras nedan.

Exempel: Brun = 1, Grön = 5, Svart = x 1,

Guld = +/- 5%

Resistorvärden på 1000 och därutöver

anges med beteckningen k (kilo = 1000),

t ex 4700 = 4,7 k.

1 00000 och mer anges som M (Mega

= 1000 000) t ex 3900000 = 3,9M

Resistorer tillverkas i så kallade E-serier.

E6-serien har 6 värden mellan 10 och

100, dvs en dekad. Samma värden uppre-

pas därefter 10 gånger större i nästa dekad,

mellan 100 och 1000Ω och så vidare.

E6-serien: 10-100Ω

10, 15, 22, 33, 47 och 68Ω.

E6-serien:100-1000Ω

100, 150, 220, 330, 470 och 680Ω

E12-serien: 10-100Ω

10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68,

82Ω

E12-serien:100-1000Ω

100, 120, 150, 180, 220, 270, 330, 390,

470, 560, 680, 820Ω

Potentiometern

Potentiometrar är resistorer med tre anslut-

ningar. Mellan de två sidanslutningarna, A

och C, finns ett fast resistansvärde. Mitt-

uttaget B, är anslutet till en glidkontakt

som flyttas då potentiometeraxeln vrids.

Ändras glidkontaktens läge ändras resi-

stansvärdena mellan mittuttaget och sid-

anslutningarna.

Är t ex värdet 100 mellan A-C och 30

mellan A-B, är värdet 70 mellan B-C.

Resistansmätning

Resistansmätning görs indirekt genom

strömmätning. Multimetern har ett batteri

som driver en ström genom mätobjektets

resistans.

Mätströmmen är

proportionell mot

mätobjektets resi-

stans och multi-

metern kan där-

igenom visa mät-

resultatet som ett

Ω-värde.

Mätuppgift 2

Montera 12 resistorer ur E12-serien, tex

100 - 820 eller 1000 - 8200.

Mät resistorerna och ordna dem i storleks-

ordning från vänster till höger.

Anteckna de uppmätta värdena och färgen

i deras färgkod.

R() Band 1 Band 2 Band 3 Band 4

........ ........... .......... ........... ...........

........ ........... .......... ........... ...........

........ ........... .......... ........... ...........

........ ........... .......... ........... ...........

........ ........... .......... ........... ...........

........ ........... .......... ........... ...........

........ ........... .......... ........... ...........

........ ........... .......... ........... ...........

........ ........... .......... ........... ...........

........ ........... .......... ........... ...........

........ ........... .......... ........... ...........

........ ........... .......... ........... ...........

Mät värdet mellan sidoanslutningarna hos

en potentiometer på 100 (eller annat

värde). Anteckna det uppmätta värdet di-

rekt i instrumentdisplayen.

Vrid potentiometeraxeln till båda sidolä-

gena och ställ den därefter ungefär i

mitten.

Mät resistansen mellan mittuttaget och ett

av sidouttagen. Anteckna mätvärdet i dis-

playen.

Skriv det förväntade mätresultatet mellan

potentiometerns mittuttag och det andra

sidouttaget i displayen.

Kontrollmät därefter om du angett rätt

värde.

DC mA

CO MV /I - D C

............................................

0 ,0 5

1 0 0 0

2 5 0

0 ,2 5

2 5

5 0

2 ,5

1 0

I -A C

2 5 0DC V

X1

X1 0 0

X1 0

OF F

2 5 02 5 0

1 0

5 0

5 0 01 0 0 0 AC V

0 ,0 5

............................................

2 5 0

DC mA

V /I - D C

0 ,2 5

2 5

1 0 0 0

5 0

2 ,5

1 0

I -A C

2 5 0DC V

CO M

X1

X1 0 0

X1 0

OF F

2 5 02 5 0

1 0

5 0

5 0 01 0 0 0 AC V

339

J

42 6 8

D

HI

FG

E

BC

31

A

5 7

10 12 1414 201816 3222 24 26 28 30

2113 15 191711 23 25 312927 57

4236 38 4034 44 5046 48 52 54 56

454135 37 39 43 5147 49 53 55

6058 62 64

59 61 63

1 0 5 0

0 ,0 5D C mA

V /I -DC

2 5

2 5 0

2 ,5

0 ,2 5

X 1 0 0

COM

X 1 0

X 1

1 0

............................................

1 0 0 0

5 0

D C V

I-AC

2 5 0 5 0 0

2 5 02 5 0

1 0 0 0 A C VO FF