По принцип силата на тока (CT) е стойност, която показва колко електричество е преминало през напречното сечение на проводник за една секунда. Смята се, че в проводника той достига стойност 1 A в случай, когато количество електричество, равно на 1 кулон, преминава всяка секунда през напречното му сечение. Измерете го в ампери (А). Използват се и допълнителни единици като милиамп (1/1000 A) и микроампери (1/1000000 A).
Защо трябва да измервам тока
Съпротивлението на напрежението и електрическата верига, които се измерват съответно в единици като волта (V) и ома, оказват значително влияние върху величината на силата на тока. В този случай увеличаването на напрежението с постоянно съпротивление на електрическата верига причинява увеличаване на силата на тока, а увеличаване на съпротивлението на веригата с постоянна стойност на напрежението води до неговото намаляване. Силата на тока (I), напрежението (U) и съпротивлението (R) зависят един от друг и са свързани чрез емпирични формули:
- I = U / R
- U = I * R
- R = U / I
В същото време се приема, че в проводник със съпротивление 1 Ω възниква ток от 1 A, ако към него се приложи напрежение 1 V.
Чрез измерване на КТ с мултицет можете:
- посочете действителната консумация на енергия на конкретен уред;
- намерете дефекти в уреда, ако неговата реална мощност не съответства на стойността, посочена в документацията;
- разберете електрическия капацитет на автономните източници на енергия (батерии и др.);
- идентифицира съществуването на ток в електрическите вериги и, ако е необходимо, локализира дефектната зона;
- проверете зарядното устройство на батерията за съответствие с зададената стойност на тока за зареждане и т.н.
Такива измервания се извършват с помощта на специални инструменти - амперметри. На вътрешния пазар ги има достатъчно, за да задоволят нуждите на всички клиенти.
Най-популярните, особено на ниво домакинство, са малки многофункционални (амперметър + омметър + волтметър) мултиметри, с които можете да измервате почти всички необходими параметри на електрическата верига.
Мултицетно устройство
Модерен мултицет (тестер) е сложно електронно устройство. Тези измервателни уреди се различават по принципа на работа и по начина, по който показват резултатите. В същото време тяхното устройство и външният вид зависят изцяло от производителя, който има възможност да оборудва мултиметри с допълнителни възможности. Например, има тестери, оборудвани с вградени проводими скоби, които ви позволяват да измервате електрическите параметри на веригата, без да нарушавате проводниците.
Класификация и принцип на действие
По дизайн мултиметрите могат да бъдат неподвижни и малки. В допълнение, въз основа на схемата, те могат да бъдат:
- аналог;
- дигитален.
Стационарните мултиметри работят, като правило, от централизирана мрежа за захранване. Те са прецизни електронни устройства и се използват за прецизни измервания в лабораторни или промишлени условия. Те също работят като част от информационно-измервателни системи и специализирани индустриални комплекси. В тестери с малки размери (джобни) се използват вградени батерии или сменяеми източници на захранване за измерване на съпротивлението.
В аналогови мултиметри резултатът от измерването се показва чрез отклонението на стрелката на градуираната скала, а в цифрови - на LED дисплея или LCD екрана. Могат да се намерят и оригинални модели, оборудвани с индикатор за набиране и цифров екран.
Електрическата верига на аналоговите мултицети с аналогов мултицет е проста и представлява набор от маневрени прецизни резистори с голяма и малка номинална стойност. Така че с помощта на такива тестери е било възможно да се измери параметрите на променливотокови електрически вериги, в схемата се въвеждат изправителни диоди. Това се дължи на факта, че магнитоелектричната система на циферблатния микроамперметър работи само на постоянен ток.
Електрическите вериги на цифровите мултиметри са много по-сложни и съдържат следните компоненти:
- операционен усилвател;
- атенюатор;
- аналогово-цифров преобразувател;
- точен изправител с висока точност;
- механичен или електронен превключвател.
Блок-схемата е основа за всички цифрови мултиметри и позволява да се измерват параметрите на електрическите вериги на постоянен и променлив ток с висока точност.
Принципът на работа на аналоговите тестери се основава на факта, че измерването се предхожда от преобразуването на всички входящи сигнали в ток, който след това се измерва. За разлика от тях, цифровите мултиметри предварително преобразуват всички входящи сигнали в напрежение.
Основни принципи на измерване на тока
Основното условие, което трябва да бъде изпълнено при измерване на КТ в електрическа верига, е да включи тестера в разкъсването на проводника на тази верига, тоест да стане част от него по време на измерването. Преди да измервате силата на тока с мултицет, е също толкова важно правилно да настроите на устройството:
- режим на измерване (постоянен или променлив ток);
- горна граница на измерванията.
Неправилно зададените параметри задължително ще доведат до повреда на измервателното устройство.
Когато потребителят не знае реда на величината на силата на тока във веригата, е необходимо да се определи максималната граница на измерване. Ако зададеният диапазон е твърде голям, той постепенно се намалява, като се използва превключвателят на режима на тестер.
В електрическа верига устройство за измерване на ток е свързано последователно с товара. При измерване на високи токове мултицетът е свързан към веригата чрез токов трансформатор, шунт или магнитен усилвател. Ако измерванията трябва да се извършват в електрически вериги с напрежение над 1 kV, използвайте трансформатор на ток (променлив ток) или магнитен усилвател (постоянен ток).
Мерки за безопасност
Измерванията, извършвани в електрически вериги при опасно напрежение ~ 220 V, изискват спазване на правилата за безопасност. Безопасна за хората се счита за текуща стойност не по-голяма от 0,001 А. Всяко, дори леко превишение от нея може да доведе до увреждане на потребителя. Ето защо, когато работите с електричество, трябва да бъдете изключително внимателни и да полагате специални грижи.
