Im Allgemeinen ist die Stromstärke (CT) ein Wert, der angibt, wie viel Elektrizität in einer Sekunde durch den Querschnitt eines Leiters geleitet wurde. Es wird angenommen, dass es im Leiter einen Wert von 1 A erreicht, wenn eine Elektrizitätsmenge von 1 Coulomb jede Sekunde durch seinen Querschnitt fließt. Messen Sie es in Ampere (A). Zusätzliche Einheiten wie Milliampere (1/1000 A) und Mikroampere (1/1000000 A) werden ebenfalls verwendet.
Warum muss ich Strom messen?
Die Spannung und der elektrische Schaltkreiswiderstand, die in Einheiten wie Volt (V) bzw. Ohm gemessen werden, haben einen signifikanten Einfluss auf die Größe der Stromstärke. In diesem Fall bewirkt eine Spannungserhöhung bei konstantem Stromkreiswiderstand eine Zunahme der Stromstärke, und eine Zunahme des Stromkreiswiderstands bei konstantem Spannungswert führt zu dessen Abnahme. Die Stromstärke (I), Spannung (U) und der Widerstand (R) hängen voneinander ab und werden durch empirische Formeln in Beziehung gesetzt:
- I = U / R.
- U = I * R.
- R = U / I.
Gleichzeitig wird vereinfacht angenommen, dass in einem Leiter mit einem Widerstand von 1 Ω ein Strom von 1 A auftritt, wenn eine Spannung von 1 V an ihn angelegt wird.
Durch Messen des CT mit einem Multimeter können Sie:
- Geben Sie den tatsächlichen Stromverbrauch eines bestimmten Geräts an.
- Finden Sie Defekte am Gerät, wenn seine tatsächliche Leistung nicht dem in der Dokumentation angegebenen Wert entspricht.
- die elektrische Kapazität autonomer Stromquellen (Batterien usw.) ermitteln;
- Identifizieren Sie das Vorhandensein von Stromlecks in den Stromkreisen und lokalisieren Sie gegebenenfalls den defekten Bereich
- Überprüfen Sie das Ladegerät auf Übereinstimmung mit dem eingestellten Ladestromwert usw.
Solche Messungen werden mit speziellen Instrumenten - Amperemeter - durchgeführt. Es gibt genug davon auf dem heimischen Markt, um die Bedürfnisse aller Kunden zu befriedigen.
Besonders im Haushalt sind kleine multifunktionale Multimeter (Amperemeter + Ohmmeter + Voltmeter) am beliebtesten, mit denen Sie fast alle notwendigen Parameter des Stromkreises messen können.
Multimetergerät
Ein modernes Multimeter (Tester) ist ein komplexes elektronisches Gerät. Diese Messgeräte unterscheiden sich im Funktionsprinzip und in der Art und Weise, wie sie die Ergebnisse anzeigen. Gleichzeitig hängen Gerät und Aussehen vollständig vom Hersteller ab, der Multimeter mit zusätzlichen Funktionen ausstatten kann. Zum Beispiel gibt es Tester, die mit eingebauten leitenden Klemmen ausgestattet sind, mit denen Sie die elektrischen Parameter des Stromkreises messen können, ohne die Drähte zu brechen.
Klassifizierung und Funktionsprinzip
Multimeter können konstruktionsbedingt stationär und klein sein. Darüber hinaus können sie basierend auf der Schaltung sein:
- analog;
- Digital.
Stationäre Multimeter arbeiten in der Regel über ein zentrales Stromversorgungsnetz. Sie sind elektronische Präzisionsgeräte und werden für Präzisionsmessungen unter Labor- oder Industriebedingungen verwendet. Sie arbeiten auch als Teil von Informationsmesssystemen und spezialisierten Industriekomplexen. In kleinen (Taschen-) Testern werden eingebaute Batterien oder austauschbare Netzteile verwendet, um den Widerstand zu messen.
Bei analogen Multimetern wird das Messergebnis durch die Abweichung des Pfeils auf der abgestuften Skala und bei digitalen auf der LED-Anzeige oder dem LCD-Bildschirm angezeigt. Es gibt auch Originalmodelle mit einer Messuhr und einem digitalen Bildschirm.
Die elektrische Schaltung von analogen Multimeter-Analogmultimetern ist einfach und repräsentiert einen Satz von Rangierpräzisionswiderständen mit großem und kleinem Nennwert. Damit mit Hilfe solcher Tester die Parameter von Wechselstromkreisen gemessen werden konnten, werden Gleichrichterdioden in den Stromkreis eingeführt. Dies liegt daran, dass das magnetoelektrische System des Zifferblatt-Mikroammeters nur mit Gleichstrom arbeitet.
Die elektrischen Schaltkreise von Digitalmultimetern sind viel komplizierter und enthalten die folgenden Komponenten:
- Operationsverstärker;
- Dämpfungsglied;
- Analog-Digital-Wandler;
- hochpräziser Gleichrichter;
- mechanischer oder elektronischer Schalter.
