Γενικά, η ισχύς ρεύματος (CT) είναι μια τιμή που δείχνει πόση ηλεκτρική ενέργεια έχει περάσει από τη διατομή ενός αγωγού σε ένα δευτερόλεπτο. Πιστεύεται ότι στον αγωγό φτάνει μια τιμή 1 A στην περίπτωση που μια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας ίση με 1 coulomb περνά κάθε δευτερόλεπτο μέσω της διατομής του. Μετρήστε το σε αμπέρ (Α). Χρησιμοποιούνται επίσης πρόσθετες μονάδες όπως milliamps (1/1000 A) και microamps (1/1000000 A).
Γιατί πρέπει να μετρήσω το ρεύμα
Η αντίσταση τάσης και ηλεκτρικού κυκλώματος, οι οποίες μετρώνται σε μονάδες όπως τα βολτ (V) και τα ωμ, αντίστοιχα, έχουν σημαντική επίδραση στο μέγεθος της έντασης ρεύματος. Σε αυτήν την περίπτωση, μια αύξηση της τάσης με μια σταθερή αντίσταση ηλεκτρικού κυκλώματος προκαλεί αύξηση της ισχύος του ρεύματος και μια αύξηση της αντίστασης κυκλώματος με μια σταθερή τιμή τάσης οδηγεί στη μείωση της. Η ισχύς ρεύματος (I), η τάση (U) και η αντίσταση (R) εξαρτώνται η μία από την άλλη και σχετίζονται με εμπειρικούς τύπους:
- I = U / R
- U = I * R
- R = U / I
Ταυτόχρονα, είναι απλοϊκά αποδεκτό ότι ένα ρεύμα 1 Α εμφανίζεται σε έναν αγωγό με αντίσταση 1 Ω εάν εφαρμόζεται τάση 1 V σε αυτό.
Μετρώντας το CT με ένα πολύμετρο, μπορείτε:
- καθορίστε την πραγματική κατανάλωση ενέργειας μιας συγκεκριμένης συσκευής.
- Βρείτε ελαττώματα στη συσκευή εάν η πραγματική ισχύς της δεν ταιριάζει με την τιμή που αναφέρεται στην τεκμηρίωση.
- ανακαλύψτε την ηλεκτρική ικανότητα των αυτόνομων πηγών ενέργειας (μπαταρίες κ.λπ.).
- εντοπισμός της ύπαρξης διαρροής ρεύματος στα ηλεκτρικά κυκλώματα και, εάν είναι απαραίτητο, εντοπισμός της ελαττωματικής περιοχής ·
- ελέγξτε το φορτιστή μπαταρίας για συμμόρφωση με την τρέχουσα καθορισμένη τιμή φόρτισης κ.λπ.
Αυτές οι μετρήσεις πραγματοποιούνται με τη χρήση ειδικών οργάνων - αμπερόμετρων. Υπάρχουν αρκετά από αυτά στην εγχώρια αγορά για να ικανοποιήσουν τις ανάγκες όλων των πελατών.
Τα πιο δημοφιλή, ειδικά σε επίπεδο νοικοκυριού, είναι μικρά πολυλειτουργικά (αμπερόμετρο + ωμόμετρο + βολτόμετρο), με τα οποία μπορείτε να μετρήσετε σχεδόν όλες τις απαραίτητες παραμέτρους του ηλεκτρικού κυκλώματος.
Πολυμετρική συσκευή
Ένα σύγχρονο πολύμετρο (tester) είναι μια πολύπλοκη ηλεκτρονική συσκευή. Αυτά τα όργανα μέτρησης διαφέρουν ως προς την αρχή της λειτουργίας και τον τρόπο εμφάνισης των αποτελεσμάτων. Ταυτόχρονα, η συσκευή και η εμφάνισή τους εξαρτώνται εξ ολοκλήρου από τον κατασκευαστή, ο οποίος έχει τη δυνατότητα να εξοπλίσει τα πολύμετρα με πρόσθετες δυνατότητες. Για παράδειγμα, υπάρχουν ελεγκτές εξοπλισμένοι με ενσωματωμένους αγώγιμους σφιγκτήρες, οι οποίοι σας επιτρέπουν να μετρήσετε τις ηλεκτρικές παραμέτρους του κυκλώματος χωρίς να σπάσετε τα καλώδια.
