Измерение силы тока: обзор измерительных приборов и краткое руководство к их применению

Содержание:

1. 1. Как правильно выбрать мультиметр?
2. 2. Каковы технические характеристики мультиметров?
3. 3. Как пользоваться мультиметром?
4. 4. Как правильно подсоединять измерительные клеммы?

Как выглядит рабочее место человека, имеющего дело с электроникой? Представьте себе много разных приборов – для измерения сопротивления, силы тока, напряжения, есть еще мотки проводов, коробки с диодами, резисторами и другими важными деталями.

А что происходит во время работы? Творческий беспорядок: приходится один за другим доставать и нужное оборудование, и необходимые элементы. А что делать, когда вам нужно измерить и сопротивление, и напряжение и проверить емкость конденсатора? Вы вынимаете из ящиков стола все эти приборы на свет божий и по очереди подключаете в цепь или к нужному элементу. А сколько времени уйдет на смену измерительных щупов, замену одного измерительного прибора на другой и т.д.?

И как бы облегчило жизнь одно устройство, в котором было бы все – и амперметр, и вольтметр, и омметр и много других функций. Напоминаем вам — это оборудование существует и называется мультиметр. Все эти приборы, а также множество других функций, в том числе измерение частоты и прозвонка цепей, заключены в едином корпусе. Подробнее о том, как выбрать мультиметр и как правильно пользоваться этим устройством – читайте далее.

Как измерить силу тока в электрической розетке

Такой вопрос довольно часто можно услышать от непрофессионалов. Ответ один — никак. Все потому, что контакты в розетке находятся под напряжением, но никакой работы ток не производит. То есть электроны никуда не перемещаются. Следовательно, и силы тока нет. Чтобы она появилась, должно произойти подключение какого-то устройства, потребляющего электричество. Если же воткнуть щупы в розетку домашней электросети, все, что может произойти, — это поломка мультиметра. Он попросту сгорит. И, кроме того, устроив короткое замыкание, можно вызвать возгорание и пожар. Поэтому не стоит так поступать.

Как определить силу тока в розетке 220в?

instrument.guru > Электричество > Как определить силу тока в розетке 220в?

Практически любые помещения, будь то жилые или производственные, оснащены розетками для подключения электрических приборов.

Для стабильной и безопасной работы электроприборов необходимо знать не только напряжение в сети (стандартное 220 вольт), но и силу тока, на которую рассчитана розетка.

Необходимо отметить, что это электротехническое оснащение само по себе не имеет никакой силы тока, оно только выдерживает определённую величину при подключении какой-либо бытовой или промышленной техники.

Методы определения силы тока

Прибором амперметром. Амперметр – измерительное устройство, которое определяет силу тока и показывает её на имеющейся шкале. Для этого необходимо последовательно соединить замкнутую цепь: розетку, единицу бытовой техники, амперметр и опять розетку. Вместо амперметра, можно использовать мультиметр – комбинированный прибор, включающий вольтметр, амперметр и омметр. Погрешность измерений силы тока на конкретном участке цепи будет зависеть от класса точности измерительного устройства.

Расчётным методом

Для применения расчётного метода необходимо знать значение мощности подключаемого прибора.Принимая во внимание, что в нашей стране в основной части помещений подаётся стандартное напряжение в сети 220 вольт, рассчитать силу тока в розетке 220в можно по следующей формуле:

I = P / U, где I – сила тока (ампер); P – мощность электроприбора (ватт); U – напряжение в сети (вольт).

Таким методом определяется, сколько ампер в розетке 220в. Например, по формуле можно рассчитать, какой ток в розетке 220в при подключении обычного электрического чайника мощностью 2,5 киловатт или 2500 ватт. Получится величина 11,36 ампер.

Характеристики тока

Подсчитывая величину силы тока, которую поддерживает розетка, необходимо уточнить характеристику тока. Их существует две: постоянный ток и переменный.

Переменный получил наибольшее распространение в сфере потребления электроэнергии, так как его потери при передаче на большие расстояния существенно меньше.

В случае необходимости производится преобразование с помощью схем приборов-потребителей. Таким образом, розетка поддерживает переменный ток в 220 вольт.

Виды электророзеток

Техника, используемая в быту, имеет различные характеристики по своей мощности, следовательно, и электрофурнитура в помещениях должна быть соответствующая. Сегодняшние бытовые устройства более мощные, чем старые образцы техники.

Ещё 20 лет назад для всех устройств могла подойти розетка с ограничением в 6 ампер. Такой разъём был предназначен для техники, имеющей мощность до 1,5 киловатт или 1500 ватт. Для современного быта это недостаточно.

