Meranie elektrického prúdu pomocou multimetra

Všeobecne platí, že prúd (CT) je hodnota, ktorá ukazuje, koľko elektriny prešlo prierezom vodiča za jednu sekundu. V tomto prípade sa predpokladá, že vo vodiči dosiahne hodnotu 1 A v prípade, keď jeho prierezom každú sekundu prechádza množstvo elektriny rovné 1 coulombu. Zmerajte to v ampéroch (A). Používajú sa aj ďalšie jednotky, ako sú miliampéry (1/1 000 A) a mikroampéry (1/10 000 000 A).

Prečo musíte merať prúd

Významný vplyv na veľkosť prúdovej sily má napätie a odpor elektrického obvodu, ktoré sa merajú v jednotkách, ako sú volty (V) a ohmy. V tomto prípade zvýšenie napätia s konštantným odporom elektrického obvodu spôsobí zvýšenie sily prúdu a zvýšenie odporu obvodu s konštantnou hodnotou napätia vedie k jeho zníženiu. Prúd (I), napätie (U) a odpor (R) závisia jeden od druhého a sú spojené empirickými vzorcami:

• I = U / R
• U = I * R
• R = U / I

Zároveň je zjednodušené predpokladať, že vo vodiči s odporom 1 Ohm sa vyskytne prúd 1 A, ak sa na neho aplikuje napätie 1 V.

Po zmeraní CT pomocou multimetra môžete:

• objasniť skutočnú spotrebu energie konkrétneho elektrického spotrebiča;
• zistiť chyby elektrického spotrebiča, ak jeho skutočný výkon nezodpovedá hodnote deklarovanej v dokumentácii;
• zistiť elektrickú kapacitu autonómnych zdrojov energie (batérie atď.);
• zistiť existenciu úniku prúdu v elektrických obvodoch a v prípade potreby lokalizovať chybnú oblasť;
• skontrolujte nabíjačku batérií, či nabíjací prúd zodpovedá zadanej hodnote atď.

Takéto merania sa vykonávajú pomocou špeciálnych zariadení - ampérmetrov. Na domácom trhu je ich dostatok odrôd, aby uspokojili potreby všetkých kupujúcich.

Najobľúbenejšie, najmä na úrovni domácnosti, sú malé multifunkčné (ampérmeter + ohmmeter + voltmeter) multimetre, pomocou ktorých môžete merať takmer všetky potrebné parametre elektrického obvodu.

Multimetrové zariadenie

Moderný multimetr (tester) je zložité elektronické zariadenie. Tieto meracie prístroje sa líšia v princípe činnosti a spôsobe zobrazovania získaných výsledkov. Ich dizajn a vzhľad zároveň úplne závisí od výrobcu, ktorý je schopný vybaviť multimetre ďalšími funkciami. Existujú napríklad testery vybavené zabudovanými vodivými svorkami, ktoré umožňujú merať elektrické parametre obvodov bez prerušenia vodičov.

Klasifikácia a princíp činnosti

Podľa návrhu môžu byť multimetre stacionárne a malé. Okrem toho na základe schematického riešenia môžu byť:

• analógový;
• digitálny.

Stacionárne multimetre pracujú spravidla z centralizovanej napájacej siete. Sú to vysoko presné elektronické prístroje a používajú sa na presné merania v laboratórnych alebo výrobných prostrediach. Pracujú tiež ako súčasť systémov na meranie informácií a špecializovaných priemyselných komplexov.Malé (vreckové) testery používajú na meranie odporu zabudované batérie alebo vymeniteľné prvky napájacieho zdroja.

V analógových multimetroch sa výsledok merania zobrazuje vychýlením šípky na stupnici a v digitálnom formáte na LED displeji alebo LCD obrazovke. Môžu existovať aj originálne modely vybavené ukazovateľom ukazovateľa a digitálnym displejom súčasne.

Elektrický obvod analógového dial-up multimetra je jednoduchý a pozostáva zo súboru presných rezistorov bočníka veľkých a malých rozmerov. Na použitie týchto testerov na meranie parametrov elektrických obvodov striedavého prúdu sa do obvodu zavádzajú usmerňovacie diódy. Je to spôsobené tým, že magnetoelektrický systém ukazovacieho mikroammetra pracuje iba na jednosmerný prúd.

Elektrické obvody digitálnych multimetrov sú oveľa komplikovanejšie a obsahujú nasledujúce jednotky:

• operačný zosilňovač;
• zoslabovač;
• analógovo-digitálny prevodník;
• vysoko presný usmerňovač;
• mechanický alebo elektronický spínač.

