Как вольтметром измерить силу тока

Измерение силы тока косвенным методом с помощью электронных вольтметров.

Поскольку между напряжением и током в электрической цепи имеется линейная связь (согласно закону Ома), то ток можно измерить косвенным методом, измерив вольтметром напряжение на сопротивлении эталонного резистора Rэ, силу тока находим по формуле:

I_x = Uэ/ Rэ, где Uэ– напряжение, измеренное вольтметром; I_x – ток, подлежащий определению; Rэ –активное эталонное сопротивление известного номинала.

Однако при измерении малых токов подобная методика может оказаться неприемлемой. В этом случае в измерительных приборах применяют схему входного усилительного каскада с достаточно малым входным сопротивлением.

При измерении тока необходимо выбирать такие приборы, у которых потребляемая мощность значительно меньше мощности, рассеиваемой в исследуемой цепи. Этим и объясняется стремление иметь в амперметрах возможно меньшее сопротивление.

Амперметры магнитоэлектрической системы успешно сочетают высокую точность с малым потреблением мощности и имеют равномерную шкалу. Наиболее точные приборы магнитоэлектрической системы имеют классы точности 0,1; 0,2.

Приборы электродинамической системы предназначены для измерения токов от 10 мА до 100 А. По точности они эквивалентны приборам магнитоэлектрической системы, но потребляют значительно большую мощность и имеют неравномерную шкалу.

Приборы ферродинамической системы применяются для измерения постоянных токов очень редко из-за низкой точности и большой потребляемой мощности.

Приборы электромагнитной системы используются для измерения токов от 10 мА до 200 А. Наиболее точные приборы этой системы имеют классы точности 0,2; 0,5. Их главное достоинство — низкая стоимость.

В тех случаях, когда необходимо измерить ток с высокой точностью, используют потенциометры постоянного тока, цифровые амперметры. Классы точности наиболее точных потенциометров 0,001; 0,002, цифровых амперметров 0,02. Цифровые амперметры измеряют ток до нескольких ампер.

Измерение тока при помощи потенциометра проводят косвенным путем — искомый ток определяют по падению напряжения на образцовом резисторе. Погрешность измерения в этом случае возрастает за счет погрешностей образцового резистора. Преимуществом потенциометров и цифровых приборов является малое потребление мощности, особенно при измерении напряжений.

Измерение больших токов и напряжений. Шунтирование магнитоэлектрических приборов дает возможность измерять постоянные токи до нескольких тысяч ампер. Отдельные шунты на токи свыше 10 кА не изготовляются из-за их больших размеров и большой стоимости. Поэтому для измерения больших токов часто используют несколько шунтов, соединенных параллельно (рис. 9.3).

Несколько одинаковых шунтов подключают в разрыв шины, а проводники от потенциальных зажимов всех шунтов подводят к одному и тому же прибору. При равенстве сопротивлений R шунтов и сопротивлений R потенциальных проводников наличие переходных сопротивлений в местах присоединения шунтов к шинам R₁₁, R₁₂, R₂₁, R₂₂, R₃₁ и R₃₂ не отражается на показаниях прибора, а ведет лишь к неравномерному распределению токов между шунтами. Ток I_y , протекающий через прибор, определяется только сопротивлениями шунтов, потенциальных проводников и прибора, т. е. точно так же, как и при измерении тока с помощью одного шунта. Практически используют несколько однотипных шунтов.

Но этот способ не дает возможности отделить цепь прибора от цепи измеряемого тока, что не позволяет применять его в цепях высокого напряжения, где требуется заземлять цепь прибора для защиты обслуживающего персонала. При измерении тока в цепях высокого напряжения рекомендуется использовать гальванически развязанную измерительную цепь на основе датчиков Холла.

Измерение силы тока косвенным методом с помощью электронных вольтметров.

