Как измерить мощность тока: Как измерить силу тока мультиметром

Содержание

Как измерить силу тока мультиметром

Несколько слов о силе тока, и для чего ее бывает нужно измерять

Для начала вспомним, что же это такое – сила электрического тока.

Этот показатель (I) измеряется в амперах и входит в число основных физических величин, определяющих параметры той или иной электрической цепи. К двум другим относят напряжение (U, измеряется в вольтах) и сопротивление нагрузки (R, измеряется в омах).

Как преподносилось в школьном курсе физики, электрический ток является направленным движением заряженных частиц по проводнику. Если рассматривать с большим упрощением, вызывается он электродвижущей силой, возникающей из-за разности потенциалов (напряжения) на полюсах (клеммах, контактах) подключенного источника питания. По своей сути сила тока показывает количество этих самых заряженных частиц, проходящих через конкретную точку (элемент схемы) в единицу времени (секунду).

На величину силу тока в цепи влияют два других параметра. Напряжение связано прямой пропорциональностью – так, например, его увеличение вызывает и повышение силы тока. Сопротивление – наоборот, то есть с его ростом при том же напряжении сила тока снижается.

А слева на иллюстрации показано графическое, удобное для восприятия, изображение закона Ома, показывающего эти взаимосвязи. Из этой «пирамиды» легко составляются формулы в их привычном написании:

U = I × R

I = U / R

R = U / I

Итак, сила тока измеряется в амперах. С некоторым упрощением можно объяснить так, что 1 ампер – это ток, который возникнет в проводнике сопротивлением 1 ом, если к нему приложить напряжение, равное одному вольту.

Кроме основной единицы, используют и производные. Так, довольно часто приходится иметь дело с миллиамперами. Из самого термина понятно, что 1 мА = 0.001 А.

Кстати, сразу упомянем, и про мощность. Ток в 1 ампер, вызванный напряжением 1 вольт, выполнит работу в 1 джоуль. А если это привести к единице времени (секунде), то получится значение мощности, равное 1 ватту.

Это определяется формулой закона Джоуля-Ленца:

P = U × I

где Р – мощность, выраженная в ваттах.

Для чего все это рассказывалось? Да просто потому, что большинство случаев замера силы тока, так сказать, на бытовом уровне, так или иначе связано с определением других параметров. Согласитесь, мало кому придет в голову мысль: «а дай-ка я проверю силу тока просто так», то есть без дальнейшего практического приложения. Тем более что, как уже упоминалось выше, работа с амперметром – наиболее сложная и зачастую небезопасная.

Например, в каких случаях чаще всего замеряют силу тока:

  • Для уточнения реальной потребляемой мощности того или иного бытового электроприбора. Промерив значения силы тока и напряжения несложно по формуле вычислить и мощность.
  • Этот же промер и последующий расчет позволяют оценить, советует ли подводимая линия питания таким нагрузкам.
  • Случается, что подобные «ревизии» позволяют выявить пока еще скрытые, незамеченные дефекты прибора – когда значение силы тока (и мощности, соответственно) намного отличаются от заявленного в паспорте номинала в ту или иную сторону.
  • Измерения силы тока позволяют оценить степень заряженности автономных источников питания – аккумуляторов и батареек. Проверка их по напряжению никогда не дает объективной картины. Вольтметр может показать, скажем, положенные 1.5 вольта, но уже спустя несколько минут элемент питания безнадежно «сядет». То есть проверку следует проводить именно измерением силы тока.
  • Таким измерением можно выявить утечку тока, там, где ее по идее быть не должно. Это часто практикуется автомобилистами, если у них есть подозрения, что аккумулятор слишком активно разряжается, когда машина «отдыхает» в гараже или на стоянке. Проведенная проверка позволяет локализовать участок утечки и избежать, кстати, немалых проблем, к которым она может привести.

Иногда требует проверки зарядное устройство аккумулятора – выдает ли оно необходимое значение тока зарядки.

Возможны и иные случаи, когда требуется иметь объективные данные о реальной силе тока. Но основные случаи все же перечислены.

Как измерить силу постоянного тока мультиметром

Измерение постоянного тока выполняется по такой же методике, как и при замерах батареек. Просто в данном случае мультиметр используется еще и для проверок более мощных устройств. В первую очередь это аккумуляторные батареи или выпрямители, применяемые в промышленности и в быту.

Для замеров с помощью мультиметра выбираются две любые точки, между которыми последовательно подключается измерительный прибор. Подключение должно быть выполнено с обязательным соблюдением полярности. Если мультиметр подключен неправильно, то на дисплее высветится значение со знаком «минус».

В том случае когда значение предполагаемой силы тока больше самого верхнего предела измерений, необходимо выставить переключатель в положение «10А». Одновременно из гнезда «V ΩmA» измерительный щуп перемещается в гнездо «10А».

Измерение силы тока

Главным параметром электричества, измеряемым мультиметром, является сила тока. Чтобы проверить силу тока аккумулятора мобильника, автомобильных аккумуляторных батарей или простой батарейки мультиметром, нужно настроить прибор на режим измерения постоянного тока. У дешевых моделей, таких как М-831, переключения нет — он всегда работает на постоянный ток, однако более сложные устройства могут работать и с переменным током.

После этого к гнездам (портам) на корпусе устройства подключаются щупы — два кабеля, красного и черного цвета, с оголенными контактами на концах. Черный щуп (минусовой) вставляется в гнездо, обычно помеченное надписью COM. Красный (плюсовой) — в один из дополнительных портов. Они могут иметь разную маркировку; обычно имеется два гнезда: одно — для небольших величин (до 200 мА), второе —до 10 А. Точную маркировку можно узнать из инструкции к конкретному устройству.

Важно! Несмотря на то, что стандартная сила тока в розетке меньше 10 А, измерять мультиметром этот параметр бытовой электросети нельзя. Случится короткое замыкание, и прибор взорвется

Кликните для увелечения

Измерение силы токаПеред тем как измерить силу тока мультиметром, нужно выбрать подходящий диапазон значений. Для этого нужно приблизительно знать ожидаемый результат. В секции силы тока на корпусе прибора можно найти разные пределы (обычно от 200 мкА до 200 мА), отдельно — 10 А. Если даже примерной информации нет, лучше выбрать вариант побольше — в крайнем случае измерение получится неточным, тогда можно будет снизить предел и провести тест снова. Профессиональные электрики пользуются цифровыми устройствами, которые самостоятельно выставляют нужный диапазон, автоматически определяя проходящие через цепь амперы.

После настройки прибора при измерении силы тока зарядного устройства, АКБ или другого потребителя свободные концы щупов прикладываются к контактам последовательно (с разрывом цепи). Делать это следует, дав нагрузку, чтобы не сжечь прибор. Рекомендуется соблюдать полярность, но это не обязательно — при ошибке на экране мультиметра просто появится число с минусом. Подключать прибор параллельно нельзя, в т. ч. исследуя аккумулятор мультиметром под нагрузкой!

Важно также знать о том, как измерить ток утечки в автомобиле мультиметром. Этот параметр характеризует потребление энергии при выключенном двигателе, и для разных моделей машин варьируется между 10 и 80 мА

Он влияет на скорость деградации аккумуляторов.

Измеряется утечка так же, только при отключении всего оборудования, способного потреблять электрическую энергию.

Как измерить ток

Для того, чтобы уметь правильно измерить силу тока, не обязательно быть профессиональным электриком, но необходимо иметь некоторые познания в электротехнике.

Что же такое сила тока? Сила тока – физическая величина, которая равна отношению количества заряда, который проходит через определенную поверхность за некоторое время, к величине этого промежутка времени. Данная величина измеряется в Амперах и обозначается буквой «А». Хоть определение силы тока и звучит достаточно мудрено, но в этой физической величине нет ничего сложного.

Но как измерить амперы? Чтобы провести измерения силы тока необходимо иметь определенный инструмент или оборудование для этого. Обычно измерения в цепи постоянного напряжения проводят мультиметром или тестером, а в сетях переменного напряжения токоизмерительными клещами или амперметром.

Постоянный ток

Как уже было сказано выше, измерения силы тока в цепях постоянного напряжения удобнее всего проводить мультиметром. Для того, чтобы осуществить измерение необходимо взять мультиметр и настроить его для работы с силой тока.

Для этого переключатель режимов перемещается в положение DCA (измерение постоянного тока), а красный и черный штекеры щупов мультиметра подключаются к гнездам с обозначением «10А» и «COM», а другие концы подключаются в разрыв цепи (то есть красный подключается к положительной полярности, а черный к отрицательной).

На современных китайских мультиметрах есть два гнезда для измерения силы тока. Одно из них подписано mA. Оно защищено предохранителем и предназначено для измерения малых токов, зачастую не более 200 мА. А второе гнездо подписывается либо просто «А», либо «10А». Оно не защищено предохранителем и предназначено для измерения тока большой величины. При этом время измерения обычно ограничивается периодом в 10-20 секунд.

Измерения производят с максимального значения, постепенно уменьшая для получения на экране необходимой размерности значения

Важно понимать примерную мощность электрической сети, в которой проводятся измерения, и выбирать прибор в соответствии с этим. Если прибор не рассчитан на такую величину, то он может выйти из строя или произойдет короткое замыкание

В быту измерения силы тока постоянного напряжения проводят, например, у светодиода на светодиодной ленте или на плате телевизора (или другой техники) при его ремонте, а также в других случаях.

Многие думают, что для измерений силы тока нужно покупать дорогой мультиметр. Но тут надо понимать, для каких целей и задач будет использоваться прибор. Если работу выполняет профессиональный электрик, то приобретается более точный и дорогой инструмент, а домашние измерения можно производить и китайским мультиметром.

Подробно о том, как пользоваться мультиметром, мы рассказали в статье: https://samelectrik.ru/kak-pravilno-ispolzovat-multimetr-prostaya-instrukciya-s-kartinkami.html.

Переменный ток

Измерение силы тока в цепи переменного тока сложнее, чем для постоянного. Для этого применяют такие приборы, как амперметр или токоизмерительные клещи. Использование токоизмерительных клещей – самый удобный и безопасный способ, но он подходит только при открытой прокладке проводки или кабеля. Такой способ позволяет измерить ток без разрыва цепи, что существенно безопаснее и быстрее.

Измерение производится путем помещения проводника под напряжением в разъёмный магнитопровод со вторичной обмоткой (конструкция почти аналогична трансформатору тока). Благодаря явлению электромагнитной индукции можно измерить вторичный ток в обмотке, а после этого прибор рассчитывает первичный в измеряемой цепи. При измерении токоизмерительными клещами проводник заводится в раствор клещей и на дисплее прибора отображается сила тока в цепи переменного напряжения.

Чтобы применять амперметр для измерений силы тока нужно обладать определенными навыками и знать, как следует включить в цепь амперметр чтобы измерить силу тока.

Амперметр, как и мультиметр включается в разрыв цепи

При этом важно понимать, что переменный ток наиболее опасен, поэтому требует серьезного отношения к электробезопасности. При включении амперметра в цепь, подачи напряжения и подключения нагрузки на дисплее или табло амперметра будет указана сила тока в цепи

Требования для измерения силы тока

Чтобы померить силу заряда в розетке, нужно обязательно следить за выполнением некоторых требований:

  • Важным условием для измерения силы тока является включение резисторов или обычных ламп в цепь ограничения сопротивления. Этот элемент защитит прибор от нагрева и возгорания из-за слишком большой нагрузки.
  • Если текущая сила в цепи не отображается на индикаторе, выбранное предельное значение является неправильным и должно быть уменьшено на одну позицию. (Так надо продолжать до тех пор, пока на экране не появится истинное значение). Требуется быстрое измерение — время контакта с кабелем составляет менее одной или двух секунд. Это особенно актуально для аккумуляторов с низким энергопотреблением.

Важно! Предел выбирается с учетом наибольших возможных отклонений полученных измерений от ожидаемого результата. Приборы для измерения силы тока должны также соответствовать утвержденным стандартам ГОСТа:

Приборы для измерения силы тока должны также соответствовать утвержденным стандартам ГОСТа:

  • показывающие устройства должны иметь точность в пределах от 1 до 2,5,
  • приборы на подстанциях допускаются 4 класса точности,

Класс по точности приборов, установленных на трансформаторах указаны в таблице:

Класс прибора Класс измерительных трансформаторов Класс шунта и добавочного сопротивления
4,0 3,0
2,5 1,0 (3,0) 0,5
1,5 0,5 (1,0) 0,5
1,0 0,5 0,5
0,5 0,2 0,2

Измеряем силу тока

Что нужно сделать в первую очередь:

  • устанавливаем щупы: черный в черное гнездо, красный в красное с обозначением ампера – «А»;
  • переключаем тумблер, который показывает, какой ток надо будет проверять: переменный «AC» или постоянный «DC»;
  • устанавливается интервал измеряемых пределов так, чтобы не спалить сам прибор, то есть, предел установить таким, который будет выше ожидаемого уровня силы тока в электрической цепи.

Подготовительный этап закончен, мультиметр готов, можно проводить измерение силы тока.

Внимание! Перед тем как проводить замеры, необходимо электрическую сеть обесточить. Не стоит проводить тестирование во влажной среде или в помещении с высокой влажностью

Придерживайтесь обязательно требований техники безопасности.

К примеру, как проверить участок электропроводки. Для этого концы участка надо оголить (удалить изоляцию на проводах) и подключить к ним два щупа от мультиметра. Кстати, на конце черного провода установлен «крокодил», так что подсоединить его к проводке не составит труда. На красном проводе установлен именно щуп в виде шила. Его придется вручную подсоединять, прикладывая щуп к оголенному концу.

Итак, если все приготовления закончены, можно подавать на участок проводки напряжение. На дисплее мультиметра должны показаться цифровые обозначения силы тока. Если на экране высветились нули, то это или обрыв сети, или неправильно установлен предел измерений. Поэтому выключите подачу тока на участок, отсоединить мультиметр и настройте его под другую ожидаемую величину. И все, то же самое, проведите заново.

Проверка блока питания

Как проверить амперы мультиметром на блоке питания? Делается это также на разрыв с обязательным применением нагрузки. Сам принцип мало отличается от проверки других источников. Необходимо лишь отметить, что БП обладают довольно большой мощностью, поэтому замеры следует проводить быстро, не допуская нагрева проводов щупов мультиметра.

Как мы видим, мультиметр может быть очень полезен в быту и востребован в совершенно разных областях, поэтому получение самых минимальных знаний по его использованию совсем не будет лишним.

Что приготовить из яиц без вреда для фигуры? Познакомьтесь с интересным списком блюд, включающих яйца. Эти рецепты совершенно не навредят фигуре.

20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки — удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.

11 странных признаков, указывающих, что вы хороши в постели Вам тоже хочется верить в то, что вы доставляете своему романтическому партнеру удовольствие в постели? По крайней мере, вы не хотите краснеть и извин.

13 признаков, что у вас самый лучший муж Мужья – это воистину великие люди. Как жаль, что хорошие супруги не растут на деревьях. Если ваша вторая половинка делает эти 13 вещей, то вы можете с.

10 загадочных фотографий, которые шокируют Задолго до появления Интернета и мастеров «Фотошопа» подавляющее большинство сделанных фото были подлинными. Иногда на снимки попадали поистине неверо.

Зачем нужен крошечный карман на джинсах? Все знают, что есть крошечный карман на джинсах, но мало кто задумывался, зачем он может быть нужен. Интересно, что первоначально он был местом для хр.

Как измерить ток и напряжение мультиметром?

1)Значок сопротивления. Этот значок говорит нам о том, что мы собираемся мерять сопротивление. На фотографии показан диапазон сопротивления, который мы можем измерить мультиметром — от 0 Ом до 200 МегаОм.

2)Значок постоянного напряжения. Означает, что ставя переключатель на него, мы сможем измерять постоянный ток. В данном приборе, диапазон измерения постоянного напряжение от 0 миливольт до 1000 Вольт.

3)Значок переменного напряжения. Диапазон измерения в данном случае от 0 миливольт до 750 Вольт.

4)Значок для измерения коэффициента усиления транзисторов . Но я им не пользуюсь, потому как нет надобности.

5)Значок емкости конденсаторов. Емкость измеряется в Фарадах. Диапазон от 0 и до 200 микроФарад.

6)Значок измерения силы тока постоянного напряжения. Диапазон от 0 до 20 Ампер.

7)Значок измерения силы тока переменного напряжения. Диапазон от 0 до 20 Ампер.

8)Диодная прозвонка. Показывает именно падение напряжения на замеряемом элементе в миллиВольтах. Да-да, можно не протирать глаза, чтобы еще раз прочитать предыдущее предложение ;-). Прелесть данной функции в том, что если высвечивается падение напряжения меньше, чем 100 миллиВольт (для различных моделей оно разное), из мультиметра доносится пикающий сигнал. Очень удобная для проверки диодов, а также целостности проводов, предохранителей (в конце статьи ссылки, как это сделать). Покупая мультиметр, берите такой, чтобы эта функция была однозначно, иначе мультиметр резко теряет свой функционал.

Измеряем силу тока.

Запомните одно правило при измерениях: при измерении силы тока, щупы соединяются последовательно с нагрузкой, а при измерении других величин — параллельно.

На рисунке ниже показано, как надо правильно соединять щупы и нагрузку для того, чтобы замерить силу тока:

Черный щуп, который воткнут в гнездо СОМ — его не трогаем, а красный переносим в гнездо, где написано mA или хA, где вместо х — максимальное значение силы тока, которую может замерить прибор. В моем случае это 20 Ампер, так как рядом с гнездом написано 20 А. В зависимости от того, какое значение силы тока вы собираетесь мерять, туда и втыкаем красный щуп. Если вы не знаете, какая примерно сила тока будет протекать в цепи, то ставим в гнездо хА:

Давайте проверим, как все это работает в деле.

В нашем случае нагрузкой является кулер от компа. Наш блок питания имеет встроенную индикацию для показа силы тока, а как вы знаете с курса физики, сила тока измеряется в Амперах. Выставляем 12 Вольт, на мультиметре ручкукрутим на измерение постоянного тока. Мы выставили предел измерения на мультике до 20 Ампер. Собираем как по схеме выше и смотрим показания на мультике. Оно в точности совпало со встроенным амперметром на блоке питания.

Конструктивные особенности

Итак, в мультиметре есть два вида выходов, они обозначены цветом: красным и черным. А вот гнезд может быть на разных моделях разное количество: два, четыре или больше. Черный выход – это масса, то есть, общий (обозначается или «com», или минусом). Красный используется именно для измерений, то есть, является потенциальным. Здесь может быть несколько гнезд для измерения каждого параметра электрической цепи, то есть, сопротивления, напряжения и силы тока. На мультиметре такие гнезда обозначаются единицей измерения параметров, так что не ошибетесь.

Второй внешний элемент – это рукоятка, вращающаяся по кругу. С ее помощью устанавливается предел измерений. Так как перед нами стоит вопрос, как можно измерить силу тока мультиметром, то нас должна интересовать шкала с амперами. Хотелось бы отметить, что таких пределов на аналоговых тестерах меньше, чем на цифровых. Плюс ко всему последние комплектуются разными полезными опциями, к примеру, звуковым сигналом.