Ταξινόμηση και αρχή λειτουργίας
Σχετικά με το σχεδιασμό, τα πολύμετρα μπορεί να είναι στατικά και μικρά. Επιπλέον, με βάση το κύκλωμα, μπορούν να είναι:
- αναλογικό;
- ψηφιακό.
Τα σταθερά πολύμετρα λειτουργούν, κατά κανόνα, από ένα κεντρικό δίκτυο τροφοδοσίας. Πρόκειται για ηλεκτρονικές συσκευές ακριβείας και χρησιμοποιούνται για μετρήσεις ακριβείας σε εργαστηριακές ή βιομηχανικές συνθήκες. Λειτουργούν επίσης ως μέρος συστημάτων μέτρησης πληροφοριών και εξειδικευμένων βιομηχανικών συγκροτημάτων. Σε συσκευές δοκιμής μικρού μεγέθους (τσέπη), χρησιμοποιούνται ενσωματωμένες μπαταρίες ή αντικαταστάσιμα τροφοδοτικά για τη μέτρηση της αντίστασης.
Σε αναλογικά πολύμετρα, το αποτέλεσμα της μέτρησης εμφανίζεται με την απόκλιση του βέλους στην κλιμακωτή κλίμακα και σε ψηφιακά - στην οθόνη LED ή στην οθόνη LCD. Μπορείτε επίσης να βρείτε πρωτότυπα μοντέλα με ένδειξη κλήσης και ψηφιακή οθόνη.
Το ηλεκτρικό κύκλωμα αναλογικών πολυμέτρων αναλογικών πολύμετρων είναι απλό και αντιπροσωπεύει ένα σύνολο αντιστάσεων ακρίβειας διακλάδωσης μεγάλης και μικρής ονομαστικής τιμής. Έτσι, με τη βοήθεια τέτοιων δοκιμαστών ήταν δυνατή η μέτρηση των παραμέτρων των ηλεκτρικών κυκλωμάτων εναλλασσόμενου ρεύματος, οι διόδους ανορθωτή εισάγονται στο κύκλωμα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μαγνητοηλεκτρικό σύστημα του μικρομέτρου κλήσης λειτουργεί μόνο με συνεχές ρεύμα.
Τα ηλεκτρικά κυκλώματα ψηφιακών πολυμέτρων είναι πολύ πιο περίπλοκα και περιέχουν τα ακόλουθα στοιχεία:
- τελεστικος ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ;
- εξασθενητής;
- μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό
- ανορθωτής υψηλής ακρίβειας
- μηχανικός ή ηλεκτρονικός διακόπτης.
Το μπλοκ διάγραμμα είναι η βάση για όλα τα ψηφιακά πολύμετρα και επιτρέπει τη μέτρηση των παραμέτρων των ηλεκτρικών κυκλωμάτων συνεχούς και εναλλασσόμενου ρεύματος με υψηλή ακρίβεια.
Η αρχή της λειτουργίας αναλογικών δοκιμαστών βασίζεται στο γεγονός ότι προηγείται η μέτρηση από τη μετατροπή όλων των εισερχόμενων σημάτων σε ρεύμα, το οποίο στη συνέχεια μετράται. Αντίθετα, τα ψηφιακά πολύμετρα προ-μετατρέπουν όλα τα εισερχόμενα σήματα σε τάση.
Βασικές αρχές της τρέχουσας μέτρησης
Η κύρια προϋπόθεση που πρέπει να πληρούται κατά τη μέτρηση του CT σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα είναι να συμπεριληφθεί ο ελεγκτής στη διακοπή σύρματος αυτού του κυκλώματος, δηλαδή να γίνει αναπόσπαστο μέρος του κατά τη διάρκεια της μέτρησης. Πριν από τη μέτρηση της τρέχουσας ισχύος με ένα πολύμετρο, είναι εξίσου σημαντικό να ρυθμίσετε σωστά τη συσκευή:
- τρόπος μέτρησης (συνεχές ή εναλλασσόμενο ρεύμα) ·
- ανώτατο όριο μετρήσεων.