Сейчас ограничение нагрузки составляет:

• 16 ампер для обычных помещений, что гарантирует безопасное функционирование потребителей мощностью до 3,5 киловатт;
• 25 ампер для квартир или домов, где устанавливаются электрические плиты мощностью до 6 киловатт. Такие розетки называются силовыми;
• 32 ампера при повышенных нагрузках на сеть, например, при подключении в производстве несколько мощных духовых шкафов или плит. В этом случае применяется трёхфазный кабель, который рассчитан на 380 вольт. Соответственно розетки также должны быть трёхфазными. Такое оснащение отличается по своей конструкции. При наличии повышенной нагрузки на сеть в частном доме, кроме установки специального оснащения, требуется ещё и усиленная электрическая проводка.

Необходимость автоматического выключения питания

Автоматический выключатель – важный элемент в системе электроснабжения помещения. На распределительных щитках имеются специальные устройства, на которых отмечено сколько ампер максимально допустимого тока. Обычно для бытовых целей устанавливаются автоматы на 16, 25 или 32 ампера.

Рекомендуется на каждый мощный прибор устанавливать свой автоматический выключатель. Например, электрическая плита имеет мощность 6 киловатт или 6000 ватт, следовательно, сила тока будет 27 ампер при напряжении в 220 вольт.

В этом случае необходим автомат на большую величину, а именно на 32 ампера.

Устройство, принцип действия

Работу электрических приспособлений рассмотрим на примере базовых устройств, таких как:

1. амперметры;
2. вольтметры;
3. омметры.

Амперметры

Такие устройства измеряют величину электрического тока. Поскольку показания напрямую зависят от поступаемого электросигнала, сопротивление амперметра должно быть меньше, чем резистивность нагрузки. Это необходимо для неизменной силы заряда при подключении нагрузки. По своим конструктивным особенностям такие электроизмерительные приборы подразделяются на:

1. амперметр переменного тока;
2. амперметр постоянного тока;
3. магнитоэлектрические;
4. электромагнитные.

Как амперметр работает? Идеальный амперметр, является прибором для измерения электрозаряда. Представляет собой проводящий контур, закрепленный на оси между полюсами постоянного магнита.

При отсутствии сигнала контура, благодаря давлению пружины, стрелка находится в нулевом положении. При включении устройства, на подвижный элемент поступает токовый импульс – происходит отклонение стрелки на угол, соответствующей величине тока. Таким образом индикаторная шкала показывает значение, измеренное устройством.

Различают модификации: с аналоговой шкалой, с цифровой шкалой. Кроме того, устройства отличаются ценой деления и пределами измерений.

Аналоговый вольтметр переменного тока и цифровые вольтметры.

1. постоянное;
2. переменное.

Идеальный вольтметр электроизмерительный, как правило, подключается в цепь параллельно. Сопротивление вольтметра пропорционально поданному на него сигнала. Для того чтобы на показания не влияли искажения электроимпульсов, его резистивность рекомендуется делать как можно больше.

Существуют также цифровые вольтметры, имеющие цифровые индикаторные показания. Принцип работы измерителя напряжения аналогичен токовому измерителю, отличие только в градуировках шкал, пределах измерений и модификациях.

Омметр

Устройство, позволяющее измерить как сопротивление амперметра, так и сопротивление вольтметра. Диапазон измерения:

1. единицы, десятки (Ом);
2. сотни, тысячи (Ом).

Подключается такой показывающий элемент в цепь последовательно. Измеряет косвенно величину сопротивления, учитывая значение входящего электрического тока и постоянную величину напряжения. Приборная шкала каждого электроустрйоства имеет нанесенные условные знаки, обозначающие характеристики прибора, класс точности (например, амперметра), виды рабочих токов, номинальное напряжение и т.п.

Пример современного измерителя сопротивления – омметр Виток, имеющий комбинированное питание.

Как выбрать

Самые удобные и точные амперметры – цифровые. В последнее время им на смену пришли более универсальные приборы – мультиметры, которые в числе прочих функций умеют и замерять ток.

При выборе прибора нужно обращать внимание на следующие критерии:

• Покрытие зажимов контактов. Зажимы с антикоррозионным слоем будут служить гораздо дольше.
• Более точные показатели будут у прибора с сопротивлением до 0,5 Ом.
• Желательно, чтобы корпус был герметичным – это защитит его функциональные детали от влаги.
• При проведении замеров нельзя дотрагиваться к неизолированным элементам устройства – они могут проводить ток.