А вот теперь один из важных моментов. У каждого мультиметра есть предел по току, который является максимальным. Поэтому выбирая проверяемую электрическую сеть, необходимо сопоставить проверяемую ситу тока цепи с пределом в тестере. К примеру, если в проверяемой электрической цепочке предполагается, что проходящий по ней ток будет иметь показатель 200 А, то не стоит проверять эту цепь мультиметром с максимальным пределом в 10 А. Предохранители прибора тут же сгорят, как только вы начнете тестирование. Кстати, максимальный показатель обязательно указывается на корпусе прибора или в его паспорте.

Сопротивление

При измерении сопротивления, равно как и при прозвонке цепи на целостность или короткое замыкание, щупы подключаются так же, как и в предыдущем случае. Переключатель на лицевой панели мультиметра должен быть выставлен на необходимые показатели диапазона, который отмечает значок сопротивления — омега (Ω).

Если необходимо проверить работоспособность лампы или наличие разрыва в цепи, можно воспользоваться функцией прозвона. В том же диапазоне сопротивления имеется значок в виде точки и уходящих от нее вправо черточек. Это обозначение звукового сигнала. При переключателе, включенном в этом положении, если между щупами происходит короткое замыкание, раздается звуковой сигнал. Это очень удобно, не нужно постоянно смотреть на дисплей.

У подобных устройств измеряться будет диапазон сопротивлений от 0 до 200 МОм.


Подключение для измерения величины и сопротивления

Как проверить напряжение аккумулятора мультиметром?

Для того чтобы проверить заряд литий-ионного аккумулятора необходимо выполнить следующие действия:

  • Перевести мультиметр в режим вольтметра (измерение напряжения) и установить диапазон от 0 до 20V;
  • Отсоединить аккумулятор от электропроводки автомобиля;
  • Подсоедините красный щуп к положительному гнезду;
  • Подсоедините черный щуп к отрицательному гнезду;
  • Запишите показания.

Если мультиметр показывает, что напряжение равно 12,6 вольт, то это свидетельствует о том, что батарея не нуждается в зарядке и полностью работоспособна. Если показания ниже 12,6 – это обозначает необходимость дозарядки аккумулятора.

В том случае, если мультиметр показывает менее двенадцати вольт, то аккумулятор полностью разряжен, и необходимо срочно зарядить его. Если показания меньше одиннадцати вольт – использование такого аккумулятора может сжечь генератор или зарядное устройство, а значит, от него лучше избавиться и купить новый.

Важно помнить о том, что для получения актуальных данных нужно проверять заряд нужно подождать 5-6 часов после того как аккумулятор будет отключен от автомобиля. Как проверить зарядку аккумулятора от генератора мультиметром? Точно таким же образом, но теперь для замера показателей необходимо будет отключить генератор от аккумулятора, получить нужные данные, и при необходимости снова поставить его на дозарядку

Как проверить зарядку аккумулятора от генератора мультиметром? Точно таким же образом, но теперь для замера показателей необходимо будет отключить генератор от аккумулятора, получить нужные данные, и при необходимости снова поставить его на дозарядку.

Измерение напряжения

Далее следует узнать, как измерить напряжение мультиметром. В отличие от силы тока, напряжение можно определять и у постоянного, и у переменного тока даже при использовании самых бюджетных устройств.

Узнать определенное напряжение постоянного тока потребуется, например, если понадобится измерить остаточную емкость аккумулятора мультиметром. Перед тем как приступать к измерениям, нужно выбрать тип тока и диапазон значений. Предел устанавливается исходя из тестируемого объекта — у пальчиковых батареек стандартное напряжение равно 1,5 вольт, у автомобильной батареи — 12–12,5 вольт и т. д. точные цифры всегда написаны на электроприборах. Предел ставится ближайший к предполагаемому значению с округлением в большую сторону.

Кликните для увелечения

Далее нужно сделать следующее:

  1. Подключить черный щуп к порту COM.
  2. Подключить красный щуп к порту для измерения напряжения (отмечен буквой V).
  3. Подключить свободные концы щупов к контактам исследуемого объекта.

В школе на уроках физики учат, как измерить напряжение вольтметром, — включать прибор в цепь нужно параллельно потребителю. Здесь принцип тот же: подключать щупы нужно параллельно клеммам автомобильного аккумулятора, участку кабеля и т. д.

Постоянный ток измеряется, если нужно узнать напряжение аккумулятора или другого источника; если же исследуется электросеть, нужно переключить мультиметр в режим переменного тока, далее порядок действий аналогичен. Напряжение спокойно можно измерять и в розетке.

Исходя из первых двух параметров можно измерить мощность прибора, просто перемножив эти величины.

Как проверить внутреннее сопротивление?

Для проверки внутреннего сопротивления стоит знать не только вольты, но и амперы. Поскольку мы уже бывалые в деле замеров, то сразу перейдем к действиям.

Берем галогеновую лампу в 60 Вт, которая потребляет 5 А. Если ампераж равен ста амперам, то потеря не может быть более 1 В. Это значит, что для 5 А показатель напряжения должен составлять 0,05 В.

Подключаем нашу лампу к батарее. После того как она засветилась, определяем напряжение на клеммах аккумулятора. Замеряем вольты, выключаем лампу, определяем напряжение повторно.

В итоге, если разница между значениями будет составлять не более 0,05 В, то наша батарея исправна. Если значение больше, значит сопротивление повысилось. Исходя из этого можно судить о состоянии АКБ.

Основные принципы замера силы тока

Главной особенностью работы с мультитестером в режиме амперметра является то, что он обязательно должен быть включен в разрыв цепи. Такое подключение называется последовательным. По сути, прибор становится частью этой цепи, то есть весь ток должен пройти именно через него. А как известно, сила тока на любом участке неразветвленной электрической цепи постоянна. Проще говоря, сколько «вошло» столько должной и «выйти». То есть место последовательного подключения амперметра особого значения не имеет.

Чтобы стало понятнее, ниже размещена схема, в которой показывается разница в подключении мультиметра в разных режимах работы.

  • Итак, при замере силы тока мультиметр включается в разрыв цепи, сам становясь одним из ее звеньев. То есть будет проблема, как этот разрыв цепи организовать практически. Решают по-разному – это будет показано ниже.
  • При замере напряжения (в режиме вольтметра) цепь, наоборот, не разрывается, а прибор подключается параллельно нагрузке (участку цепи, где требуется узнать напряжение). При замере напряжения источника питания щупы подключаются напрямую к клеммам (контактам розетки), то есть мультиметр сам становится нагрузкой.
  • Наконец, если меряется сопротивление, то внешний  источник питания вообще не фигурирует. Контакты прибора подключаются непосредственно к той или иной нагрузке (прозваниваемому участку цепи). Необходимый ток для проведения измерений поступает из автономного источника питания мультитестера.

Вернемся к теме статьи — к замерам силы тока.

Очень важно изначально правильно установить на мультиметре, помимо постоянного или переменного тока, диапазон измерений. Надо сказать, что у начинающих с этим часто возникают проблемы

Сила тока – величина крайне обманчивая. И «спалить» свой прибор, а то и наделать больших бед, неправильно установив верхний предел измерений – проще простого.

Поэтому настоятельная рекомендация – если вы не знаете, какая сила тока ожидается в цепи, начинайте измерения всегда с максимальных величин. То есть, например, на том же DT 830 красный щуп должен быть установлен в гнездо на 10 ампер (показано на иллюстрации красной стрелкой). И рукоятка переключатель режимов работы также должно показывать на 10 ампер (голубая стрелка). Если измерения покажут, что предел завышен (показания получаются менее 0,2 А), то можно, чтобы получить более точные значения, переставить сначала красный провод в среднее гнездо, а затем ручку переключателя – в положение 200 мА. Бывает, что и этого многовато, и приходится переключателем снижать еще на разряд и т.д. Не вполне удобно, не спорим, но зато безопасно и для пользователя, и для прибора.

Кстати, о безопасности

Никогда не следует пренебрегать мерами предосторожности. И особенно если речь идет об опасных напряжениях (а сетевое напряжение 220 В – чрезвычайно опасно) и высоких токах

Мы здесь спокойно ведём разговор об амперах, а между тем, безопасным для человека считается ток не выше 0.001 ампера. А ток всего в 0.01 ампера, прошедший через тело человека, чаще всего приводит к необратимыми последствиям.

Проведение замеров силы тока, особенно если работа ведется в самом высоком диапазоне, рекомендуется проводить максимально быстро. В противном случае мультитестер может просто перегореть.

Об этом, кстати, могут информировать и предупреждающие надписи около гнезда подключения измерительного провода.

Обратите внимание. Слово «unfused» в данном случае обозначает, что прибор в этом режиме не защищен плавким предохранителем

То есть при перегреве он просто выйдет полностью из строя. Указано и допустимое время замера – не более 10 секунд, да и то не чаще одного раза в 15 минут («each 15 m»). То есть после каждого такого замера придется еще и выдерживать немалую паузу.

Справедливости ради – далеко не все мультиметры настолько «привередливые». Но если такое предупреждение есть – пренебрегать им не стоит. И в любом случае замер силы тока проводить максимально быстро.

Как измерить ёмкость

Мультиметр можно использовать и как тестер для измерения ёмкости аккумулятора. Замер ёмкости аккумулятора можно произвести с помощью контрольного разряда батареи. Чтобы проверить ёмкость потребуется вначале полностью зарядить аккумулятор. Затем необходимо убедиться что батарея максимально заряжена, сделав замер напряжения и плотности электролита.

Далее необходимо подключить нагрузку известной мощности, например лампу накаливания мощностью 24 Вт, и отметить точное время начала данного эксперимента. Когда напряжение батареи упадёт до 50% процентов от ранее установленного показания полностью заряженного аккумулятора, лампочку следует отключить.

Измерение ёмкости, которое выражается в а/ч, осуществляется путём перемножения силы тока в цепи при подключённой нагрузке, на количество часов, в течение которых осуществлялся контрольный разряд батареи. Если получится значение, максимально приближенное к номинальному показателю а/ч, то батарея находится в отличном состоянии.

Как измерить силу переменного тока мультиметром

Перед началом замеров необходимо точно определить, какой ток будет измеряться – переменный или постоянный. После этого переключатель мультиметра устанавливается в нужное положение. Далее нужно установить ориентировочную силу в данной цепи, для того чтобы подключить измерительный щуп в соответствующий разъем. Если сила тока предполагается до 200мА, щуп включается в гнездо «V ΩmA», а при силе тока более 200мА – в разъем «10А».

Иногда случается так, что информация о силе тока отсутствует вообще. Поэтому измерения следует начинать с максимальной величины. Если на дисплее появляется ток меньшего значения, значит штекер требуется переставить в другой разъем. В случае когда ток вновь меньше требуемого, штекер снова переставляется. При необходимости ручку регулятора следует выставить на более низкую отметку силы тока. Перед началом измерений нужно внимательно изучить все обозначения, нанесенные на мультиметр и в дальнейшем выбирать только нужную символику. Все замеры должны проводиться от максимальных значений к минимальным, это является обязательным требованием при работе с мультиметром.

Схемы распайки соединительных кабелей оборудования применяемого в торговле!

Как измерить силу тока трансформатора мультиметром

Течение электрического тока в трансформаторе осуществляется исключительно в замкнутом контуре. Для того чтобы произвести измерения тока, нужно вначале подключить какую-нибудь нагрузку, а затем последовательно с ней в цепь включается мультиметр. В данном случае переключатель также выставляется в режим измерений переменного тока. Провод красного цвета подключается к отдельному выходу.

На подготовительном этапе нужно сделать следующее:

  • Щуп с проводом черного цвета устанавливается в соответствующее черное гнездо, а щуп с красным проводом – в красное гнездо, где имеется обозначение «А», то есть, ампер.
  • Тумблер переключается в нужное положение: для измерений переменного тока – АС, постоянного тока – DC.
  • Предел измерений устанавливается таким образом, чтобы он был выше предполагаемого уровня силы тока в цепи. Это поможет уберечь прибор от перегорания.

После подготовки можно переходить к непосредственным измерениям. С этой целью мультиметр нужно последовательно включить в разрыв электрической цепи между трансформатором и нагрузкой. Величина тока, проходящего через прибор, отобразится на дисплее мультиметра. При отсутствии нагрузки в цепочку можно включить ограничительное сопротивление – обычную лампочку или резистор.

Если на дисплее не отображается значение силы тока, значит предел измерений выбран неверно и его необходимо уменьшить на одну позицию. При отсутствии результата процедуру нужно повторить и продолжать делать это до того момента, пока на дисплее не появится какое-либо значение.

Правила измерения силы тока с помощью мультиметра

Не дорогой, но очень полезный в домашних условиях и не только, универсальный прибор мультиметр, поможет в различных ситуациях. Не зависимо от цены, им решаются различные задачи, связанные с электричеством. Измерить силу тока мультиметром можно, главное знать, как это делать.

Для начинающих, необходимо понимать, что и куда подсоединять, зачем нужны переключатели значений, как выполнить замеры в бытовых условиях.

Кратко об устройстве прибора

Каждый тестер имеет два выхода. Для подсоединения проводов со щупами. Гнезд для подключения может быть больше, но нам нужен красный для подключения щупа на фазу и черный для нулевого провода. Здесь могут быть гнезда для выполнения замеров всех значений. А именно:

  • напряжения;
  • сопротивления;
  • силы тока.

Для обозначения гнезд применяются обозначение с помощью единицы измерения. Ошибиться невозможно, если вы не прогуливали уроки физики.

Второй основной элемент устройства измерительного устройства – шкала установок и переключатель. Как правило, для замеров значения силы тока отведен определенный сектор. Здесь указанны Амперы с различными цифровыми значениями.

Мультиметры выпускаются в цифровом и аналоговом исполнении. Цифровые приборы имеют большее количество выставляемых значений ампеража, а также они оснащены звуковыми сигналами и другими опциями. Но это касается выбора типа прибора. Каждый из них позволит выполнить замеры, для нас это главное.

Перейдем к рассмотрению главной темы.

Пошаговая инструкция измерения силы тока мультиметром

Всю работу следует выполнять по следующему алгоритму:

  • Проводим определение величины, доступной для измерения на данном приборе. Если тестер имеет предел значения в 10 А, а вы проводите замер, пропуская через него 100 А – такая «работа» приведет к выходу из строя предохранителей. Значение максимума указано на шкале мультиметра и в инструкции к нему.
  • Выбираем необходимый режим для замера. Для этого следует переключить прибор в необходимый сектор на шкале. Для этого устанавливаем переключатель в сектор «А», либо «АС» этот режим измерения значений переменного тока. Проводя измерение постоянного, флажок следует устанавливать напротив сектора «ДС».

Это следует выполнять обязательно. Для определения типа цепи, необходимо знать источник питания. Для замера на бытовом приборе ставим «А», а замеряя на цепи промышленного оборудования, выставляем сектор «ДС».

  • Устанавливаем на тестере пределы значения силы при замере. Гарантированно невозможно повредить мультиметр, выставив максимально возможный уровень. Лучше снизить его при неправильной работе до нормального значения во время замера.
  • Вставляем провода со щупами в соответствующие гнезда на корпусе прибора.

    Важно. Кабели со щупами следует подключать к разъемам для замера величины силы тока и точно по цветам. Провод со щупом для подключения к фазе (красный) вставляем в нужное гнездо, черный для земли вставляем в определенное место.

    Для подстраховки, если есть сомнения, лучше загляните в инструкцию и проверьте правильность подключения.

  • Проводим измерение силы тока. Выполняя эту работу необходимо помнить о правилах безопасности при работе с электричеством. Поражение электричеством может произойти даже при работе с небольшими по мощности устройствами. Особенно важно это при выполнении работ в условиях с повышенной влажностью. Здесь лучше работать в резиновых перчатках и сапогах.

Для лучшего понимания выполнения замера разберем типовую операцию, проводя измерение силы тока на любом бытовом приборе. Это необходимо делать под нагрузкой.

Для этого потребуется комплект дополнительных проводов с «крокодилами». Нам необходимо разомкнуть сеть. Поэтому при замере переменного тока подключаем любой дополнительный провод от розетки на один из контактов вилки прибора.

На второй контакт розетки крепим щуп тестера. Второй щуп тестера, с помощью крокодила на дополнительном проводе крепим на второй контакт вилки прибора. У нас получается сеть с подключенным мультиметром.

При выключенном бытовом приборе, на шкале тестера будет 0. После включения, на мультиметре получаем показание интересующего нас измерения.

Практическое значение измерения тока в быту

Измеряя силу тока на микроволновой печи, мы можем определить с его помощью неисправность сразу двух узлов. При включении, значение на шкале будут небольшим, затем амперы вырастут.

Это происходит по причине того что включая печь, мы запускаем сначала вентилятор, и только затем включается магнетрон печи. При значении на шкале силы тока меньше 5. А это значит, не работает магнетрон. При включении значение измерения должно быть не менее 1,5 А., Если это не так, следует ремонтировать вентилятор устройства.

Таким же образом можно замерить эту величину на пальчиковой батарейке, для определения уровня ее зарядки. Но здесь следует беречь батарейку. На шкале выставляем измерение постоянного тока. Здесь важно использовать щупы согласно их полярности. Ставим аккумулятор на черный щуп минусом, а к плюсу касаемся на короткое время красным щупом.

При значении менее Ампера, батарейку можно сдать в утилизацию.

Почему касание щупом должно быть коротким? При измерении мы подаем нагрузку на батарейку, от долгого воздействия она разряжается и ее в таком случае можно будет выбросить сразу после замера.

Таким же способом, получив величину тока зарядного устройства телефона, мы можем выяснить исправность защиты его от короткого замыкания. Таким же образом, но с применением более мощных тестеров, проводится определение величины тока в промышленных установках и станках. Принцип действия одинаковый, не зависимо от вида оборудования.

В заключение обобщим информацию, сделав небольшую памятку для людей, берущих мультиметр в первый раз.

Перед работой следует убедиться в исправности прибора. Для этого установите флажок переключателя в сектор измерения сопротивления сети и закоротите щупы между собой. При 0 на шкале можно приступать к работе.

Выставляйте на шкале максимальное значение тока, для предотвращения сгорания предохранителя устройства. Устанавливайте переключатель в сектор измерения силы тока и устанавливайте его согласно маркировке. «А», «АС» — для измерений переменного тока. Ставим на значение «ДС» при измерении постоянного тока.

Проводить замер исправности бытовых приборов и оборудования можно только под нагрузкой. Поэтому следует помнить схему включения тестера в цепь питания и соблюдать меры безопасности выполнения работ при запитанной электрической сетью.

Работая в сыром помещении с большой влажность воздуха, используйте резиновую обувь и перчатки. Дополнительно положите на пол резиновый коврик. Эти меры спасут вашу жизнь.

После окончания работ обязательно выключайте прибор, для сохранности заряда батарейки.

Выполняя все эти несложные рекомендации, вы получаете возможность экономить средства, выполнив работу специалиста самостоятельно. Сделать это легко, но еще раз хочется напомнить, берегите свою жизнь, проводя измерение силы тока с помощью мультиметра.

Пускай в вашем доме всегда будет светло и радостно.

