قياس التيار الكهربائي بمقياس متعدد

بشكل عام ، التيار الكهربائي (CT) هو قيمة توضح مقدار الكهرباء التي مرت عبر المقطع العرضي للموصل في ثانية واحدة. في هذه الحالة ، يُعتقد أنه في الموصل يصل إلى قيمة 1 أ في حالة مرور كمية من الكهرباء تساوي 1 كولوم عبر المقطع العرضي كل ثانية. قم بقياسه بالأمبير (أ). يتم أيضًا استخدام وحدات إضافية مثل مللي أمبير (1/1000 أمبير) وميكرو أمبير (1/1000000 أمبير).

لماذا تحتاج إلى قياس التيار

يتم ممارسة تأثير كبير على حجم القوة الحالية من خلال الجهد ومقاومة الدائرة الكهربائية ، والتي يتم قياسها بوحدات مثل الفولت (V) والأوم ، على التوالي. في هذه الحالة ، تؤدي الزيادة في الجهد مع المقاومة الثابتة للدائرة الكهربائية إلى زيادة قوة التيار ، وتؤدي زيادة مقاومة الدائرة بقيمة جهد ثابتة إلى انخفاضها. يعتمد التيار (I) والجهد (U) والمقاومة (R) على بعضها البعض وترتبط بالصيغ التجريبية:

• أنا = U / R.
• يو = أنا * ص
• R = U / I

في الوقت نفسه ، من السهل افتراض أن تيارًا مقداره 1 أ ينشأ في موصل بمقاومة 1 أوم إذا تم تطبيق جهد 1 فولت عليه.

بعد قياس التصوير المقطعي المحوسب بجهاز متعدد ، يمكنك:

• لتوضيح الاستهلاك الحقيقي للطاقة لجهاز كهربائي معين ؛
• العثور على عيوب في الأجهزة الكهربائية إذا كانت قوتها الحقيقية لا تتوافق مع القيمة المعلنة في الوثائق ؛
• معرفة السعة الكهربائية لمصادر الطاقة المستقلة (البطاريات ، إلخ) ؛
• تحديد وجود تسرب تيار في الدوائر الكهربائية ، وإذا لزم الأمر ، تحديد المنطقة المعيبة ؛
• تحقق من شاحن البطارية لمعرفة ما إذا كان تيار الشحن يطابق القيمة المحددة ، إلخ.

يتم إجراء هذه القياسات باستخدام أجهزة خاصة - أجهزة قياس التيار. هناك أصناف كافية منها في السوق المحلية لتلبية احتياجات جميع المشترين.

الأكثر شيوعًا ، خاصة على مستوى الأسرة ، هي أجهزة القياس المتعددة الوظائف الصغيرة (مقياس التيار + الأومتر + الفولتميتر) ، والتي يمكنك من خلالها قياس جميع المعلمات الضرورية تقريبًا للدائرة الكهربائية.

جهاز متعدد

جهاز القياس المتعدد الحديث (الفاحص) هو جهاز إلكتروني معقد. تختلف أجهزة القياس هذه في مبدأ التشغيل والطريقة التي يتم بها عرض النتائج التي تم الحصول عليها. في الوقت نفسه ، يعتمد هيكلها ومظهرها كليًا على الشركة المصنعة ، التي لديها القدرة على تزويد أجهزة القياس المتعددة بقدرات إضافية. على سبيل المثال ، هناك أجهزة اختبار مجهزة بمشابك موصلة مدمجة تسمح لك بقياس المعلمات الكهربائية للدوائر دون كسر الأسلاك.

التصنيف ومبدأ العملية

حسب التصميم ، يمكن أن تكون المقاييس المتعددة ثابتة وصغيرة. بالإضافة إلى ذلك ، بناءً على الحل التخطيطي ، يمكن أن تكون:

• التناظرية؛
• رقمي.