Замеры зарядного устройства и адаптера

Устройства для подзарядки аккумуляторов и блоки питания используются со множеством современных гаджетов. Правда, их назначение отличается. Блоки питания предназначены для преобразования напряжения в подходящее для работы подключенного гаджета. Зарядник применяется для пополнения электричеством аккумуляторных батарей. Знать их характеристики необходимо, чтобы не повредить дорогостоящий девайс, в случае выхода из строя штатного устройства.

Итак, для замера значений тока в цепи с адаптером или зарядным устройством, необходимо установить предел измерения в диапазоне от 1 А до 10 А. Мультиметр включается в цепь последовательно. В случае, если показания на нуле, нужно поменять местами щупы или зажимы.

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

3.5. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

Эта система представляет собой две катушки (рис. 3.5.1), одна из которых
неподвижная, а другая — подвижная. Обе катушки подключаются к сети,
и взаимодействие их магнитных полей приводит к повороту подвижной катушки
относительно неподвижной.

Из уравнения
видно, что шкала электродинамической системы имеет квадратичный характер.
Для устранения этого недостатка подбирают геометрические размеры катушек
таким образом, чтобы подучить шкалу, близкую к равномерной.
Эти системы чаще всего используются для измерения мощности, т.е. в качестве
ваттметров, тогда:

В этом случае шкала ваттметра равномерная.
Основным достоинством прибора является высокая точность измерения.
К недостаткам относятся малая перегрузочная способность, низкая чувствительность
к малым сигналам, заметное влияние внешних магнитных полей.

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.

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.

Проверенные мультиметры

Со своим многолетним стажем в области электроники, я поменял много мультиметров. Хочу остановиться именно на двух марках, которые меня очень сильно радовали и до сих пор радуют в моем нелегком деле.

Мультиметры DT9205

Большой дисплей, удобный функционал, функция автоматического выключения, недорогая стоимость. Если вы полистаете страницы моего сайта, то увидите, что я использовал именно эти модели мультиметров в своей практике. Они очень удобные и долговечные. Да, они имеют большие габариты, но это того стоит. Такой мультиметр очень удобно лежит в руке.

Вот ссылка на Алиэкспресс. Старайтесь брать именно такой, какой на фото выше. Его стоимость в диапазоне 700-800 рублей.

Мультиметры Mastech

Как вы видели, у меня есть вот такой мультиметр от этой фирмы. Не могу не нарадоваться).

Посмотреть его можете также на Алиэкспрессе по этой ссылке. Встречаются множество подделок, так что будьте бдительны.

Правильно измерить потребление фазы

Дом старый – на виду увидите большую стальную пластину, которая явно соединяется с корпусом. Означенное – нейтраль. Дом питается трехфазным напряжением 380 вольт. Каждую квартиру снабжают чаще одной фазой. Тройку зажимов наблюдаем помимо заземлительной клеммы. Посмотрите, куда идут провода: автоматы, рубильники (сообразно счету квартир). Типичное количество соседей по площадке количеством три упрощает задачу анализа.

Теперь знаем метод отыскания фазы мультиметром, можем смело (с осторожностью, соблюдая меры безопасности) потыкать щупами. Потрудитесь выставить правильный диапазон, не сжечь прибор. Измерениями подтвердите или опровергните предположения

Фаз две – каждую нагрузите поровну. Изучите распаячные коробки, в большинстве старых домов находящиеся под потолком (большие круглые отверстия стены). Отключив снабжение квартиры, вооружившись тестером, поймите, куда и что идет. Используйте радикальный метод – отрубите одну пробку, посмотрите, где пропало питание

Измерениями подтвердите или опровергните предположения. Фаз две – каждую нагрузите поровну. Изучите распаячные коробки, в большинстве старых домов находящиеся под потолком (большие круглые отверстия стены). Отключив снабжение квартиры, вооружившись тестером, поймите, куда и что идет. Используйте радикальный метод – отрубите одну пробку, посмотрите, где пропало питание.

Нагрузка двух фаз неравномерная – поправьте. Лучше сделать для автоматов и пробок, что положительно скажется на уменьшении стоимости оборудования распределительного щитка. В довершение по этой теме скажем, что правила работы предусматривают выполнение подобных мероприятий числом не менее двух лиц. Один обязательно страхует и готов отрубить подачу энергии, обрезать токоведущую жилу или ногой оттолкнуть страдающего от удара электричеством с опасной территории.

Схема питания квартиры двумя фазами

3.7. ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Измерение тока производится прибором, называемым амперметром.
Существуют четыре схемы включения амперметра в цепь. Первые две (рис.
3.7.1) предназначены для измерения постоянного тока, а две вторые схемы
— для измерения переменного тока.