Как измерить силу тока мультиметром

Очень хорошо, когда в инструментальном «арсенале» владельца дома или квартиры имеются контрольно-измерительные приборы. В частности если речь идет об электрохозяйстве, нередко приходится прибегать к помощи мультиметра. Этот компактный и относительно недорогой по нынешним временам прибор позволяет тестировать бытовую технику и освещение, выявлять неполадки в домашней электрической сети, контролировать уровень заряда батареек и аккумуляторов, становится незаменимым при различных электромонтажных работах.

Как измерить силу тока мультиметром

Но кроме наличия самого мультиметра, необходимо еще и умение работать с ним. Вот здесь бывает сложнее. Если, скажем, с прозвоном провода, определением наличия и величины напряжения обычно проблем не возникает, то с замером силы тока у многих возникают неясности. И, кстати, эта операция, по сравнению с другими упомянутыми, наиболее сложна и в определенных условиях бывает наиболее опасна.

Поэтому темой предлагаемой публикации станет вопрос, как измерить силу тока мультиметром.

Несколько слов о силе тока, и для чего ее бывает нужно измерять

Для начала вспомним, что же это такое – сила электрического тока.

Этот показатель (I) измеряется в амперах и входит в число основных физических величин, определяющих параметры той или иной электрической цепи. К двум другим относят напряжение (U, измеряется в вольтах) и сопротивление нагрузки (R, измеряется в омах).

Как преподносилось в школьном курсе физики, электрический ток является направленным движением заряженных частиц по проводнику. Если рассматривать с большим упрощением, вызывается он электродвижущей силой, возникающей из-за разности потенциалов (напряжения) на полюсах (клеммах, контактах) подключенного источника питания. По своей сути сила тока показывает количество этих самых заряженных частиц, проходящих через конкретную точку (элемент схемы) в единицу времени (секунду).

На величину силу тока в цепи влияют два других параметра. Напряжение связано прямой пропорциональностью – так, например, его увеличение вызывает и повышение силы тока. Сопротивление – наоборот, то есть с его ростом при том же напряжении сила тока снижается.

Забавная картинка, наглядно демонстрирующая взаимосвязь основных величин электрической цепи: «Вольт стремится «пропихнуть» Ампер по проводнику, преодолевая препятствия, чинимые Омом».

А слева на иллюстрации показано графическое, удобное для восприятия, изображение закона Ома, показывающего эти взаимосвязи. Из этой «пирамиды» легко составляются формулы в их привычном написании:

U = I × R

I = U / R

R = U / I

Итак, сила тока измеряется в амперах. С некоторым упрощением можно объяснить так, что 1 ампер – это ток, который возникнет в проводнике сопротивлением 1 ом, если к нему приложить напряжение, равное одному вольту.

Кроме основной единицы, используют и производные. Так, довольно часто приходится иметь дело с миллиамперами. Из самого термина понятно, что 1 мА = 0.001 А.

Кстати, сразу упомянем, и про мощность. Ток в 1 ампер, вызванный напряжением 1 вольт, выполнит работу в 1 джоуль. А если это привести к единице времени (секунде), то получится значение мощности, равное 1 ватту.

Это определяется формулой закона Джоуля-Ленца:

P = U × I

где Р – мощность, выраженная в ваттах.

Для чего все это рассказывалось? Да просто потому, что большинство случаев замера силы тока, так сказать, на бытовом уровне, так или иначе связано с определением других параметров. Согласитесь, мало кому придет в голову мысль: «а дай-ка я проверю силу тока просто так», то есть без дальнейшего практического приложения. Тем более что, как уже упоминалось выше, работа с амперметром – наиболее сложная и зачастую небезопасная.

Например, в каких случаях чаще всего замеряют силу тока:

  • Для уточнения реальной потребляемой мощности того или иного бытового электроприбора. Промерив значения силы тока и напряжения несложно по формуле вычислить и мощность.
  • Этот же промер и последующий расчет позволяют оценить, советует ли подводимая линия питания таким нагрузкам.
  • Случается, что подобные «ревизии» позволяют выявить пока еще скрытые, незамеченные дефекты прибора – когда значение силы тока (и мощности, соответственно) намного отличаются от заявленного в паспорте номинала в ту или иную сторону.
  • Измерения силы тока позволяют оценить степень заряженности автономных источников питания – аккумуляторов и батареек. Проверка их по напряжению никогда не дает объективной картины. Вольтметр может показать, скажем, положенные 1.5 вольта, но уже спустя несколько минут элемент питания безнадежно «сядет». То есть проверку следует проводить именно измерением силы тока.
  • Таким измерением можно выявить утечку тока, там, где ее по идее быть не должно. Это часто практикуется автомобилистами, если у них есть подозрения, что аккумулятор слишком активно разряжается, когда машина «отдыхает» в гараже или на стоянке. Проведенная проверка позволяет локализовать участок утечки и избежать, кстати, немалых проблем, к которым она может привести.

Цены на мультиметры

мультиметр

Умение замерять силу тока позволяет выявить утечку в электрохозяйстве автомобиля
  • Иногда требует проверки зарядное устройство аккумулятора – выдает ли оно необходимое значение тока зарядки.

Возможны и иные случаи, когда требуется иметь объективные данные о реальной силе тока. Но основные случаи все же перечислены.

Разбираемся с устройством мультиметра

Для измерения силы тока используются специальные приборы, название которых говорит само за себя – амперметры. В продаже чаще всего встречаются амперметры стационарной установки, в виде панелек или для DIN-рейки. Они обычно монтируются в распределительном щите и позволяют отслеживать текущие показатели силы тока, например, за всю локальную систему электроснабжения или на какой-то выделенной её линии.

Амперметры стационарной установки – панельного типа (слева) и для монтажа в распределительный щит на DIN-рейку

Устанавливают такие приборы, если в этом есть необходимость, только специалисты электрики. Измерить силу протекающего тока с помощью них – проще простого. Необходимо просто взглянуть на текущие показания при включенной на линии нагрузке.

Этим, по сути, их функциональность и ограничивается. Естественно, у хозяина квартиры (дома) не будет возможности снять подобный прибор с места его стационарной установки для проведения замеров в другом месте.

Другой вариант, который уже позволяет работать в нужном месте – это так называемый лабораторный амперметр. Настольный прибор, в котором имеются клеммы, то есть предусмотрена возможность подключения измерительных проводов со щупами для проверки силы тока на том или ином участке цепи.

Лабораторный амперметр – ограниченность в функциональных возможностях делает такие приборы невостребованными для домашнего хозяйства.

Но приобретать такой «девайс» для домашнего инструментального «арсенала» — вряд ли имеет смысл. Просто по той причине, что замером силы тока все и ограничивается. А это измерение, кстати, как уже говорилось, проводится на «бытовом» уровне, пожалуй, реже всего.

Поэтому такие приборы популярности себе не снискали. И оптимальным вариантом является мультитестер (мультиметр).

Эти измерительные многофункциональные приборы представлены в продаже в очень большом разнообразии. Первое, сразу бросающееся в глаза различие – приборы могут быть стрелочными, со снятием показаний со шкал. Несмотря на то что считаются уже «вчерашним днем», некоторые мастера отдают предпочтение именно им. Но для новичка может быть затруднительно на первых порах считывать показания – со шкалами и шагом из градуировки по неопытности несложно запутаться.

«Дисплей» некогда очень популярного мультиметра Ц4353. Одна стрелка и множество шкал, с которыми начинающему бывает непросто разобраться.

Поэтому максимальной популярностью пользуются все же цифровые мультиметры, демонстрирующие на дисплее показания в абсолютном выражении. Умение пользоваться такими приборами приобретается гораздо быстрее. Стоимость многих моделей – весьма доступная, и подобные мультитестеры прочно вошли в домашний инструментальный набор.

Но и среди них бывают существенные различия, которые необходимо знать и учитывать при проведении измерения электрических параметров.

Наиболее удобны, наверное, мультиметры, в которых достаточно выставить лишь режим измерений. Допустимый диапазон при этом не указывается – прибор автоматически подстроится под параметры цепи, проведет замер и выдаст искомый результат.

Цены на мультиметр Ц4353

мультиметр Ц4353

Пример показан на иллюстрации:

Удобный в пользовании мультитестер, в котором упрощена установка режимов работы

Рукоятка переключателя режимов (поз.1) имеет всего несколько положений. Это напряжение – объединено переменное V AC (значок ~) и постоянное DC (—), в вольтовом и милливольтом диапазоне. Аналогично и с силой тока – А, тоже без разделения на тип тока, но с градацией на амперы и миллиамперы. Кроме того, обязательно имеется опция замера сопротивления и прозвона цепи. Могут быть и другие заложенные функции.

В нижней части расположены гнезда для подключения измерительных проводов со щупами. Их бывает три или четыре. Обязательно имеется гнездо СОМ – для «общего» провода (поз. 2), как правило – черного цвета. Гнездо поз. 3 – для красного провода при проведении подавляющего большинства измерений. Под гнездом имеется надпись с указанием допустимых пределов измерений по напряжению и току. И, наконец, гнездо поз. 4 – выделено для замеров силы тока, исчисляемой в амперах. Также указан допустимый предел — не более 10 А.

Показания высвечиваются на цифровом дисплее (поз. 5).

Такие приборы удобны, однако их стоимость в несколько раз превышает цену на широкодоступные мультиметры. Поэтому их чаще можно увидеть у профессионалов.

Более распространенный вариант – мультиметры, при пользовании которыми необходимо не только переключать режим и переставлять измерительные провода, но еще и указывать предполагаемый диапазон измерений.

К установке положения переключателя в таком мультитестере приходится относиться более внимательно

При пользовании таким мультиметром требуется не только указать режим работы, но и выставит переменный или постоянный ток. И уже в этом секторе установить переключатель в предполагаемый диапазон измерений, выраженный в миллиамперах мА (бывает еще и в микроамперах, µА) или в амперах А.

Аналогично дело обстоит и с режимами замера напряжения.

Еще нюанс – показан пример с четырьмя гнездами подключения проводов. Здесь для измерения силы тока для красного провода выделено два гнезда. Одно – с токами до 200 мА, второе – до 10 А.  Все остальные замеры (напряжения, сопротивления, емкости и другие) проводятся через отдельное гнездо.

Но обычно под этими гнездами-клеммами располагается понятная схема, позволяющая избежать ошибок. Просто надо быть внимательным.

А теперь – еще один очень важный нюанс. Показанные выше приборы позволяют проводить замер силы тока как постоянного, так и переменного. Но очень часто обычными пользователями приобретаются мультиметры с «усеченными» возможностями. Такие приборы широко популярны из-за своей супердоступной цены. И некоторые потенциальные владельцы не обращают внимание на этот их недостаток.

Так, наиболее распространенными на бытовом уровне являются мультитестеры типа DT830 или DT832. Они позволяют выполнить бо́льшую часть возможных измерений. Но, обратите внимание, функции амперметра для переменного тока у них НЕ ПРЕДУСМОТРЕНА.

Очень широко распространенная модель мультитестера DT830. Привлекает и ценой, и довольно большими возможностями. Но измерения силы переменного тока в ней не предусмотрено.

Таким образом, если есть необходимость проверить силу тока в цепи работающего от сети 220 В/50 Гц бытового прибора, то просто так это не получится. Потребуется искать другой, более совершенный мультиметр. Или придумывать дополнительные «усовершенствования», которые позволят обойтись и таким тестером. Об этом будет сказано ниже.

Основные принципы замера силы тока

Главной особенностью работы с мультитестером в режиме амперметра является то, что он обязательно должен быть включен в разрыв цепи. Такое подключение называется последовательным. По сути, прибор становится частью этой цепи, то есть весь ток должен пройти именно через него. А как известно, сила тока на любом участке неразветвленной электрической цепи постоянна. Проще говоря, сколько «вошло» столько должной и «выйти». То есть место последовательного подключения амперметра особого значения не имеет.

Чтобы стало понятнее, ниже размещена схема, в которой показывается разница в подключении мультиметра в разных режимах работы.

Различия в принципах подключения мультитестера в разных режимах измерений
  • Итак, при замере силы тока мультиметр включается в разрыв цепи, сам становясь одним из ее звеньев. То есть будет проблема, как этот разрыв цепи организовать практически. Решают по-разному – это будет показано ниже.
  • При замере напряжения (в режиме вольтметра) цепь, наоборот, не разрывается, а прибор подключается параллельно нагрузке (участку цепи, где требуется узнать напряжение). При замере напряжения источника питания щупы подключаются напрямую к клеммам (контактам розетки), то есть мультиметр сам становится нагрузкой.
  • Наконец, если меряется сопротивление, то внешний  источник питания вообще не фигурирует. Контакты прибора подключаются непосредственно к той или иной нагрузке (прозваниваемому участку цепи). Необходимый ток для проведения измерений поступает из автономного источника питания мультитестера.

Вернемся к теме статьи — к замерам силы тока.

Очень важно изначально правильно установить на мультиметре, помимо постоянного или переменного тока, диапазон измерений. Надо сказать, что у начинающих с этим часто возникают проблемы. Сила тока – величина крайне обманчивая. И «спалить» свой прибор, а то и наделать больших бед, неправильно установив верхний предел измерений – проще простого.

Начинать измерения силы тока, особенно если нет представления о возможной его величине в цепи, следует с максимального диапазона мультитестера. При необходимости можно, переставив провод и последовательно снижая верхний предел, выйти на оптимальный.

Поэтому настоятельная рекомендация – если вы не знаете, какая сила тока ожидается в цепи, начинайте измерения всегда с максимальных величин. То есть, например, на том же DT 830 красный щуп должен быть установлен в гнездо на 10 ампер (показано на иллюстрации красной стрелкой). И рукоятка переключатель режимов работы также должно показывать на 10 ампер (голубая стрелка). Если измерения покажут, что предел завышен (показания получаются менее 0,2 А), то можно, чтобы получить более точные значения, переставить сначала красный провод в среднее гнездо, а затем ручку переключателя – в положение 200 мА. Бывает, что и этого многовато, и приходится переключателем снижать еще на разряд и т.д. Не вполне удобно, не спорим, но зато безопасно и для пользователя, и для прибора.

Кстати, о безопасности. Никогда не следует пренебрегать мерами предосторожности. И особенно если речь идет об опасных напряжениях (а сетевое напряжение 220 В – чрезвычайно опасно) и высоких токах.

Мы здесь спокойно ведём разговор об амперах, а между тем, безопасным для человека считается ток не выше 0.001 ампера. А ток всего в 0.01 ампера, прошедший через тело человека, чаще всего приводит к необратимыми последствиям.

Что важно знать об опасности электрического тока

Электричество – это величайший помощник человечества. Но при неграмотном, беспечном или откровенно наплевательском отношении к соблюдению безопасности – карает мгновенно и беспощадно. Что необходимо накрепко запомнить об опасности электрического тока, прежде чем приступать к любым электромонтажным работам – читайте в специальной публикации нашего портала.

Проведение замеров силы тока, особенно если работа ведется в самом высоком диапазоне, рекомендуется проводить максимально быстро. В противном случае мультитестер может просто перегореть.

Об этом, кстати, могут информировать и предупреждающие надписи около гнезда подключения измерительного провода.

Пример предупреждающей надписи у гнезда подключения провода для замеров на максимально допустимом диапазоне токов

Обратите внимание. Слово «unfused» в данном случае обозначает, что прибор в этом режиме не защищен плавким предохранителем. То есть при перегреве он просто выйдет полностью из строя. Указано и допустимое время замера – не более 10 секунд, да и то не чаще одного раза в 15 минут («each 15 m»). То есть после каждого такого замера придется еще и выдерживать немалую паузу.

Справедливости ради – далеко не все мультиметры настолько «привередливые». Но если такое предупреждение есть – пренебрегать им не стоит. И в любом случае замер силы тока проводить максимально быстро.

Как проводится измерение силы тока

В этом разделе статьи рассмотрим несколько наиболее характерных случаев.
И для начала ответим на один почему-то весьма часто задаваемый, и при этом – совершенно безграмотный вопрос.

Как измерить силу тока в розетке?

Ответ категоричный – НИКАК!

Никакого тока в розетке не ищите – там есть только напряжение на контактах, между фазой и нулем. А ток возникнет лишь тогда, когда к розетке будет подключена нагрузка – неважно что это, лампочка накаливания или бытовой прибор. Естественно, рассчитанный на работу с сетевым напряжением 220 вольт.

А что будет, если в режиме амперметра все же вставить щупы мультитестера в розетку? Да все произойдет очень просто и быстро. Собственное сопротивление прибора – невелико, то есть практически гарантированно получается короткое замыкание. Вспомните закон Ома – при стремящемся к нулю сопротивлении сила тока возрастает до огромных значений. Хорошо, если все ограничится срабатыванием защиты и перегоранием плавкого предохранителя в мультитестере. Если он «unfused», о чем говорилось выше – гарантированное перегорание, и прибор нередко остается только выбрасывать. И это еще в лучшем случае – иногда бывают и «фейерверки».

Запомните «золотую истину» – пока к розетке ничего не подключено, ток в ней однозначно равен нулю. И проверять это экспериментально – себе дороже!

А вот замер силы тока в цепи подключённого к розетке бытового прибора – это уже совсем другой случай.

Как измерить силу тока в цепи подключенного бытового прибора

Нельзя сказать, что подобная проверка проводится часто, но иногда она помогает разобраться с правильностью организации домашней электросети. То есть сопоставить соответствие реальной силы тока подведенным к розетке проводам и возможностям другого электротехнического оборудования. Или же дает возможность проверить реальную потребляемую мощность бытового прибора. Если она сильно отличается от паспортной в ту или иную сторону, это может говорить о пока еще не выявленной неисправности.

Схема в общих чертах выглядит следующим образом

Принципиальная схема замера силы тока в цепи подключенного бытового прибора

1 – розетка 220 вольт.

2 – условно – бытовой прибор.

3 – кабель питания прибора.

4 – точки разрыва цепи (подсоединения щупов тестера). В данном случае они показаны на фазном проводе, хотя для проверки силы переменного тока это не имеет никакого значения — могут быть и на нулевом.

5 – мультиметр, установленный в режим измерения переменного тока 10 А

6 – измерительные провода мультитестера.

Все просто – после сборки такой схемы необходимо подсоединить кабель питания к розетке, а затем запустить бытовой прибор в нужном режиме выключателем. И спустя 3÷5 секунд (некоторым приборам требуется время для выхода на номинальный режим) снять показания силы тока в амперах.

Но как это осуществить, так сказать, технологически? Резать изоляцию и затем – один из проводов кабеля питания, чтобы подключить в разрыв амперметр? Иногда поступают и так. Пример показан на иллюстрации.

Согласитесь, не слишком привлекательный вариант. Нарушается целостность внешней оплетки провода. Концы придется после замеров сращивать и изолировать. Для разовой срочной проверки – может, и сгодится, но не более того.

Городить дополнительные провода между розеткой и вилкой, чтобы «вклинить» между ними амперметр? Тоже довольно неудобно.

Чтобы замеры были безопасными, а их проведение занимало минимум времени и усилий, можно изготовить специальное приспособление. Для этого потребуется небольшая фанерная площадка, две накладные (внешние) розетки (самые дешевые) и отрезок сетевого шнура с вилкой.

