Pomiar prądu za pomocą multimetru

Ogólnie rzecz biorąc, natężenie prądu (CT) jest wartością, która pokazuje, ile prądu przepłynęło przez przekrój przewodu w ciągu jednej sekundy. Uważa się, że w przewodniku osiąga wartość 1 A w przypadku, gdy ilość prądu równa 1 kulombowi przechodzi co sekundę przez jego przekrój. Zmierz to w amperach (A). Wykorzystywane są również dodatkowe jednostki, takie jak miliamper (1/1000 A) i mikroampery (1/1000000 A).

Dlaczego muszę mierzyć prąd

Napięcie i rezystancja obwodu elektrycznego, które są mierzone w jednostkach takich jak odpowiednio wolty (V) i omy, mają znaczący wpływ na wielkość natężenia prądu. W takim przypadku wzrost napięcia przy stałej rezystancji obwodu elektrycznego powoduje wzrost siły prądu, a wzrost rezystancji obwodu przy stałej wartości napięcia prowadzi do jego spadku. Siła prądu (I), napięcie (U) i rezystancja (R) zależą od siebie i są powiązane wzorami empirycznymi:

• I = U / R
• U = I * R
• R = U / I

Jednocześnie w uproszczeniu przyjmuje się, że prąd o wartości 1 A występuje w przewodniku o rezystancji 1 Ohm, jeśli zostanie przyłożone do niego napięcie o wartości 1 V.

Mierząc CT za pomocą multimetru, możesz:

• określić rzeczywiste zużycie energii przez określone urządzenie;
• znaleźć wady urządzenia, jeśli jego rzeczywista moc nie jest zgodna z wartością podaną w dokumentacji;
• dowiedzieć się o pojemności elektrycznej autonomicznych źródeł zasilania (baterie itp.);
• zidentyfikować występowanie prądu upływu w obwodach elektrycznych i, jeśli to konieczne, zlokalizować wadliwy obszar;
• sprawdź ładowarkę pod kątem zgodności z ustawioną wartością prądu ładowania itp.

Takie pomiary są przeprowadzane za pomocą specjalnych przyrządów - amperomierzy. Na rynku krajowym jest ich wystarczająco dużo, aby zaspokoić potrzeby wszystkich klientów.

Najpopularniejsze, szczególnie na poziomie gospodarstwa domowego, są małe wielofunkcyjne (amperomierz + omomierz + woltomierz) multimetry, za pomocą których można zmierzyć prawie wszystkie niezbędne parametry obwodu elektrycznego.

Multimetr

Nowoczesny multimetr (tester) to złożone urządzenie elektroniczne. Te przyrządy pomiarowe różnią się zasadą działania i sposobem wyświetlania wyników. Jednocześnie ich urządzenie i wygląd zależą wyłącznie od producenta, który ma możliwość wyposażenia multimetrów w dodatkowe możliwości. Na przykład istnieją testery wyposażone we wbudowane cęgi przewodzące, które pozwalają mierzyć parametry elektryczne obwodu bez zerwania przewodów.

Klasyfikacja i zasada działania

Z założenia multimetry mogą być stacjonarne i małe. Ponadto w zależności od zespołu obwodów mogą to być:

• analog;
• cyfrowy.

Stacjonarne multimetry działają z reguły ze scentralizowanej sieci zasilającej. Są to precyzyjne urządzenia elektroniczne i służą do precyzyjnych pomiarów w warunkach laboratoryjnych lub przemysłowych. Działają również jako część systemów pomiaru informacji i specjalistycznych kompleksów przemysłowych. W małych (kieszonkowych) testerach do pomiaru rezystancji wykorzystywane są wbudowane baterie lub wymienne zasilacze.

W multimetrach analogowych wynik pomiaru jest wyświetlany przez odchylenie strzałki na podziałce, a cyfrowo - na wyświetlaczu LED lub ekranie LCD. Można również znaleźć oryginalne modele wyposażone w wskaźnik zegarowy i cyfrowy ekran.

Obwód elektryczny multimetrów analogowych multimetrów jest prosty i reprezentuje zestaw precyzyjnych rezystorów manewrowych o dużej i małej wartości nominalnej. Aby za pomocą takich testerów można było zmierzyć parametry obwodów elektrycznych prądu przemiennego, do obwodu wprowadzono diody prostownicze. Wynika to z faktu, że układ magnetoelektryczny mikroamperomierza zegarowego działa tylko na prąd stały.

Obwody elektryczne multimetrów cyfrowych są znacznie bardziej skomplikowane i zawierają następujące elementy:

• wzmacniacz operacyjny;
• tłumik;
• Analogowy do cyfrowego konwertera;
• prostownik o wysokiej precyzji;
• przełącznik mechaniczny lub elektroniczny.