Вторая и четвертая схемы применяются в тех случаях, когда номинальные
данные амперметра меньше измеряемой величины тока. В этом случае при
определении истинного значения тока нужно учитывать коэффициент преобразования:

где I_ист — истинное значение тока,
I_изм — измеренное значение тока,
k_пр — коэффициент преобразования.
Измерение напряжения производится вольтметром. Здесь также возможны
четыре различных схемы подключения прибора (рис. 3.7.2).

В этих схемах также используются методы расширения пределов измерения
напряжения (вторая и четвертая схемы).

Внешний вид мультиметра

Мультиметр – это универсальный прибор для измерения электрических характеристик, который объединяет в себе множество функций (в зависимости от модели). В минимальной комплектации такой прибор состоит из амперметра, вольтметра и омметра. В самом распространенном варианте он выполняется в цифровом виде портативного исполнения. Внешне имеет прямоугольную форму с дисплеем и поворотным или кнопочным переключателем функций. Для выполнения замеров к мультиметру подключаются два щупа (красный и черный) в строгом соответствии с маркировкой на приборе.

Краткое описание измеряемых параметров и их обозначение

Для обозначения параметров на мультиметрах производители применяют стандартную маркировку на английском языке или специальные символы

Для работы с прибором важно знать основы электротехники, чтобы правильно и безопасно осуществлять необходимые измерения

Каждый прибор разделен на зоны с настройками для работы с определенным видом напряжения электрической сети:

• ACV или V~ – напряжение переменного тока;
• DCV или V- – напряжение постоянного тока;
• DCA или A- – сила постоянного тока;
• Ω — сопротивление на участке цепи или в электрическом приборе.

Назначение разъёмов для подключения щупов

В зависимости от модели мультиметра, количество гнёзд для подключения щупов, может быть различным. Подключать щупы для измерения электрических параметров сети необходимо в правильные гнёзда прибора. У большинства измерительных приборов маркировка гнёзд следующая:

• 10А- – для замера постоянного тока не превышающего 10 А (в это гнездо подключают красный плюсовой щуп);
• VΩmA или VΩ, V/Ω — в это гнездо подключают красный (плюсовой) щуп при определении напряжения, силы постоянного тока до 200 мА, для прозвонки диодов и цепей;
• COMMOM (COM) – общее гнездо для черного (минусового) щупа на всех типах мультиметров;
• 20А – такое гнездо существует не на всех моделях (чаще всего можно встретить на дорогих профессиональных устройствах), задача этого гнезда аналогична 10А-, но с пределом до 20 А.

Какие ещё могут быть кнопки

Помимо основных настроек мультиметра, он может иметь и дополнительные. Дорогие профессиональные устройства намного функциональнее бюджетных вариантов и позволяют специалисту производить следующие измерения:

• силы переменного тока (при наличии токоизмерительных клещей);
• целостность цепей (прозванивать), то есть проверять сопротивление сигнализируя о результатах с помощь звуковой или световой сигнализаций, а также показаниями на дисплее;
• тестирование работоспособности диодов (переключатель ->Ι-);
• параметров транзисторов (разъёмы и кнопки с обозначением hFE);
• ёмкости и индуктивности;
• температуры (для этого используется внешний датчик — обычно термопара).
• частоты (Hz).

Некоторые модели имеют дополнительные функции по индикации и обеспечению работы с устройством: подсветку, автоотключение питания и экономичный режим для аккумулятора, фиксирование результатов (кнопка hold) и запись в память устройства, выбор пределов измерений и индикацию по перегрузке и разряду батареи

Для безопасной работы с мультиметром важно, чтобы прибор имел определенную защиту при неправильном выборе предела измерений или режима работы. Обычно такая защита осуществляется с помощью плавких предохранителей и автоматических выключателей

Большинство качественных приборов от ответственных производителей имеет такую защиту.

Заключение

При работе с мощными энергопотребителями при замерах любого типа проводки – с постоянным или переменным током – необходима предельная осторожность и соблюдение правил безопасности. В противном случае лучшим исходом будет выход из строя мультиметра

Как измерить силу постоянного и переменного тока мультиметром

Как мультиметром измерить силу тока

Как проверить аккумулятор автомобиля мультиметром на работоспособность дома без приборов: как узнать заряд и ёмкость тестером, измерить напряжение и силу тока

Как проверить напряжение мультиметром в сети: измерение вольтажа в розетке 220 вольт

Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром

Как измерить сопротивление мультиметром