Prawidłowe rozmieszczenie przyrządów: 1 – woltomierz, 2 – amperomierz, 3 – watomierz, 4 – woltomierz wynika bezpośrednio z zasad budowy klasycznego układu pomiarowego w obwodzie prądu stałego. Woltomierze zawsze włączamy równolegle do elementu, którego napięcie chcemy zmierzyć. Dlatego przyrząd oznaczony jako 1 mierzy napięcie źródła zasilania, a przyrząd 4 – napięcie bezpośrednio na odbiorniku (obc). Dzięki temu można porównać spadek napięcia na przewodach, stykach czy aparaturze, co w praktyce serwisowej jest bardzo przydatne, np. przy diagnozie zbyt dużych spadków napięć w instalacjach niskonapięciowych. Amperomierz (2) musi być włączony szeregowo w obwód, tak aby cały prąd płynął przez jego wewnętrzne uzwojenie. To jest standardowa zasada, którą podają zarówno podręczniki SEP, jak i normy dotyczące pomiarów eksploatacyjnych w instalacjach. Gdyby amperomierz podłączyć równolegle, praktycznie zrobiłby zwarcie, bo ma bardzo małą rezystancję wewnętrzną. Watomierz (3) ma dwa obwody: prądowy i napięciowy. Obwód prądowy włącza się szeregowo tak jak amperomierz, natomiast obwód napięciowy równolegle do odbiornika. Na schemacie zaznaczone gwiazdkami zaciski watomierza są połączone prawidłowo – tak, żeby mierzył moc pobieraną przez obciążenie, a nie moc strat np. w przewodach. W praktyce warsztatowej takie ustawienie przyrządów stosuje się np. przy pomiarach silników DC, rezystorów mocy, grzałek czy żarówek – dokładnie tak samo: amperomierz w szereg, woltomierze na źródle i na odbiorniku, watomierz w układzie mieszanym. Moim zdaniem warto zapamiętać sobie taki „szkielet” połączeń, bo potem, przy bardziej skomplikowanych układach pomiarowych, zasada zostaje identyczna, tylko przyrządów robi się więcej.
Błędne odpowiedzi wynikają głównie z pomieszania zasad włączania amperomierza, woltomierza i watomierza w obwód. Z mojego doświadczenia wynika, że najczęstszy błąd to traktowanie wszystkich przyrządów tak samo, jakby każdy można było włączyć byle gdzie i byle jak. Tymczasem kluczowe są ich rezystancje wewnętrzne i budowa obwodów pomiarowych. Woltomierz ma bardzo dużą rezystancję wewnętrzną i dlatego musi być włączany równolegle do elementu, którego napięcie mierzymy. Jeżeli ustawimy go w miejscu, gdzie powinien być amperomierz lub obwód prądowy watomierza, to prąd płynący przez przyrząd będzie znikomy, a wynik pomiaru prądu czy mocy kompletnie bez sensu. Odwrotna sytuacja dotyczy amperomierza: ma on bardzo małą rezystancję, więc włączenie go równolegle (tak jak woltomierza) praktycznie powoduje zwarcie fragmentu obwodu. W realnej instalacji mogłoby to skończyć się uszkodzeniem miernika, zadziałaniem zabezpieczeń, a nawet zniszczeniem badanego urządzenia. Watomierz jest jeszcze bardziej wymagający, bo ma dwa oddzielne tory: prądowy i napięciowy. Jeśli pomylimy jego zaciski i włączymy go tak, jak zwykły woltomierz albo zwykły amperomierz, to albo nie zmierzy on rzeczywistej mocy odbiornika, albo pokaże wartość obarczoną dużym błędem, uwzględniając np. tylko straty na przewodach czy część obwodu. Typowym błędnym tokiem rozumowania jest też założenie, że wystarczy „gdzieś” wpiąć watomierz w pobliżu odbiornika i wszystko będzie dobrze. Dobre praktyki mówią wyraźnie: obwód prądowy watomierza w szereg z odbiornikiem, obwód napięciowy równolegle do zacisków odbiornika, a zaciski oznaczone gwiazdkami łączyć zgodnie z kierunkiem przepływu mocy. Jeżeli którykolwiek z przyrządów zostanie umieszczony w innym miejscu niż wynika to z tych zasad, otrzymamy pomiar, który może wyglądać wiarygodnie, ale nie będzie odzwierciedlał rzeczywistych parametrów pracy układu. W praktyce pomiarowej w energetyce, automatyce czy nawet w prostym warsztacie elektrycznym takie pomyłki są niedopuszczalne, dlatego warto dobrze przećwiczyć poprawne schematy połączeń i rozumieć, z czego one wynikają, a nie tylko je zapamiętywać.