Schemat blokowy jest podstawą wszystkich multimetrów cyfrowych i pozwala z dużą dokładnością mierzyć parametry obwodów elektrycznych prądu stałego i przemiennego.

Zasada działania testerów analogowych polega na tym, że pomiar poprzedza konwersja wszystkich przychodzących sygnałów na prąd, który jest następnie mierzony. Natomiast multimetry cyfrowe wstępnie konwertują wszystkie przychodzące sygnały na napięcie.

Podstawowe zasady pomiaru prądu

Głównym warunkiem, który musi być spełniony podczas pomiaru przekładnika prądowego w obwodzie elektrycznym, jest włączenie testera do przerwy w obwodzie tego obwodu, to znaczy, aby stał się jego integralną częścią podczas pomiaru. Przed zmierzeniem natężenia prądu za pomocą multimetru równie ważne jest prawidłowe ustawienie w urządzeniu:

• tryb pomiaru (prąd stały lub przemienny);
• górna granica pomiarów.

Nieprawidłowo ustawione parametry z konieczności doprowadzą do uszkodzenia urządzenia pomiarowego.

Gdy użytkownik nie zna rzędu wielkości natężenia prądu w obwodzie, konieczne jest ustawienie maksymalnego limitu pomiaru. Jeśli ustawiony zakres jest zbyt wysoki, stopniowo się zmniejsza, używając do tego przełącznika trybu testera.

W obwodzie elektrycznym urządzenie do pomiaru prądu jest połączone szeregowo z obciążeniem. Podczas pomiaru wysokich prądów multimetr jest podłączony do obwodu za pomocą przekładnika prądowego, bocznika lub wzmacniacza magnetycznego. Jeśli konieczne jest przeprowadzenie pomiarów w obwodach elektrycznych o napięciu większym niż 1 kV, należy zastosować przekładnik prądowy (prąd przemienny) lub wzmacniacz magnetyczny (prąd stały).

Środki ostrożności

Pomiary w obwodach elektrycznych pod niebezpiecznym napięciem ~ 220 V wymagają zgodności z przepisami bezpieczeństwa. Prąd nie większy niż 0,001 A jest uważany za bezpieczny dla ludzi, a nawet niewielki jego nadmiar może doprowadzić do uszkodzenia użytkownika. Dlatego podczas pracy z elektrycznością należy zachować szczególną ostrożność i zachować szczególną ostrożność.

Pracując nad górnymi granicami multimetru, pomiary należy przeprowadzić jak najszybciej. Wynika to z faktu, że wielu testerów nie ma ochrony przed przegrzaniem, a przy dłuższym kontakcie z wysokim prądem mogą po prostu wypalić się, co z kolei jest obarczone obrażeniami elektrycznymi. Czasami producenci multimetrów ostrzegają użytkowników przed takim niebezpieczeństwem, zastrzegając na przykład, że dopuszczalny czas pomiaru nie powinien przekraczać 10 sekund. nie więcej niż raz w ciągu 15 minut

Podłączanie i odłączanie multimetru odbywa się po całkowitym zaniku obwodu. Dostarczają zasilanie i rozpoczynają pomiar dopiero po zakończeniu wszystkich prac związanych z podłączeniem testera.

Aby uniknąć porażenia prądem, konieczne jest podjęcie środków zapobiegających kontaktowi z odsłoniętymi częściami pod napięciem. Należy również pamiętać, że po otwarciu otwartego obwodu elektrycznego może wystąpić łuk elektryczny, który również spowoduje obrażenia elektryczne.

Pomiar prądu

W domu siła prądu w obwodach elektrycznych jest mierzona w przypadkach, w których konieczne jest na przykład określenie rzeczywistej wartości zużycia energii przez urządzenie elektryczne lub porównanie parametrów technicznych urządzenia elektrycznego wchodzącego w skład sieci z rzeczywistymi możliwościami instalacji elektrycznej. W takim przypadku należy pamiętać o niebezpieczeństwie, jakie czeka niedoświadczony właściciel multimetru, próbując przeprowadzić takie pomiary w gniazdku. Z reguły prowadzi to do całkowitej awarii testera, aw niektórych przypadkach do porażenia prądem użytkownika.

W gniazdku nie ma prądu. Na jego stykach występuje tylko napięcie między fazą a „zero”. Prąd w sieci pojawia się dopiero po podłączeniu urządzenia do gniazdka.

Jeżeli sondy multimetru zawarte w bieżącym trybie pomiaru zostaną włożone do gniazdka, nastąpi zwarcie w sieci i urządzenie pomiarowe ulegnie awarii. Cóż, jeśli jest wyposażony w topliwą wkładkę, która po prostu pali i odłącza tester od sieci. Jeśli konstrukcja urządzenia nie zapewnia takiego bezpiecznika, z powodu przegrzania multimetr może się zapalić, a nawet „wybuchnąć”.

Pomiar CT w obwodzie elektrycznym podłączonym do źródła zasilania

Aby zmierzyć natężenie prądu w obwodzie podłączonego urządzenia elektrycznego, multimetr musi być podłączony do przerwy jednego z przewodów zasilających, jak pokazano na schemacie.

Tutaj:

• 1 - Gniazdo prądu zmiennego lub styki autonomicznego źródła zasilania;
• 2 - urządzenie elektryczne;
• 3 - przewody (kabel) zasilające urządzenie;
• 4 - miejsce przerwania obwodu elektrycznego i podłączenia sond multimetru;
• 5 - tester włączony w tryb pomiaru prądu przemiennego;
• 6 - przewody pomiarowe z zestawu dostarczającego multimetru.

Aby podłączyć multimetr do przerwy w obwodzie, należy przeciąć jeden z jego przewodów i zdjąć izolację na odciętych końcach.

Pomiar prądu odbywa się w następującej kolejności:

1. Pokrętło wyboru multimetru ustawia wymagany tryb pomiaru, biorąc pod uwagę rodzaj prądu (przemienny lub stały).
2. Ten sam długopis ustawia górną granicę pomiaru CT. W takim przypadku zaleca się początkowe wybranie limitu pomiaru, który przekracza oczekiwaną wartość mierzonego parametru.
3. Włóż przewody testowe do odpowiednich gniazd multimetru.
4. Podłącz sondy testera do odizolowanych końców drutu i upewnij się, że styk jest niezawodny.
5. Włącz zasilanie instrumentu i zapisz multimetr. W razie potrzeby możesz zmienić górną granicę pomiarów i ponownie zapisać wynik.
6. Odłączyć zasilanie i odłączyć przewody pomiarowe od końców przewodu.
7. Podłącz przecięty drut i ostrożnie zaizoluj to miejsce.

Podczas wykonywania pomiarów w obwodach prądu stałego należy obserwować biegunowość przewodów pomiarowych.

Jeśli chcesz zmierzyć natężenie prądu bez naruszenia integralności obwodu, najlepszą opcją byłoby użycie multimetru wyposażonego we wbudowane cęgi prądowe.

Czasami potrzeba pomiaru siły prądu w obwodzie prądu przemiennego może pojawić się w momencie, gdy nie ma multimetru z taką funkcją. Jednak radioamatorzy znaleźli wyjście z sytuacji, używając testerów pracujących tylko z prądem stałym do pomiaru siły prądu w obwodach prądu przemiennego.Wystarczy uzupełnić obwód elektryczny mostkiem diodowym, włączając multimetr, który mierzy parametry obwodów prądu stałego zgodnie z następującym schematem:

Podobny wynik można uzyskać, jeśli w obwodzie znajduje się specjalny kalibrowany bocznik o znanej rezystancji. W tym przypadku bocznik jest wybierany tak, aby jego napięcie znamionowe pokrywało się z napięciem znamionowym urządzenia pomiarowego.

Następnie, równolegle ze stykami bocznika, podłącz multimetr z ustawionym trybem pomiaru napięcia (woltomierz) i zmierz spadek napięcia na bocznikowanej części sieci. Sposób pomiaru napięcia za pomocą multimetru jest wskazany w instrukcji jego użytkowania.

W takim przypadku multimetr pełni funkcję woltomierza, jednak wielkość mierzonego napięcia będzie wprost proporcjonalna do siły prądu. Znając rezystancję bocznika precyzyjnego, korzystając ze wzoru I = U / R, można łatwo obliczyć wielkość prądu w obwodzie. Jeśli weźmiemy skalibrowany bocznik o rezystancji 1 Ohm, jego wartość nominalną można określić na skali woltomierza (I = U / 1 = U).

W domu taki bocznik o niskiej impedancji (R = 1 Ohm) jest najłatwiejszy do zrobienia, na przykład poprzez nawijanie małego kawałka cienkiego drutu nichromowego (przekrój 0,123 mm, rezystywność 7,94 Ohm / m, średnica 0,4 mm), długość 126 mm, na pasku z włókna szklanego.

Instalując domowy rezystor w otwartym obwodzie i podłączając multimetr do jego styków, możesz zmierzyć napięcie na bocznikowanej części obwodu. Jego wartość nominalna będzie odpowiadać sile prądu przepływającego przez rezystor: I = U / 1 = U.