Οι εσφαλμένα καθορισμένες παράμετροι θα οδηγήσουν απαραίτητα σε ζημιά στη συσκευή μέτρησης.
Όταν ο χρήστης δεν γνωρίζει τη σειρά μεγέθους της τρέχουσας ισχύος στο κύκλωμα, είναι απαραίτητο να οριστεί το μέγιστο όριο μέτρησης. Εάν το εύρος ρύθμισης είναι πολύ υψηλό, μειώνεται σταδιακά, χρησιμοποιώντας το διακόπτη λειτουργίας δοκιμαστικού για αυτό.
Σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, μια συσκευή μέτρησης ρεύματος συνδέεται σε σειρά με το φορτίο. Κατά τη μέτρηση υψηλών ρευμάτων, το πολύμετρο συνδέεται στο κύκλωμα μέσω ενός τρέχοντος μετασχηματιστή, μιας διακλάδωσης ή ενός μαγνητικού ενισχυτή. Εάν οι μετρήσεις πρέπει να πραγματοποιηθούν σε ηλεκτρικά κυκλώματα με τάση μεγαλύτερη από 1 kV, χρησιμοποιήστε έναν μετασχηματιστή ρεύματος (εναλλασσόμενο ρεύμα) ή έναν μαγνητικό ενισχυτή (συνεχές ρεύμα).
Μέτρα ασφαλείας
Οι μετρήσεις που πραγματοποιούνται σε ηλεκτρικά κυκλώματα υπό επικίνδυνη τάση ~ 220 V απαιτούν συμμόρφωση με τους κανονισμούς ασφαλείας. Ένα ρεύμα όχι μεγαλύτερο από 0,001 Α θεωρείται ασφαλές για τον άνθρωπο. Οποιαδήποτε, ακόμη και μικρή περίσσεια, μπορεί να οδηγήσει σε ζημιά από τους χρήστες. Επομένως, όταν εργάζεστε με ηλεκτρισμό, πρέπει να είστε εξαιρετικά προσεκτικοί και να προσέχετε ιδιαίτερα.
Δουλεύοντας στα ανώτερα όρια του πολύμετρου, οι μετρήσεις πρέπει να πραγματοποιούνται το συντομότερο δυνατό. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι πολλοί δοκιμαστές δεν έχουν προστασία έναντι υπερθέρμανσης και με παρατεταμένη επαφή με ένα μεγάλο ρεύμα μπορούν απλά να καούν, κάτι το οποίο με τη σειρά του είναι γεμάτο με ηλεκτρικό τραυματισμό. Μερικές φορές οι κατασκευαστές πολυμέτρων προειδοποιούν τους χρήστες για τέτοιο κίνδυνο, ορίζοντας, για παράδειγμα, ότι ο επιτρεπόμενος χρόνος μέτρησης δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10 δευτερόλεπτα. όχι περισσότερο από μία φορά κατά τη διάρκεια 15 λεπτών
Η σύνδεση και η αποσύνδεση του πολυμέτρου πραγματοποιείται μετά από πλήρη διακοπή λειτουργίας του κυκλώματος. Παρέχουν ισχύ και αρχίζουν τη μέτρηση μόνο αφού ολοκληρώσουν όλες τις εργασίες σύνδεσης του δοκιμαστή.
Προκειμένου να αποφευχθεί ηλεκτροπληξία, είναι απαραίτητο να ληφθούν μέτρα για την αποφυγή της επαφής εκτεθειμένων ζωντανών μερών. Είναι επίσης απαραίτητο να θυμάστε ότι όταν ανοίγει ένα ανοιχτό ηλεκτρικό κύκλωμα, μπορεί να προκύψει ηλεκτρικό τόξο, το οποίο θα προκαλέσει επίσης ηλεκτρικό τραυματισμό.