Das Blockschaltbild ist die Basis für alle Digitalmultimeter und ermöglicht die hochpräzise Messung der Parameter von Gleich- und Wechselstromkreisen.
Das Funktionsprinzip von Analogtestern basiert auf der Tatsache, dass der Messung die Umwandlung aller eingehenden Signale in einen Strom vorausgeht, der dann gemessen wird. Im Gegensatz dazu wandeln Digitalmultimeter alle eingehenden Signale in Spannung vor.
Grundprinzipien der Strommessung
Die Hauptbedingung, die bei der Messung des Stromwandlers in einem Stromkreis erfüllt sein muss, besteht darin, den Tester in den Drahtbruch dieses Stromkreises einzubeziehen, dh während der Messung ein integraler Bestandteil davon zu werden. Vor dem Messen der Stromstärke mit einem Multimeter ist es ebenso wichtig, das Gerät richtig einzustellen:
- Messmodus (Gleich- oder Wechselstrom);
- obere Messgrenze.
Falsch eingestellte Parameter führen zwangsläufig zur Beschädigung des Messgerätes.
Wenn der Benutzer die Größenordnung der Stromstärke in der Schaltung nicht kennt, muss die maximale Messgrenze eingestellt werden. Wenn der eingestellte Bereich zu hoch ist, wird er mit dem Tester-Modusschalter schrittweise verringert.
In einem Stromkreis ist eine Vorrichtung zur Strommessung in Reihe mit der Last geschaltet. Bei der Messung hoher Ströme wird das Multimeter über einen Stromwandler, einen Shunt oder einen Magnetverstärker mit dem Stromkreis verbunden. Wenn Messungen in Stromkreisen mit einer Spannung von mehr als 1 kV durchgeführt werden müssen, verwenden Sie einen Stromwandler (Wechselstrom) oder einen Magnetverstärker (Gleichstrom).
Sicherheitstechnik
Messungen in Stromkreisen unter einer gefährlichen Spannung von ~ 220 V erfordern die Einhaltung der Sicherheitsbestimmungen. Sicher für den Menschen wird als aktueller Wert von nicht mehr als 0,001 A angesehen. Jeder geringfügige Überschuss kann zu einer Niederlage des Benutzers führen. Daher müssen Sie beim Arbeiten mit Elektrizität äußerst vorsichtig sein und besondere Sorgfalt walten lassen.
Arbeiten an den Obergrenzen des Multimeters sollten so schnell wie möglich durchgeführt werden. Dies liegt an der Tatsache, dass viele Tester keinen Schutz vor Überhitzung haben und bei längerem Kontakt mit einem großen Strom einfach ausbrennen können, was wiederum mit elektrischen Verletzungen behaftet ist. Manchmal warnen Hersteller von Multimetern Benutzer vor einer solchen Gefahr, indem sie beispielsweise festlegen, dass die zulässige Messzeit 10 Sekunden nicht überschreiten darf. nicht mehr als einmal während 15 Minuten
Das Anschließen und Trennen des Multimeters erfolgt nach einem vollständigen Stromausfall. Sie liefern Strom und beginnen erst mit der Messung, nachdem alle Arbeiten zum Anschließen des Testers abgeschlossen sind.
Um einen elektrischen Schlag zu vermeiden, müssen Maßnahmen getroffen werden, um den Kontakt freiliegender unter Spannung stehender Teile zu verhindern. Es ist auch zu beachten, dass beim Öffnen eines offenen Stromkreises ein Lichtbogen auftreten kann, der ebenfalls zu elektrischen Verletzungen führen kann.
Strommessung
Zu Hause wird die Stärke des Stroms in Stromkreisen in Fällen gemessen, in denen beispielsweise der tatsächliche Wert des Stromverbrauchs eines Elektrogeräts ermittelt oder die technischen Parameter des im Netz enthaltenen Elektrogeräts mit den tatsächlichen Möglichkeiten der elektrischen Verkabelung verglichen werden müssen. In diesem Fall muss die Gefahr berücksichtigt werden, die der unerfahrene Besitzer des Multimeters erwartet, wenn er versucht, solche Messungen in einer Steckdose durchzuführen. Dies führt in der Regel zu einem vollständigen Ausfall des Testers und in einigen Fällen zu einem Stromschlag für den Benutzer.
In der Steckdose fließt kein Strom. An seinen Kontakten liegt nur Spannung zwischen Phase und "Null" an. Der Strom im Netz wird erst angezeigt, nachdem das Gerät an die Steckdose angeschlossen wurde.
Wenn die im aktuellen Messmodus enthaltenen Sonden des Multimeters in die Steckdose eingesteckt werden, tritt im Netzwerk ein Kurzschluss auf und das Messgerät fällt aus. Nun, wenn es mit einem schmelzbaren Einsatz ausgestattet ist, der den Tester einfach verbrennt und vom Netzwerk trennt. Wenn das Design des Geräts aufgrund von Überhitzung keine solche Sicherung vorsieht, kann sich das Multimeter entzünden oder sogar „explodieren“.