تعمل المقاييس المتعددة الثابتة ، كقاعدة عامة ، من شبكة إمداد طاقة مركزية. إنها أجهزة إلكترونية عالية الدقة وتستخدم للقياسات الدقيقة في البيئات المختبرية أو الصناعية. كما أنهم يعملون كجزء من أنظمة المعلومات والقياس والمجمعات الصناعية المتخصصة.تستخدم أجهزة الاختبار صغيرة الحجم (الجيب) بطاريات مدمجة أو عناصر إمداد طاقة قابلة للاستبدال لقياس المقاومة.

في المقاييس التناظرية المتعددة ، يتم عرض نتيجة القياس من خلال انحراف السهم على مقياس متدرج ، وفي صورة رقمية - على شاشة LED أو شاشة LCD. قد تكون هناك أيضًا طرز أصلية مزودة بمؤشر مؤشر وشاشة رقمية في نفس الوقت.

الدائرة الكهربائية للمقاييس المتعددة للاتصال الهاتفي من النوع التناظري بسيطة وتتكون من مجموعة من مقاومات التحويل الدقيقة ذات التصنيف الكبير والصغير. من أجل استخدام مثل هؤلاء المختبرين لقياس معلمات الدوائر الكهربائية للتيار المتردد ، يتم إدخال صمامات ثنائية المعدل في الدائرة. هذا يرجع إلى حقيقة أن النظام الكهرومغناطيسي لمقياس ميكرومتر المؤشر يعمل فقط على التيار المباشر.

تعتبر الدوائر الكهربائية للمقاييس الرقمية المتعددة أكثر تعقيدًا وتحتوي على الوحدات التالية:

• مكبر تشغيلي
• المخفف.
• محول تناظري رقمي؛
• مقوم عالي الدقة
• مفتاح ميكانيكي أو إلكتروني.

مخطط الكتلة هو الأساس لجميع أجهزة القياس الرقمية المتعددة ويسمح لك بقياس معلمات الدوائر الكهربائية AC و DC بدقة عالية.

يعتمد مبدأ تشغيل أجهزة الاختبار التناظرية على حقيقة أن القياس يسبقه تحويل جميع الإشارات الواردة إلى تيار ، والذي يتم قياسه بعد ذلك. في المقابل ، تقوم أجهزة القياس الرقمية المتعددة مسبقًا بتحويل جميع الإشارات الواردة إلى جهد كهربائي.

المبادئ الأساسية للقياس الحالي

الشرط الرئيسي الذي يجب الوفاء به عند قياس CT في دائرة كهربائية هو تشغيل جهاز الاختبار في فاصل السلك لهذه الدائرة ، أي أن يصبح مكونًا لوقت القياس. قبل قياس القوة الحالية بمقياس متعدد ، من المهم بنفس القدر ضبط الجهاز بشكل صحيح:

• وضع القياس (التيار المباشر أو المتردد) ؛
• الحد الأعلى للقياسات.

ستؤدي المعلمات المحددة بشكل غير صحيح بالضرورة إلى انهيار جهاز القياس.

عندما لا يعرف المستخدم ترتيب مقدار التيار في الدائرة ، فمن الضروري تعيين الحد الأقصى للقياس. إذا تبين أن النطاق المحدد مبالغ فيه ، فسيتم تقليله تدريجيًا باستخدام مفتاح وضع التشغيل الخاص بالاختبار.

جهاز قياس شدة التيار متصل بالدائرة الكهربائية بالتسلسل مع الحمل. عند قياس التيارات العالية ، يتم توصيل المتر المتعدد بالدائرة من خلال محول تيار أو تحويلة أو مضخم مغناطيسي. إذا كانت القياسات ستؤخذ في دوائر كهربائية بجهد يزيد عن 1 كيلو فولت ، فاستخدم محول تيار (تيار متناوب) أو مضخم مغناطيسي (تيار مباشر).

هندسة السلامة

تتطلب القياسات التي يتم إجراؤها في الدوائر الكهربائية تحت جهد خطير ~ 220 فولت الامتثال لقواعد السلامة. يعتبر التيار الذي لا يزيد عن 0.001 أ آمناً للبشر ، وأي زيادة طفيفة يمكن أن تؤدي إلى إصابة المستخدم. لذلك ، عند العمل بالكهرباء ، يجب أن تكون حذرًا للغاية وأن تأخذ عناية خاصة.

