באופן כללי חוזק זרם (CT) הוא ערך שמראה כמה חשמל עבר בחתך המוליך בשנייה אחת. ההערכה היא כי במוליך הוא מגיע לערך 1 A במקרה בו כמות חשמל השווה לקולומב עוברת כל שנייה דרך חתך הרוחב שלה. מדוד אותו באמפרות (A). משמשים גם יחידות נוספות כמו מילי-אמפר (1/1000 A) ומיקרו-אמפר (1/1000000 A).
מדוע עלי למדוד זרם
ההתנגדות למתח ולמעגלים חשמליים הנמדדים ביחידות כמו וולט (V) ואו"ם בהתאמה משפיעים באופן משמעותי על גודל חוזק הזרם. במקרה זה, עלייה במתח עם התנגדות מעגלית חשמלית קבועה גורמת לעלייה בעוצמת הזרם, ועלייה בהתנגדות המעגל בערך מתח קבוע מביאה לירידה שלו. חוזק הזרם (I), המתח (U) וההתנגדות (R) תלויים זה בזה וקשורים על ידי נוסחאות אמפיריות:
- I = U / R
- U = I * R
- R = U / I
במקביל, מקובל בפשטות כי זרם של 1 A מתרחש במוליך עם התנגדות של 1 אוהם אם מופעל עליו מתח של 1 וולט.
על ידי מדידת ה- CT במולטימטר, אתה יכול:
- ציין את צריכת החשמל בפועל של מכשיר מסוים;
- מצא פגמים במכשיר אם כוחו האמיתי אינו תואם לערך המופיע בתיעוד;
- גלה את הקיבולת החשמלית של מקורות כוח אוטונומיים (סוללות וכו ');
- לזהות את קיומה של נזילות זרם במעגלי החשמל, ובמידת הצורך לאתר את האזור הפגום;
- בדוק את מטען הסוללה אם הוא עומד בתאריך הערך הנוכחי של הטעינה וכדומה.
מדידות כאלה מבוצעות באמצעות מכשירים מיוחדים - אמטרים. יש מספיק כאלה בשוק המקומי כדי לספק את צרכיהם של כל הלקוחות.
הפופולריים ביותר, במיוחד ברמה הביתית, הם מולטימטר רב-פונקציונלי (מד זרם + או-מטר + וולט-מד), איתם ניתן למדוד כמעט את כל הפרמטרים הדרושים של המעגל החשמלי.
מכשיר מולטימטר
מודד מודרני (בודק) הוא מכשיר אלקטרוני מורכב. מכשירי מדידה אלה נבדלים זה מזה בעקרון הפעולה ובאופן הצגתם של התוצאות. יחד עם זאת המכשיר והמראה שלהם תלויים לחלוטין ביצרן, שיש לו את היכולת לצייד מולטימטר ביכולות נוספות. לדוגמא, ישנם בודקים המצוידים במתלים מוליכים מובנים, המאפשרים למדוד את הפרמטרים החשמליים של המעגל מבלי לשבור את החוטים.
סיווג ועקרון הפעולה
על ידי תכנון, multimeters יכול להיות נייח וקטן. בנוסף, בהתבסס על המעגלים הם יכולים להיות:
- אנלוגי;
- דיגיטלי.
מולטימטר נייחים פועלים, ככלל, מרשת אספקת חשמל מרכזית. מדובר במכשירים אלקטרוניים מדויקים ומשמשים למדידות מדויקות בתנאי מעבדה או תעשייה. הם עובדים גם כחלק ממערכות מדידת מידע ומתחמי תעשייה מיוחדים. בבודקי גודל (כיס) קטנים משתמשים בסוללות מובנות או ספקי כוח הניתנים להחלפה למדידת התנגדות.
במולטימטרים אנלוגיים תוצאת המדידה מוצגת על ידי סטיית החץ בסולם המדורג, ובדיגיטליים - בתצוגת LED או במסך LCD. ניתן למצוא גם דגמים מקוריים המצוידים במחוון חיוג ובמסך דיגיטלי.
המעגל החשמלי של מולטימטר אנלוגי מולטימטר אנלוגי הוא פשוט ומייצג קבוצה של נגדי דיוק מתכווננים בעלי ערך נומינלי גדול וקטן. כך שבעזרת בודקים כאלה ניתן היה למדוד את הפרמטרים של מעגלי חשמל AC, מכניסים דיודות מיישרים למעגל. זה נובע מהעובדה שהמערכת המגנטואלקטרית של מיקרומטר החיוג פועלת רק על זרם ישר.
המעגלים החשמליים של מולטימטרים דיגיטליים מסובכים הרבה יותר ומכילים את הרכיבים הבאים:
- מגבר תפעולי;
- מנחת;
- ממיר מאנלוגי לדיגיטלי;
- מיישר דיוק גבוה;
- מתג מכני או אלקטרוני.