Схематично этот «испытательный стенд» будет выглядеть так:

Несложное в изготовлении приспособление для удобного и безопасного замера силы тока

На небольшом жестком фрагменте (поз. 1) например, фанерном, текстолитовом и т.п., крепятся две розетки, так, как показано на схеме. Розетки совершенно условно пронумеруем №1 и №2, а их контакты назовем соответственно 1а и 1б, 2а и 2б.

К розеткам поводится сетевой шнур (поз.4) с вилкой (поз.3). Эта вилка будет подключаться в обычную сетевую розетку.

Шнур разделан, и два его провода подключены к клеммам одноимённых контактов обеих розеток. То есть на схеме это 1а и 2а. А вторая пара, 1б и 2б контактов соединена перемычкой из одножильного провода.

Как проводить замеры с таким приспособлением?

  • Для начала – витка сетевого шнура подключается к розетке (к любой или к тестируемой, то есть к той, к которой подключается на постоянной основе испытываемый бытовой прибор). Вся конструкция у нас после сборки полностью закрыта, изолирована, никаких открытых токопроводящих деталей нет.
  • Имеет смысл для начала проверить напряжение в розетке. Если конечной целью ставится определение реальной мощности прибора, то этот параметр желательно уточнить. Иногда, если домашняя сеть не имеет стабилизатора, он значительно отличается от заявляемых 220 вольт. То есть это может повлиять на конечный результат.

Проверить напряжение несложно. Мультиметр переключается в режим ~V (ACV) с диапазоном больше 220 вольт (обычно это 750 вольт). Штекера проводов устанавливаются в соответствующие гнезда прибора (СОМ и ~V). Затем щупы прибора вставляются в контакты розеток 1а и 2а, как показано на схеме ниже.

Первый рекомендуемый замер – напряжение в сети.
  • После этого в одну розетку (любую) вставляется вилка сетевого шнура испытываемого прибора. Цепь не замкнута – разрыв ее получается на второй розетке.
  • Мультитестер переводится в режим амперметра переменного тока (~A или ACA) в максимальный диапазон. Штекер красного измерительного провода переставляется в соответствующий разъем.
Конечная схема подключения нагрузки и мультитестера в испытательном приспособлении
  • После этого щупы мультитестера вставляются в гнезда оставшейся свободной розетки. И теперь осталось только включить испытываемый бытовой прибор и снять с мультитестера показания силы тока.

Все исходные данные есть – можно рассчитать потребляемую мощность прибора на момент замера. Можно воспользоваться расположенным ниже калькулятором:

Калькулятор расчета мощности электроприбора

Перейти к расчётам

Как видите, и довольно сложную задачу замера силы тока питания бытового прибора вполне можно решить с должным уровнем безопасности и комфорта.

А что делать, если мультитестер не рассчитан на измерение силы переменного тока?

Бывает, что требуется измерить силу переменного тока, примерно так, как показывалось выше. но в распоряжении лишь мультиметр, не рассчитанный на такую операцию. И приобретать новый – нет желания или возможности. Если ли выход?

Да, можно выполнить замер и в такой ситуации. Существует для этого несколько способов. Но в любом случае придётся сначала провести некоторые подготовительные работы.

Измерение силы переменного тока с помощью вольтметра и дополнительного сопротивления.

Да, это совершенно серьезно, именно с помощью вольтметра. Снова вспомним закон Ома для участка электрической цепи:

I = U / R

Но если сопротивление на этом участке будет равно ровно одному ому, то получается, что номиналы силы тока и напряжения – совпадут.

I (A) = U(V) / 1 = U(V)

Значит, задача состоит в том, чтобы в разрыв цепи поместить резистор номиналом ровно в 1 ом, а затем промерить напряжение на его концах.

Талой резистор можно приобрести в магазине. Правда, не забываем, что на нем будет потребляться весьма внушительная мощность, и лучше приобретать керамический резистор на 10 или даже 50 Вт.

Керамический резистор номиналом 1 ом / 50 ватт

Правда, такие резисторы далеко не всегда есть в продаже. Да и стоить они могут немало. Можно обойтись и самодельным, накрутив спираль из нихромовой проволоки.

В интернете полно таблиц с удельными сопротивлениями нихромовых проводников различных диаметров. То есть провести расчет требуемой длины, чтобы «выскочить» на 1 ом – не столь сложно.

Например, будет использоваться нихромовая проволока диаметром 0,4 мм (сечение 0,123 мм²). Ее удельное сопротивление составляет 7,94 Ом/м. Несложно рассчитать, что для сопротивления 1 ом потребуется 126 мм проволоки.

Из проволоки можно просто намотать спираль, но лучше выполнить ее на небольшом стеклотекстолитовом каркасе и сделать удобные контакты.

Из этого отрезка навивается спираль. Или, что еще удобнее и безопаснее – можно намотать проволоку на панельку их стеклотекстолита, как показано на иллюстрации. После намотки проводят проверку мультиметром в режиме омметра. При необходимости – корректируют длину, чтобы сопротивление было 1 ом с максимально возможной точностью.

Ознакомьтесь с назначением и приемами работы с мегаомметром, из нашей новой статьи на нашем портале — «Как пользоваться мегаомметром».

Концы резистора можно прикрепить, например, к штырям разобранной вилки – чтобы удобнее было их подключать к разрыву цепи.

Если резистор готов, можно приниматься за измерения.

Цены на мультитестеры

мультитестер

Самодельный резистор сопротивлением 1 ом установлен в разрыв цепи. Замерив на нем переменное напряжение, одновременно получим и точное значение силы тока.

В свободную розетку к ее контактам присоединяют самодельный резистор. После этого можно сразу к его концам «крокодильчиками» подцепить щупы мультиметра. Провода и сам тестер должны быть настроены на режим вольтметра для переменного тока.

Включается прибор-нагрузка. Но дисплее мультиметра показывается  напряжение (в вольтах) для участка цепи сопротивлением 1 ом . Это же значение, но только в амперах – искомая сила тока в замкнутой цепи.

Важно – резистор при таком замере может очень быстро нагреваться, буквально докрасна. Поэтому снятие показаний должно выполняться с максимальной оперативностью. Как только подключенный прибор вышел на свою мощность, показания на дисплее стабилизировались – их записывают и выключают нагрузку.

Есть и другой способ измерения силы переменного тока при отсутствии соответствующего амперметра. Ток можно выпрямить с помощью диодного моста. Подробнее об этом – в предлагаемом видеосюжете.

Видео: Как можно переделать амперметр постоянного тока под переменный

Как с помощью амперметра можно проверить элементы питания

Еще один частый случай, когда приходится переключать мультитестер в режим измерения силы тока. Речь идет о проверке элементов питания. Помогает как при приобретении батареек в сомнительных торговых точках, так и при ревизии накопившегося дома запаса.

Безусловно, для начала будет неплохо проверить батарейки по напряжению. Для этого переключатель режимов мультиметра устанавливается на постоянное напряжение (DCV). Предел измерений – в соответствии с заявляемым напряжением элемента питания. Если это наиболее распространенные 1.5 вольта, то оптимальным будет предел 2000 мВ (= 2В). Можно установить и 20 В – в этот предел вкладываются практически все используемые элементы питания.

Щуп черного провода (СОМ) прикладывается к отрицательному полюсу элемента питания. Красный, установленный в соответствующее гнездо – к положительному. Производится быстрый замер напряжения. И если оно менее 1.2 В, то такую батарейку можно смело отправлять на утилизацию – она села, и чудес от нее ждать не приходится.

Для этой батарейки все проверки уже закончены замером напряжения – с таким показателем ее ждет только утилизация

Кстати, о полярности. При работе с переменным током, ясное дело, это не имеет значения. А при замерах постоянного напряжения или тока ее соблюдение важно для стрелочных мультиметров. Если щупы расположены неправильно – стрелка начнет валиться влево, и никаких показаний не будет. Для цифровых же приборов ошибка не станет большой проблемой – просто перед числовым показателем на дисплее появится минус. Тем не менее, «культура пользования» все же предполагает правильное расположение полярности. Тем более что бывают ситуации, когда это имеет важное значение. И хорошо, если правильное расположение щупов просто войдет в привычку.

Вернемся к проверке. Измерение напряжения – это лишь первый шаг, позволяющий отсеять явно негодные элементы питания. А само значение еще ни о чем не говорит – неизвестно, как поведет себя батарейка под нагрузкой. Поэтому и следует проверить ее еще и по току.

Для этого мультиметр переключается в режим DCA с максимальным пределом измерения, то есть на 10 или 20 А (в зависимости от модели прибора). Это важно, так как токи при замыкании батарейки через амперметр бывают нешуточные. Красный провод, естественно, переставляется в соответствующее гнездо.

После этого опять черный провод прикладывается к отрицательному полюсу батарейки. А красным производят кратковременное замыкание цепи на положительном полюсе. Это очень важный момент: замер не должен превышать одной – двух секунд. Можно постараться уложиться и менее чем за секунду. Необходимо быстро засечь пиковое значение силы тока, когда оно перестанет расти. Если же затянуть с измерением, это повлечет активный разряд элемента питания.

Проверка силы тока при замыкании батарейки через мультиметр должна проводиться максимально быстро. На иллюстрации – показатель в 5 ампер говорит о том, что элемент питания в отличном состоянии.
  • В новых, качественных элементах питания проверка может показать порядка 4÷6 ампер. Они подойдут для самых ответственных мест установки.
  • Диапазон от 3 до 3.9 ампера говорят, что батарейка вполне работоспособная, хотя ее функциональные способности все же несколько снижены. Но она еще послужит немало.
  • От 2 до 3 ампер – элемент питания уже «посажен», но еще вполне пригоден для использования в приборах с незначительным потреблением энергии.
  • Менее 2 ампер – батарейка, скорее всего, пригодна лишь для пульта дистанционного управления.
  • Ну а если ток едва достигает 1.1 ампер или ниже – это почти всё. Возможно, такую батарейку еще можно поставить в пульт ДУ, но только если на текущий момент вообще нет другой замены. И вполне можно ожидать, что отказ в работе способен произойти в любой момент.

Проведя такую ревизию нередко скапливающегося дома запаса батареек, можно сразу избавиться от «балласта». А остальные — отсортировать по возможности дальнейшего применения.

Проверка тока утечки электросети автомобиля

Еще одно практическое приложение измерения силы тока мультиметром. Это — самостоятельная диагностика своего автомобиля на предмет токов утечки, которые способны привести к быстрому разряду аккумулятора.

Проводится она примерно в следующем порядке:

  • Проверка должна проводиться при полностью заряженном аккумуляторе.
  • Перед тестированием требуется выключить все потребляющие электроэнергию приборы. Имеется в виду освещение, аудиосистема, парктроник, и т.п. При проверке, возможно, придётся открывать двери в салон. Поэтому необходимо каким-то образом закрепить в нажатом положении концевые выключатели, ответственные за габаритные огни на дверях.

Безусловно, следует учитывать и иные особенности своего авто. Так, нередко требуется определенное время на полное «засыпание» бортового компьютера. Могут быть нюансы и с системой сигнализации. Хозяин машины должен с этим разобраться.

  • С клеммы аккумулятора снимается кабель массы («минус»).
  • Мультитестер переводится в режим амперметра с пределом измерений постоянного тока до 10 ампер. Ток утечки, безусловно, намного меньше, но подстраховаться никогда не мешает. А на точности снятия показаний это особо не отразится – двух знаков после десятичной запятой будет вполне достаточно. Красный провод устанавливается в соответствующее гнездо на 10 А.
  • Далее, черный провод мультитестера необходимо подсоединить к минусовой клемме аккумулятора. Это можно сделать, например, с использованием обычного хомута.
  • Замыкаться же цепь будет контактом щупа красного провода с клеммной снятого кабеля массы. Значение, высвечивающееся при этом на дисплее мультиметра, как раз и покажет ток утечки.
Подключение мультиметра для определения тока утечки. В данном случае – он явно превышает допустимые пределы.

Нормальным считается ток утечки в пределах 0,03÷0,05 А (30 ÷ 50 мА), и чем ниже, тем лучше. Иногда может быть и больше, если автомобиль «нафарширован» электроникой. Но даже в таком случае – никак не выше 0,08 А.

  • Если ток в пределах нормы – то можно только порадоваться. Но в том случае, когда он явно выходит за пределы допустимого, следует сразу локализовать проблему, то есть выявить участок, где такая утечка происходит.
  • Для этого последовательно вынимаются предохранители, отвечающие за разные участки электросети автомобиля. При этом необходимо проверить все – не только в коробке под капотом, но и размещенные в салоне.

Итак, предохранитель достали из гнезда. Если показания не изменились, его можно сразу вернуть на место. Значит, на этом участке   проблем нет.

  • Рано или поздно снятие какого-то предохранителя приведет к резкому снижению показаний силы тока на мультиметре. Вот он – тот самый участок, более детальной диагностикой которого предстоит заняться.

Кстати, причин утечки может быть и несколько. Например, снятие одного из предохранителей снизило показания силы тока с 0,25 до 0,12 А. Да, это проблемный участок, но очевидно, что ток все равно великоват. Значит, не устанавливая обратно этот предохранитель, поиск продолжают, пока не будет отыскано следующее «слабое звено». И так далее – пока показатель утечки не войдет в пределы нормы.

Тестирование показывает – ток утечки вошел в допустимые пределы

Ну а дальше – предстоит проводить более детальную диагностику, чтобы окончательно разобраться с проблемой. Но это уже – совсем другая тема.

Как измерять силу электрического тока амперметром

Для измерения силы тока применяется измерительный прибор, который называется Амперметр. Силу тока приходится измерять гораздо реже, чем напряжение или сопротивление, но, тем не менее, если нужно определить потребляемую мощность электроприбором, то без зная величины потребляемого ним тока, мощность не определить.

Ток, как и напряжение, бывает постоянным и переменным и для измерения их величины требуются разные измерительные приборы. Обозначается ток буквой I, а к числу, чтобы было ясно, что это величина тока, приписывается буква А. Например, I=5 A обозначает, что сила тока в измеренной цепи составляет 5 Ампер.

На измерительных приборах для измерения переменного тока перед буквой А ставится знак "~", а предназначенных для измерения постоянного тока ставится "". Например, –А означает, что прибор предназначен для измерения силы постоянного тока.

О том, что такое ток и законы его протекания в популярной форме Вы можете прочитать в статье сайта «Закон силы тока». Перед проведением измерений настоятельно рекомендую ознакомиться с этой небольшой статьей. На фотографии Амперметр, рассчитанный на измерение силы постоянного тока величиной до 3 Ампер.

Схема измерения силы тока Амперметром

Согласно закону, ток по проводам течет в любой точке замкнутой цепи одинаковой величины. Следовательно, чтобы измерять величину тока, нужно прибор подключить, разорвав цепь в любом удобном месте. Надо отметить, что при измерении величины тока не имеет значение, какое напряжение приложено к электрической цепи. Источником тока может быть и батарейка на 1,5 В, автомобильный аккумулятор на 12 В или бытовая электросеть 220 В или 380 В.

На схеме измерения также видно, как обозначается амперметр на электрических схемах. Это прописная буква А обведенная окружностью.

Приступая к измерению силы тока в цепи необходимо, как и при любых других измерениях, подготовить прибор, то есть установить переключатели в положение измерения тока с учетом рода его, постоянного или переменного. Если не известна ожидаемая величина тока, то переключатель устанавливается в положение измерения тока максимальной величины.

Как измерять потребляемый ток электроприбором

Для удобства и безопасности работ по измерению потребляемого тока электроприборами необходимо сделать специальный удлинитель с двумя розетками. По внешнему виду самодельный удлинитель ничем не отличается от обыкновенного удлинителя.

Но если снять крышки с розеток, то не трудно заметить, что их выводы соединены не параллельно, как во всех удлинителях, а последовательно.

Как видно на фотографии сетевое напряжение подается на нижние клеммы розеток, а верхние выводы соединены между собой перемычкой из провода с желтой изоляцией.

Все подготовлено для измерения. Вставляете в любую из розеток вилку электроприбора, а в другую розетку, щупы амперметра. Перед измерениями, необходимо переключатели прибора установить в соответствии с видом тока (переменный или постоянный) и на максимальный предел измерения.

Как видно по показаниям амперметра, потребляемый ток прибора составил 0,25 А. Если шкала прибора не позволяет снимать прямой отсчет, как в моем случае, то необходимо выполнить расчет результатов, что очень неудобно. Так как выбран предел измерения амперметра 0,5 А, то чтобы узнать цену деления, нужно 0,5 А разделить на число делений на шкале. Для данного амперметра получается 0,5/100=0,005 А. Стрелка отклонилась на 50 делений. Значит нужно теперь 0,005×50=0,25 А.

Как видите, со стрелочных приборов снимать показания величины тока неудобно и можно легко допустить ошибку. Гораздо удобнее пользоваться цифровыми приборами, например мультиметром M890G.

На фотографии представлен универсальный мультиметр, включенный в режим измерения переменного тока на предел 10 А. Измеренный ток, потребляемый электроприбором составил 5,1 А при напряжении питания 220 В. Следовательно прибор потребляет мощность 1122 Вт.

У мультиметра предусмотрено два сектора для измерения тока, обозначенные буквами А– для постоянного тока и А~ для измерения переменного. Поэтому перед началом измерений нужно определить вид тока, оценить его величину и установить указатель переключателя в соответствующее положение.

Розетка мультиметра с надписью COM является общей для всех видов измерений. Розетки, обозначенные mA и 10А предназначены только для подключения щупа при измерении силы тока. При измеряемом токе менее 200 мA штекер щупа вставляется в розетку mA, а при токе величиной до 10 А в розетку 10А.

Внимание, если производить измерение тока, многократно превышающего 200 мА при нахождении вилки щупа в розетке mA, то мультиметр можно вывести из строя.

Если величина измеряемого тока не известна, то измерения нужно начинать, установив предел измерения 10 А. Если ток будет менее 200 мА, то тогда уже переключить прибор в соответствующее положение. Переключение режимов измерения мультиметра допустимо делать только обесточив измеряемую цепь.

Расчет мощности электроприбора по потребляемому току

Зная величину тока, можно определить потребляемую мощность любого потребителя электрической энергии, будь то лампочка в автомобиле или кондиционер в квартире. Достаточно воспользоваться простым законом физики, который установили одновременно два ученых физика, независимо друг от друга. В 1841 году Джеймс Джоуль, а в 1842 году Эмиль Ленц. Этот закон и назвали в их честь – Закон Джоуля – Ленца.

где
P – мощность, измеряется в ваттах и обозначается Вт;
U – напряжение, измеряется в вольтах и обозначается буквой В;
I – сила тока, измеряется в амперах и обозначается буквой А.

Рассмотрим, как посчитать потребляемую мощность на примере:
Вы измеряли ток потребления лампочки фары автомобиля, который составил 5 А, напряжение бортовой сети составляет 12 В. Значит, чтобы найти потребляемую мощность лампочкой нужно напряжение умножить на ток. P=12 В×5 А=60 Вт. Потребляемая лампочкой мощность составила 60 Вт.

Вам надо определить потребляемую мощность стиральной машины. Вы измеряли потребляемый ток, который составил 10 А, следовательно, мощность составит: 220 В×10 А=2,2 кВт. Как видите все очень просто.

Как измерить силу тока мультиметром?

