Misura della corrente elettrica con un multimetro

In generale, la forza corrente (CT) è un valore che mostra quanta elettricità è passata attraverso la sezione trasversale di un conduttore in un secondo. Si ritiene che nel conduttore raggiunga un valore di 1 A nel caso in cui una quantità di elettricità pari a 1 coulomb passi ogni secondo attraverso la sua sezione trasversale. Misuralo in ampere (A). Vengono utilizzate anche unità aggiuntive come milliampere (1/1000 A) e microampere (1/1000000 A).

Perché devo misurare la corrente

La resistenza della tensione e del circuito elettrico, che sono misurate in unità come volt (V) e ohm, rispettivamente, hanno un effetto significativo sull'intensità della corrente. In questo caso, un aumento della tensione con una resistenza del circuito elettrico costante provoca un aumento della resistenza di corrente e un aumento della resistenza del circuito con un valore di tensione costante porta alla sua diminuzione. La forza attuale (I), la tensione (U) e la resistenza (R) dipendono l'una dall'altra e sono correlate da formule empiriche:

• I = U / R
• U = I * R
• R = U / I

Allo stesso tempo, è semplicisticamente accettato che si verifichi una corrente di 1 A in un conduttore con una resistenza di 1 Ω se viene applicata una tensione di 1 V.

Misurando il CT con un multimetro, è possibile:

• specificare il consumo energetico effettivo di un determinato apparecchio;
• trovare difetti nell'apparecchio se la sua potenza reale non corrisponde al valore indicato nella documentazione;
• scoprire la capacità elettrica di fonti di energia autonome (batterie, ecc.);
• identificare l'esistenza di dispersione di corrente nei circuiti elettrici e, se necessario, localizzare l'area difettosa;
• controllare che il caricabatterie sia conforme al valore impostato della corrente di carica, ecc.

Tali misurazioni vengono eseguite utilizzando strumenti speciali - amperometri. Ce ne sono abbastanza sul mercato interno per soddisfare le esigenze di tutti i clienti.

I più popolari, soprattutto a livello domestico, sono i piccoli multimetri multifunzionali (amperometro + ohmmetro + voltmetro), con i quali è possibile misurare quasi tutti i parametri necessari del circuito elettrico.

Dispositivo multimetro

Un moderno multimetro (tester) è un dispositivo elettronico complesso. Questi strumenti di misura differiscono nel principio di funzionamento e nel modo in cui visualizzano i risultati. Allo stesso tempo, il loro dispositivo e il loro aspetto dipendono interamente dal produttore, che ha la capacità di dotare i multimetri di capacità aggiuntive. Ad esempio, ci sono tester dotati di morsetti conduttivi incorporati, che consentono di misurare i parametri elettrici del circuito senza rompere i fili.

Classificazione e principio di funzionamento

In base alla progettazione, i multimetri possono essere fissi e piccoli. Inoltre, in base ai circuiti, possono essere:

• analogico;
• digitale.

I multimetri fissi funzionano, di regola, da una rete di alimentazione centralizzata. Sono dispositivi elettronici di precisione e vengono utilizzati per misurazioni di precisione in laboratorio o in condizioni industriali. Funzionano anche come parte di sistemi di misurazione delle informazioni e complessi industriali specializzati. Nei tester di piccole dimensioni (tascabili), vengono utilizzate batterie integrate o alimentatori sostituibili per misurare la resistenza.

Nei multimetri analogici, il risultato della misurazione viene visualizzato dalla deviazione della freccia sulla scala graduata e in digitale - sul display a LED o sullo schermo LCD. È inoltre possibile trovare modelli originali dotati di un quadrante e di uno schermo digitale.

Il circuito elettrico dei multimetri analogici multimetro analogico è semplice e rappresenta un insieme di resistori di precisione shunt di grande e piccolo valore nominale. In modo che con l'aiuto di tali tester fosse possibile misurare i parametri dei circuiti elettrici CA, i diodi raddrizzatori vengono introdotti nel circuito. Ciò è dovuto al fatto che il sistema magnetoelettrico del microammetro quadrante funziona solo su corrente continua.

I circuiti elettrici dei multimetri digitali sono molto più complicati e contengono i seguenti componenti:

• amplificatore operazionale;
• attenuatore;
• convertitore analogico-digitale;
• raddrizzatore di alta precisione;
• interruttore meccanico o elettronico.