CT-Messung in einem Stromkreis, der an eine Stromquelle angeschlossen ist
Um die Stromstärke im Stromkreis eines angeschlossenen Elektrogeräts zu messen, muss das Multimeter wie in der Abbildung gezeigt an den Spalt eines der Stromkabel angeschlossen werden.
Hier:
- 1 - Steckdose oder Kontakte einer autonomen Stromquelle;
- 2 - Elektrogerät;
- 3 - Kabel (Kabel) Stromversorgung des Geräts;
- 4 - der Ort, an dem der Stromkreis unterbrochen und die Sonden des Multimeters angeschlossen werden;
- 5 - Tester in der Art der Wechselstrommessung enthalten;
- 6 - Messleitungen aus dem Lieferkit des Multimeters.
Um ein Multimeter an einen Stromkreis anzuschließen, muss einer seiner Leiter abgeschnitten und die Isolierung an den abgeschnittenen Enden abgezogen werden.
Die Strommessung erfolgt in folgender Reihenfolge:
- Der Multimeter-Wahlknopf stellt den gewünschten Messmodus unter Berücksichtigung der Stromart (alternierend oder konstant) ein.
- Der gleiche Stift legt die Obergrenze der CT-Messung fest. In diesem Fall wird empfohlen, zunächst eine Messgrenze zu wählen, die den erwarteten Wert des gemessenen Parameters überschreitet.
- Stecken Sie die Messleitungen in die entsprechenden Buchsen am Multimeter.
- Schließen Sie die Prüfspitzen an die abisolierten Enden des Kabels an und stellen Sie sicher, dass der Kontakt zuverlässig ist.
- Schalten Sie das Instrument ein und zeichnen Sie das Multimeter auf. Bei Bedarf können Sie die Obergrenze der Messungen ändern und das Ergebnis erneut aufzeichnen.
- Trennen Sie die Stromversorgung und die Messleitungen von den Enden des Leiters.
- Schließen Sie den abgeschnittenen Draht an und isolieren Sie diesen Ort sorgfältig.
Bei Messungen in Gleichstromkreisen ist die Polarität der Messleitungen zu beachten.
Wenn Sie die Stromstärke messen müssen, ohne die Integrität der Schaltung zu verletzen, ist die beste Option die Verwendung eines Multimeters mit eingebauten Stromklemmen.
Manchmal kann die Notwendigkeit zur Messung der Stromstärke in einem Wechselstromkreis zu einem Zeitpunkt auftreten, an dem kein Multimeter mit einer solchen Funktion zur Verfügung steht. Funkamateure fanden jedoch einen Ausweg aus der Situation, indem sie Tester verwendeten, die nur mit Gleichstrom arbeiteten, um die Stromstärke in Wechselstromkreisen zu messen.Es reicht aus, den Stromkreis durch eine Diodenbrücke zu ergänzen, indem ein Multimeter eingeschaltet wird, das die Parameter von Gleichstromkreisen nach folgendem Schema misst:
Ein ähnliches Ergebnis kann erzielt werden, wenn ein speziell kalibrierter Shunt mit einem bekannten Widerstand in der Schaltung enthalten ist. In diesem Fall wird der Shunt so gewählt, dass seine Nennspannung mit der Nennspannung des Messgeräts übereinstimmt.
Schließen Sie dann parallel zu den Kontakten des Shunts ein Multimeter an den eingestellten Spannungsmessmodus (Voltmeter) an und messen Sie den Spannungsabfall über den Shunt-Abschnitt des Netzes. Wie Sie die Spannung mit einem Multimeter messen, finden Sie in der Gebrauchsanweisung.
In diesem Fall erfüllt das Multimeter die Funktion eines Voltmeters, die Größe der gemessenen Spannung ist jedoch direkt proportional zur Stromstärke. Wenn Sie den Widerstand eines Präzisionsshunts mit der Formel I = U / R kennen, können Sie die Größe des Stroms in der Schaltung leicht berechnen. Wenn wir einen kalibrierten Shunt mit einem Widerstand von 1 Ohm nehmen, kann sein Nennwert auf der Skala des Voltmeters bestimmt werden (I = U / 1 = U).
Zu Hause lässt sich ein solcher niederohmiger Shunt (R = 1 Ohm) am einfachsten herstellen, indem Sie beispielsweise ein kleines Stück dünnen Nichromdraht (Querschnitt 0,123 mm, spezifischer Widerstand 7,94 Ohm / m, Durchmesser 0,4 mm), Länge 126, aufwickeln mm, auf einem Glasfaserstreifen.
Durch Installieren eines hausgemachten Widerstands in einem offenen Stromkreis und Anschließen eines Multimeters an seine Kontakte können Sie die Spannung am Shunt-Teil des Stromkreises messen. Sein Nennwert entspricht der Stärke des durch den Widerstand fließenden Stroms: I = U / 1 = U.