Хороший хозяин должен позаботиться о том, чтобы неполадки в электросети дома были заранее выявлены и ликвидированы ещё до конечной поломки. В этом может помочь мультиметр, позволяющий проводить тестирование бытовой техники и освещения.

Помимо этого, с помощью прибора легко определяется напряжение, уточняются показатели диодных транзисторов. Существует достаточное количество мультиметров различного вида. Они отличаются по точности и функциональности.

Особенности

Для начала изучите инструкцию о порядке выполнения действий мультиметром. Предварительно потренируйтесь на батарейке, которая имеет слабый питательный элемент. Если у вас небольшой опыт использования прибора, то старайтесь строго соблюдать инструкцию, изучив все возможности мультиметра.

Стоит также отметить, что при измерении силы тока нужно соединить щупы в последовательном порядке согласно допустимой нагрузке. Измеряя же две величины, соединить параллельно.

Мультиметр измеряет силу электрического тока в амперах. Ещё в школе нам объясняли, что электрические токи являются направленными движениями заряженных частиц по проводникам. Возникают они с электродвижущими силами, появляющимися вследствие разницы полюсных напряжений на активированном источнике питания.

Проще говоря, сила тока демонстрирует количественную составляющую тех самых частиц с зарядом, которые проходят через определённый схематический элемент в конкретную единицу времени.

На показатель величины силы тока оказывают влияние несколько параметров.

  • Связанное прямой пропорциональностью напряжение. Увеличение силы напряжения провоцирует увеличение силы тока.
  • Оказывающее противоположное воздействие сопротивление. Возрастая, оно снижает силу тока.

В независимости от общего количества гнёзд мультиметра, каждый из приборов может иметь несколько типов выходов, обозначающихся различными оттенками.

Общий массовый выход окрашивают в тёмный цвет, обозначают «-» или «com». Измерительный потенциальный выход окрашивается красным цветом. Каждый параметр измерения может иметь своё входное гнездо. Не бойтесь запутаться с гнёздами, так как каждое обозначается соответствующими единицами.

Ещё один элемент – это использующаяся для установления пределов измерения рукоятка мультиметра. Она может поворачиваться вокруг своей оси. Цифровые мультиметры имеют значительно большие предельные значения, чем аналоговые. Помимо этого, в цифровой вариант прибора включаются специальный перечень опций, таких как сигналы со звуком и прочее.

Любой прибор для измерения рассчитан на свой предел максимума, поэтому выбирая электросети для теста, силу тока, необходимо проверить, стоит сравнить её мощность с пределами, на которые рассчитан прибор.

Таким образом, проходящая в электроцепи токовая сила, равная 180 А, не может измеряться с использованием мультиметра с пределом максимума 20 А. Итогом такого тестирования станет неисправность мультиметра от сгорания прибора. Ознакомится с максимальными предельными возможностями устройства можно, заглянув в паспортные данные мультиметра или поискав показатели на корпусной основе самого устройства.

Максимальную популярность завоевали мультиметры с цифровым дисплеем, на котором демонстрируются показания в точных выражениях. Научиться использовать такой прибор достаточно легко. Стоимость большинства моделей крайне доступная, что позволяет подобным мультиметрам стойко удерживаться в домашнем инструментальном наборе.

Цифровой мультиметр

Самым удобным можно назвать мультиметр, в котором достаточно просто установить конкретный измерительный режим. Диапазон допуска дополнительно указывать не надо, так как устройство само подстраивается под показатели цепи, проводит замеры и выдаёт необходимый результат.

На представленном ниже изображении в первой позиции показана рукоятка, имеющая несколько положений, демонстрирующих напряжение переменное и постоянное. Первое обозначается V AC (значок ~), последнее DC (—), в диапазоне вольт и милливольт. Аналогичной является и сила тока А, не имеющая разделения на токовые типы, но имеющая градацию в амперах и миллиамперах.

Помимо этого, обязательной является функция замеров сопротивлений и цепных прозвонов.

Внизу располагается несколько гнёзд, использующихся для активизации проводов измерения. Обозначенное второй позицией СОМ гнездо используется для главного провода чёрного цвета. Третья позиция показывает гнездо для проведения основных измерений с использованием красного шнура. Ниже указаны допустимые пределы измерения напряжения и тока. Четвёртое гнездо, обозначающееся на изображение 4 позицией, используют для замера в амперах токовой силы, с максимальным пределом не больше 10 А. Все показания появляются на дисплее с цифровой графикой, который обозначена 5 позицией.

Мультитестер с указанием диапазона измерения более распространён, прежде всего из-за того, что стоит значительно дешевле.

Используя мультиметр, необходимо указывать и режим работы, и токи переменные, постоянные. В этом же секторе устанавливается переключатель в необходимом измерительном диапазоне, выраженном в мА, µА и А. На показанном примере продемонстрировано 4 гнездовые подключения. Два из них для красных проводов, измеряющие до 200 мА и до 10 А. Напряжение, сопротивление, ёмкость и другие показатели измеряются при помощи отдельного гнезда.

Подготовительный этап

Перед началом работы переключите мультиметр в сектор А, соответствующий измерению тока, выбирая нужный предел. Для тока постоянного используется обозначение DA, а для переменного – CA. Правда, некоторые сегодняшние приборы для измерения постоянных токов могут иметь одно положение, а для переменных другое.

Для того чтобы не совершить ошибку, ориентируйтесь на литеры, имеющиеся на лицевой стороне панели. Они не отличаются на разных приборах, однако, стоит понимать показания конкретной величины обозначения каждой из них.

Описание процесса

Для того чтобы измерить силу тока мультиметром, необходим подключить его к разрыву электроцепи. Именно в этом заключается различие от замера напряжений, путём присоединения тестера параллельно к цепи. Таким образом, измерительный аппарат станет цепной частью, через которую будет проходить ток. Всем известно, что ток в любом месте цельной цепи постоянен. Иными словами, сколько тока «попало», столько должно потом и «пропасть». Значит, место подключения аппарата сильного значения иметь не будет.

Воткнутый в СОМ щуп чёрного цвета трогать не нужно, красный же следует перенести в гнёзда mA, xA. В последнем «х» обозначает потребление силы тока, которую сможет измерить аппарат. В зависимости от значения силы, которую вы хотите замерить, следует подключение щупа красного цвета. Если вам неизвестно, количество тока, которое будет протекать внутри цепи, то следует подключиться к хА.

Для измерения переменного напряжения утечки сил тока необходимо установить вращающуюся рукоятку на знак измерения токовой силы переменного напряжения «А~». Далее по вышеописанной схеме выполняется замер. Стрелка шкалы аналогового аппарата отображает величины показателей тока, проходящего через прибор. Светодиодный аппарат показывает количество тока на дисплее.

Если отсоединить одно гнездо радиоэлемента с помощью паяльника, то получится оборвать цепочку. В экстренных случаях следует перекусить провода с помощью кусачек или пассатижей.

Данной проблемы не будет при измерении тока в батарейке или аккумуляторе, так как сама цепь предельно простая.

Измеряем утечку тока в авто

Любая машина имеет своё минимальное количество утечки тока, которое варьируется, в амперах, от 0,01 до 0,08. Для начала стоит разобраться с причинами утечки тока в автомобиле. Одной из них может быть то, что владелец просто забыл выключить световые приборы, например.

Существуют автомобили, в которые встроена дурная заводская задумка. Таковой можно считать стекольный обогрев, который ведёт свою цепочку питания, минуя замок зажигания. Не забываем про детей, которые так любят посидеть на водительском сиденье, покрутив различные рычаги приборов.

Второй глобальной причиной может быть неправильное подключение. Так, в период глобального интереса автолюбителей к музыке и магнитолам заряд батареи таял на глазах. Происходило это потому, что установщики не умели правильно подключать приборы. Один проводок зажигания, пропущенный через замок зажигания, делал своё дело. Если вам установили противоугонную систему, а наутро вы обнаружили пустой аккумулятор, то и гадать нечего.

Ещё советуем не оставлять регистраторы, радары и прочие приборы в прикуривателях и розетках. Не все машины обеспечивают их при неработающем зажигании.

Для того чтобы определить утечку тока, необходимо выполнить некоторые действия. Итак, открыв капот, открутите клемму с минусом от аккумулятора. Далее, сняв её, устанавливайте мультиметр в режим ампеража. В разрыв промеж клеммой и контактом АКБ поместите щуп. На табло появляются цифры, которые отражают величину утечки. Если вы видите показания в мА, то можете быть спокойны. Если же измерения представлены в амперах, то поспешите принять определённые меры.

Меры безопасности

Не забудьте обесточить сеть электроэнергии перед тем, как начать проводить замеры мультиметром. Перестраховываясь, проверьте кабельную изоляцию, так как продолжительная эксплуатация нарушает её целость. Из-за этого появляется возможность пораниться электротоком. При работе используйте резиновые перчатки.

В следующем видео вы узнаете, как измерить силу тока в розетке.

Как измерить силу электрического тока в цепи: 3 способа

В процессе эксплуатации различного оборудования возникает  необходимость проверки основных электрических параметров его работы. Это нужно как для проверки определенных характеристик, так и для ремонтных работ. Одним из наиболее сложных и опасных измерений является определение величины токовой нагрузки. Поэтому для всех начинающих электриков будет актуально узнать, как измерить силу электрического тока в цепи правильно и безопасно.

Используемые приборы

Измерить силу тока можно различными способами, однако далеко не все из них применимы в повседневной жизни. К примеру, различные измерительные трансформаторы, подключаемые в  цепь, крайне неудобно переносить по дому и даже хранить на полке в гараже. Поэтому актуальными средствами измерительной техники являются амперметры, мультиметры и клещи. Далее рассмотрим детально особенности работы и применения каждого из них. 

Амперметр

Это один из наиболее простых измерительных приборов, который реагирует на изменение токовой нагрузки.  С электротехнической точки зрения амперметр представляет собой нулевой или бесконечно малое сопротивление. Поэтому в случае приложения напряжения только к прибору, в нем возникнет ток короткого замыкания, из-за чего амперметр включается в цепь последовательно замеряемой нагрузке. Для наглядности стоит пояснить, что измерить силу тока в розетке нельзя, так как без нагрузки (в случае разомкнутой цепи) ток в ней не протекает, на контактах розетки присутствует только напряжение, поэтому подключение амперметра напрямую приведет к замыканию.

Под электрическим током подразумевается направленное движение заряженных частиц, которое проходит через поперечное сечение проводника  за определенную единицу времени. Поэтому запомните, что токовая нагрузка возникает лишь от включения бытового электроприбора к источнику питания. Включение амперметра отдельно к точке электроснабжения или отдельно к рабочему двухполюснику никоим образом не даст информации о силе тока. Если рассмотреть пример на схеме, то чтобы замерить амперы вы должны включить прибор в линию последовательно к объекту измерения:

Рис. 1. Пример подключения амперметра

Как видите, основная сложность заключается в том, что процесс измерения происходит непосредственно в момент протекания электрической энергии, соответственно, велика вероятность поражения электрическим током в случае нарушения технологии.

Чтобы избежать плачевных последствий, необходимо соблюдать такие правила:

  • Подключение производится только при отсутствии напряжения;
  • Измерительные провода должны быть заизолированы, а места подключения удалены от человека, при необходимости исключена возможность прикосновения к ним;
  • Выведение амперметра из цепи измерения тока также выполняется при снятом напряжении.

Так как амперметр является узконаправленным прибором для измерения силы тока, его редко кто хранит у себя дома. Поэтому если вы хотите приобрести приспособление, куда выгоднее обзавестись мультиметром, который обладает значительно более широким функционалом.

Мультиметр

Этот прибор также называют тестером, Ц-эшкой, поэтому в обиходе можно встретить разные поколения мультиметра. Принцип использования мультиметра в качестве средства для измерения тока в цепи полностью аналогично амперметру, как по схеме включения, так и по предъявляемым мерам предосторожности. Однако следует отметить, что мультиметр мультиметру рознь, поэтому перед включением тестера обязательно посмотрите, подходит ли он, чтобы измерить ток в вашем случае.

Из конструктивных особенностей сразу отметим:

  • Диапазон измерения – выставляется переключателем на определенную величину силы тока. Выбирается таким, чтобы предполагаемая нагрузка его не превышала, но была соизмеримой.
  • Род тока – переменный или постоянный, заметьте, что некоторые модели мультиметров предоставляют возможность измерить только один вариант.
  • Разделение на слаботочные и силовые измерения – такие приборы имеют отдельную шкалу на мА, мкА и отдельную для А. Также в них могут располагаться отдельные разъемы, чтобы подключить щупы.
  • Наличие защиты от перегрузки при подключении измерительных устройств, обозначается отметкой unfused. Которая свидетельствует о наличии предохранителя, способного предотвратить выход со строя мультиметра от протекания чрезмерной силы тока.

По способу отображения информации все мультиметры подразделяются на циферблатные и дисплейные. Первые из них – довольно устаревшая модель, ориентироваться по ним смогут только искушенные электрики, знакомые с основами метрологии. Новичок же может запутаться в показаниях на шкале, цене деления или какими единицами измеряется нагрузка. Поэтому применение цифрового прибора куда проще и удобнее, на дисплее отображается конкретное число.

Токоизмерительные клещи

Это наиболее удобный прибор, так как чтобы измерить силу тока токоизмерительными клещами, нет нужды разрывать цепь. Конструктивно клещи представляют собой разъемный магнитопровод,  в который и помещается проводник, на котором вы хотите померить силу тока. Токоизмерительные клещи имеют схожесть с тем же мультиметром, а в более продвинутых моделях вы встретите такой же переключатель с функцией определения мощности, напряжения, сопротивления, силы тока и разъемы для подключения щупов.

Как измерить силу тока в цепи

Для измерения электрического тока в цепи куда удобнее использовать современные устройства – мультиметры или клещи, особенно для одноразовых операций. А вот стационарный амперметр подойдет для тех ситуаций, когда вы планируете постоянно контролировать силу тока, к примеру, для контроля заряда батарейки или аккумулятора в автомобиле.

Постоянного тока

Разрыв электрической цепи организовывается до начала измерений при отключенном напряжении. Даже в низковольтных цепях вы можете вызвать замыкание батарейки, которое моментально приведет к потере электрического заряда. Далее рассмотрим пример измерения в цепи постоянного тока с помощью мультиметра, для этого:

Рис. 2. Использование мультиметра для измерения постоянного тока
  • подключите щупы к соответствующим вводам в тестер – черный в COM, красный в разъем с пометкой mA, A или 10A, в зависимости от устройства;
  • при помощи «крокодилов» соедините щупы тестера с цепью измерения последовательно;
  • установите переключателем нужный род тока и предел измерений;
  • можете подключить нагрузку и произвести измерения, на дисплее мультиметра отобразится искомое значение.

Но заметьте, подключать мультиметр следует на короткий промежуток времени, так как он может перегреться и выйти со строя.

Переменного тока

Цепь переменного напряжения может измеряться как мультиметром, так и токоизмерительными клещами. Но, в связи с опасностью переменного бытового напряжения для жизни человека, эту процедуру целесообразнее выполнять клещами без измерительных щупов и без разрыва цепи.

Рис. 3. Использование клещей для измерения переменного тока

Для этого вам нужно:

  • переключить ручку в положение переменных токов на нужную позицию нагрузки, если она изначально неизвестна, то сразу выбирают максимальный диапазон;
  • нажать боковую скобу, которая разомкнет клещи;
  • поместить внутрь клещей токоведущую жилу и отпустить кнопку.
  • данные измерений отобразятся на дисплее, при необходимости их можно зафиксировать соответствующей кнопкой.

Производить измерения можно как на изолированных, так и на оголенных жилах. Но заметьте, в область обхвата должен попадать только один проводник, сразу в двух измерить не получится.

Реальные примеры измерения тока

Далее рассмотрим несколько вариантов того, как подключить измерительный прибор в бытовых нуждах. При замерах батареек вам необходимо один щуп приложить к контакту батарейки, а второй к контакту нагрузки, второй контакт нагрузки подключается к свободной клемме батарейки.

Рис. 4. Измерение силы тока в цепи батарейки

Если вы хотите проверить токовую нагрузку в обмотках трехфазного электродвигателя, измерительный прибор подключается поочередно в каждую фазу или если у вас есть три амперметра,  можете использовать их одновременно. Для этого щупы подключаются одним концом к выводам обмоток в борно, а вторым, к питающему проводу соответствующей фазы.

Рис. 5. Измерение силы тока в цепи электродвигателя

Способы на видео

Как измерить ток в розетке мультиметром

Причин, которые побуждают людей измерять ток в розетке мультиметром, судя даже по моему опыту, довольно много.

Кто-то хочет узнать насколько соответствует действительности указанная на механизме розетки сила тока 6А, 10А или 16А, кого-то больше интересует хватит ли в ней тока для подключения какого-то определенного прибора, а кто-то просто исследует возможности цифрового мультиметра, пробуя вся его режимы работы подряд.

Но как вы уже поняли, измерять ток в розетке мультиметром нельзя, более того, очень опасно.

Если вы читали статью «Сколько ампер в розетке», вы уже знаете, что ток в розетке может быть абсолютно любым, в зависимости от характеристик подключаемого к ней электропотребителя и ограничен лишь возможностями материалов розетки и надежностью её токопроводящих контактов.

В розетке, к которой ничего не подключено, тока нет, ведь он возникает лишь в электрической цепи.

Чтобы померить ток, который измеряется в амперах, щупы мультиметра подключаются в разрыв сети, более подробно об этом вы сможете узнать из нашей статьи «Как пользоваться мультиметром». В случае с бытовой розеткой 220В цепи нет и неосторожные, неопытные мастера, помещают щупы к фазному и нулевому разъемам розетки, надеясь увидеть как получится ток, что же в этом случае происходит и как правильно измерятьсилу тока читайте дальше.

А так как мультиметр в режиме амперметра (измерения тока), подключается в разрыв электрической цепи, он становится её неотъемлемым элементом и если при этом он будет иметь серьезное сопротивление, как например при измерении напряжения, то показания будут неточными, соответственно, при измерении тока мультиметр не задействует внутреннее сопротивление. Тестер во время замеров, в общей электрической схеме, становится лишь проводником, оказывая влияние на общий ток системы не больше, чем просто дополнительный кусок провода.

Теперь смотрите, когда вы пытаетесь измерить ток в розетке, пуская его через мультиметр, поместив щупы в гнезда механизма, он не испытывает никакого сопротивления и происходит банальное короткое замыкание. Это равносильно тому, если вы просто соедините между собой фазный и нулевой проводники.

Величина же силы тока, которая зачастую указывается на механизмах розеток – всего лишь максимальный ток, на который она рассчитана. Другими словами, к такой розетке нельзя подключать оборудование, при работе которого через розетку проходит ток больший, чем эта величина, для розетки, которую вы можете видеть на изображении ниже, это 16А.

Если же вы начнете измерять ток самой розетки мультиметром, никаких значений на экране тестера вы заметить не успеете, а вот искры и яркую вспышку в одном из элементов цепи наверняка да.

И еще, если вы внимательно изучите режимы работы стандартного цифрового мультиметра заметите, что они редко умеют измерять переменный ток, чаще только постоянный до 10А.