Поскольку между напряжением и током в электрической цепи имеется линейная связь (согласно закону Ома), то ток можно измерить косвенным методом, измерив вольтметром напряжение на сопротивлении эталонного резистора Rэ, силу тока находим по формуле:

I_x = Uэ/ Rэ, где Uэ– напряжение, измеренное вольтметром; I_x – ток, подлежащий определению; Rэ –активное эталонное сопротивление известного номинала.

Однако при измерении малых токов подобная методика может оказаться неприемлемой. В этом случае в измерительных приборах применяют схему входного усилительного каскада с достаточно малым входным сопротивлением.

При измерении тока необходимо выбирать такие приборы, у которых потребляемая мощность значительно меньше мощности, рассеиваемой в исследуемой цепи. Этим и объясняется стремление иметь в амперметрах возможно меньшее сопротивление.

Амперметры магнитоэлектрической системы успешно сочетают высокую точность с малым потреблением мощности и имеют равномерную шкалу. Наиболее точные приборы магнитоэлектрической системы имеют классы точности 0,1; 0,2.

Приборы электродинамической системы предназначены для измерения токов от 10 мА до 100 А. По точности они эквивалентны приборам магнитоэлектрической системы, но потребляют значительно большую мощность и имеют неравномерную шкалу.

Приборы ферродинамической системы применяются для измерения постоянных токов очень редко из-за низкой точности и большой потребляемой мощности.

Приборы электромагнитной системы используются для измерения токов от 10 мА до 200 А. Наиболее точные приборы этой системы имеют классы точности 0,2; 0,5. Их главное достоинство — низкая стоимость.

В тех случаях, когда необходимо измерить ток с высокой точностью, используют потенциометры постоянного тока, цифровые амперметры. Классы точности наиболее точных потенциометров 0,001; 0,002, цифровых амперметров 0,02. Цифровые амперметры измеряют ток до нескольких ампер.

Измерение тока при помощи потенциометра проводят косвенным путем — искомый ток определяют по падению напряжения на образцовом резисторе. Погрешность измерения в этом случае возрастает за счет погрешностей образцового резистора. Преимуществом потенциометров и цифровых приборов является малое потребление мощности, особенно при измерении напряжений.

Измерение больших токов и напряжений. Шунтирование магнитоэлектрических приборов дает возможность измерять постоянные токи до нескольких тысяч ампер. Отдельные шунты на токи свыше 10 кА не изготовляются из-за их больших размеров и большой стоимости. Поэтому для измерения больших токов часто используют несколько шунтов, соединенных параллельно (рис. 9.3).

Несколько одинаковых шунтов подключают в разрыв шины, а проводники от потенциальных зажимов всех шунтов подводят к одному и тому же прибору. При равенстве сопротивлений R шунтов и сопротивлений R потенциальных проводников наличие переходных сопротивлений в местах присоединения шунтов к шинам R₁₁, R₁₂, R₂₁, R₂₂, R₃₁ и R₃₂ не отражается на показаниях прибора, а ведет лишь к неравномерному распределению токов между шунтами. Ток I_y , протекающий через прибор, определяется только сопротивлениями шунтов, потенциальных проводников и прибора, т. е. точно так же, как и при измерении тока с помощью одного шунта. Практически используют несколько однотипных шунтов.

Но этот способ не дает возможности отделить цепь прибора от цепи измеряемого тока, что не позволяет применять его в цепях высокого напряжения, где требуется заземлять цепь прибора для защиты обслуживающего персонала. При измерении тока в цепях высокого напряжения рекомендуется использовать гальванически развязанную измерительную цепь на основе датчиков Холла.

Проверка ампер мультиметром

Как проверить амперы мультиметром, знает каждый электрик. Это прибор, который функционирует, как вольтметр и другие подобные устройства. С помощью такой техники можно измерять такие показатели, как постоянного напряжения, переменного напряжения, силы тока, мощности сопротивления, работоспособности диодов, пригодность к эксплуатации транзистора, частоты передачи сигнала.

Амперы и мультиметр: что это такое

Ампер — это единица, в которой измеряется сила, присутствующая у электрического тока в системе СИ. Измерители для ее определения именуют мультиметрами, которые бывают цифровыми и аналоговыми или стрелочными.