Lo schema a blocchi è la base di tutti i multimetri digitali e consente di misurare con elevata precisione i parametri dei circuiti elettrici di corrente continua e alternata.

Il principio di funzionamento dei tester analogici si basa sul fatto che la misurazione è preceduta dalla conversione di tutti i segnali in ingresso in una corrente, che viene quindi misurata. Al contrario, i multimetri digitali pre-convertono tutti i segnali in ingresso in tensione.

Principi di base della misurazione corrente

La condizione principale che deve essere soddisfatta quando si misura il CT in un circuito elettrico è quella di includere il tester nella rottura del filo di questo circuito, cioè di diventare parte integrante di esso durante la misurazione. Prima di misurare la forza corrente con un multimetro, è altrettanto importante impostare correttamente sul dispositivo:

• modalità di misurazione (corrente continua o alternata);
• limite superiore di misurazioni.

L'impostazione errata dei parametri comporta necessariamente danni al dispositivo di misurazione.

Quando l'utente non conosce l'ordine di grandezza dell'intensità di corrente nel circuito, è necessario impostare il limite massimo di misurazione. Se l'intervallo impostato è troppo alto, viene gradualmente ridotto, utilizzando l'interruttore della modalità tester per questo.

In un circuito elettrico, un dispositivo per misurare la corrente è collegato in serie con il carico. Quando si misurano correnti elevate, il multimetro è collegato al circuito attraverso un trasformatore di corrente, uno shunt o un amplificatore magnetico. Se è necessario eseguire misurazioni in circuiti elettrici con una tensione superiore a 1 kV, utilizzare un trasformatore di corrente (corrente alternata) o un amplificatore magnetico (corrente continua).

Misure di sicurezza

Le misurazioni effettuate in circuiti elettrici con una tensione pericolosa di ~ 220 V richiedono il rispetto delle norme di sicurezza. Sicuro per l'uomo è considerato un valore attuale non superiore a 0,001 A. Qualsiasi, anche un leggero eccesso di esso può portare alla sconfitta dell'utente. Pertanto, quando si lavora con l'elettricità, è necessario essere estremamente attenti e prestare particolare attenzione.

Operando sui limiti superiori del multimetro, le misurazioni devono essere eseguite il più rapidamente possibile. Ciò è dovuto al fatto che molti tester non hanno protezione contro il surriscaldamento e con un contatto prolungato con corrente elevata possono semplicemente bruciare, che a sua volta è irto di lesioni elettriche. A volte i produttori di multimetri avvertono gli utenti di questo pericolo, stabilendo, ad esempio, che il tempo di misurazione consentito non deve superare i 10 secondi. non più di una volta durante 15 minuti

La connessione e disconnessione del multimetro viene eseguita dopo un completo blackout del circuito. Forniscono energia e iniziano a misurare solo dopo aver completato tutti i lavori di collegamento del tester.

Per evitare scosse elettriche, è necessario adottare misure per prevenire il contatto delle parti sotto tensione esposte. È inoltre necessario ricordare che quando viene aperto un circuito elettrico aperto, può verificarsi un arco elettrico, che causerà anche lesioni elettriche.

Misurazione corrente

A casa, la forza della corrente nei circuiti elettrici viene misurata nei casi in cui è necessario, ad esempio, determinare il valore reale del consumo di energia di un apparecchio elettrico o confrontare i parametri tecnici dell'elettrodomestico incluso nella rete con le reali possibilità del cablaggio elettrico. In questo caso, è necessario ricordare il pericolo che attende il proprietario inesperto del multimetro quando si tenta di condurre tali misurazioni in una presa di corrente. Di norma, ciò porta a un completo fallimento del tester e in alcuni casi a scosse elettriche per l'utente.

Non c'è corrente nella presa elettrica. Sui suoi contatti c'è solo la tensione tra fase e "zero". La corrente nella rete appare solo dopo aver collegato l'apparecchio alla presa.

Se le sonde del multimetro incluse nella modalità di misurazione corrente vengono inserite nella presa, si verificherà un corto circuito nella rete e il dispositivo di misurazione non funzionerà. Bene, se è dotato di un inserto fusibile, che semplicemente brucia e disconnette il tester dalla rete. Se il design del dispositivo non prevede tale fusibile, a causa del surriscaldamento, il multimetro potrebbe accendersi o addirittura "esplodere".