Bloková schéma je základom pre všetky digitálne multimetre a umožňuje vám s vysokou presnosťou merať parametre elektrických obvodov striedavého a jednosmerného prúdu.

Princíp činnosti analógových testerov je založený na skutočnosti, že meraniu predchádza prevod všetkých prichádzajúcich signálov na prúd, ktorý sa potom meria. Naproti tomu digitálne multimetre vopred konvertujú všetky prichádzajúce signály na napätie.

Základné princípy merania prúdu

Hlavnou podmienkou, ktorá musí byť splnená pri meraní CT v elektrickom obvode, je zapnutie testera pri prerušení drôtu tohto obvodu, to znamená, aby sa stal jeho súčasťou na dobu merania. Pred meraním sily prúdu pomocou multimetra je rovnako dôležité správne nastaviť na prístroji:

• režim merania (jednosmerný alebo striedavý prúd);
• horná hranica meraní.

Nesprávne nastavené parametre nevyhnutne povedú k poruche meracieho prístroja.

Ak užívateľ nevie, v akom poradí je prúd v obvode, je potrebné nastaviť maximálny limit merania. Ak sa nastavený rozsah ukáže ako nadhodnotený, postupne sa znižuje pomocou prepínača prevádzkového režimu testera.

Zariadenie na meranie sily prúdu je pripojené k elektrickému obvodu v sérii so záťažou. Pri meraní vysokých prúdov je multimetr pripojený k obvodu prostredníctvom prúdového transformátora, bočníka alebo magnetického zosilňovača. Ak sa majú merania robiť v elektrických obvodoch s napätím vyšším ako 1 kV, použite prúdový transformátor (striedavý prúd) alebo magnetický zosilňovač (jednosmerný prúd).

Bezpečnostné inžinierstvo

Merania vykonané v elektrických obvodoch pod nebezpečným napätím ~ 220 V vyžadujú dodržiavanie bezpečnostných predpisov. Za bezpečný pre ľudí sa považuje prúd najviac 0,001 A. Akýkoľvek, hoci len mierny prebytok, môže viesť k zraneniu používateľa. Preto pri práci s elektrickou energiou musíte byť mimoriadne opatrní a obzvlášť opatrní.

Pri práci na horných medziach multimetra by sa merania mali robiť čo najrýchlejšie. Je to spôsobené tým, že veľa testerov nemá ochranu proti prehriatiu a pri dlhodobom kontakte s veľkým prúdom môžu jednoducho zhorieť, čo je zase spojené s úrazom elektrickým prúdom. Výrobcovia multimetrov niekedy varujú používateľov pred takýmto nebezpečenstvom, napríklad ustanovením, že povolený čas merania by nemal presiahnuť 10 sekúnd. nie viac ako raz do 15 minút.

Pripojenie a odpojenie multimetra sa vykoná po úplnom odpojení elektrického obvodu od napätia. Dodávajú energiu a meranie začínajú až po dokončení všetkých prác na pripojení testeru.

Aby ste predišli úrazu elektrickým prúdom, musíte prijať opatrenia, aby ste sa nedotkli exponovaných častí pod napätím. Je tiež potrebné pamätať na to, že pri otvorení funkčného elektrického obvodu môže dôjsť k elektrickému oblúku, ktorý tiež spôsobí úraz elektrickým prúdom.

Meranie prúdu

Doma sa prúdová sila v elektrických obvodoch meria v prípadoch, keď je potrebné napríklad určiť skutočnú hodnotu spotreby energie elektrického spotrebiča alebo porovnať technické parametre elektrického spotrebiča pripojeného k sieti s elektrickým prúdom. reálne možnosti elektrického vedenia. V tomto prípade je potrebné pamätať na nebezpečenstvá, ktoré čakajú neskúseného majiteľa multimetra pri pokuse o vykonanie takýchto meraní v elektrickej zásuvke. To spravidla vedie k úplnému zlyhaniu testera a v niektorých prípadoch k úrazu elektrickým prúdom pre používateľa.

V zásuvke nie je prúd. Na jeho kontaktoch je iba napätie medzi fázou a „nulou“. Prúd v sieti sa objaví až po pripojení elektrického spotrebiča do zásuvky.