Как измерить ток мультиметром

 

Если же вы счастливый владелец цифрового тестера, с режимом определения переменного тока, то для его замеров действовать необходимо следующим образом:

В первую очередь потребуется какой-то потребитель, например, настольная лампа, далее собирается следующая схема:

1. В первую очередь отключаем в электрическом щите питание с той розетки, где планируем проводить замеры, выключив соответствующий автомат. Обязательно убедитесь затем в отсутствии напряжения в этой розетке.

2. Затем один контакт электрической вилки настольно лампы подключается, например, к фазному проводнику в розетке. Проще всего это сделать через клеммник, сняв механизм розетки, подключив напрямую к проводу.

3. На цифровом мультиметре выставляется режим измерения переменного тока, как всегда, если вы не знаете какие будут показания, выбирается максимальный предел, в нашем случае 10А. При этом, красный щуп вставляется в разъем 10А на мультиметре, черный же в разъем com.

4. Один из щупов, так же через клеммник, подключается к свободному штырьку электрической вилки, другой к оставшемуся проводу розетки – нулю.

5. Теперь можно включать электрический автомат и выключатель настольной лампы.

6. В зависимости от установленной лампы, её типа, потребляемой мощности, показатели будут разными.

Так, напимер, для обычной лампы накаливания мощностью 100 Вт, показатель тока будет равно примерно 0,5А.

Это можно достаточно просто рассчитать по классической формуле электротехники, согласно которой мощность = ток * напряжение или Р=I*U,  значит I=P/U или  ток=100 Вт / 220 В=0, 45А

При измерении постоянного тока последовтельность действий точно такая же, как при измерении переменного, только выбирается соответствующий режим измерения и нужный предел.

И еще раз повторю, не измеряйте ток в розетке мультиметром, его там нет.

Если же хотите знать, какие еще полезные функции есть у мультиметра и как их применять в быту и не только это, подписывайтесь на нашу группу вконтакте, следите за выходом новых материалов! Кроме того обязательно оставляйте свои комментарии, вопросы, критику в комментариях к статье!

Как точно измерить ток и потребление энергии

У универсального испытательного оборудования могут возникнуть проблемы с измерением малых токов, особенно если они случаются только на короткое время. Новые специализированные инструменты имеют большое значение для решения этой проблемы.

Мэтт Либерти | Jetperch LLC
Прямое измерение тока затруднено. Обычно нецелесообразно подсчитывать отдельные электроны, поэтому два основных метода измерения тока фактически измеряют «побочные эффекты» тока.В первом методе используется тот факт, что движущиеся заряженные частицы создают магнитное поле (закон Ампера). Второй метод использует тот факт, что заряженные частицы, движущиеся через сопротивление, создают напряжение (закон Ома). Оба эти метода можно вывести из уравнений Максвелла.

Тот факт, что ток создает магнитное поле, был впервые обнаружен Эрстедом в 1820 году с помощью компаса. Позже этот метод был переработан в современный гальванометр. Большинство современных гальванометров имеют постоянный магнит и вращающуюся катушку с проволокой.В типичном гальванометре типа Д’Арсонваля / Вестона ток, протекающий через катушку, толкает к постоянному магниту или от него. Магнитному полю катушки противодействует постоянный магнит, который заставляет катушку вращаться, перемещая указатель. Если вы когда-нибудь видели аналоговые мультиметры или старинное стереооборудование, вы, вероятно, видели гальванометр.

Магнитное поле, вызванное протеканием тока, также можно измерить с помощью датчиков Холла. При изменении магнитных полей, вызванных переменным током, можно использовать индуктивность сенсорной катушки, которая будет измерять скорость изменения тока катушки, которая затем может быть обработана для получения значения для потока переменного тока.

Следует отметить, что при использовании всех этих методов становится труднее измерить магнитное поле с достаточной точностью, поскольку ток становится меньше (менее 1 мА).

Это подводит нас к шунтирующим резисторам. Резистор, помещенный на пути тока, создает напряжение в соответствии с законом Ома: В = I × R , или I = В / R при расчете для тока. Если сопротивление известно и мы измеряем напряжение на резисторе, мы можем вычислить ток.Резисторы, используемые для измерения тока, называются шунтирующими резисторами. В большинстве современных амперметров и цифровых мультиметров для измерения тока используются шунтирующие резисторы. Лучшее в этом подходе - то, что мы можем выбрать номинал шунтирующего резистора, который дает нам подходящий диапазон напряжений!

Шунтирующий резистор также называют «резистором считывания тока» или просто «резистором считывания». По своей конструкции шунтирующие резисторы вызывают падение напряжения, также называемое нагрузочным напряжением или вносимыми потерями. Если это напряжение слишком велико, это влияет на нагрузку.Дополнительное сопротивление также изменяет импеданс источника, видимый нагрузкой, что может привести к тому, что некоторые цепи нагрузки будут вести себя иначе. В идеале сопротивление шунта должно быть настолько маленьким, чтобы оно не влияло на целевую цепь. На практике сопротивление шунта должно создавать измеримое напряжение.

Трудно измерить большой диапазон тока с помощью одного шунтирующего резистора. Вольтметр имеет фиксированный диапазон. Чтобы расширить диапазон, в большинстве амперметров используется несколько шунтирующих резисторов, каждый с разным сопротивлением.Однако, если ток изменяется со временем, слишком большой шунтирующий резистор может вызвать чрезмерное падение напряжения, которое влияет на поведение целевой цепи. Если шунтирующий резистор слишком мал, он не может точно измерить ток.

Мультиметры

обычно измеряют ток с помощью амперметра, включенного в их функции. В наиболее распространенной реализации амперметра токовый шунтирующий резистор устанавливается последовательно с нагрузкой. Мультиметры хорошо подходят для измерения постоянных токов, будь то постоянный ток или «постоянный» среднеквадратичный переменный ток.Мультиметры не могут легко измерить токи, которые быстро меняются или резко меняются с течением времени.

Большинство амперметров, включая мультиметры, имеют существенные ограничения, в том числе:

Напряжение нагрузки : Падение напряжения (также называемое вносимыми потерями) на амперметре, которое приводит к более низкому напряжению, подаваемому на тестируемое устройство.
Ток утечки : величина тока, отведенного через амперметр и не поданного на тестируемое устройство.
Полоса пропускания : Отклик измерения при наличии изменяющегося во времени сигнала. Для целевых устройств, которые используют положительный источник постоянного тока, полоса пропускания связана с изменением нагрузки, представленной целевым устройством.
Динамический диапазон : Разница между минимальным и максимальным токами, используемыми тестируемым устройством.
Обратите внимание на характеристики хорошо известного качественного портативного мультиметра Fluke 87. В спецификации ничего не говорится о токе утечки.Полоса пропускания постоянного тока составляет порядка 1 Гц. Полоса пропускания переменного тока имеет гораздо худшие характеристики (± 1%), а полоса пропускания составляет от 45 Гц до 2 кГц.

Теперь предположим, что мы подключили мультиметр для оценки энергии, потребляемой целевым устройством. Далее предположим, что целевое устройство периодически снимает измерения датчика и сообщает о них по RF. Целевое устройство должно снять измерение с датчика, отправить измерение по радиочастоте, а затем вернуться в спящий режим, что является типичной последовательностью для устройств IoT. В нашем простом примере целевое устройство находится в трех состояниях: радио, активное и спящее.

Для оценки общего энергопотребления энергия отзыва представляет собой интеграл мощности во времени ( P = I × V , E = ∫ P dt). Для постоянной мощности интеграл можно упростить до выражения мощности, умноженной на длительность, E = P × t . Классический способ оценки энергии - сначала измерить продолжительность каждого состояния, часто либо с помощью осциллографа, проверяющего напряжение на фиксированном шунтирующем резисторе, либо с помощью логического анализатора, проверяющего биты, установленные микроконтроллером.Затем вы можете принудительно перевести систему в каждое состояние и напрямую измерить ток с помощью мультиметра.

Предположим, что устройство использует источник питания 3,3 В, и мы обнаружили, что устройство потребляет 200 мА во время своего радиосигнала 50 мс, 50 ​​мА в активном состоянии 100 мс и 1 мкА в состоянии сна, в котором оно проводит остальное время. Мы можем оценить энергию, потребляемую целевым устройством на одно измерение датчика, как:

Энергия = (3,3 В × 200 мА × 0,050 сек) + (3,3 В × 50 мА × 0,100 сек) + (3.3 В × 1 мкА × (интервал измерения - 0,15) с)

Если устройство выполняет одно измерение датчика ежечасно, общая энергия на одно измерение датчика составляет E = 0,033 Дж + 0,165 Дж + 0,0119 Дж

Итак, насколько точна эта оценка? Начнем с первой оценки энергии радиоактивного состояния. Fluke 87 утверждает, что напряжение нагрузки составляет 1,8 мВ / мА в диапазоне 400 мА. Для нашего измерения у нас есть

1,8 мВ / мА × 200 мА = падение на 360 мВ

Из-за падения напряжения на мультиметре цель получает только 2.94 В, а не 3,3 В. Это пониженное напряжение могло вызвать неожиданное поведение, такое как отключение электричества, на цели во время измерения. Если цель содержит преобразователь постоянного тока в постоянный, измеренный ток будет выше, чем в конечном продукте. Мы бы снизили нагрузочное напряжение, установив мультиметр на больший диапазон за счет разрешения.

К счастью, в активном состоянии используется диапазон тока с той же спецификацией напряжения нагрузки, что и для состояния радиосвязи. Если бы в активном состоянии было только 6 мА, а мультиметр был в диапазоне 6 мА, нагрузочное напряжение было бы 0.6 В! Поскольку мультиметр переключает резисторы токового шунта в соответствии с настройкой диапазона тока, уменьшение тока НЕ ​​обязательно снижает нагрузочное напряжение.

Этот мультиметр также не может точно измерить ток в состоянии сна, который составляет 19,4% от общей энергии! При настройке 0,6 мА точность составляет:

± (0,2% × 1 мкА + 4 × 0,1 мкА) = 0,402 мкА

Это составляет 40% ошибки на 19,4% от общего бюджета или 7,7% общей ошибки!

Настольные мультиметры

обычно обеспечивают дополнительное разрешение и точность.Однако характеристики напряжения нагрузки аналогичны и часто находятся в диапазоне 0,7 В для натурных измерений. Вы можете пожертвовать дополнительным разрешением, чтобы обеспечить разумное напряжение нагрузки.

Мультиметр - жизненно важный инструмент, но оператор должен постоянно помнить о нагрузочном напряжении и разрешающей способности. Разработчики должны регулярно выполнять эту утомительную задачу. На практике разработчики, использующие мультиметры для измерения мощности, редко проводят тестирование. Нечастое тестирование позволяет продукту собирать «сюрпризы», которые обнаруживаются только в конце цикла проектирования.

Осциллографы
Осциллографы

измеряют напряжения через равные промежутки времени, часто более миллиона раз в секунду, для построения формы волны напряжения. Затем осциллографы отображают график, показывающий изменения напряжения во времени. Измеряя напряжение на внешнем шунтирующем резисторе, осциллографы могут эффективно отображать изменения тока во времени.

Однако текущие измерения с помощью осциллографа связаны с двумя основными проблемами. Во-первых, метод измерения шунтирующего резистора имеет проблемы динамического диапазона, связанные с шунтирующими резисторами.Осциллографы обычно выбирают скорость для ограниченного динамического диапазона и обычно имеют всего 10 или 12 бит динамического диапазона.

Во-вторых, осциллографы обычно привязаны к заземлению. Осциллограф измеряет разность напряжений между землей и сигналом. Однако нам нужно дифференциальное измерение на шунтирующем резисторе. Добавление шунтирующего сопротивления в путь заземления часто вызывает проблемы с целостностью сигнала. Нам часто нужны шунтирующие резисторы на стороне высокого напряжения для положительного источника питания.Однако, если тестовая цепь также связана с заземлением, мы не сможем использовать стандартный пробник осциллографа для измерения разности напряжений на шунтирующих резисторах. Мы можем либо использовать два пробника осциллографа и использовать функцию математического вычитания, которая вносит дополнительную ошибку измерения, либо мы можем использовать пробники дифференциального осциллографа, которые часто довольно дороги. В любом случае, у нас все еще остается проблема динамического диапазона.

Производители осциллографов

также предоставляют пробники тока, которые обычно представляют собой просто комбинированный шунтирующий резистор и дифференциальный пробник.Эти пробники также позволяют осциллографу получать правильные единицы измерения, поэтому вам не нужно выполнять вычисления по закону Ома каждый раз, когда вы измеряете ток. Однако динамический диапазон по-прежнему ограничен. Осциллографы также имеют токовые клещи, разрешение которых ограничено примерно 1 мА.

Специализированное оборудование

Разнообразное другое оборудование может измерять ток, иногда при подаче или отведении тока. Оборудование этого типа включает электрометры, пикоамперметры и блоки измерения источников (SMU).Эти продукты специально разработаны для устранения некоторых недостатков стандартных мультиметров, и многие из них имеют более низкое напряжение нагрузки и более низкие входные токи смещения. Однако главный недостаток - это стоимость. Эти устройства часто используют несколько более сложных методов измерения амперметра с активной обратной связью.

Недавно выпущенный Joulescope разработан для автоматической обработки широких диапазонов тока и быстрых изменений энергопотребления, позволяя при этом целевому устройству работать нормально. Этот прибор отображает данные через подключение к ПК и точно измеряет электрический ток более девяти порядков величины от ампер до наноампер.Этот широкий диапазон позволяет проводить точное и точное измерение тока для современных устройств, в которых режимы сна часто составляют всего наноампер (нА) или микроампер (мкА). Joulescope также имеет полное падение напряжения 25 мВ при 1 А., что позволяет целевому устройству работать правильно. Некоторое оборудование для измерения тока автоматически и мгновенно выбирает шунтирующий резистор, чтобы поддерживать напряжение в допустимом диапазоне. Такой подход позволяет поддерживать максимальное напряжение нагрузки, а также точно измерять ток. До недавнего времени этот тип оборудования с динамическим переключением был либо слишком медленным (вводилось слишком большое динамическое напряжение нагрузки), либо был дорогим.

Расширенное отображение формы волны тока Arduino при включении, вверху, раскрывающее детали последовательности включения. Нижний дисплей отображает представление о потребляемом токе Arduino, которое включает в себя максимальный и минимальный измеренный ток (красные линии) и средний ток (желтая линия). Оба дисплея были созданы с помощью Joulescope, в котором для точного измерения тока используются переключаемые токовые резисторы. У этого подхода есть два недостатка, но их можно устранить. Первый недостаток - время переключения шунтирующего резистора, особенно когда ток превышает диапазон значений токового шунтирующего резистора.Если значение резистора не переключается достаточно быстро, напряжение нагрузки становится чрезмерным и влияет на целевое устройство.

Требуемое время переключения можно рассчитать. Упрощенное уравнение, подходящее для многих практических приложений:

т = C × Δ V / Δ I

где t = время переключения резистора, сек; C = емкость системы, Ф; Δ В = величина допустимого изменения напряжения, В; и Δ I = изменение тока через резистор.Например, предположим, что целевая система потребляет 3,3 В и может выдерживать временное падение напряжения на 3% при изменении тока на 1 А. Если система имеет емкость 10 мкФ, необходимое время переключения шунтирующего резистора составляет:

10 мкФ × 3,3 В × 0,03 / 1 A = 1 мкс

Второй недостаток заключается в том, что этот подход обеспечивает переменное сопротивление целевой цепи. Некоторые схемы могут проявлять необычное поведение при изменении полного сопротивления источника питания. Однако мы можем уменьшить эту восприимчивость, добавив развязывающие конденсаторы, которые эффективно снижают входной импеданс на более высоких частотах, представляющих интерес.Для большинства современной электроники уже требуются байпасные конденсаторы, поэтому этот недостаток часто не вызывает беспокойства при измерении тока на целевых устройствах.

Такое специализированное оборудование для измерения тока должно также учитывать шум Джонсона-Найквиста, шум, который генерирует любой резистор. Этот шум, точность измерения напряжения и полоса пропускания являются критическими факторами проектирования.

Примером специализированного оборудования для измерения тока, использующего этот подход, является Joulescope. Он переключает шунтирующие резисторы примерно за 1 мкс при выходе за пределы диапазона, чтобы целевое устройство работало правильно.Он поддерживает максимальное нагрузочное напряжение 20 мВ на шунтирующем резисторе для любого тока до 2 А. Joulescope электрически изолирован, чтобы избежать проблем с заземлением и контуром заземления.

Помимо амперметра, Joulescope одновременно измеряет напряжение, поэтому он может вычислять мощность ( P = I × В ) и энергию
( E = ∫ P dt).

Как измерить электрическую мощность

Основы измерения мощности

Измерение мощности постоянного тока относительно просто, поскольку уравнение просто ватт = вольт x ампер.Для измерения мощности переменного тока коэффициент мощности (PF) представляет сложность, поскольку ватт = вольт x ампер x коэффициент мощности. Это измерение мощности переменного тока называется активной мощностью, истинной мощностью или реальной мощностью. В системах переменного тока умножение вольт на ампер = вольт-ампер, также называемый полной мощностью.

Потребляемая мощность измеряется путем ее расчета во времени с использованием как минимум одного полного цикла. Используя методы оцифровки, мгновенное напряжение умножается на мгновенный ток, затем накапливается и интегрируется за определенный период времени, чтобы обеспечить измерение.Этот метод обеспечивает точное измерение мощности и истинное среднеквадратичное значение для любой формы сигнала, синусоидального или искаженного, включая содержание гармоник вплоть до полосы пропускания прибора.

Измерение однофазной и трехфазной мощности

Преобразование Блонделя утверждает, что общая мощность измеряется на один ваттметр меньше, чем количество проводов в системе. Таким образом, для однофазной двухпроводной системы потребуется один ваттметр, для однофазной трехпроводной системы потребуется два ваттметра (Рисунок 1), для трехфазной трехпроводной системы потребуется два ваттметра и один трехфазная, четырехпроводная система потребует три ваттметра.

Рис. 1. Метод двух ваттметров позволяет измерять мощность через прямое подключение к системе 3P3W. Pt = P1 + P2

В этом контексте ваттметр - это устройство, которое измеряет мощность с использованием одного входа тока и одного входа напряжения. Многие анализаторы мощности и DSO имеют несколько входных пар ток / напряжение, способных измерять ватт, фактически действуя как несколько ваттметров в одном приборе.Таким образом, можно измерить трехфазную 4-проводную мощность с помощью одного правильно подобранного анализатора мощности.

В однофазной двухпроводной системе (рис. 2) напряжение и ток, измеряемые ваттметром, равны полной мощности, рассеиваемой нагрузкой. Напряжение измеряется между двумя проводами, а ток измеряется в проводе, подающем питание на нагрузку, часто называемом горячим проводом. Напряжение обычно можно измерить непосредственно анализатором мощности до 1000 В RMS. Более высокие напряжения потребуют использования ТН (трансформатора напряжения) в системе переменного тока для понижения напряжения до уровня, который может быть измерен прибором.Как правило, токи могут быть измерены непосредственно анализатором мощности до 50 А, в зависимости от прибора. Более высокие токи потребуют использования трансформатора тока (трансформатор тока) в системе переменного тока. Существуют разные типы CT. Некоторые размещаются прямо в линию. В других есть окно, через которое проходит токоведущий кабель. Третий вид - зажимной. Для постоянного тока обычно используется шунт. Шунт помещается в линию, и прибор измеряет низкий уровень сигнала в милливольтах.