Misurazione CT in un circuito elettrico collegato a una fonte di alimentazione

Per misurare la forza corrente nel circuito di un apparecchio elettrico collegato, il multimetro deve essere collegato allo spazio di uno dei cavi di alimentazione, come mostrato nello schema.

Qui:

• 1 - Presa di corrente alternata o contatti di una fonte di alimentazione autonoma;
• 2 - apparecchio elettrico;
• Alimentazione a 3 fili (cavo) dell'apparecchio;
• 4 - il luogo in cui interrompere il circuito elettrico e collegare le sonde del multimetro;
• 5 - tester incluso nella modalità di misurazione della corrente alternata;
• 6 - puntali dal kit di consegna del multimetro.

Per collegare un multimetro a un'interruzione del circuito, è necessario tagliare uno dei suoi conduttori e rimuovere l'isolamento alle estremità tagliate.

La misurazione della corrente viene eseguita nella seguente sequenza:

1. La manopola del multimetro imposta la modalità di misurazione richiesta, tenendo conto del tipo di corrente (alternata o costante).
2. La stessa penna imposta il limite superiore della misurazione CT. In questo caso, si consiglia di scegliere inizialmente un limite di misurazione che superi il valore atteso del parametro misurato.
3. Inserire i puntali nelle prese corrispondenti sul multimetro.
4. Collegare le sonde del tester alle estremità spelate del filo e assicurarsi che il contatto sia affidabile.
5. Accendere lo strumento e registrare il multimetro. Se necessario, è possibile modificare il limite superiore delle misurazioni e registrare nuovamente il risultato.
6. Scollegare l'alimentazione e scollegare i puntali dalle estremità del conduttore.
7. Collegare il filo tagliato e isolare attentamente questo posto.

Quando si eseguono misurazioni nei circuiti CC, è necessario osservare la polarità dei puntali.

Se è necessario misurare la potenza attuale senza violare l'integrità del circuito, l'opzione migliore sarebbe quella di utilizzare un multimetro dotato di pinze amperometriche incorporate.

A volte la necessità di misurare la forza corrente in un circuito CA può sorgere in un momento in cui non esiste un multimetro con tale funzione a portata di mano. Tuttavia, i radioamatori hanno trovato una via d'uscita dalla situazione, usando tester che funzionano solo con corrente continua per misurare la forza corrente nei circuiti a corrente alternata.È sufficiente integrare il circuito elettrico con un ponte a diodi accendendo un multimetro che misura i parametri dei circuiti CC secondo il seguente schema:

Un risultato simile può essere ottenuto se nel circuito è incluso uno shunt calibrato speciale con una resistenza nota. In questo caso, lo shunt viene selezionato in modo tale che la sua tensione nominale coincida con la tensione nominale del dispositivo di misurazione.

Quindi, parallelamente ai contatti dello shunt, collegare un multimetro con la modalità di misurazione della tensione impostata (voltmetro) e misurare la caduta di tensione attraverso la sezione derivata della rete. Come misurare la tensione con un multimetro è indicato nelle istruzioni per il suo utilizzo.

In questo caso, il multimetro svolge la funzione di un voltmetro, tuttavia l'ampiezza della tensione misurata sarà direttamente proporzionale alla forza corrente. Conoscendo la resistenza di uno shunt di precisione, utilizzando la formula I = U / R, è possibile calcolare facilmente l'entità della corrente nel circuito. Se prendiamo uno shunt calibrato con una resistenza di 1 Ohm, il suo valore nominale può essere determinato sulla scala del voltmetro (I = U / 1 = U).

A casa, uno shunt a bassa impedenza (R = 1 Ohm) è più semplice da realizzare, ad esempio avvolgendo un piccolo pezzo di filo sottile di nicromo (sezione 0,123 mm, resistività 7,94 Ohm / m, diametro 0,4 mm), lunghezza 126 mm, su una striscia di fibra di vetro.

Installando una resistenza fatta in casa in un circuito aperto e collegando un multimetro ai suoi contatti, è possibile misurare la tensione sulla parte derivata del circuito. Il suo valore nominale corrisponderà alla forza della corrente che fluisce attraverso la resistenza: I = U / 1 = U.