Τρέχουσα μέτρηση
Στο σπίτι, η ισχύς του ρεύματος στα ηλεκτρικά κυκλώματα μετράται σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο, για παράδειγμα, να προσδιοριστεί η πραγματική τιμή της κατανάλωσης ισχύος μιας ηλεκτρικής συσκευής ή να συγκριθούν οι τεχνικές παράμετροι της ηλεκτρικής συσκευής που περιλαμβάνονται στο δίκτυο με τις πραγματικές δυνατότητες ηλεκτρικής καλωδίωσης. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να θυμόμαστε τον κίνδυνο που περιμένει ο άπειρος ιδιοκτήτης του πολύμετρου όταν προσπαθεί να πραγματοποιήσει τέτοιες μετρήσεις σε μια πρίζα. Κατά κανόνα, αυτό οδηγεί σε πλήρη αποτυχία του ελεγκτή και, σε ορισμένες περιπτώσεις, ηλεκτροπληξία στον χρήστη.
Δεν υπάρχει ρεύμα στην πρίζα. Στις επαφές του υπάρχει μόνο τάση μεταξύ φάσης και "μηδέν". Το ρεύμα στο δίκτυο εμφανίζεται μόνο μετά τη σύνδεση της συσκευής στην πρίζα.
Εάν οι αισθητήρες του πολύμετρου που περιλαμβάνονται στον τρέχοντα τρόπο μέτρησης εισάγονται στην έξοδο, θα εμφανιστεί βραχυκύκλωμα στο δίκτυο και η συσκευή μέτρησης θα αποτύχει. Λοιπόν, εάν είναι εξοπλισμένο με εύτηκτο ένθετο, το οποίο απλώς καίει και αποσυνδέει τον ελεγκτή από το δίκτυο. Εάν ο σχεδιασμός της συσκευής δεν παρέχει τέτοια ασφάλεια, λόγω υπερθέρμανσης, το πολύμετρο μπορεί να αναφλεγεί ή ακόμη και να «εκραγεί».
Μέτρηση CT σε ηλεκτρικό κύκλωμα συνδεδεμένο με πηγή ισχύος
Για να μετρήσετε την τρέχουσα ισχύ στο κύκλωμα μιας συνδεδεμένης ηλεκτρικής συσκευής, το πολύμετρο πρέπει να συνδεθεί στο κενό ενός από τα καλώδια ισχύος, όπως φαίνεται στο διάγραμμα.
Εδώ:
- 1 - Πρίζα εναλλασσόμενου ρεύματος ή επαφές μιας αυτόνομης πηγής ισχύος.
- 2 - ηλεκτρική συσκευή.
- 3 - καλώδια (καλώδιο) τροφοδοτικό της συσκευής.
- 4 - ο τόπος διακοπής του ηλεκτρικού κυκλώματος και η σύνδεση των καθετήρων του πολύμετρου.
- 5 - ο ελεγκτής περιλαμβάνεται στον τρόπο μέτρησης εναλλασσόμενου ρεύματος.
- 6 - δοκιμαστικοί αγωγοί από το κιτ παράδοσης του πολύμετρου.
Για να συνδέσετε ένα πολύμετρο σε μια διακοπή κυκλώματος, είναι απαραίτητο να κόψετε έναν από τους αγωγούς του και να αφαιρέσετε τη μόνωση στα άκρα κοπής.
Η τρέχουσα μέτρηση πραγματοποιείται με την ακόλουθη σειρά:
- Το κουμπί επιλογής πολυμέτρων ρυθμίζει τον απαιτούμενο τρόπο μέτρησης, λαμβάνοντας υπόψη τον τύπο ρεύματος (εναλλασσόμενο ή σταθερό).
- Το ίδιο στυλό ορίζει το ανώτατο όριο της μέτρησης CT. Σε αυτήν την περίπτωση, συνιστάται να επιλέξετε αρχικά ένα όριο μέτρησης που υπερβαίνει την αναμενόμενη τιμή της μετρούμενης παραμέτρου.
- Εισαγάγετε τους δοκιμαστικούς αγωγούς στα αντίστοιχα βύσματα στο πολύμετρο.
- Συνδέστε τους ανιχνευτές δοκιμής στα γδυμένα άκρα του καλωδίου και βεβαιωθείτε ότι η επαφή είναι αξιόπιστη.
- Ενεργοποιήστε τη συσκευή στο όργανο και καταγράψτε το πολύμετρο. Εάν είναι απαραίτητο, μπορείτε να αλλάξετε το ανώτατο όριο μετρήσεων και να καταγράψετε ξανά το αποτέλεσμα.
