การวัดกระแสไฟฟ้าด้วยมัลติมิเตอร์

โดยทั่วไปความแรงของกระแสไฟฟ้า (CT) เป็นค่าที่แสดงว่ากระแสไฟฟ้าผ่านส่วนตัดของตัวนำในหนึ่งวินาที มีความเชื่อกันว่าในตัวนำจะมีค่าเท่ากับ 1 A ในกรณีที่ปริมาณไฟฟ้าเท่ากับ 1 คูลอมบ์ผ่านทุกวินาทีผ่านส่วนตัดขวาง วัดเป็นแอมแปร์ (A) ใช้หน่วยเพิ่มเติมเช่นมิลลิแอมป์ (1/1000 A) และไมโครแคม (1/1000000 A)

ทำไมฉันต้องวัดกระแส

ความต้านทานแรงดันไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้าซึ่งวัดเป็นหน่วยเช่นโวลต์ (V) และโอห์มตามลำดับมีผลอย่างมากต่อขนาดของความแข็งแรงของกระแสไฟฟ้า ในกรณีนี้การเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าที่มีความต้านทานวงจรคงที่ทำให้เกิดการเพิ่มความแข็งแรงของกระแสไฟฟ้าและการเพิ่มขึ้นของความต้านทานของวงจรที่มีค่าแรงดันไฟฟ้าคงที่จะนำไปสู่การลดลง ความแรงของกระแส (I), แรงดัน (U) และความต้านทาน (R) ขึ้นอยู่กับกันและกันและสัมพันธ์กันโดยสูตรเชิงประจักษ์:

• I = U / R
• U = I * R
• R = U / I

ในเวลาเดียวกันมันก็เป็นที่ยอมรับง่าย ๆ ว่าปัจจุบัน 1 A เกิดขึ้นในตัวนำที่มีความต้านทาน 1 โอห์มถ้าแรงดันไฟฟ้า 1 V ถูกนำไปใช้กับมัน

ด้วยการวัด CT ด้วยมัลติมิเตอร์คุณสามารถ:

• ระบุการใช้พลังงานที่แท้จริงของอุปกรณ์เฉพาะ
• ค้นหาข้อบกพร่องในเครื่องหากกำลังไฟจริงไม่ตรงกับค่าที่ระบุในเอกสาร;
• ค้นหาความจุไฟฟ้าของแหล่งพลังงานอิสระ (แบตเตอรี่ ฯลฯ );
• ระบุการมีอยู่ของกระแสรั่วไหลในวงจรไฟฟ้าและหากจำเป็นให้ จำกัด ตำแหน่งที่ชำรุด
• ตรวจสอบเครื่องชาร์จแบตเตอรี่สำหรับการปฏิบัติตามค่าที่ตั้งไว้ในปัจจุบันของการชาร์จ ฯลฯ

การวัดดังกล่าวดำเนินการโดยใช้เครื่องมือพิเศษ - แอมป์มิเตอร์ มีเพียงพอในตลาดภายในประเทศเพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้าทั้งหมด

ที่นิยมมากที่สุดโดยเฉพาะในระดับครัวเรือนมีมัลติมิเตอร์ขนาดเล็ก (แอมมิเตอร์ + โอห์มมิเตอร์ + โวลต์มิเตอร์) ซึ่งคุณสามารถวัดค่าพารามิเตอร์ที่จำเป็นของวงจรไฟฟ้าได้เกือบทั้งหมด

อุปกรณ์มัลติมิเตอร์

มัลติมิเตอร์ที่ทันสมัย ​​(เครื่องทดสอบ) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน เครื่องมือวัดเหล่านี้มีความแตกต่างในหลักการของการทำงานและวิธีแสดงผล ในขณะเดียวกันอุปกรณ์และรูปลักษณ์ของพวกเขาทั้งหมดขึ้นอยู่กับผู้ผลิตที่สามารถติดตั้งมัลติมิเตอร์ได้ด้วยความสามารถเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่นมีผู้ทดสอบพร้อมกับที่ยึดในตัวซึ่งช่วยให้คุณสามารถวัดค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของวงจรได้โดยไม่ต้องทำลายสายไฟ

การจำแนกประเภทและหลักการปฏิบัติงาน

โดยการออกแบบมัลติมิเตอร์สามารถอยู่นิ่งและเล็ก นอกจากนี้ขึ้นอยู่กับวงจรพวกเขาสามารถ:

• อะนาล็อก;
• ดิจิทัล.