Работейки върху горните граници на мултицета, измерванията трябва да се извършват възможно най-бързо. Това се дължи на факта, че много тестери нямат защита срещу прегряване и при продължителен контакт с висок ток те могат просто да изгорят, което от своя страна е изпълнено с електрически наранявания. Понякога производителите на мултиметри предупреждават потребителите за такава опасност, като предвиждат например, че допустимото време за измерване не трябва да надвишава 10 секунди. не повече от веднъж за 15 минути
Свързването и изключването на мултицета се извършва след пълно изключване на веригата. Те доставят мощност и започват да измерват само след приключване на всички работи по свързване на тестера.
За да се избегне токов удар, е необходимо да се вземат мерки за предотвратяване на контакт с открити части на тока. Необходимо е също така да запомните, че когато се отвори отворена електрическа верига, може да възникне електрическа дъга, което също ще причини електрически наранявания.
Текущо измерване
У дома силата на тока в електрическите вериги се измерва в случаите, когато е необходимо например да се определи реалната стойност на консумираната мощност на електрически уред или да се сравнят техническите параметри на електрическия уред, включен в мрежата, с реалните възможности на електрическото окабеляване. В този случай е необходимо да се помни опасността, която очаква неопитния собственик на мултицета, когато се опитва да проведе такива измервания в електрически контакт. По правило това води до пълна повреда на тестера, а в някои случаи и до токов удар за потребителя.
В електрическия контакт няма ток. На неговите контакти има само напрежение между фаза и "нула". Токът в мрежата се появява само след като уредът е свързан към контакта.
Ако сондите на мултицета, включени в текущия режим на измерване, се поставят в изхода, ще възникне късо съединение в мрежата и измервателното устройство ще се провали. Е, ако е снабден с плавката, която просто изгаря и изключва тестера от мрежата. Ако конструкцията на устройството не осигурява такъв предпазител, поради прегряване мултицетът може да се запали или дори да "избухне".
CT измерване в електрическа верига, свързана към източник на енергия
За да се измери силата на тока във веригата на свързан електрически уред, мултицетът трябва да бъде свързан към пролуката на един от захранващите проводници, както е показано на диаграмата.
Тук:
- 1 - променлив ток или контакти на автономен източник на захранване;
- 2 - електрически уред;
- 3 - захранване на кабела (кабел) на уреда;
- 4 - мястото на прекъсване на електрическата верига и свързване на сондите на мултицета;
- 5 - тестер, включен в режим на измерване на променлив ток;
- 6 - пробни проводници от комплекта за доставка на мултицета.
За да свържете мултицет към прекъсване на веригата, е необходимо да отрежете един от неговите проводници и да отстраните изолацията в отрязаните краища.
Измерването на тока се извършва в следната последователност:
- Копчето за избор на мултицет задава желания режим на измерване, като отчита вида на тока (променлив или постоянен).
- Същата писалка задава горната граница на CT измерването. В този случай се препоръчва първоначално да изберете граница на измерване, която надвишава очакваната стойност на измерения параметър.
- Поставете тестовите проводници в съответните крикове на мултицета.
- Свържете сондата на тестера към оголените краища на жицата и се уверете, че контактът е надежден.
- Включете захранването на инструмента и запишете мултицета. Ако е необходимо, можете да промените горната граница на измерванията и да запишете отново резултата.
- Изключете захранването и изключете изпитвателните проводници от краищата на проводника.
- Свържете отрязания проводник и внимателно изолирайте това място.
При извършване на измервания в постояннотокови вериги е необходимо да се спазва полярността на тестовите проводници.
Ако трябва да измерите силата на тока, без да нарушавате целостта на веригата, най-добрият вариант би бил да използвате мултицет, оборудван с вградени токови скоби.
Понякога необходимостта от измерване на силата на тока в променлив ток може да възникне в момент, когато няма мултицет с такава функция. Радиоаматьорите обаче намериха изход от ситуацията, използвайки тестери, работещи само с постоянен ток, за да измерят силата на тока в вериги с променлив ток.Достатъчно е електрическата верига да се допълни с диоден мост чрез включване на мултицет, който измерва параметрите на постояннотокови вериги според следната схема:
Подобен резултат може да се получи, ако във веригата е включен специален калибриран шунт с известно съпротивление. В този случай шунтът е избран така, че номиналното му напрежение да съвпада с номиналното напрежение на измервателното устройство.
След това, паралелно с контактите на шунта, свържете мултицет с зададения режим на измерване на напрежението (волтметър) и измерете спада на напрежението в преградената част на електрическата мрежа. Как да измервате напрежението с мултицет е посочено в инструкциите за неговото използване.
В този случай мултицетът изпълнява функцията на волтметър, но величината на измереното напрежение ще бъде пряко пропорционална на силата на тока. Познавайки съпротивлението на прецизен шунт, използвайки формулата I = U / R, можете лесно да изчислите величината на тока във веригата. Ако вземем калибриран шунт със съпротивление 1 Ом, номиналната му стойност може да бъде определена по скалата на волтметъра (I = U / 1 = U).
Вкъщи такъв манекен с нисък импеданс (R = 1 Ohm) е най-лесно да направите сами, например, като навиете малко парче тънка нихромна тел (напречно сечение 0.123 mm, съпротивление 7.94 Ohm / m, диаметър 0.4 mm), дължина 126 mm, върху лента от фибростъкло.
Чрез инсталиране на домашен резистор в отворена верига и свързване на мултицет към неговите контакти, можете да измерите напрежението върху избягалата част на веригата. Номиналната му стойност ще отговаря на силата на тока, протичащ през резистора: I = U / 1 = U.