- Αποσυνδέστε τη δύναμη και αποσυνδέστε τους δοκιμαστικούς αγωγούς από τα άκρα του αγωγού.
- Συνδέστε το κομμένο σύρμα και μονώστε προσεκτικά αυτό το μέρος.
Όταν κάνετε μετρήσεις σε κυκλώματα DC, είναι απαραίτητο να παρατηρήσετε την πολικότητα των δοκιμαστικών αγωγών.
Εάν πρέπει να μετρήσετε την τρέχουσα ισχύ χωρίς να παραβιάσετε την ακεραιότητα του κυκλώματος, η καλύτερη επιλογή θα ήταν να χρησιμοποιήσετε ένα πολύμετρο εξοπλισμένο με ενσωματωμένους σφιγκτήρες ρεύματος.
Μερικές φορές η ανάγκη για μέτρηση της τρέχουσας ισχύος σε ένα κύκλωμα AC μπορεί να προκύψει σε μια στιγμή που δεν υπάρχει πολύμετρο με μια τέτοια λειτουργία. Ωστόσο, οι ραδιοερασιτέχνες βρήκαν μια διέξοδο από την κατάσταση, χρησιμοποιώντας δοκιμαστές που εργάζονται μόνο με συνεχές ρεύμα για να μετρήσουν την τρέχουσα ισχύ στα κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος.Αρκεί να συμπληρώσετε το ηλεκτρικό κύκλωμα με μια γέφυρα διόδων ενεργοποιώντας ένα πολύμετρο που μετρά τις παραμέτρους των κυκλωμάτων DC σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:
Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί εάν περιλαμβάνεται στο κύκλωμα μια ειδική βαθμονομημένη διακλάδωση με γνωστή αντίσταση. Σε αυτήν την περίπτωση, η διακλάδωση επιλέγεται έτσι ώστε η ονομαστική τάση της να συμπίπτει με την ονομαστική τάση της συσκευής μέτρησης.
Στη συνέχεια, παράλληλα με τις επαφές της διακλάδωσης, συνδέστε ένα πολύμετρο με τη ρυθμισμένη λειτουργία μέτρησης τάσης (βολτόμετρο) και μετρήστε την πτώση τάσης κατά μήκος του αποκομμένου τμήματος του δικτύου. Ο τρόπος μέτρησης της τάσης με ένα πολύμετρο αναφέρεται στις οδηγίες χρήσης.
Σε αυτήν την περίπτωση, το πολύμετρο εκτελεί τη λειτουργία ενός βολτόμετρου, ωστόσο, το μέγεθος της μετρούμενης τάσης θα είναι άμεσα ανάλογο με την ισχύ του ρεύματος. Γνωρίζοντας την αντίσταση μιας διακλάδωσης ακριβείας, χρησιμοποιώντας τον τύπο I = U / R, μπορείτε εύκολα να υπολογίσετε το μέγεθος του ρεύματος στο κύκλωμα. Εάν πάρουμε μια βαθμονομημένη διακλάδωση με αντίσταση 1 Ohm, η ονομαστική του τιμή μπορεί να προσδιοριστεί στην κλίμακα του βολτόμετρου (I = U / 1 = U).
Στο σπίτι, μια τέτοια διακλάδωση χαμηλής αντίστασης (R = 1 Ohm) είναι πιο εύκολο να φτιάξετε τον εαυτό σας, για παράδειγμα, τυλίγοντας ένα μικρό κομμάτι λεπτού σύρματος νικελίου (διατομή 0,123 mm, αντίσταση 7,94 Ohm / m, διάμετρο 0,4 mm), μήκος 126 mm, σε λωρίδα υαλοβάμβακα.
Εγκαθιστώντας μια σπιτική αντίσταση σε ανοιχτό κύκλωμα και συνδέοντας ένα πολύμετρο στις επαφές του, μπορείτε να μετρήσετε την τάση στο απομακρυσμένο τμήμα του κυκλώματος. Η ονομαστική του τιμή θα αντιστοιχεί στην ισχύ του ρεύματος που ρέει μέσω της αντίστασης: I = U / 1 = U.