มัลติมิเตอร์ที่อยู่กับที่ทำงานตามกฎจากเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟส่วนกลาง พวกเขาเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำและใช้สำหรับการวัดที่แม่นยำในห้องปฏิบัติการหรือสภาพอุตสาหกรรม พวกเขายังทำงานเป็นส่วนหนึ่งของระบบการวัดข้อมูลและศูนย์อุตสาหกรรมเฉพาะ ในเครื่องทดสอบขนาดเล็ก (ขนาดพกพา) แบตเตอรี่ในตัวหรืออุปกรณ์จ่ายไฟที่สามารถเปลี่ยนทดแทนได้ถูกใช้เพื่อวัดความต้านทาน

ในมัลติมิเตอร์แบบอะนาล็อกผลการวัดจะแสดงโดยการเบี่ยงเบนของลูกศรในระดับที่สำเร็จการศึกษาและในระบบดิจิตอล - บนจอแสดงผล LED หรือหน้าจอ LCD รุ่นดั้งเดิมที่มีตัวบ่งชี้การหมุนและหน้าจอดิจิตอลสามารถพบได้

วงจรไฟฟ้าของมัลติมิเตอร์แบบแอนะล็อกมัลติมิเตอร์แบบอะนาล็อกนั้นเรียบง่ายและแสดงถึงชุดของตัวต้านทานความแม่นยำในการหลบหลีกที่มีค่าเล็กน้อยและใหญ่ ดังนั้นด้วยความช่วยเหลือของผู้ทดสอบดังกล่าวจึงเป็นไปได้ที่จะวัดพารามิเตอร์ของวงจรไฟฟ้ากระแสสลับไดโอดเรียงกระแสจะถูกนำเข้าสู่วงจร นี่คือสาเหตุที่ความจริงที่ว่าระบบแม่เหล็กของอิเล็กโทรมิเตอร์ microammeter ทำงานเฉพาะในกระแสตรง

วงจรไฟฟ้าของมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลมีความซับซ้อนกว่าและมีส่วนประกอบดังต่อไปนี้:

• เครื่องขยายเสียงในการปฏิบัติงาน
• ลดทอน;
• ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล
• วงจรเรียงกระแสความแม่นยำสูง
• สวิตช์เชิงกลหรืออิเล็กทรอนิกส์

บล็อกไดอะแกรมเป็นฐานสำหรับมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลทั้งหมดและช่วยให้สามารถวัดพารามิเตอร์ของวงจรไฟฟ้าของกระแสตรงและกระแสสลับที่มีความแม่นยำสูง

หลักการทำงานของเครื่องทดสอบแบบอนาลอกขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าการวัดนั้นนำหน้าด้วยการแปลงสัญญาณที่เข้ามาทั้งหมดให้เป็นกระแสไฟฟ้าซึ่งจะถูกวัดแล้ว ในทางตรงกันข้ามมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลจะแปลงสัญญาณขาเข้าทั้งหมดเป็นแรงดันไฟฟ้า

หลักการพื้นฐานของการวัดปัจจุบัน

เงื่อนไขหลักที่จะต้องพบเมื่อทำการวัดค่า CT ในวงจรไฟฟ้าคือการรวมเครื่องทดสอบในตัวแบ่งสายไฟของวงจรนี้นั่นคือเพื่อเป็นส่วนหนึ่งของมันในระหว่างการวัด ก่อนที่จะวัดความแรงของกระแสด้วยมัลติมิเตอร์สิ่งสำคัญคือการตั้งค่าบนอุปกรณ์ให้ถูกต้อง:

• โหมดการวัด (กระแสตรงหรือกระแสสลับ);
• ขีด จำกัด สูงสุดของการวัด

พารามิเตอร์ที่ตั้งไว้อย่างไม่ถูกต้องอาจทำให้อุปกรณ์วัดเสียหายได้

เมื่อผู้ใช้ไม่ทราบลำดับความสำคัญของความแรงของกระแสในวงจรมีความจำเป็นต้องตั้งค่าขีด จำกัด การวัดสูงสุด หากช่วงที่ตั้งไว้สูงเกินไปก็จะลดลงเรื่อย ๆ โดยใช้สวิตช์โหมดทดสอบสำหรับสิ่งนี้

ในวงจรไฟฟ้าอุปกรณ์สำหรับวัดกระแสไฟฟ้าจะเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลด เมื่อทำการวัดกระแสสูงมัลติมิเตอร์จะเชื่อมต่อกับวงจรผ่านหม้อแปลงกระแสตัวแบ่งหรือแอมพลิฟายเออร์แม่เหล็ก หากการวัดจำเป็นต้องดำเนินการในวงจรไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 1 kV ให้ใช้หม้อแปลงกระแส (กระแสสลับ) หรือเครื่องขยายสัญญาณแม่เหล็ก (กระแสตรง)

ข้อควรระวังด้านความปลอดภัย

การวัดค่าในวงจรไฟฟ้าภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่เป็นอันตราย ~ 220 V ต้องปฏิบัติตามกฎระเบียบความปลอดภัย ปลอดภัยสำหรับมนุษย์ถือเป็นมูลค่าปัจจุบันไม่เกิน 0.001 A. ใด ๆ แม้ส่วนเกินเล็กน้อยก็สามารถนำไปสู่ความพ่ายแพ้ของผู้ใช้ ดังนั้นเมื่อทำงานกับไฟฟ้าคุณจะต้องระมัดระวังเป็นพิเศษและดูแลเป็นพิเศษ

เมื่อทำงานกับขีด จำกัด บนของมัลติมิเตอร์การวัดควรดำเนินการโดยเร็วที่สุด นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าผู้ทดสอบหลายคนไม่ได้รับการป้องกันจากความร้อนสูงเกินไปและเมื่อสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าสูงเป็นเวลานานพวกเขาก็สามารถเผาผลาญได้ซึ่งจะเต็มไปด้วยการบาดเจ็บทางไฟฟ้า บางครั้งผู้ผลิตมัลติมิเตอร์เตือนผู้ใช้ถึงอันตรายเช่นกำหนดเวลาการวัดที่อนุญาตไม่ควรเกิน 10 วินาที ไม่เกินหนึ่งครั้งในช่วง 15 นาที

การเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อมัลติมิเตอร์จะดำเนินการหลังจากที่มีความมืดมนของวงจร พวกเขาจ่ายพลังงานและเริ่มการวัดหลังจากเสร็จสิ้นการทำงานทั้งหมดในการเชื่อมต่อเครื่องทดสอบ

เพื่อหลีกเลี่ยงไฟฟ้าช็อตจำเป็นต้องใช้มาตรการเพื่อป้องกันการสัมผัสของชิ้นส่วนที่สัมผัสอยู่ นอกจากนี้ยังต้องจำไว้ว่าเมื่อมีการเปิดวงจรไฟฟ้าเปิดอาร์คไฟฟ้าอาจเกิดขึ้นซึ่งจะทำให้เกิดการบาดเจ็บทางไฟฟ้า

การวัดปัจจุบัน

ที่บ้านความแข็งแรงของกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้ามีการวัดในกรณีที่จำเป็นเช่นเพื่อกำหนดมูลค่าที่แท้จริงของการใช้พลังงานของเครื่องใช้ไฟฟ้าหรือเพื่อเปรียบเทียบพารามิเตอร์ทางเทคนิคของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่รวมอยู่ในเครือข่ายกับความเป็นไปได้ที่แท้จริงของการเดินสายไฟฟ้า ในกรณีนี้จำเป็นต้องระลึกถึงอันตรายที่รอเจ้าของมัลติมิเตอร์ที่ไม่มีประสบการณ์เมื่อพยายามทำการวัดดังกล่าวในปลั๊กไฟ ตามกฎแล้วสิ่งนี้นำไปสู่ความล้มเหลวอย่างสมบูรณ์ของเครื่องทดสอบและในบางกรณีไฟฟ้าช็อตแก่ผู้ใช้

ไม่มีกระแสไฟฟ้าในเต้าเสียบไฟฟ้า บนหน้าสัมผัสมีเพียงแรงดันไฟฟ้าระหว่างเฟสและ "ศูนย์" กระแสไฟในเมนจะปรากฏขึ้นหลังจากเชื่อมต่อเครื่องกับเต้าเสียบเท่านั้น

หากโพรบของมัลติมิเตอร์ที่รวมอยู่ในโหมดการวัดปัจจุบันถูกเสียบเข้ากับเต้าเสียบไฟลัดวงจรจะเกิดขึ้นในเครือข่ายและอุปกรณ์การวัดจะล้มเหลว ถ้ามันมาพร้อมกับเม็ดมีดแบบหลอมละลายซึ่งจะทำการเบิร์นและตัดการทดสอบจากเครือข่าย หากการออกแบบของอุปกรณ์ไม่ได้ให้ฟิวส์ดังกล่าวเนื่องจากความร้อนสูงเกินไปมัลติมิเตอร์อาจติดไฟหรือแม้กระทั่ง“ ระเบิด”

การวัด CT ในวงจรไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน

ในการวัดความแรงของกระแสไฟฟ้าในวงจรของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อมัลติมิเตอร์จะต้องเชื่อมต่อกับช่องว่างของสายไฟสายหนึ่งดังที่แสดงในแผนภาพ

ที่นี่:

• 1 - เต้าเสียบไฟ AC หรือหน้าสัมผัสของแหล่งพลังงานอิสระ
• 2 - เครื่องใช้ไฟฟ้า
• 3 - สายไฟ (เคเบิล) แหล่งจ่ายไฟของเครื่อง;
• 4 - สถานที่ของการทำลายวงจรไฟฟ้าและการเชื่อมต่อการสอบสวนของมัลติมิเตอร์;
• 5 - เครื่องทดสอบรวมอยู่ในโหมดการวัดกระแสสลับ
• 6 - การทดสอบลีดจากชุดการนำส่งของมัลติมิเตอร์

ในการเชื่อมต่อมัลติมิเตอร์กับตัวแบ่งวงจรมีความจำเป็นต้องตัดตัวนำตัวใดตัวหนึ่งและตัดฉนวนที่ปลายตัด

การวัดปัจจุบันดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้:

1. ปุ่มเลือกมัลติมิเตอร์ตั้งค่าโหมดการวัดที่ต้องการโดยคำนึงถึงประเภทของกระแส (สลับหรือคงที่)
2. ปากกาเดียวกันจะกำหนดขีด จำกัด สูงสุดของการวัด CT ในกรณีนี้ขอแนะนำให้เลือกขีด จำกัด การวัดที่เกินค่าที่คาดไว้ของพารามิเตอร์ที่วัดได้ในตอนแรก
3. ใส่สายทดสอบเข้าไปในแจ็คที่เกี่ยวข้องบนมัลติมิเตอร์
4. เชื่อมต่อหัววัดของเครื่องทดสอบกับปลายสายที่ดึงออกและตรวจสอบให้แน่ใจว่าหน้าสัมผัสนั้นมีความน่าเชื่อถือ
5. เปิดเครื่องไปที่เครื่องมือและบันทึกมัลติมิเตอร์ หากจำเป็นคุณสามารถเปลี่ยนขีด จำกัด สูงสุดของการวัดและบันทึกผลลัพธ์ใหม่ได้
6. ตัดการเชื่อมต่อพลังงานและตัดการเชื่อมโยงการทดสอบจากปลายตัวนำ
7. เชื่อมต่อลวดตัดและป้องกันสถานที่นี้อย่างระมัดระวัง

เมื่อทำการวัดในวงจร DC มันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องสังเกตขั้วของผู้นำการทดสอบ

หากคุณต้องการวัดความแรงของกระแสไฟฟ้าโดยไม่ละเมิดความสมบูรณ์ของวงจรตัวเลือกที่ดีที่สุดคือการใช้มัลติมิเตอร์ที่มาพร้อมกับแคลมป์ในตัว

บางครั้งความต้องการในการวัดความแรงของกระแสในวงจร AC สามารถเกิดขึ้นได้ในเวลาที่ไม่มีมัลติมิเตอร์ที่มีฟังก์ชั่นดังกล่าวอยู่ในมือ อย่างไรก็ตามนักวิทยุสมัครเล่นพบทางออกจากสถานการณ์โดยใช้ผู้ทดสอบทำงานเฉพาะกับกระแสตรงเพื่อวัดความแรงของกระแสในวงจรกระแสสลับมันเพียงพอที่จะเสริมวงจรไฟฟ้าด้วยสะพานไดโอดด้วยการเปิดมัลติมิเตอร์ที่วัดพารามิเตอร์ของวงจร DC ตามรูปแบบต่อไปนี้:

ผลที่คล้ายกันสามารถรับได้หากแบ่งการสอบเทียบพิเศษที่มีความต้านทานที่รู้จักรวมอยู่ในวงจร ในกรณีนี้การแบ่งจะถูกเลือกเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์วัด

จากนั้นขนานกับหน้าสัมผัสของ shunt เชื่อมต่อมัลติมิเตอร์กับโหมดการวัดแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งไว้ (โวลต์มิเตอร์) และวัดแรงดันตกคร่อมส่วนที่แบ่งของไฟเมน วิธีการวัดแรงดันไฟฟ้าด้วยมัลติมิเตอร์แสดงไว้ในคำแนะนำในการใช้งาน

ในกรณีนี้มัลติมิเตอร์จะทำหน้าที่ของโวลต์มิเตอร์อย่างไรก็ตามขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่วัดได้จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความแรงของกระแสไฟฟ้า เมื่อทราบความต้านทานของการสับปัดที่แม่นยำโดยใช้สูตร I = U / R คุณสามารถคำนวณขนาดของกระแสในวงจรได้อย่างง่ายดาย หากเราทำการปัดชิ้นงานที่มีการปรับเทียบแล้วซึ่งมีความต้านทาน 1 โอห์มสามารถกำหนดค่าเล็กน้อยได้ในระดับโวลต์มิเตอร์ (I = U / 1 = U)

ที่บ้านเช่น shunt ความต้านทานต่ำ (R = 1 Ohm) เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดที่จะทำด้วยตัวเองตัวอย่างเช่นการม้วนลวด nichrome เส้นเล็ก ๆ บางส่วน (ส่วนตัด 0.123 มม. ความต้านทาน 7.94 โอห์ม / ม. เส้นผ่าศูนย์กลาง 0.4 มม.) ความยาว 126 มิลลิเมตรบนแถบไฟเบอร์กลาส

ด้วยการติดตั้งตัวต้านทานแบบโฮมเมดในวงจรเปิดและเชื่อมต่อมัลติมิเตอร์กับหน้าสัมผัสคุณสามารถวัดแรงดันไฟฟ้าในส่วนแบ่งของวงจร ค่าเล็กน้อยจะสอดคล้องกับความแรงของกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทาน: I = U / 1 = U