Отличия между ними есть. В первом случае информация отображается на жидкокристаллическом экране, во втором присутствует стрелочная шкала. У аналогового аппарата слишком высокая погрешность в замерах. При работе с ним нужно исключить малейшие колебания. В противном случае, результат может быть неточным. Цифровой более:

• удобный;
• надежный;
• функциональный;
• практичный;
• универсальный.

Как правильно подключать

В таком вопросе, как проверить амперметры мультиметром, нужно руководствоваться ниже представленными рекомендациями:

• Вычисляют диапазон для замера показателей. У аккумулятора он 1,5В, 7,5В и 12 В. Значение устанавливается чуть больше нормы. Это будет запасом, который предотвратит порчу прибора.
• Правильно определяют направление тока, т.е. полярность клемм, на который будет выполнено измерение. За ориентир берут обозначения общепринятого вида, указанные на корпусе.
• Необходимо грамотное подсоединение щупов. Черный — минусовый, ставят в гнездо общего типа под названием COMMON (COM). Плюсовой — устанавливают в красный разъем.

Схема дальнейших действий:

• Устройство настраивается в нужном диапазоне измерения.
• Значение выставляется на 10% больше того, которое предполагается.
• Если показатель неизвестен, то за крайнюю отметку берется максимум.
• Щупы устанавливаются по схеме, соответствующей типу проводимого измерения. Красный в разъемы, где измеряется ток, напряжение или сопротивления. Черный в общий разъем.
• Щупы подносятся к исследуемому прибору или сети питания. Красный ставится на плюс, черный на минус.
• Нужно оценить полученные показатели. Может потребоваться изначальная корректировка положения указателя («на ноль»), чтобы сведения были более достоверными.

Как проверять амперы в разных устройствах?

Есть несколько видов проверки.

В зарядном устройстве

Зарядный прибор нужно проверять, если есть необходимость определить причину, по которой он неисправен. Сила тока у каждого определенного прибора отличается. Например, на телефонных и планшетных устройствах она одинаковая, а на автомобильных намного больше.

К сведению. Допустимая норма указана на этикетке изделия или нанесена на корпус, как маркировка.

Принцип действия точно такой же. Отличие заключается в том, что при малых размерах контактов на разъеме сложно выполнить подсоединение щупов.

Как измерить амперы мультиметром в зарядном устройстве, если в разъем не входят щупы:

• Внутрь контактов вставляются швейные иглы из стали.
• Для этого используют плоскогубцы, а на руки надевают перчатки.
• К кончикам иглы нужно подсоединить щупы через нагрузку.
• Если это невозможно, то нужно разобрать корпус агрегата. Так можно подключить щупы на вывод ЗУ в том месте, где припаян каждый кончик электрического провода.

Нужно грамотно соблюдать технику безопасности и обращать внимание на рекомендации от производителя. В некоторых изделиях запрещено вскрывать крышку, а другие и вовсе одноразовые, то есть не подлежат ремонту.

В аккумуляторе

Проверить литий-ионный аккумулятор на автомобиле можно, выполнив следующее:

• Мультиметр ставится в режим вольтметра, на котором исследуется напряжение.
• Устанавливают диапазон в 0-20В.
• Замерять аккумулятор желательно только при отключении от питания транспортного средства.
• Красный щуп прикладывается на положительное гнездо.
• Черный щуп кладется на отрицательное гнездо через нагрузку.
• Полученные показания нужно зафиксировать.

Теперь необходимо оценить результат:

• Напряжение = 12,6 вольт. Устройство пригодно для эксплуатации. Нет необходимости выполнять зарядку.
• Напряжение меньше 12 В. Автомобильную батарею нужно поставить на зарядку. Она разрядилась.
• Показания более 15 В. Такой прибор запрещено применять. Это приведет к порче генератора. Необходимо приобретение нового аккумулятора.