דיאגרמת החסימה היא הבסיס לכל המולטימטרים הדיגיטליים ומאפשרת מדידת פרמטרים של מעגלים חשמליים של זרם ישר וזרם חילופי ברמת דיוק גבוהה.
עקרון הפעולה של בודקים אנלוגיים מבוסס על העובדה שקודם למדידה המרה של כל האותות הנכנסים לזרם שנמדד אז. לעומת זאת, מולטימטר דיגיטלי ממיר מראש את כל האותות הנכנסים למתח.
עקרונות בסיסיים למדידה שוטפת
התנאי העיקרי שיש לעמוד בעת מדידת ה- CT במעגל חשמל הוא לכלול את הבוחן בפריצת החוט של מעגל זה, כלומר להפוך לחלק בלתי נפרד ממנו במהלך המדידה. לפני מדידת חוזק הזרם במולטימטר, חשוב לא פחות להגדיר נכון את המכשיר:
- מצב מדידה (זרם ישיר או מתחלף);
- גבול המדידות העליון.
פרמטרים שהוגדרו באופן שגוי יובילו בהכרח לפגיעה במכשיר המדידה.
כאשר המשתמש אינו יודע את סדר גודל עוצמת הזרם במעגל, יש צורך לקבוע את גבול המדידה המרבי. אם הטווח שנקבע גבוה מדי, הוא מצטמצם בהדרגה, באמצעות מתג מצב הבוחן לשם כך.
במעגל חשמלי, מכשיר למדידת זרם מחובר בסדרה עם העומס. כאשר מודדים זרמים גבוהים, המולטימטר מחובר למעגל דרך שנאי זרם, שוננט או מגבר מגנטי. אם יש לבצע מדידות במעגלים חשמליים עם מתח של יותר מ- 1 קילוואט, השתמש בשנאי זרם (זרם חילופין) או במגבר מגנטי (זרם ישר).
אמצעי בטיחות
מדידות המתבצעות במעגלים חשמליים תחת מתח מסוכן של ~ 220 V מחייבות עמידה בתקנות הבטיחות. בטוח לבני אדם נחשב לערך נוכחי של לא יותר מ- 0.001 A. כל, אפילו עודף קל ממנו יכול להוביל לנזק למשתמש. לכן, כשאתם עובדים עם חשמל, עליכם להיזהר במיוחד ולהיזהר במיוחד.
בעבודה על הגבולות העליונים של המולטימטר, יש לבצע מדידות במהירות האפשרית. זה נובע מהעובדה שלבוחנים רבים אין הגנה מפני התחממות יתר, ועם מגע ממושך עם זרם גדול הם יכולים פשוט לשרוף, מה שבתורו רצוף פגיעות חשמל. לפעמים יצרני multimeters מזהירים משתמשים מסכנה כזו, וקובעים למשל כי זמן המדידה המותר לא יעלה על 10 שניות. לא יותר מפעם אחת במשך 15 דקות
חיבור וניתוק המולטימטר מתבצע לאחר ההפעלה מוחלטת של המעגל. הם מספקים חשמל ומתחילים למדוד רק לאחר שסיימו את כל עבודות חיבור הבוחן.
על מנת למנוע התחשמלות, יש לנקוט באמצעים למניעת מגע של חלקים חיים חשופים. כמו כן יש לזכור שכאשר נפתח מעגל חשמלי פתוח יכול להתרחש קשת חשמלית שתגרום גם לפגיעה חשמלית.
מדידה נוכחית
בבית נמדד חוזק הזרם במעגלים חשמליים במקרים בהם יש צורך, למשל, לקבוע את הערך האמיתי של צריכת החשמל של מכשיר חשמלי או להשוות בין הפרמטרים הטכניים של מכשיר החשמל הכלול ברשת לבין האפשרויות האמיתיות של חיווט חשמל. במקרה זה, יש לזכור את הסכנה הצפויה לבעלים הבלתי מנוסה של המולטימטר כאשר הוא מנסה לבצע מדידות כאלה בשקע חשמל. ככלל, זה מוביל לכישלון מוחלט של הבוחן, ובמקרים מסוימים להלם חשמלי למשתמש.
אין זרם בשקע החשמל. במגעים שלו יש מתח רק בין שלב ל"אפס ". הזרם החשמלי מופיע רק לאחר חיבור המכשיר לשקע.
אם הוכנסו לשקעים של המולטימטר הכלול במצב המדידה הנוכחי לשקע, יתרחש קצר חשמלי ברשת ומתקן המדידה ייכשל. ובכן, אם הוא מצויד בתוסף נתפש, שפשוט שורף ומנתק את הבוחן מהרשת. אם תכנון המכשיר אינו מספק נתיך כזה, בגלל התחממות יתר, המולטימטר עלול להתלקח או אפילו "להתפוצץ".