Ak vložíte sondy multimetra, ktorý je v režime súčasného merania, do otvorov zásuvky, dôjde k skratu v sieti a merací prístroj zlyhá. Je dobré, ak je vybavený tavným spojom, ktorý jednoducho vyhorí a odpojí tester od siete. Ak takúto poistku neposkytuje konštrukcia prístroja, môže sa multimetr v dôsledku prehriatia vznietiť alebo dokonca „explodovať“.

Meranie CT v obvode elektrického spotrebiča pripojeného k zdroju energie

Na meranie prúdu v obvode pripojeného elektrického spotrebiča musí byť multimetr pripojený k prerušeniu jedného z napájacích vodičov, ako je znázornené na schéme.

Tu:

• 1 - AC zásuvka alebo kontakty autonómneho zdroja napájania;
• 2 - elektrický spotrebič;
• 3 - vodičové (káblové) napájanie elektrického spotrebiča;
• 4 - miesto prerušenia elektrického obvodu a pripojenie sond multimetra;
• 5 - tester zahrnutý v režime merania striedavého prúdu;
• 6 - testovacie káble dodávané s multimetrom.

Na pripojenie multimetra k prerušeniu elektrického obvodu je potrebné odrezať jeden z jeho vodičov a na odrezaných koncoch odizolovať izoláciu.

Prúd sa meria v nasledujúcom poradí:

1. Požadovaný režim merania sa nastavuje gombíkom prepínača multimetra, pričom sa zohľadňuje typ prúdu (striedavý alebo priamy).
2. Rovnakou rukoväťou nastavte hornú hranicu merania CT. V takom prípade sa odporúča spočiatku zvoliť limit merania, ktorý presahuje očakávanú hodnotu meraného parametra.
3. Vložte testovacie káble do príslušných zásuviek na multimetri.
4. Pripojte testovacie sondy k odizolovaným koncom drôtu a uistite sa, že je kontakt bezpečný.
5. Zapnite napájanie zariadenia a zaznamenajte namerané hodnoty multimetra. V prípade potreby môžete zmeniť hornú hranicu meraní a výsledok znova zaznamenať.
6. Vypnite napájanie a odpojte sondy testera od koncov vodiča.
7. Pripojte odrezaný drôt a oblasť opatrne izolujte.

Pri meraní v jednosmerných obvodoch je potrebné dodržiavať polaritu zapojenia testovacích káblov.

Ak potrebujete merať prúd bez porušenia integrity elektrického obvodu, najlepšou možnosťou by bolo použiť multimetr vybavený zabudovaným kliešťovým meračom.

Niekedy môže vzniknúť potreba merať prúd v obvode striedavého prúdu v čase, keď po ruke nie je žiadny multimetr s takouto funkciou. Rádioamatéri však našli východisko zo situácie pomocou testerov pracujúcich iba na jednosmerný prúd na meranie prúdu v striedavých obvodoch.Stačí doplniť elektrický obvod diódovým mostíkom zapnutím multimetra, ktorý meria parametre jednosmerných obvodov podľa nasledujúcej schémy:

Podobný výsledok možno dosiahnuť, ak je do obvodu zahrnutý špeciálny kalibrovaný bočník so známym odporom. V tomto prípade je bočník zvolený tak, aby sa jeho menovité napätie zhodovalo s menovitým napätím meracieho prístroja.

Potom paralelne s bočnými kontaktmi pripojte multimetr s nastaveným režimom merania napätia (voltmetr) a zmerajte pokles napätia v posunutej časti elektrickej siete. Ako merať napätie pomocou multimetra je uvedené v jeho návode na použitie.

V tomto prípade multimetr vykonáva funkciu voltmetra, ale veľkosť meraného napätia bude priamo úmerná sile prúdu. Ak poznáte odpor presného bočníka, pomocou vzorca I = U / R môžete ľahko vypočítať hodnotu prúdu v obvode. Ak použijete kalibrovaný bočník s odporom 1 ohm, je možné jeho menovitú hodnotu určiť na stupnici voltmetra (I = U / 1 = U).

Doma je taký bočník s nízkym odporom (R = 1 Ohm) najjednoduchšie vyrobiť svojpomocne, napríklad navinutím malého kúska tenkého nichrómového drôtu (časť - 0,123 mm, odpor - 7,94 Ohm / m, priemer - 0,4 mm) 126 mm, na tyči zo sklenených vlákien.

Inštaláciou domáceho odporu do otvoreného obvodu a pripojením multimetra k jeho kontaktom môžete merať napätie na posunutej časti obvodu. Jeho hodnota pri nominálnej hodnote bude zodpovedať prúdu pretekajúcemu rezistorom: I = U / 1 = U.