К сведению. Чтобы получить точные данные, измерять их нужно спустя 6 часов после отключения от автомобиля.

В блоке питания

Вполне возможно осуществить проверку ампер мультиметром на блоке питания. Процедура выполняется на разрыв и обязательно применяется нагрузка. Принцип действия такой же, как и при работе с другим оборудованием. Нужно лишь отметить, что блок питания имеет высокую мощность. Соответственно, замеры делают максимально оперативно, до того, как нагреются провода щупов.

В качестве примера стоит рассмотреть ситуацию изучения блоков питания кассы, фотоаппарата, сотового телефона и т.д. В данном случае мультиметр нужен для измерения силы тока. Это необходимо для того, чтобы понять, работоспособен ли прибор. В некоторых случаях выдаваемое напряжение — вольтаж не всегда может гарантировать функционирование.

Изучение делается в разрыв с нагрузкой:

• Переключатель режима тестера нужно установить в максимальное значение в 10 ампер.
• Измерение блока питания с мощностью более 10 ампер запрещено на обычном мультиметре.
• Далее нужно разорвать цепь. Если нет возможности открыть корпус, перерезается одна жила из питающих проводов.
• Для замыкания один провод соединяется с щупом тестера, а второй подключается к питающей цепи — проводу, идущему с блока питания. Так происходит замыкание цепи на устройстве при помощи мультиметра.
• В качестве энергопотребителя выступает аккумулятор. Он полностью разряжен. Сила тока будет в два раза превышать рабочую.
• Постепенно с увеличением уровня зарядки можно наблюдать снижение силы тока, стремящийся к показателю 0.

Даже если стрелка не двигается с отметки 0, не стоит пугаться. Это не значит, что прибор сломан.

Внимание! Для измерения достаточно пары секунд. Если напряжение 12вольт, а сила тока составляет как минимум 3-5 ампер, то провода могут нагреться до такого состояния, когда произойдет их обугливание. Это может вывести из строя все агрегаты, подключенные к цепи.

В автомобиле

Для определения пригодности генератора транспортного средства к эксплуатации, нужно проверить уровень его заряда. Правила применения прибора те же самые, что с аккумулятором. При некорректных данных, необходимо проверить каждую составляющую устройства:

• щетки;
• кольца;
• диодный мост;
• регулятор напряжения;
• статорный прибор;
• ротор.

Техника безопасности

Проверить силу тока просто. Достаточно подключить мультиметр, в соответствии с правилами эксплуатации. Необходимо соблюдение инструкции, чтобы не нарушать технику безопасности:

• Подключение прибора проводят в обесточенном состоянии.
• Предварительно осматривают изоляцию на проводах. При длительном сроке службы, нарушается ее целостность. Есть вероятность получить удар тока.
• Мерить амперы нужно только в резиновых перчатках.
• Запрещены замеры в помещении, где повышенная влажность. У влаги высокая электрическая проводимость. Риск поражения возрастает в несколько раз.
• Того, кто пострадал от удара током, независимо от его мощности, нужно срочно доставить в ближайший медицинский пункт. Запрещено работать с электричеством в одиночестве. При внештатной ситуации напарник может вызвать скорую.
• Категорически запрещено работать с аппаратами, которые искрят, сломаны, когда подключены к аналоговым источникам питания, например, к аккумулятору, батарейкам или блоку питания. Все это может привести к удару током. Не слишком сильному, но способному нанести вред нервной системе и сердцу человека.
• Запрещено пользоваться мультиметром после удара, точно также, как и склеивать его скотчем, изоляционной лентой. Лучше воспользоваться новым устройством или доверить его мастеру для ремонта и тестирования на предмет пригодности.

После использования мультиметрового прибора, кабели, которые были разрезаны соединяют при обесточенной цепи.

Мультиметр — это прибор, без которого просто невозможно обойтись в бытовых условиях и других областях. Имея даже самые минимальные знания по его работе, можно починить приборы. Зная показания, несложно определить их непригодность.