מדידת CT במעגל חשמלי המחובר למקור חשמל
כדי למדוד את חוזק הזרם במעגל של מכשיר חשמלי מחובר, יש לחבר את המולטימטר לפער של אחד מחוטי החשמל, כמוצג בתרשים.
כאן:
- 1 - שקע מתח AC או אנשי קשר של מקור כוח אוטונומי;
- 2 - מכשיר חשמלי;
- אספקת חשמל 3-חוטים (כבלים) של המכשיר;
- 4 - מקום שבירת מעגל החשמל וחיבור הבדיקות למולטימטר;
- 5 - בודק הכלול במצב מדידת זרם חילופין;
- 6 - מובילי בדיקה מערכת המסירה של המולטימטר.
כדי לחבר מולטימטר לפריצת מעגל, יש צורך לחתוך את אחד המוליכים שלו ולהפשיט את הבידוד בקצוות החתוכים.
המדידה הנוכחית מתבצעת ברצף הבא:
- ידית בורר המודד קובעת את מצב המדידה הנדרש, תוך התחשבות בסוג הזרם (לסירוגין או קבוע).
- אותו עט קובע את הגבול העליון של מדידת ה- CT. במקרה זה, מומלץ לבחור תחילה בגבול מדידה החורג מהערך הצפוי של הפרמטר שנמדד.
- הכנס את מובילי הבדיקה לשקעים המתאימים במולטימטר.
- חבר את בדיקות הבוחן לקצוות החשופות של החוט וודא שהמגע אמין.
- הפעל את הכוח למכשיר והקליט את המולטימטר. במידת הצורך, באפשרותך לשנות את גבול המדידות העליון ולהקליט מחדש את התוצאה.
- נתק את הכוח ונתק את מובילי הבדיקה מקצות המוליך.
- חבר את החוט החתוך ובודד בזהירות את המקום הזה.
בעת ביצוע מדידות במעגלי DC, יש להקפיד על הקוטביות של מובילי הבדיקה.
אם אתה צריך למדוד את חוזק הזרם מבלי להפר את שלמות המעגל, האפשרות הטובה ביותר תהיה להשתמש במולטימטר המצויד במתלי זרם מובנים.
לפעמים הצורך במדידת חוזק הזרם במעגל זרם חילופין יכול להיווצר בזמן שאין מולטימטר עם פונקציה כזו בהישג יד. עם זאת, חובבי הרדיו מצאו דרך לצאת מהמצב, באמצעות בודקים שעבדו רק עם זרם ישיר כדי למדוד את חוזק הזרם במעגלי זרם חילופיים.מספיק להשלים את המעגל החשמלי עם גשר דיודה על ידי הפעלת מולטימטר המודד את הפרמטרים של מעגלי DC בהתאם לתכנית הבאה:
תוצאה דומה ניתן להשיג אם כלול במעגל שונל מכויל מיוחד עם עמידות ידועה. במקרה זה, הכוונן נבחר כך שהמתח המדורג שלו עולה בקנה אחד עם המתח המדורג של מכשיר המדידה.
ואז, במקביל למגעי השאנט, חבר מולטימטר עם מצב מדידת המתח המוגדר (וולט-מד) ומודד את צניחת המתח על פני החלק המורכב של החשמל. כיצד למדוד מתח בעזרת מולטימטר מצוין בהוראות השימוש בו.
במקרה זה, המולטימטר מבצע את הפונקציה של מד מתח, אולם, עוצמת המתח הנמדד תהיה פרופורציונלית ישירות לחוזק הנוכחי. בהכרת ההתנגדות של מנוע דיוק, בעזרת הנוסחה I = U / R, אתה יכול לחשב בקלות את גודל הזרם במעגל. אם ניקח מוונט מכויל בעל התנגדות של 1 אוהם, ניתן לקבוע את הערך הנקוב שלו בסולם המתח (I = U / 1 = U).
בבית, כוונון נמוך של עכבה נמוכה (R = 1 אוהם) הוא הקל ביותר להכין לעצמך, למשל, על ידי סלילה של חתיכה קטנה של חוט ניכרום דק (חתך רוחב 0.123 מ"מ, התנגדות 7.94 אוהם / מטר, קוטר 0.4 מ"מ), אורך 126 מ"מ, על רצועת פיברגלס.
על ידי התקנת נגן ביתי במעגל פתוח וחיבור מולטימטר למגעים שלו, אתה יכול למדוד את המתח בחלק המנומר של המעגל. הערך הנקוב שלו יתאים לחוזק הזרם הזורם בנגד: I = U / 1 = U.