عند العمل عند الحدود العليا للمقياس المتعدد ، يجب إجراء القياسات في أسرع وقت ممكن. هذا يرجع إلى حقيقة أن العديد من المختبرين لا يتمتعون بحماية من ارتفاع درجة الحرارة ، ومع التلامس المطول مع التيار العالي يمكنهم ببساطة الاحتراق ، وهذا بدوره محفوف بالإصابات الكهربائية. في بعض الأحيان ، يحذر مصنعو أجهزة القياس المتعدد المستخدمين من مثل هذا الخطر ، ويشترطون ، على سبيل المثال ، ألا يتجاوز وقت القياس المسموح به 10 ثوانٍ. ليس أكثر من مرة واحدة خلال 15 دقيقة.

يتم توصيل وفصل جهاز القياس المتعدد بعد إلغاء تنشيط الدائرة الكهربائية تمامًا. إنهم يزودون الطاقة ويبدأون القياسات فقط بعد اكتمال كل الأعمال المتعلقة بتوصيل جهاز الاختبار.

لتجنب الصدمة الكهربائية ، يجب اتخاذ تدابير لمنع لمس الأجزاء الحية المكشوفة. يجب أيضًا أن نتذكر أنه عند فتح دائرة كهربائية تعمل ، قد يحدث قوس كهربائي ، مما سيؤدي أيضًا إلى حدوث إصابة كهربائية.

القياس الحالي

في المنزل ، يتم قياس قوة التيار في الدوائر الكهربائية في الحالات التي يكون فيها من الضروري ، على سبيل المثال ، تحديد القيمة الحقيقية لاستهلاك الطاقة لجهاز كهربائي أو مقارنة المعلمات التقنية لجهاز كهربائي متصل بالشبكة مع الاحتمالات الحقيقية للأسلاك الكهربائية. في هذه الحالة ، من الضروري أن تتذكر المخاطر التي تنتظر المالك قليل الخبرة لجهاز القياس المتعدد عند محاولة إجراء مثل هذه القياسات في مأخذ كهربائي. كقاعدة عامة ، يؤدي هذا إلى فشل كامل في المختبر ، وفي بعض الحالات - إلى صدمة كهربائية للمستخدم.

لا يوجد تيار في مأخذ التيار الكهربائي. على اتصالاته هناك فقط الجهد بين المرحلة و "الصفر". يظهر التيار في التيار الكهربائي فقط بعد توصيل الجهاز الكهربائي بالمأخذ.

إذا أدخلت مجسات جهاز متعدد في وضع القياس الحالي في فتحات المقبس ، فستحدث دائرة كهربائية قصيرة في الشبكة وسيفشل جهاز القياس. من الجيد أن يكون مزودًا برابط قابل للانصهار يحترق ويفصل جهاز الاختبار عن الشبكة. إذا لم يتم توفير مثل هذا المصهر من خلال تصميم الجهاز ، فقد يشتعل جهاز القياس المتعدد أو حتى "ينفجر" بسبب ارتفاع درجة الحرارة.

قياس CT في دائرة جهاز كهربائي متصل بمصدر طاقة

لقياس التيار في دائرة الجهاز الكهربائي المتصل ، يجب توصيل المتر المتعدد بقطع أحد أسلاك الطاقة ، كما هو موضح في الرسم التخطيطي.

هنا:

• 1 - منفذ التيار المتردد أو جهات الاتصال لمصدر طاقة مستقل ؛
• 2 - الأجهزة الكهربائية.
• 3 - الأسلاك (الكابلات) مصدر الطاقة للأجهزة الكهربائية ؛
• 4 - مكان قاطع الدائرة الكهربائية وتوصيل المجسات المتعددة ؛
• 5 - جهاز اختبار مدرج في وضع قياس التيار المتردد ؛
• 6 - خيوط الاختبار المزودة بالمقياس المتعدد.

لتوصيل مقياس متعدد بقطع في دائرة كهربائية ، من الضروري قطع أحد موصلاته وتجريد العزل عند نهايات القطع.

