I allmänhet är strömstyrka (CT) ett värde som visar hur mycket el som har passerat genom en ledares tvärsnitt på en sekund. Det antas att det i ledaren når ett värde av 1 A i fallet när en mängd el lika med 1 coulomb passerar varje sekund genom dess tvärsnitt. Mät den med ampère (A). Ytterligare enheter såsom milliampor (1/1000 A) och mikroampor (1/1000000 A) används också.
Varför måste jag mäta ström
Spännings- och elektrisk kretsmotstånd, som mäts i enheter såsom volt (V) respektive ohm, har en betydande effekt på strömstyrkan. I detta fall orsakar en ökning i spänning med konstant elektrisk kretsmotstånd en ökning av strömstyrkan, och en ökning av kretsmotstånd vid ett konstant spänningsvärde leder till dess minskning. Strömstyrkan (I), spänning (U) och motstånd (R) beror på varandra och är relaterade till empiriska formler:
- I = U / R
- U = I * R
- R = U / I
Samtidigt accepteras det att det är en ström på 1 A i en ledare med en resistans av 1 Ohm om en spänning på 1 V appliceras på den.
Genom att mäta CT med en multimeter kan du:
- specificera den verkliga energiförbrukningen för en viss apparat;
- hitta fel i apparaten om dess verkliga effekt inte stämmer med det värde som anges i dokumentationen;
- ta reda på den elektriska kapaciteten hos autonoma kraftkällor (batterier etc.);
- identifiera förekomsten av strömläckage i de elektriska kretsarna och om nödvändigt lokalisera det defekta området;
- kontrollera batteriladdaren för att överensstämma med laddningsströmets inställda värde etc.
Sådana mätningar utförs med hjälp av specialinstrument - ammetrar. Det finns tillräckligt med dem på den inhemska marknaden för att tillgodose alla kunders behov.
De mest populära, speciellt på hushållsnivå, är små multifunktionella (ammeter + ohmmeter + voltmeter), med vilka du kan mäta nästan alla nödvändiga parametrar för den elektriska kretsen.
Multimeterenhet
En modern multimeter (testare) är en komplex elektronisk enhet. Dessa mätinstrument skiljer sig åt i principen för hur de visar resultaten. Samtidigt beror deras enhet och utseende helt på tillverkaren, som har förmågan att utrusta multimetrar med ytterligare kapacitet. Till exempel finns det testare utrustade med inbyggda ledande klämmor, som gör att du kan mäta de elektriska parametrarna i kretsen utan att bryta ledningarna.
Klassificering och driftsprincip
Genom design kan multimetrar vara stationära och små. Baserat på kretsarna kan de dessutom vara:
- analog;
- digital.
Stationära multimetrar arbetar som regel från ett centraliserat nätverk. Det är precisionselektroniska enheter och används för precisionsmätningar under laboratorie- eller industriella förhållanden. De fungerar också som en del av informationsmätningssystem och specialiserade industrikomplex. I små storlekar (ficka) testare används inbyggda batterier eller utbytbara strömförsörjning för att mäta motstånd.
I analoga multimetrar visas mätresultatet genom pilens avvikelse i graderad skala och på digitala - på LED-displayen eller LCD-skärmen. Originalmodeller utrustade med en uppringningsindikator och en digital skärm kan också hittas.
Den elektriska kretsen för analoga multimeter analoga multimetrar är enkel och representerar en uppsättning shuntningsprecisionsmotstånd med stort och litet nominellt värde. Så att med hjälp av sådana testare var det möjligt att mäta parametrarna för elektriska växelströmkretsar, införs likriktningsdioder i kretsen. Detta beror på det faktum att det magnetoelektriska systemet för uppringningsmikro-metern fungerar endast på likström.
De elektriska kretsarna för digitala multimetrar är mycket mer komplicerade och innehåller följande komponenter:
- operationsförstärkare;
- dämpare;
- analog-till-digital-omvandlare;
- likriktare med hög precision;
- mekanisk eller elektronisk switch.