Рисунок 2.Однофазная двухпроводная система использует трансформатор тока и трансформатор напряжения.

В однофазной трехпроводной системе (рис. 3) полная мощность представляет собой алгебраическую сумму двух показаний ваттметра. Каждый ваттметр подключен от одного из проводов под напряжением к нейтрали, и ток измеряется в каждом проводе под напряжением. Общая мощность рассчитывается как Pt = P1 + P2.

Рисунок 3. Два ваттметра подключаются к однофазной трехпроводной системе (1P3W).

В трехфазной четырехпроводной системе (рис. 4) каждый из трех ваттметров измеряет напряжение от горячего провода до нейтрали, а каждый ваттметр измеряет ток в одном из трех горячих проводов.Полная мощность для трех фаз - это алгебраическая сумма трех измерений ваттметра, поскольку каждый измеритель, по сути, измеряет одну фазу трехфазной системы. Pt = P1 + P2 + P3

Рис. 4. В этой трехфазной четырехпроводной системе используются три ваттметра.

В трехфазной трехпроводной системе (рис. 5) два ваттметра измеряют фазный ток в любых двух из трех проводов.Каждый ваттметр измеряет линейное напряжение между двумя из трех линий электропитания. В этой конфигурации общая мощность в ваттах точно измеряется алгебраической суммой двух значений ваттметра. Pt = P1 + P2. Это верно, если система сбалансирована или несбалансирована.

Если нагрузка несимметрична, то есть фазные токи разные, общая мощность будет правильной, но общая ВА и коэффициент мощности могут быть ошибочными. Однако анализаторы мощности могут иметь специальную схему подключения 3V3A для обеспечения точных измерений в трехфазных, трехпроводных системах со сбалансированной или несимметричной нагрузкой.Этот метод использует три ваттметра для контроля всех трех фаз. Один ваттметр измеряет напряжение между фазами R и T, второй ваттметр измеряет напряжение между фазами S и T, а третий ваттметр измеряет напряжение между фазами R и S. Фазные токи измеряются каждым ваттметром. Метод двух ваттметров все еще используется для расчета полной мощности. Pt = P1 + P2. Однако общая VA рассчитывается как (√3 / 3) (VA1 + VA2 + VA3). Все три напряжения и тока используются для точных измерений и расчетов несимметричной нагрузки.

Рис. 5. Трехфазная трехпроводная система использует метод трех ваттметров для достижения точных измерений при несимметричной нагрузке.

Измерение коэффициента мощности

Коэффициент мощности необходимо часто измерять, и это значение должно поддерживаться как можно ближе к единице (1,0)
В системе электроснабжения нагрузка с низким коэффициентом мощности потребляет больше тока, чем нагрузка с высоким коэффициентом мощности для такое же количество передаваемой полезной мощности.Более высокие токи увеличивают потери энергии в системе распределения и требуют более крупных проводов и другого оборудования. Из-за затрат на более крупное оборудование и потери энергии электрические компании обычно взимают более высокую плату с промышленных или коммерческих потребителей, демонстрирующих низкий коэффициент мощности.

На рис. 6 показано текущее запаздывание напряжения на 44,77 °, что дает коэффициент мощности 0,70995. Полная мощность S1 составляла 120,223 ВА. Однако реальная мощность, или реальная мощность, P1 составляла всего 85,352 Вт.

Рисунок 6. Экран анализатора мощности показывает разность фаз между напряжением и током.

Если энергопотребляющие устройства имеют хорошие коэффициенты мощности, то и вся энергосистема тоже будет, и наоборот. Когда коэффициент мощности падает, часто приходится использовать устройства коррекции коэффициента мощности, что требует значительных затрат. Эти устройства обычно представляют собой конденсаторы, поскольку большая часть потребляющих мощность нагрузок является индуктивной.

Ток отстает от напряжения в катушке индуктивности; это известно как запаздывающий коэффициент мощности.Ток приводит к напряжению в конденсаторе; это известно как ведущий коэффициент мощности. Двигатель переменного тока является примером индуктивной нагрузки, а компактная люминесцентная лампа - примером емкостной нагрузки.

Для определения общего коэффициента мощности в трехфазной 4-проводной системе требуются три ваттметра. Каждый измеритель измеряет ватты, а также измерения в вольтах и ​​амперах. Коэффициент мощности рассчитывается путем деления общей мощности каждого счетчика на общее количество вольт-ампер.

В трехфазной трехпроводной системе коэффициент мощности следует измерять с использованием метода трех ваттметров вместо метода двух ваттметров, если нагрузка несимметрична, то есть если фазные токи разные.Поскольку метод двух ваттметров позволяет выполнять измерения только для двух ампер, любые различия в показаниях усилителя на третьей фазе вызовут неточности.

Измерение мощности бытовой техники

Типичным приложением для измерения мощности является резервное питание для бытовых приборов, основанных на стандартах Energy Star или IEC62301. Оба стандарта определяют требуемую точность мощности, разрешение и другие параметры измерения мощности, такие как гармоники. В стандарте IEC62301 есть еще 25 стандартов, которые определяют конкретные параметры испытаний для различных устройств.Например, IEC60436 определяет методы измерения производительности электрических посудомоечных машин.

Режим ожидания определяется как режим с наименьшим энергопотреблением, который не может быть отключен пользователем и который может сохраняться в течение неопределенного времени, когда приложение подключено к основному источнику электроэнергии и используется в соответствии с инструкциями производителя. Мощность в режиме ожидания - это средняя мощность в режиме ожидания, измеренная в соответствии со стандартом.

Существует три основных метода измерения энергопотребления в режиме ожидания или других подобных приложениях.Если значение мощности стабильно, то можно использовать мгновенные показания прибора в любой момент времени. Если значение мощности нестабильно, возьмите среднее значение показаний прибора с течением времени или измерьте общее потребление энергии. Ватт-часы можно измерить за определенный период времени, а затем разделить на это время.

Измерение общего энергопотребления и деление на время дает наиболее точные значения как при постоянной, так и при колеблющейся мощности, и это метод, обычно используемый при использовании анализаторов мощности нашей компании.Но для измерения общего энергопотребления требуется более сложный инструмент, потому что мощность должна постоянно измеряться и суммироваться.

Инструменты для измерения мощности

Мощность обычно измеряется с помощью цифрового анализатора мощности или цифрового запоминающего осциллографа с встроенным программным обеспечением для анализа мощности. Большинство современных анализаторов мощности полностью электронные и используют дигитайзеры для преобразования аналоговых сигналов в цифровую форму. Анализаторы более высокого уровня используют методы цифровой обработки сигналов для выполнения вычислений, необходимых для определения значений.

DSO для анализа мощности используют специальное микропрограммное обеспечение для выполнения точных измерений мощности. Однако они несколько ограничены, поскольку основаны на выборочных данных из оцифрованных форм волн. Их датчики тока и напряжения делают их хорошо подходящими для работы на уровне плат и компонентов, где абсолютная точность не является обязательной, а частота сети относительно высока.

Анализаторы мощности обычно могут измерять до 50 A RMS непосредственно при уровнях напряжения до 1000 V RMS, поэтому большинство тестируемых продуктов можно подключать напрямую.С другой стороны, DSO потребует использования пробников напряжения и тока для измерения мощности. ТТ

рассчитываются по соотношению входного и выходного тока, например 20: 5. Другими важными параметрами ТТ являются точность, фазовый сдвиг и частотный диапазон для измерения мощности переменного тока. ТН используются для понижения фактического напряжения до уровня, приемлемого для прибора измерения мощности. Например, если тестируемый продукт рассчитан на 480 В переменного тока, а прибор ограничен до 120 В переменного тока, то требуется от 4 до 1 ТН.

DSO обычно не обеспечивает точность анализатора мощности и не может напрямую принимать входные сигналы с высоким током и напряжением, но может измерять мощность на гораздо более высоких частотах до 500 МГц с помощью соответствующих пробников. Он также обеспечивает другие преимущества перед анализаторами мощности в определенных приложениях, включая специальные пробники для простоты подключения, фазовую компенсацию пробника и до восьми многоканальных входов.

Типичным приложением для DSO может быть любой тип измерения на уровне платы, например, при разработке печатных плат для импульсного источника питания.Параметры, которые обычно измеряются и анализируются с помощью DSO или анализатора мощности, включают, помимо прочего, потери мощности переключения, потребляемую мощность устройства, уровень шума переключения, гармоники, выходную мощность и стабильность выхода.

При использовании DSO необходимое оборудование будет включать датчики дифференциального напряжения и датчик тока (рисунок 7). Токовый пробник подключается к одному из основных токоведущих проводов, как показано на рисунке. Часто напряжения компонентов не относятся к уровню земли.Поэтому для изоляции заземления DSO от заземления компонентов требуется датчик дифференциального напряжения. В дополнение к анализатору мощности или DSO, трансформаторам тока и трансформатору тока, если необходимо, другими вспомогательными компонентами для измерения мощности являются зонды, зажимы и провода. Когда все необходимые инструменты и компоненты будут под рукой, следующим шагом будет определение того, какие именно инструменты необходимы и как эти инструменты должны быть подключены к нагрузке.

Рис. 7. Используйте пробники напряжения и токовый пробник с осциллографом для измерения напряжения и тока.

Анализаторы мощности

обычно являются предпочтительным инструментом для измерения мощности бытовых приборов и других измерений мощности с относительно высокими уровнями напряжения, низкими частотами и высокими требованиями к точности. Однако для измерений на уровне платы обычно используется DSO.

Используя информацию, представленную выше, можно выбрать и подключить правильные инструменты и инструменты для различных приложений измерения мощности. Информация, полученная с помощью этих инструментов, затем может быть использована для оптимизации конструкции, соответствия стандартам и предоставления информации на паспортной табличке.

Как использовать амперметр для измерения тока | Основные концепции и испытательное оборудование

Детали и материалы
  • Аккумулятор 6 В
  • Лампа накаливания 6 В

Предполагается, что с этого момента будут доступны основные компоненты конструкции схемы, такие как макетная плата, клеммная колодка и перемычки, при этом в разделе «Детали и материалы» останутся только компоненты и материалы, уникальные для проекта.

Дополнительная литература

Уроки электрических цепей , том 1, глава 1: «Основные концепции электричества»

Уроки электрических цепей , том 1, глава 8: «Схемы измерения постоянного тока»

Цели обучения использованию амперметра
  • Как измерить ток мультиметром
  • Как проверить внутренний предохранитель мультиметра
  • Выбор подходящего диапазона расходомера

Схема амперметра

Амперметр Иллюстрация

Инструкции по эксперименту

Ток - это мера скорости потока электронов в цепи.Он измеряется в амперах, называемых просто «ампер» (А).

Самый распространенный способ измерения тока в цепи - разомкнуть цепь и вставить «амперметр» в цепь серии (в линию), чтобы все электроны, протекающие по цепи, также прошли через измеритель. .

Поскольку для измерения тока таким способом требуется, чтобы измеритель был частью цепи, это более сложный тип измерения, чем измерение напряжения или сопротивления.

Некоторые цифровые измерители, такие как устройство, показанное на рисунке, имеют отдельный разъем для вставки красного штекера измерительного провода при измерении тока.

В других измерителях, как и в большинстве недорогих аналоговых измерителей, используются те же гнезда для измерения напряжения, сопротивления и тока.

Для получения подробной информации об измерении тока обратитесь к руководству пользователя конкретной модели счетчика, которым вы владеете.

Когда амперметр включен последовательно со схемой, в идеале он не падает, когда через него проходит ток.

Другими словами, он действует очень похоже на кусок провода, с очень небольшим сопротивлением от одного измерительного щупа к другому.

Следовательно, амперметр будет действовать как короткое замыкание, если он будет размещен параллельно (через выводы) значительного источника напряжения. Если это будет сделано, произойдет скачок тока, который может повредить счетчик:

Использование предохранителя в цепи
Амперметры

обычно защищены от перегрузки по току с помощью небольшого предохранителя , расположенного внутри корпуса счетчика.

Если амперметр случайно подключен к источнику значительного напряжения, возникающий в результате скачок тока «сожжет» предохранитель и сделает измеритель неспособным измерять ток до тех пор, пока предохранитель не будет заменен.

Будьте очень осторожны, чтобы избежать этого сценария! Вы можете проверить состояние предохранителя мультиметра, переключив его в режим сопротивления и измерив непрерывность через измерительные провода (и через предохранитель).

На измерителе, в котором для измерения сопротивления и тока используются одни и те же гнезда измерительных проводов, просто оставьте штекеры измерительных проводов на месте и соедините два щупа вместе.

В мультиметр, где используются разные гнезда, вот как вы вставляете штекеры измерительных проводов для проверки предохранителя:

Создайте схему с одной батареей и одной лампой, используя перемычки для подключения батареи к лампе, и убедитесь, что лампа загорается, прежде чем подключать измеритель к ней последовательно.

Затем разомкните цепь в любой точке и подключите измерительные щупы измерителя к двум точкам разрыва для измерения тока.

Как обычно, если ваш измеритель измеряет диапазон вручную, начните с выбора самого высокого диапазона для тока, затем переместите селекторный переключатель в положение меньшего диапазона, пока на дисплее измерителя не будет получена самая сильная индикация без выхода за пределы диапазона.Если индикатор глюкометра показывает «назад» (движение влево на аналоговой стрелке или отрицательное значение на цифровом дисплее), поменяйте местами подключения измерительного щупа и попробуйте снова.

Когда амперметр показывает нормальные показания (не «в обратном направлении»), электроны входят в черный измерительный провод и выходят из красного.

Так вы определяете направление тока с помощью измерителя.

Для 6-вольтового аккумулятора и фонарика ток в цепи будет в пределах тысячных ампера, или миллиампер .

Цифровые измерители часто показывают маленькую букву «м» в правой части дисплея, чтобы указать этот метрический префикс.

Попробуйте разорвать цепь в другом месте и вместо этого вставить туда измеритель. Что вы замечаете о величине измеренного тока? Как вы думаете, почему это так?

Восстановите схему на макетной плате следующим образом:

Подключение амперметра к макетной плате: советы и хитрости

Студенты часто путаются при подключении амперметра к макетной плате.

Как можно подключить счетчик, чтобы улавливать весь ток цепи и не создавать короткого замыкания? Вот один простой метод, который гарантирует успех:

  • Определите, через какой провод или клемму компонента вы хотите измерить ток.
  • Вытяните этот провод или клемму из отверстия в макете. Оставьте его висеть в воздухе.
  • Вставьте запасной кусок провода в отверстие, из которого вы только что вытащили другой провод или клемму. Оставьте другой конец этого провода висеть в воздухе.
  • Подключите амперметр между двумя неподключенными концами провода (двумя, которые висели в воздухе). Теперь гарантированно измеряет ток через первоначально идентифицированный провод или клемму.

Опять же, измерьте ток через разные провода в этой цепи, следуя той же процедуре подключения, которая описана выше.

Что вы заметили в этих измерениях тока? Результаты в схеме макетной платы должны быть такими же, как результаты в схеме произвольной формы (без макета).

Результаты эксперимента

Построение той же цепи на клеммной колодке также должно дать аналогичные результаты:

Текущее значение 24,70 мА (24,70 мА), показанное на иллюстрациях, является произвольной величиной, приемлемой для небольшой лампы накаливания.

Если ток в вашей цепи имеет другое значение, это нормально, пока лампа работает при подключенном измерителе.

Если лампа не загорается, когда счетчик подключен к цепи, и счетчик регистрирует гораздо большее значение, возможно, у вас короткое замыкание в измерителе.

Если ваша лампа не загорается, когда счетчик подключен к цепи, и счетчик регистрирует нулевой ток, вы, вероятно, перегорели предохранитель внутри счетчика.

Проверьте состояние предохранителя измерителя, как описано ранее в этом разделе, и при необходимости замените предохранитель.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Как измерить напряжение, ток и мощность

Трансформаторы тока (ТТ)

Трансформаторы тока (ТТ) - это датчики, используемые для линейного понижения тока, проходящего через датчик, до более низкого уровня, совместимого с измерительными приборами.Сердечник трансформатора тока имеет тороидальную или кольцевую форму с отверстием в центре. Проволока оборачивается вокруг сердечника, образуя вторичную обмотку, и покрывается кожухом или пластиковым кожухом. Количество витков провода вокруг сердечника определяет коэффициент понижения, или коэффициент ТТ, между током в измеряемой линии (первичной) и токовым выходом, подключенным к приборам (вторичным). Нагрузочный провод, который необходимо измерить, пропускают через отверстие в центре трансформатора тока.Пример: CT с соотношением 500: 5 означает, что нагрузка 500 ARMS на главной линии приведет к выходу 5 ARMS на вторичной цепи CT. Прибор будет измерять 5 ARMS на терминалах и может применять коэффициент масштабирования, введенный пользователем, для отображения полных 500 ARMS. Для трансформаторов тока указано номинальное значение, но часто указывается точность, превышающая 100% от номинала. ТТ могут быть с разделенным сердечником или сплошным сердечником. ТТ с разъемным сердечником открываются на петлях или имеют съемную секцию, чтобы установщик мог подключить ТТ вокруг провода нагрузки без физического отсоединения измеряемого провода нагрузки.

Предупреждение о безопасности: хотя ТТ может физически подключаться к установленной линии, перед установкой ТТ следует безопасно отключить питание. Открытые соединения вторичной обмотки при включенном питании первичной обмотки могут привести к возникновению чрезвычайно опасных потенциалов напряжения.

Опции

CT при покупке включают номинальный диапазон, диаметр отверстия, разъемный / сплошной сердечник, тип выхода (напряжение / ток) и выходной диапазон (0,333 В RMS, ± 10 В, 1 ARMS, 5 ARMS и т. Д.). Поставщики ТТ часто могут настроить датчик под конкретные нужды, такие как диапазон входного или выходного сигнала.

Рис. 5. ТТ с разъемным сердечником обычно имеют шарнир или съемную секцию для установки вокруг линии без физической разборки, хотя питание все равно следует отключать. (Изображение предоставлено Magnelab)

Рис. 6. ТТ с твердым сердечником дешевле, но могут потребовать больше труда для установки в уже работающих цепях.
(Изображение любезно предоставлено Magnelab)

Полоса пропускания измерения ТТ

Полоса пропускания от 1 кГц до 2 кГц достаточна для большинства приложений контроля качества электроэнергии в цепях переменного тока.Для высокочастотных приложений подключайтесь напрямую к NI 9246 или NI 9247 для полосы пропускания до 24 кГц или выбирайте более дорогие трансформаторы тока с более высокой частотой. Все модули, перечисленные в таблице выше, имеют полосу пропускания приблизительно 24 кГц для сигналов, подключенных напрямую. Высокочастотные трансформаторы тока более специализированы и имеют характеристики полосы пропускания в диапазоне сотен МГц. Измерительные модули NI 9215, NI 9222 и NI 9223 имеют диапазон частот дискретизации от 100kS / s / ch до 1MS / s / ch при разрешении 16 бит для более высокочастотных измерений.