يقاس التيار بالتسلسل التالي:

1. يتم ضبط وضع القياس المطلوب بمقبض مفتاح التبديل المتعدد ، مع مراعاة نوع التيار (المتناوب أو المباشر).
2. استخدم نفس المقبض لتعيين الحد الأعلى للقياس المقطعي. في هذه الحالة ، يوصى باختيار حد قياس في البداية يتجاوز القيمة المتوقعة للمعلمة المقاسة.
3. أدخل خيوط الاختبار في المقابس المقابلة على جهاز القياس المتعدد.
4. قم بتوصيل مجسات الاختبار بأطراف السلك المجردة وتأكد من أن جهة الاتصال آمنة.
5. قم بتشغيل مصدر الطاقة للجهاز وقم بتسجيل قراءات جهاز القياس المتعدد. إذا لزم الأمر ، يمكنك تغيير الحد الأعلى للقياسات وإعادة تسجيل النتيجة.
6. قم بإيقاف تشغيل مصدر الطاقة وافصل مجسات الاختبار من نهايات الموصل.
7. قم بتوصيل السلك المقطوع وعزل المنطقة بعناية.

عند إجراء قياسات في دارات التيار المستمر ، من الضروري ملاحظة قطبية اتصال خيوط الاختبار.

إذا كنت بحاجة إلى قياس التيار دون انتهاك سلامة الدائرة الكهربائية ، فإن أفضل خيار هو استخدام مقياس متعدد مزود بمقياس مشبك مدمج.

في بعض الأحيان ، قد تنشأ الحاجة إلى قياس التيار في دائرة التيار المتردد في وقت لا يوجد فيه جهاز متعدد مع مثل هذه الوظيفة في متناول اليد. ومع ذلك ، وجد هواة الراديو طريقة للخروج من الموقف باستخدام أجهزة اختبار تعمل فقط على التيار المباشر لقياس التيار في دوائر التيار المتردد.يكفي استكمال الدائرة الكهربائية بجسر الصمام الثنائي عن طريق تشغيل مقياس متعدد يقيس معلمات دوائر التيار المستمر وفقًا للمخطط التالي:

يمكن الحصول على نتيجة مماثلة إذا تم تضمين تحويلة معايرة خاصة ذات مقاومة معروفة في الدائرة. في هذه الحالة ، يتم اختيار التحويلة بحيث يتطابق جهدها المقدر مع الجهد المقنن لجهاز القياس.

بعد ذلك ، بالتوازي مع جهات الاتصال التحويلية ، قم بتوصيل مقياس متعدد بوضع قياس الجهد المحدد (الفولتميتر) وقياس انخفاض الجهد عبر القسم المحول من شبكة الطاقة. يشار إلى كيفية قياس الجهد باستخدام مقياس متعدد في دليل التعليمات الخاص به.

في هذه الحالة ، يعمل المتر المتعدد كمقياس الفولتميتر ، لكن حجم الجهد المقاس سيكون متناسبًا طرديًا مع القوة الحالية. بمعرفة مقاومة التحويل الدقيق ، باستخدام الصيغة I = U / R ، يمكنك بسهولة حساب قيمة التيار في الدائرة. إذا كنت تأخذ تحويلة معايرة بمقاومة 1 أوم ، فيمكن تحديد قيمتها الاسمية على مقياس الفولتميتر (I = U / 1 = U).

في المنزل ، من السهل صنع مثل هذه التحويلة منخفضة المقاومة (R = 1 أوم) بنفسك ، على سبيل المثال ، عن طريق لف قطعة صغيرة من سلك نيتشروم رفيع (المقطع - 0.123 مم ، المقاومة - 7.94 أوم / م ، القطر - 0.4 مم) 126 مم ، على قضيب من الألياف الزجاجية.

عن طريق تثبيت مقاوم محلي الصنع في الدائرة المفتوحة وتوصيل مقياس متعدد بجهات الاتصال الخاصة به ، يمكنك قياس الجهد في القسم المحول من الدائرة. سوف تتوافق قيمته بالقيمة الاسمية مع التيار المتدفق عبر المقاوم: I = U / 1 = U.