Blockschemat är basen för alla digitala multimetrar och gör det möjligt att mäta parametrarna för elektriska kretsar för likström och växelström med hög noggrannhet.
Funktionsprincipen för analoga testare baseras på det faktum att mätningen föregås av omvandlingen av alla inkommande signaler till en ström, som sedan mäts. Däremot konverterar digitala multimetare alla inkommande signaler till spänning.
Grundläggande principer för aktuell mätning
Det huvudsakliga villkoret som måste uppfyllas vid mätning av CT i en elektrisk krets är att inkludera testaren i trådbrytningen i denna krets, det vill säga att bli en integrerad del av den under mätningen. Innan du mäter strömstyrkan med en multimeter, är det lika viktigt att korrekt sätta på enheten:
- mätläge (likström eller växelström);
- övre gräns för mätningar.
Felaktigt inställda parametrar kommer nödvändigtvis att leda till skada på mätanordningen.
När användaren inte känner till storleksordningen för strömstyrkan i kretsen är det nödvändigt att ställa in den maximala mätgränsen. Om det inställda intervallet är för högt reduceras det gradvis genom att använda testlägesomkopplaren för detta.
I en elektrisk krets ansluts en enhet för att mäta ström i serie med lasten. Vid mätning av höga strömmar är multimetern ansluten till kretsen genom en strömtransformator, en shunt eller en magnetförstärkare. Om mätningar måste utföras i elektriska kretsar med en spänning på mer än 1 kV, använd en strömtransformator (växelström) eller en magnetförstärkare (likström).
Säkerhetsåtgärder
Mätningar som utförs i elektriska kretsar under en farlig spänning på ~ 220 V kräver överensstämmelse med säkerhetsföreskrifterna. Säkert för människor anses vara ett aktuellt värde på högst 0,001 A. Alla, till och med ett litet överskott av det kan leda till användarens nederlag. Därför måste du vara extremt försiktig när du arbetar med el.
Arbeta med multimeterns övre gränser och mätningar bör utföras så snabbt som möjligt. Detta beror på det faktum att många testare inte har skydd mot överhettning, och med långvarig kontakt med hög ström kan de helt enkelt bränna ut, vilket i sin tur är full av elektrisk skada. Ibland varnar tillverkare av multimetare användare för en sådan fara, till exempel att de föreskriver att den tillåtna mättiden inte bör överstiga 10 sekunder. inte mer än en gång under 15 minuter
Anslutning och bortkoppling av multimeter utförs efter en fullständig avbrytning av kretsen. De levererar ström och börjar mäta först efter att ha slutfört allt arbete med att ansluta testaren.
För att undvika elektriska stötar är det nödvändigt att vidta åtgärder för att förhindra kontakt med utsatta spännande delar. Det är också nödvändigt att komma ihåg att när en öppen elektrisk krets öppnas kan en elektrisk båge uppstå, vilket också kan orsaka elektrisk skada.
Strömmätning
Hemma mäts styrkan hos strömmen i elektriska kretsar i fall där det är nödvändigt, till exempel, att bestämma det verkliga värdet för en elektrisk apparats effektförbrukning eller att jämföra de tekniska parametrarna för den elektriska apparaten som ingår i nätverket med de verkliga möjligheterna för elektriska ledningar. I detta fall är det nödvändigt att komma ihåg faran som väntar på den oerfarna ägaren av multimetern när han försöker genomföra sådana mätningar i ett eluttag. Som regel leder detta till ett fullständigt fel hos testaren och i vissa fall till elstötar för användaren.
Det finns ingen ström i eluttaget. På dess kontakter finns det bara spänning mellan fas och "noll". Strömmen i elnätet visas först när apparaten är ansluten till uttaget.
Om sonderna för multimetern som ingår i det aktuella mätläget sätts in i utloppet, kommer en kortslutning att uppstå i nätverket och mätanordningen kommer att misslyckas. Tja, om det är utrustat med en smältbar insats, som helt enkelt bränner och kopplar bort testaren från nätverket. Om konstruktionen på enheten inte ger en sådan säkring på grund av överhettning kan multimetern antända eller till och med "explodera".
CT-mätning i en elektrisk krets ansluten till en strömkälla
För att mäta strömstyrkan i en ansluten elektrisk apparats krets måste multimetern anslutas till spalten på en av strömtrådarna, som visas i diagrammet.
Här:
- 1 - Vägguttag eller kontakter från en autonom kraftkälla;
- 2 - elektrisk apparat;
- 3 - kablar (kabel) strömförsörjning av apparaten;
- 4 - platsen för att bryta den elektriska kretsen och ansluta multimetersonderna;
- 5 - testare ingår i läget för mätning av växelström;
- 6 - testledningar från multimeterns leveranssats.
För att ansluta en multimeter till ett strömavbrott är det nödvändigt att klippa en av dess ledare och remsa isoleringen vid de skärade ändarna.
Strömmätning utförs i följande sekvens:
- Multimeterväljarknappen ställer in önskat mätläge med hänsyn till strömtypen (växelvis eller konstant).
- Samma penna anger CT-mätningens övre gräns. I detta fall rekommenderas det att man börjar välja en mätgräns som överskrider det förväntade värdet för den uppmätta parametern.
- Sätt in testledningarna i motsvarande uttag på multimetern.
- Anslut testproberna till trådens avrivna ändar och se till att kontakten är pålitlig.
- Slå på strömmen till instrumentet och spela in multimetern. Vid behov kan du ändra den övre gränsen för mätningar och spela in resultatet igen.
- Koppla bort strömmen och koppla ur testledningarna från ledarens ändar.
- Anslut den skurna tråden och isolera försiktigt denna plats.
Vid mätningar i DC-kretsar är det nödvändigt att observera testledarnas polaritet.
Om du behöver mäta strömstyrkan utan att kränka kretsens integritet, är det bästa alternativet att använda en multimeter utrustad med inbyggda strömklämmor.
Ibland kan behovet av att mäta strömstyrkan i en växelströmkrets uppstå vid en tidpunkt då det inte finns någon multimeter med en sådan funktion till hands. Radioamatörer hittade emellertid en väg ut ur situationen, genom att använda testare som bara arbetade med likström för att mäta strömstyrkan i växelströmskretsar.Det räcker att komplettera den elektriska kretsen med en diodbrygga genom att slå på en multimeter som mäter parametrarna för likströmskretsar enligt följande schema:
Ett liknande resultat kan erhållas om en speciell kalibrerad shunt med ett känt motstånd ingår i kretsen. I detta fall väljs shunten så att dess märkspänning sammanfaller med mätanordningens märkspänning.
Sedan, parallellt med kontakterna på shunten, anslut en multimeter till inställt spänningsmätningsläge (voltmeter) och mät spänningsfallet över nätets shuntdel. Hur man mäter spänning med en multimeter anges i bruksanvisningen.
I detta fall utför multimetern funktionen av en voltmeter, men storleken på den uppmätta spänningen kommer att vara direkt proportionell mot strömstyrkan. Genom att känna till motståndet hos en precisionshunt med formeln I = U / R kan du enkelt beräkna storleken på strömmen i kretsen. Om vi tar en kalibrerad shunt med ett motstånd på 1 Ohm, kan dess nominella värde bestämmas på volymmätarens skala (I = U / 1 = U).
Hemma är en sådan lågimpedans-shunt (R = 1 Ohm) enklast att göra dig själv, till exempel genom att linda en liten bit tunn nichromtråd (tvärsnitt 0,133 mm, resistivitet 7,94 Ohm / m, diameter 0,4 mm), längd 126 mm, på en remsa av glasfiber.
Genom att installera ett hemlagat motstånd i en öppen krets och ansluta en multimeter till dess kontakter kan du mäta spänningen på kretsens shuntade del. Dess nominella värde kommer att motsvara styrkan hos strömmen som strömmar genom motståndet: I = U / 1 = U.