Для высокочастотных измерений, выходящих за рамки возможностей NI 9223, NI рекомендует осциллограф или дигитайзер для PXI, предназначенный для лабораторных, исследовательских и испытательных систем.

Измерение постоянного тока
ТТ

не измеряют ток постоянного тока или компонент смещения постоянного тока в сигнале переменного тока. Для большинства источников питания переменного тока в этом нет необходимости. Когда необходимо измерение постоянного тока, NI 9227 имеет встроенные калиброванные шунты и может измерять постоянный ток до 5 ампер. Для измерения постоянного тока более 5 ампер используется шунт для измерения тока большой мощности (см. Ниже) или датчик Холла (см. Ниже), подключенный к соответствующему измерительному модулю.

Катушки Роговского

Катушки

Роговского, иногда называемые «тросовыми трансформаторами тока», представляют собой еще один вариант датчика для измерения тока в линии. Катушки Роговского похожи в том, что они наматываются на провод нагрузки, но они гибкие, имеют гораздо большее отверстие, чем стандартные трансформаторы тока, и принцип измерения отличается. Катушки Роговского индуцируют напряжение, которое пропорционально скорости изменения тока и, следовательно, требуется в цепи интегратора для преобразования в пропорциональный ток.Интегратор представляет собой отдельный блок / компонент, который обычно устанавливается на панели или на DIN-рейке, требует источника питания постоянного тока и выводит сигналы низкого напряжения или тока на приборы. Размер и гибкость катушек Роговского делают их хорошо подходящими для обхода более крупных шин, используемых в коммерческих зданиях или на заводах, особенно когда они уже построены и измерение мощности добавлено в качестве модернизации, но они дороже, чем ТТ с сопоставимым входом. диапазон.

Рисунок 7.Катушки Роговского требуют внешнего источника питания, интегральной схемы (расположенной в черной монтажной коробке на изображении выше) и являются более дорогими, чем типичные трансформаторы тока с твердым / разъемным сердечником, но обеспечивают быструю фазовую характеристику и хороши для модернизации установок и измерений больших шин из-за к их большому гибкому открытию. (Изображение предоставлено Magnelab)

Датчики на эффекте Холла

Датчики

на эффекте Холла основаны на «эффекте Холла», названном в честь Эдвина Холла, когда ток, протекающий через полупроводник, расположенный перпендикулярно магнитному полю, создает потенциал напряжения на полупроводниковом материале.Для измерения тока схема на эффекте Холла размещается перпендикулярно сердечнику магнитного поля и выдает напряжение, которое масштабируется с учетом токовой нагрузки в измеряемой линии. ТТ на эффекте Холла обычно имеют лучшую частотную характеристику и могут измерять смещение постоянного тока, но они более дороги, требуют питания и могут подвергаться температурному дрейфу.

Рис. 8. Датчики на эффекте Холла имеют чувствительную цепь, перпендикулярную магнитному полю, и требуют питания.Датчики на эффекте Холла не подчиняются ограничениям насыщения, как ТТ, и могут измерять постоянный ток, но они более дорогостоящие.

Резисторы токового шунта

Токоизмерительные шунты или токовые шунтирующие резисторы - это резисторы, включенные в цепь с целью измерения тока, протекающего через шунт. Это довольно распространенные электрические компоненты, которые могут использоваться в самых разных областях. Размер шунта будет зависеть от диапазона измерения тока, выходного диапазона и мощности, протекающей по цепи.Для большей точности доступны более дорогие прецизионные резисторы. Шунты не наматываются на провод цепи и размещаются на линии как компонент. Это устраняет изолирующий барьер между измеряемой схемой и измерительным оборудованием и может сделать установку более сложной, чем трансформатор тока или катушка Роговского. Однако шунты могут измерять постоянный ток, иметь лучшую частотную характеристику и лучшую фазовую характеристику. Модуль NI 9238 для CompactRIO и CompactDAQ был разработан с аналоговым интерфейсом низкого диапазона (± 0.5 В) специально для токовых шунтирующих резисторов. Кроме того, NI 9238 имеет межканальную изоляцию 250 В.

Как измерить электрический ток, Руководство по измерению постоянного электрического тока

Введение: сантехника аналогия Возможно, вы слышали это раньше. Электричество и сантехника аналогична. В одном случае у вас есть электроны, текущие по проводу, и в другом случае вода течет по трубе.То, что делает воду движение в трубе происходит под давлением. То, что заставляет электроны двигаться в проводе, - это Напряжение. Количество воды, перемещаемой по трубе, измеряется в галлонах. Номер электронов, или количество заряда, перемещаемого по проводу, измеряется в кулонов (кулон - это фиксированное количество электронов, например дюжина, но больше).

Вот таблица, показывающая аналогию

Concept Сантехника Электричество Комментарии
Движущая «сила» Давление Напряжение
Кол. Акций галлонов Кулоны 6.24 x 10 18 электронов на кулон
Расход галлонов в минуту Ампер 1 ампер - это один кулон в секунду

Сантехнический вариант основной схемы Электрический вариант основной схемы

Теперь вопрос в том, как измерить скорость течь, или ток по одному из путей?

Давление или напряжение относительно легкий.В сантехническом случае вы просто просверливаете отверстие в трубе и добавляете давление измерять. В электрическом корпусе вы подключаете вольтметр между точкой интерес и почва.

Для измерения давления просто просверлите отверстие
в трубка и ввинтить манометр
Измерение напряжения в любой точке цепи

Для измерения расхода в трубе необходимо отрезать трубу и вставьте расходомер.Чтобы измерить силу тока, вам нужно отрезать схему и установить амперметр

Расходомеры необходимо вставить в поток
путем обрезки труба.
Амперметры также должны быть вставлены в поток
ток путем разрезания цепи

Как фактически измеряется сила тока


Есть два свойства движущихся зарядов, которые полезны для измерения тока
  1. Электрический ток, протекающий через сопротивление, приводит к падение напряжения по закону Ома
  2. Электрический ток всегда будет связан с магнитным поле.

Давайте сначала посмотрим на использование закона Ома. Предполагая, что напряжение легко измерить, вам нужно ввести известное фиксированное сопротивление в схема. Тогда напряжение, измеренное на резисторе, пропорционально ток, протекающий через него. Для правильного измерения резистор должен быть точный по значению и стабильный (сопротивление не меняется в зависимости от температуры, давления, освещение и т. д.) И чтобы не нарушать цепь слишком сильно он также должен быть невысоким по стоимости.Этот резистор часто ошибочно называют шунтируют резистор , но лучше для него называть резистор смысл . Согласно закону Ома V = I · R, если сопротивление резистора 1 Ом, то напряжение на нем будет 1 вольт на ампер. Вот практическое использование этого техника.


Вот практическое применение измерения тока. Это Применяется к проектированию источников питания:

Здесь инженер пытается управлять силовой цепью.Q1 возбуждает импульсами трансформатор Т, но ему нужно знать, сколько во время импульса через транзистор протекает ток. Он использует резистор R8, который составляет всего 0,03 Ом в качестве резистора считывания. Для каждого усилителя, протекающего через резистор 0,03 В или 30 мВ появляется на нем, что определяется датчиком вход контроллера ШИМ, контакт 15. Контроллер ШИМ использует эти данные для контролировать ток, напряжение или выходную мощность источника питания в зависимости от остальная часть схемы.

Одним из первых способов обнаружения электрического тока был несколько витков проволоки вокруг компаса. Д'Арсенваль расширил эту идею, чтобы устройство измерения силы тока (амперметр) путем помещения катушки внутрь магнитных полюсов с подшипниками и пружинами спуска часов. Так аналоговые измерители работать сегодня.

Другой способ использования магнитное поле - зажимом на амперметре постоянного тока. Они используют эффект Холла для Измерьте очень слабые магнитные поля, создаваемые электричеством в проводе.Эти относительно недавние изобретения, и они чрезвычайно удобны, так как в этом случае вы не нужно обрезать провод, чтобы вставить традиционный амперметр.

Как измерить ток и мощность для улучшенного мониторинга системы

Загрузите эту статью в формате PDF.

Если вы ищете способ измерения тока и мощности в цепи, вам нужно знать об усилителях с датчиком тока (CSA). CSA - это специализированный операционный усилитель, подключенный как дифференциальный усилитель с прецизионными резисторами усиления на кристалле.Его наиболее распространенное применение - защита от сверхтоков в широком спектре продуктов. Эти ИС упрощают реализацию небольших недорогих функций защиты от перегрузки по току.

Рекламные ресурсы:

Токовые усилители

На рисунке 1 показана базовая конфигурация схемы. Операционный усилитель подключен как дифференциальный усилитель. Входные резисторы и резисторы обратной связи точно согласованы для обеспечения хорошего подавления синфазного сигнала. Значения резистора определяют коэффициент усиления; доступны несколько вариантов усиления.Вход включения (EN) активирует цепь.

% {[data-embed-type = "image" data-embed-id = "5df275f7f6d5f267ee215035" data-embed-element = "aside" data-embed-alt = "Www Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Файлы Ti Csa Fig1" данные -embed-src = "https://base.imgix.net/files/base/ebm/electronicdesign/image/2018/09/www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_TI_CSA_Fig1.png?auto=format&fit=max&w=ed1440" data ""]}%

1. Усилитель с датчиком тока представляет собой прецизионный дифференциальный операционный усилитель со встроенными резисторами усиления.

Одной из ключевых особенностей CSA является хорошая поддержка синфазных напряжений, превышающих напряжение питания. Некоторые устройства работают в диапазоне от –16 до +80 В. Еще одна важная особенность - сверхнизкое входное напряжение смещения. При низком уровне этого источника ошибок возможна более высокая точность измерения. Хорошая температурная стабильность также является общей характеристикой, достигаемой за счет интеграции резисторов усиления с усилителем и соответствующими деталями.

Конфигурации измерений

Усилители с датчиком тока

в основном используются для защиты от перегрузки по току.Однако другие приложения могут включать в себя измерение тока для расчета мощности или разработки точного сигнала обратной связи в системе управления с обратной связью.

Наиболее распространенные схемы для определения тока приведены на Рисунок 2 . Чувствительный резистор подключается последовательно к линии питания, по которой проходит требуемый ток. CSA подключается параллельно этому резистору или шунтируется с ним; резистор считывания имеет очень низкое значение, чтобы избежать ошибки. Точное значение резистора известно.Затем CSA измеряет напряжение на резисторе, что, в свою очередь, позволяет рассчитать ток по закону Ома.

% {[data-embed-type = "image" data-embed-id = "5df275f7f6d5f267ee215037" data-embed-element = "aside" data-embed-align = "left» data-embed-alt = "Www Electronicdesign Com Сайты Electronicdesign com Файлы Ti Csa Fig2 "data-embed-src =" https://base.imgix.net/files/base/ebm/electronicdesign/image/2018/09/www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_TI_CSA_Fig2.png&wit=format=forms = 1440 "data-embed-caption =" "]}%

2.В одном из приложений здравого смысла между нагрузкой и землей помещается измерительный резистор (а). Другое распространенное применение - это резистор считывания между напряжением шины и нагрузкой (b).

Обратите внимание на Fig. 2a , что вы можете подключить измерительный резистор на стороне низкого напряжения линии питания между нагрузкой и землей. В качестве альтернативы, резистор считывания может быть подключен между напряжением шины и нагрузкой (рис. 2b) . Низкое сопротивление резистора, точное усиление CSA и малое смещение помогают обеспечить высокоточное измерение тока.Обычно для вывода CSA используется АЦП внутри микроконтроллера или отдельного чипа. Выходной сигнал АЦП I 2 C на MCU - это значение, используемое для принятия решения об измерении тока.

Значение резистора считывания очень низкое, поэтому оно не оказывает существенного влияния на ток нагрузки. Кроме того, напряжение на этом резисторе должно быть значительно ниже входного напряжения смещения CSA. Это обеспечивает хорошую точность измерения.

Например, чувствительный резистор 0,001 Ом при токе нагрузки 20 А будет создавать напряжение 0.02 В или 20 мВ. Обычно это намного больше, чем смещение. Смещения CSA обычно находятся в диапазоне от ± 10 до ± 150 мкВ. Выходное напряжение этого сенсорного резистора обычно усиливается коэффициентом усиления CSA от 100 до 2 В, что находится в пределах диапазона АЦП.

% {[data-embed-type = "image" data-embed-id = "5df275f7f6d5f267ee215039" data-embed-element = "aside" data-embed-align = "left" data-embed-alt = "Www Electronicdesign Com Сайты Electronicdesign com Файлы Ti Csa Fig3 "data-embed-src =" https: //base.imgix.net / files / base / ebm / electronicdesign / image / 2018/09 / www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_TI_CSA_Fig3.png? auto = format & fit = max & w = 1440 "data-embed-caption =" "]}%

3. Компаратор используется для обнаружения перегрузки по току, определяемой уставкой делителя напряжения.

Другая популярная конфигурация показана на рис. 3 . Выход CSA подается на компаратор. Другой вход для компаратора - это уставка напряжения от делителя напряжения.Это напряжение определяет предел перегрузки по току. Когда измерение тока превышает заданное напряжение, выход компаратора переключается, сигнализируя о необходимости каких-либо действий. Назначение - вход GPIO на MCU.

Другие приложения

CSA находят применение во многих других приложениях после того, как инженеры узнают о них. Одно из таких приложений - электронные предохранители в автомобильных электрических системах. Этот eFuse предназначен для замены старых стандартных предохранителей в автоматическом блоке предохранителей.Эти старые предохранители имеют низкую точность определения силы тока и медленное время срабатывания. По мере того, как в наши дни в автомобили интегрируется более экзотическое электронное оборудование, многим требуется более точная и быстрая защита. EFuse подключается между батареей и нагрузкой, и его можно настроить для обработки тока в любом направлении.

Управление трехфазным двигателем - еще один вариант использования, требующий контроля и защиты от перегрузки по току. Работа двигателя от трехфазного инвертора приведена на примере (рис.4) . Выходной ток каждого из трех полумостов IGBT можно легко контролировать с помощью CSA. Выходы CSA мультиплексируются в АЦП, который передает текущие измерения обратно в MCU.

% {[data-embed-type = "image" data-embed-id = "5df275f7f6d5f267ee21503b" data-embed-element = "aside" data-embed-align = "left" data-embed-alt = "Www Electronicdesign Com Сайты Electronicdesign com Файлы Ti Csa Fig4 "data-embed-src =" https://base.imgix.net/files/base/ebm/electronicdesign/image/2018/09/www_electronicdesign_com_sites_electronicdesign.com_files_TI_CSA_Fig4.png? auto = format & fit = max & w = 1440 "data-embed-caption =" "]}%

4. Здесь CSA контролируют выход трехфазного инвертора IGBT, работающего от двигателя переменного тока.

Примеры продуктов

Типичная ИС CSA - это устройства серии INA190 от Texas Instruments. Эти мониторы с выходом напряжения и токовым шунтом обычно используются для защиты от перегрузки по току, точного измерения тока для оптимизации системы или в цепях обратной связи с обратной связью.Устройства могут обнаруживать падения на шунтах при синфазном напряжении от –0,1 В до +40 В, независимо от напряжения питания. Напряжение питания находится в диапазоне от 1,7 до 5,5 В.

Мониторы INA190 имеют фиксированное усиление 25, 50, 100, 200 и 500 В / В; максимальная погрешность усиления составляет ± 0,3%. Максимальное значение низкого напряжения смещения составляет ± 15 мкВ, что допускает падение напряжения на шунте до 10 мВ. Эти устройства могут использоваться для контроля тока как на стороне высокого, так и на стороне низкого уровня. Выход обычно отправляется на АЦП. Упаковка либо UQFN, либо SC70.

Для обнаружения перегрузки по току компаратора можно использовать отдельную микросхему компаратора, хотя это требует дополнительных затрат и места на плате. Альтернативой является TI INA300, устройство, объединяющее CSA и компаратор. Один внешний резистор устанавливает заданное значение. Выход предназначен для подключения к входу GPIO MCU. Несмотря на то, что выход для точного измерения тока недоступен, устройство значительно сокращает стоимость и занимает место на плате.

Рекламные ресурсы:

Измерение электрических токов | IOPSpark

Электрическая цепь

Электричество и магнетизм

Измерение электрического тока

Повествование о физике для 11-14

Ток - это расход заряда

Электрический ток состоит из движущихся заряженных частиц.Итак, заряженные частицы движутся по кругу.

Чтобы разобраться в электрических цепях, вам нужно смоделировать поведение токов в цепях. Теперь мы рассмотрим, как можно измерить электрические токи и как мы можем разобраться в этих измерениях.

Электрический ток в одной части цепи измеряется амперметром, который дает значение в амперах.

Для проведения измерения в цепи делается зазор, и в этот зазор включается амперметр, так что заряженные частицы, движущиеся по цепи, должны проходить через измеритель.

Поскольку амперметр подключается непосредственно к цепи, он должен иметь низкое сопротивление, чтобы не уменьшать поток заряда, который он используется для измерения.

Увеличение тока

Что на самом деле измеряет амперметр, когда он включен в цепь? Вы можете представить себе работу амперметра как подсчет зарядов по мере их прохождения через прибор, чтобы увидеть, сколько зарядов проходит каждую секунду. Количество заряда, проходящего в секунду, является мерой электрического тока:

Количество заряженных частиц, проходящих в секунду: большой ток

Мало заряженных частиц проходит в секунду: небольшой ток

Мы можем уточнить это до электрический ток = количество заряда, проходящего в секунду .

Это эквивалентно электрическому току = скорости потока заряда .

Более формально, возможно:

ток = зарядка

Можно записать символами:

I = Q т

Где I - текущий; Q - заряд; t - время, за которое течет заряд (длительность).

Вы также можете записать все отношения с помощью единиц:

ток в амперах = заряд в кулонах время в секундах

Для увеличения величины электрического тока

  • Либо нужно привести в движение больше заряженных частиц (изменить материал или толщину проволоки),
  • Или нужно заставить заряженные частицы быстрее перемещаться по цепи.

Оба эти действия приводят к тому, что через любую точку цепи каждую секунду проходит больше заряда, и это больший электрический ток. В эпизоде ​​02 вы увидите, как можно увеличить электрический ток.

Ампер: мера электрического тока, которая представляет собой скорость протекания заряда

Когда амперметр используется для измерения силы электрического тока, показания счетчика выражаются в амперах. Включите амперметр в цепь последовательно, чтобы не было разветвлений: ток в проводах будет таким же, как и в амперметре.

Постоянный электрический ток в 1,0 ампер означает, что в секунду проходит один кулон заряда.

Что это значит? Сколько электронов составляют заряд на один кулон? Поскольку заряд одного электрона составляет 1,6 × 10 -19 кулонов, то в одном кулонах заряда должно быть около 6 × 10 18 электронов (6 миллионов, миллионов, миллионов!).

Когда вы думаете об электрических токах в проводах, хорошая мысленная картина - это огромное количество электронов, дрейфующих по цепи с довольно умеренной скоростью!

Единица измерения электрического тока - ампер.

Обозначение ампера: A

Независимо от проводника, независимо от заряда, связь между током и накопленным количеством прошедшего заряда универсальна.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *