Разновидности токовых клещей: определяемся что лучше
Токоизмерительные клещи выпускаются разных видов. Наиболее популярными являются цифровые модели, но встречаются также стрелочные устройства. Какие особенности имеют эти инструменты, выясним далее.
- Стрелочные — их еще называют аналоговыми, так как в качестве отображающего дисплея используется стрелочный указатель. В конструкции стрелочных токоизмерителей применяется одновитковый трансформатор, к выводам которого подключен амперметр. Модели такого плана сейчас практически не встречаются в продаже, так как это устаревшие модификации. Достоинством таких устройств является возможность наглядного контроля измерительного процесса. Высокая чувствительность стрелочного указателя к механическим колебаниям приводит к искажению результатов, поэтому для предотвращения получения неверных значений, необходимо жестко зафиксировать прибор. Недостатком аналоговых приборов является необходимость пересчета получаемых результатов, умножив их на коэффициент преобразования.
- Цифровые — они отличаются от стрелочных не только наличием ЖК-дисплея, но еще и отсутствием необходимости проведения перерасчетов. На дисплее отображаются уже готовые результаты. Большинство моделей имеют встроенную функцию отображения не только силы тока, но и мощности. В приборе заложен алгоритм закона Ома, по которому осуществляется автоматический расчет.
- Высоковольтные — классические измерительные клещи предназначены для измерения силы тока в цепях с напряжением до 1000 Вольт. Однако специалисты используют также приборы для работы в сетях с напряжением выше 1000В. Такие клещи называются высоковольтными, и отличаются они от стандартных тем, что состоят из удлиненных рукояток с улучшенной изоляцией. Такая конструкция исключает необходимость приближения оператора к высоковольтным проводам. К тому же такие устройства предназначены для работы только в цепях с переменным напряжением.
Нужно отметить, что высоковольтные приборы классифицируют на виды по количеству рукояток. Они бывают:
- одноручные — имеют одну хорошо заизолированную рукоятку с рычагом для раскрытия магнитопровода (предназначены для работы с электроустановками напряжением до 1 кВ), а их основное преимущество — возможность пользоваться одной рукой;
- двуручные — обычно такие установки позволяют работать в сетях с напряжением от 2 до 10 кВ. Размер изолированной части составляет 38 см, а рукоятки — 13 см. Пользоваться ими необходимо двумя руками.
Это интересно! В конструкции многих измерительных клещей имеется такая клавиша, которая называется DATA HOLD. Многим интересно, для чего она нужна и какие задачи выполняет. Ее предназначение заключается в фиксации снятых показаний. К примеру, у вас получилось разместить внутри клещей провод, но при этом показания прибора не видны. Чтобы их зафиксировать, как раз и используется такая клавиша.
Порядок измерения силы тока
Итак, рассмотрим, как измерить ток мультиметром. Двумя основными вариантами соединения элементов в электрической цепи электротехнических приборов являются последовательный и параллельный способы.
В первом случае все элементы связываются между собой таким образом, что участок электрической цепи не имеет узлов соединения.
Варианты измерений на тумблере
Второй вариант предполагает объединение всех входящих в электрическую цепь элементов посредством пары узлов, при отсутствии связи с другими участками соединений.
Важно помнить, что показатели напряжения электротехники измеряются мультиметром или мультитестером параллельно, а токовые величины – только в последовательном положении.
Формула закона Ома
Свои опыты Ом направлял на изучение такой физической величины, как сопротивление, в результате чего в 1826 году он стал автором закона, который не потерял совей актуальность вплоть до сегодняшнего дня. Из своих опытов Ом вывел, что в различных цепях сила тока может возрастать с различной скоростью, и происходит это по мере увеличения напряжения.
Также, Ом сделал вывод, что каждый проводник обладает индивидуальными свойствами проводимости.
Сопротивление обозначается заглавной латинской и измеряется в Омах. Сопротивление – физическая величина, характеризующая свойства проводника оказывать влияние на идущий по нему ток. Оно прямо пропорционально напряжению в сети и обратно пропорционально силе тока. В виде формулы данный закон можно записать как R = U/I, где U – напряжение, а I – сила тока. 1 Ом равняется 1 Вольту, деленному на 1 Ампер.
Запомните! Реостат – прибор, обеспечивающий возможность изменять сопротивление. Прежде всего, он влияет на показатель R в цепи, а, следовательно, на 2 другие величины, описанные в законе Ома. Силу тока может помочь определить амперметр.
Ползунковый реостат
Из формулы закона Ома можно вывести практически любую зависимость, связанную с электричеством. Также, существует понятие удельного сопротивления проводника – физической величины, которая демонстрирует, каким сопротивлением будет обладать проводник из определенного вещества. Обозначается эта величина буквой ρ и через неё можно также найти сопротивление в цепи как произведению удельного сопротивления и длины проводника, деленного на площадь его поперечного сечения.
Важно! В виде формулы нахождение сопротивления через удельное сопротивление выглядит так: R = ρ*(l/S), где l – длина проводника, а S – площадь поперечного сечения. Вам это будет интересно Особенности использования канифоли
Вам это будет интересно Особенности использования канифоли
Физический смысл удельного сопротивления показывает, какое влияние будет оказывать проводник длиной в 1 м с площадью поперечного сечения в 1 квадратный мм, изготовленный из определенного вещества. Измеряется в Омах, умноженных на метр: = .
Ом и формула
Порядок измерений
Мультиметр для измерения величины силы тока включается в разрыв электроцепи. В этом состоит основное отличие от процедуры измерения напряжения, при которой тестер подключается к цепочке параллельно. Показатель величины тока, который проходит через прибор, отображается стрелкой на шкале (если речь идет об аналоговом аппарате) или высвечивается на жидкокристаллическом (светодиодном) дисплее.
Разорвать тестируемую цепь для включения в нее прибора можно по-разному. Например, отсоединив один из выводов радиоэлемента при помощи паяльника.
При определении величины тока батарейки или аккумулятора такой проблемы не существует, поскольку просто собирается цепь, одним из элементов которой является мультиметр.
единица, в чём будет измеряться мощность, электрический заряд и теория определения
Сила тока представляет собой движение заряженных частиц в определённом направлении, во взятом проводнике. Многих физиков в прошлом волновал вопрос: в чём измеряется ток и как измерить то, что невидимо и неосязаемо. Но благодаря ряду открытий ситуация стала проясняться. Для того чтобы появилось движение заряженных частиц, нужно воздействие электрического поля.
В то же время заряженные частицы появляются постоянно, благодаря плотному контакту в любых веществах:
- проводники
- полупроводники
- диэлектрики.
Заряженные частицы способны совершать свободные движения в разных направлениях. Материалы, где свободно перемещаются заряженные частицы, называют проводниками: металл, растворы соли.
Материалы, где электрические частицы не могут перемещаться, называют диэлектриками: газ, кварц, дерево.
Материалы, которые имеют не только электронную, но и «дырочную» проводимость, которая зависит от многих внешних факторов (свет, температура, магнитные и электрические поля) называют полупроводниками: селен, кремний, германий.
Единицы измерения
Ток подразделяют на несколько разновидностей. Основные из них представлены таким образом:
- Постоянный -значение и направление не меняются во времени;
- Синусоидальный — величина меняется по синусоидальному закону;
- Высокочастотный — частота начинается с десятки килогерц;
- Периодический — значения которого повторяются во времени с одинаковой периодичностью;
Пульсирующий — изменяющий периодически значение во времени, отличное от нуля.
Учёные часто задавались вопросом, в каких единицах измеряется сила тока. Для измерения, пользуются физической величиной. Эта физическая величина равна отношению значения заряда Q, протёкшего за какое-то время через поперечное сечение проводника, к значению этого временного периода: I=Q/t. И измеряется в амперах и показывает обозначение силы тока: A.
Электрический ток в чём измеряется, в том и рассчитывается — на принципиальных схемах. Такое определение помогает рассчитать блоки питания определённой мощности.
В электрических цепях показатели рассчитывают по закону Ома, и именно это отвечает на вопрос чему равен ток. Сила I на определённом участке цепи прямо пропорциональна напряжению, подаваемому на него и обратно пропорциональна сопротивлению R участка цепи: I=U/R.
Разные значения
Если на участке цепи переменный ток, напряжение постоянно изменяется, поэтому если взять средние значения напряжения, то они будут равны нулю, а средняя мощность будет нулю не равна. Для этого стали применять такие понятия:
- мгновенные значения;
- амплитудные значение ;
- действующие значения.
Мгновенные значения -это те, которые имеют место в данный момент времени. Амплитудные значения — самые максимальные. Действующие значения определяются тепловым свойством тока, текущего через сечение проводника, а направление векторной величины совпадает с направлениями перемещения положительных частиц.
Для точных измерений нужны основные параметры: напряжение, мощность, сопротивление, частота.
Измерение мощности
Мощностью называют определённое количество работы, которое совершается за одну секунду времени.
Для измерения мощности была принята единица — ватт .
Следовательно, мощностью в 1 Вт называют силу в 1 А при значении напряжения в 1 В.
Для того чтобы вычислить мощность, нужно силу тока умножить на напряжение .
Если мощность обозначается буквой P, то формула примет вид:
P = I*U.
Мощность вычисляется с помощью сопротивления. Часто бывают известны сила тока и сопротивление цепи, а напряжение, обычно, неизвестно.
Следовательно, воспользовавшись законом Ома :
U=IR
получаем формулу: Р = I2*R
Определение частоты
Передвижение электронов в проводнике в одну сторону, а затем в другую принято называть одним колебанием. За одним колебанием следует другое. При таких колебаниях в проводнике происходит соответствующее колебание магнитного поля.
Время, затраченное на одно колебание, называют периодом и обозначают буквой Т. Период обозначают в секундах.
Одной из важных величин является частота. Она показывает число колебаний в секунду и обозначается буквой f. Название единицы частоты — герц, (Гц) .
Практическое применение
Электрический постоянный ток всегда имеет всегда одно направление, которое называют постоянным. Он широко применяется для питания электронных устройств.
Если ток меняет направление, его называют переменным, и он применяется для передачи энергии по проводам на большие расстояния.
Как измерить 220 в мультиметром
Для измерения используются мультиметры. Они бывают двух видов:
- Стрелочные или аналоговые. Такие модели использовались до появления электронных. Стоят недорого, не требовательны при работе и не требуют источника постоянного тока. Недостатком устройства является неудобство снятия показаний из-за размеров шкалы.
- Электронные или цифровые. Это современные удобные устройства с большим количеством функций. Стоят дороже, но точность показания выше. Большинство специалистов используют данный вид устройств.
Тип мультиметра не влияет на технику измерения. Мультиметр позволяет определить следующие технические параметры:
- постоянное и переменное напряжение;
- сопротивление;
- емкостные и частотные характеристики;
- силу постоянного и переменного тока;
- параметры диодов и транзисторов;
- температурный режим.
Переключение режимов производится при помощи ручки на панели устройства.
Перед подключением нужно обязательно проверить изоляцию щупов. Поврежденные провода нельзя использовать
В комплекте любого электронного тестеры имеются 2 вещи – сам прибор и щупы черного и красного цвета.
Алгоритм работы:
- Перед началом работы устройство собирается. В разъем с надписью COM всегда вставляется черный щуп. Красный нужно подключить к разъему с надписью VΩmA. Существует третий выход 10 А – это значит, что мультитестер способен измерять силу тока до указанного значения.
- После подключения выбирается режим измерения. Его нужно выставлять внимательно, так как при неправильных настройках устройство может выйти из строя. Менять положение переключателя во время работы запрещено. Поворотный выключатель устанавливается в поле ACV или V в положение 750.
- Теперь щупы можно вставлять в гнезда розетки и смотреть результат. Значение в 220 В будет иметь отклонения, по ГОСТу погрешность достигает 10%. Если значение выходит за рамки погрешности, рекомендуется установить дома стабилизатор напряжения.
Принцип работы стрелочного устройства аналогичен. Щупы подсоединяются к сети, и по шкале нужно считать показания.
При измерениях можно касаться только изолированной части. Металлические элементы трогать нельзя. Также щупы не должны соприкасаться, иначе может произойти короткое замыкание.
Амперметр
По принципу работы и внешнему виду амперметр очень похож на гальванометр. Его устройство изменено, чтобы можно было не просто фиксировать наличие тока в цепи, но и измерять его силу.
В каких единицах градуируют шкалу амперметра? Так как он измеряет силу тока, то и его шкала будет проградуирована в амперах.
Различные виды амперметров могут отличаться друг от друга в зависимости от сферы использования. На рисунке 1, а изображен демонстрационный амперметр. Такие приборы чаще всего используют в школе при демонстрации опытов.
На рисунке 1, б представлен амперметр, который чаще используют для лабораторных работ.
Рисунок 1. Демонстрационный и лабораторный амперметры
Как вы видите, эти два амперметра рассчитаны на измерение определенного диапазона значений силы тока. Шкала первого амперметра покажет максимальное значение в $3 \space А$, а второго — в $2 \space А$. Превышать эти значения не рекомендуется, так как приборы могут выйти из строя.
{"questions":,"answer":}}}]}
Как правильно проверить ток в розетке мультиметром
Засовывать щупы в розетку к контактам фазы и ноля нельзя, для выполнения проверки необходимо подключить «нагрузку», то есть любой электроприбор.
Ниже показана схема для замера тока трансформатора, в качестве нагрузки к его контактам подключена обычная лампа накаливания. Как видно по показаниям дисплея, ток составляет 1,14 А
Важно понимать – в домовой электросети показатели выше, поэтому не стоит рисковать, напрямую «закорачивая» фазу и ноль щупами мультиметра
Фактически для проверки выполняется такая последовательность действий:
- отключается ток в выбранной для замеров розетке (автоматом на щитке). Проверить, подключена розетка или нет, можно с помощью замера напряжения мультиметром. Эта процедура безопасна даже под нагрузкой;
- с розетки снимается лицевая (защитная часть) так, чтобы был прямой доступ к контактам. После этого к одному из них, например, фазному, подключается контакт через клеммник от вилки (провода) любого маломощного электроприбора – настольной лампы, например;
- далее, как показано на иллюстрации, также через клеммники, свободный штырек вилки (провод лампы) к одному из щупов, свободный контакт розетки – к другому. В большинстве современных мультиметров полярность подключения (куда подключать плюсовый щуп, куда минусовый) не важна, показания на дисплее будут одинаковыми. При перепутанной полярности рядом с цифрами появится знак «-»;
- после выполненных подключений розетку снова включат в общедомовую цепь автоматом. После перевода выключателя лампы в положение «ON» можно проводить замер. Для разных приборов-потребителей ток будет различаться. Так, при подключении обычной лампы накаливания ток составить около половины ампера.
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
Источники электрического тока
Чтобы получить электрический ток в проводнике, необходимо привести заряженные частицы в направленное движение. Но как получить ток, который существовал бы длительное время?
Возьмем два заряженных тела А и В, заряды которых равны по модулю, но противоположны по знаку, и соединим их проводником.
На отрицательно заряженном теле находится избыток электронов, на положительно заряженном теле – недостаток электронов. В проводнике на короткое время возникнет электрический ток. Он будет существовать до тех пор, пока не исчезнет электрическое поле.
Процесс разделения зарядов осуществляют источники электрического тока.
В источнике тока благодаря химическим или иным процессам (в зависимости от принципа его действия) происходит разделение положительно и отрицательно заряженных частиц.
Эти разделенные частицы накапливаются на так называемых полюсах источника тока.
Примерами источников тока являются аккумуляторы. Они могут быть свинцовыми(кислотными), а также широкое применение получили железно-никелевые(щелочные).
В последние десятилетия наряду с традиционными источниками тока стали широко применяться источники, изготовленные на основе химического элемента лития.
Впечатляет также разнообразие габаритов источников электричества: от миниатюрныхбатареек для питания ручных часов и до мощных аккумуляторных батарей, устанавливаемых на подводных лодках.
Основные электрические величины и единицы их измерения
Рассмотрим основные электрические величины, которые мы изучаем сначала в школе, затем в средних и высших учебных заведениях. Все данные для удобства сведем в небольшую таблицу. После таблицы будут приведены определения отдельных величин, на случай возникновения каких-либо непониманий.
| q | Кл — кулон | заряд |
| R | Ом – ом | сопротивление |
| U | В – вольт | напряжение |
| I | А – ампер | Сила тока (электрический ток) |
| C | Ф – фарад | Емкость |
| L | Гн — генри | Индуктивность |
| sigma | См — сименс | Удельная электрическая проводимость |
| e0 | 8,85418781762039*10-12 Ф/м | Электрическая постоянная |
| φ | В – вольт | Потенциал точки электрического поля |
| P | Вт – ватт | Мощность активная |
| Q | Вар – вольт-ампер-реактивный | Мощность реактивная |
| S | Ва – вольт-ампер | Мощность полная |
| f | Гц — герц | Частота |
Существуют десятичные приставки, которые используются в названии величины и служат для упрощения описания. Самые распространенные из них: мега, мили, кило, нано, пико. В таблице приведены и остальные приставки, кроме названных.
| 10-24 | иокто | и/y |
| 10-21 | зепто | з/z |
| 10-18 | атто | a |
| 10-15 | фемто | ф/f |
| 10-12 | пико | п/p |
| 10-9 | нано | н/n |
| 10-6 | микро | мк/μ |
| 10-3 | милли | м/m |
| 10-2 | санти | c |
| 10-1 | деци | д/d |
| 101 | дека | да/da |
| 102 | гекто | г/h |
| 103 | кило | к/k |
| 106 | мега | M |
| 109 | гига | Г/G |
| 1012 | тера | T |
| 1015 | пета | П/P |
| 1018 | экза | Э/E |
| 1021 | зета | З/Z |
| 1024 | йотта | И/Y |
Сила тока в 1А – это величина, равная отношению заряда в 1 Кл, прошедшего за 1с времени через поверхность (проводник), к времени прохождения заряда через поверхность. Для протекания тока необходимо, чтобы цепь была замкнутой.
Сила тока измеряется в амперах. 1А=1Кл/1c
В практике встречаются
1кА = 1000А
1мА = 0,001А
1мкА = 0,000001А
Электрическое напряжение – разность потенциалов между двумя точками электрического поля. Величина электрического потенциала измеряется в вольтах, следовательно, и напряжение измеряется в вольтах (В).
1Вольт – напряжение, которое необходимо для выделения в проводнике энергии в 1Ватт при протекании по нему тока силой в 1Ампер.
1В=1Вт/1А.
В практике встречаются
1кВ = 1000В
1мВ = 0,001В
Электрическое сопротивление – характеристика проводника препятствовать протеканию по нему электрического тока. Определяется как отношение напряжения на концах проводника к силе тока в нем. Измеряется в омах (Ом). В некоторых пределах величина постоянная.
1Ом – сопротивление проводника при протекании по нему постоянного тока силой 1А и возникающем при этом на концах напряжении в 1В.
Из школьного курса физики все мы помним формулу для однородного проводника постоянного сечения:
R=ρlS – сопротивление такого проводника зависит от сечения S и длины l
где ρ – удельное сопротивление материала проводника, табличная величина.
Между тремя вышеописанными величинами существует закон Ома для цепи постоянного тока.
Ток в цепи прямо пропорционален величине напряжения в цепи и обратно пропорционален величине сопротивления цепи – закон Ома.
I=U/R
Электрической емкостью называется способность проводника накапливать электрический заряд.
Емкость измеряется в фарадах (1Ф).
1Ф = 1Кл/1В
1Ф – это емкость конденсатора между обкладками которого возникает напряжение 1В при заряде в 1Кл.
В практике встречаются
1пФ = 0,000000000001Ф
1нФ = 0,000000001Ф
Индуктивность – это величина, характеризующая способность контура, по которому протекает электрический ток, создавать и накапливать магнитное поле.
Индуктивность измеряется в генри.
1Гн = (В*с)/А
1Гн – величина, равная ЭДС самоиндукции, возникающей при изменении величины тока в контуре на 1А в течение 1секунды.
В практике встречаются
1мГн = 0, 001Гн
Электрическая проводимость – величина, показывающая способность тела проводить электрический ток. Обратная величина сопротивлению.
Электропроводность измеряется в сименсах.
1См = Ом-1
Поделитесь с коллегами и сокурсниками
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.
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.
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.
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.
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.
Измерение емкостей
Определение емкости конденсатора или других устройств емкостного характера также может осуществляться различными способами. Простейший из них — метод амперметра-вольтметра (рис. 6, а).
Рис. 6. Схемы измерения емкости
Он во многом аналогичен такому же методу измерения сопротивлений, с той только разницей, что схема питается переменным синусоидальным напряжением от генератора низкой или высокой частоты (или от сети). Емкостное сопротивление конденсатора определяется по следующей формуле:
где f — частота переменного напряжения.
Емкостное сопротивление находится по закону Ома по показаниям приборов
Измерение малых по величине емкостей удобнее производить методом резонанса (рис. 6, б). Измеряемый конденсатор Сх подключается к известной индуктивности L, образуя колебательный контур. На контур подается синусоидальное напряжение от генератора. С помощью электронного вольтметра измеряют напряжение на контуре. При резонансе оно достигает максимума.
Известно, что резонансная частота контура может быть выражена следующей формулой:
Следовательно, при известной величине индуктивности в контуре и определенной по максимальным показаниям вольтметра частоте резонанса можно найти искомое значение емкости Сх.
Измерение больших емкостей (например, электролитических конденсаторов) проще всего производить путем разряда конденсатора на известное сопротивление R. Известно, что за время, равное постоянной времени цепи разряда конденсатора, его напряжение уменьшается в е раз, где е = 2,71… — основание натурального логарифма. Постоянная времени цепи разряда конденсатора на резистор определяется соотношением
Схема измерения емкости этим методом (рис. 6, в) состоит из источника постоянного напряжения питания, известного по величине сопротивления резистора R, электронного вольтметра PV, переключателя S и клемм для подключения конденсатора. С помощью переключателя S конденсатор Сх заряжается до напряжения источника питания, а после переключения конденсатора на разряд с помощью секундомера измеряют время t, по истечении которого конденсатор разрядится до напряжения Uпит/е. Емкость конденсатора определяется по формуле
Емкости конденсаторов можно измерять также с помощью мостов переменного тока.
Шунты к амперметру
Ток, вызывающий отклонение подвижной части прибора на всю шкалу, называется током полного отклонения I . Если с помощью амперметра необходимо измерить силу токаI больше, чемI , к нему параллельно подключается дополнительное сопротивлениеRш , называемое шунтом (рис
Рис. 8. Подключение шунта к амперметру.
Измеряемый ток разветвляется и только часть его проходит через измерительный прибор. Так достигается расширение предела измерений амперметра. По первому правилу Кирхгофа величины токов связаны соотношением:
, (12)
где I
– сила измеряемого тока,Ip – сила тока, текущего через измерительный механизм (рамку) прибора,Iш – сила тока, текущего через шунт.
По второмуправилу Кирхгофа имеем:
, (13)
где r
— сопротивление рамки амперметра,Rш – сопротивление шунта. Из (12) и (13) следует, что
. (14)
Выражение (14) позволяет определить Rш , при котором отклонение стрелки измерительного прибора на всю шкалу будет соответствовать требуемому пределу измерения силы токаIпр . Иначе говоря, приI =Iпр ток через амперметрIр будет равен току полного отклонения:Iр =I . В таком случае выражение (14) принимает вид:
. (15)
На практике используют коэффициент шунтирования (или коэффициент растяжения предела измерений) n
для данного значенияIпр , который равен
(16)
Тогда выражение (15) принимает вид:
. (17)
С данным шунтом цена деления амперметра также возрастет в n
раз.
