Měření elektrického proudu pomocí multimetru

Obecně je intenzita proudu (CT) hodnota, která ukazuje, kolik elektřiny prošlo průřezem vodiče za jednu sekundu. V tomto případě se předpokládá, že ve vodiči dosáhne hodnoty 1 A v případě, že jeho průřezem každou sekundu prochází množství elektřiny rovné 1 coulombu. Změřte to v ampérech (A). Používají se také další jednotky, jako jsou miliampéry (1/1000 A) a mikroampery (1/1000000 A).

Proč potřebujete měřit proud

Významný vliv na velikost síly proudu má napětí a odpor elektrického obvodu, které se měří v jednotkách, jako jsou volty (V) a ohmy. V tomto případě zvýšení napětí s konstantním odporem elektrického obvodu způsobí zvýšení síly proudu a zvýšení odporu obvodu s konstantní hodnotou napětí vede k jeho poklesu. Proud (I), napětí (U) a odpor (R) závisí na sobě navzájem a jsou spojeny empirickými vzorci:

• I = U / R
• U = I * R
• R = U / I

Současně lze zjednodušeně předpokládat, že ve vodiči s odporem 1 Ohm vznikne proud 1 A, pokud je na něj přivedeno napětí 1 V.

Po měření CT pomocí multimetru můžete:

• objasnit skutečnou spotřebu energie konkrétního elektrického spotřebiče;
• najít závady elektrického spotřebiče, pokud jeho skutečný výkon neodpovídá hodnotě uvedené v dokumentaci;
• zjistit elektrickou kapacitu autonomních zdrojů energie (baterie atd.);
• identifikovat existenci úniku proudu v elektrických obvodech a v případě potřeby lokalizovat vadnou oblast;
• zkontrolujte nabíječku baterií, zda nabíjecí proud odpovídá zadané hodnotě atd.

Tato měření se provádějí pomocí speciálních zařízení - ampérmetrů. Na domácím trhu je jich dost odrůd k uspokojení potřeb všech kupujících.

Nejoblíbenější, zejména na úrovni domácnosti, jsou malé multifunkční multimetry (ampérmetr + ohmmetr + voltmetr), pomocí kterých můžete měřit téměř všechny potřebné parametry elektrického obvodu.

Multimetrové zařízení

Moderní multimetr (tester) je složité elektronické zařízení. Tato měřicí zařízení se liší v principu činnosti a způsobu, jakým jsou zobrazeny získané výsledky. Jejich struktura a vzhled zároveň zcela závisí na výrobci, který má schopnost vybavit multimetry dalšími funkcemi. Existují například testery vybavené zabudovanými vodivými svorkami, které umožňují měřit elektrické parametry obvodů bez přerušení vodičů.

Klasifikace a princip činnosti

Podle návrhu mohou být multimetry stacionární a malé. Kromě toho na základě schematického řešení mohou být:

• analogový;
• digitální.

Stacionární multimetry fungují zpravidla z centralizované napájecí sítě. Jsou to vysoce přesná elektronická zařízení a používají se pro přesná měření v laboratorních nebo průmyslových prostředích. Pracují také jako součást informačních a měřicích systémů a specializovaných průmyslových komplexů.Malé (kapesní) testery používají k měření odporu vestavěné baterie nebo vyměnitelné prvky napájecího zdroje.

U analogových multimetrů je výsledek měření zobrazen vychýlením šipky na stupnici a digitálně - na LED displeji nebo LCD obrazovce. Mohou existovat také originální modely vybavené ukazatelem ukazatele a digitální obrazovkou současně.

Elektrický obvod analogových dial-up multimetrů je jednoduchý a skládá se ze sady přesných bočních rezistorů velké a malé hodnoty. Aby bylo možné použít tyto testery k měření parametrů střídavých elektrických obvodů, jsou do obvodu zavedeny usměrňovací diody. To je způsobeno skutečností, že magnetoelektrický systém ukazatelového mikroammetru pracuje pouze na stejnosměrný proud.

Elektrické obvody digitálních multimetrů jsou mnohem komplikovanější a obsahují následující jednotky:

• operační zesilovač;
• tlumič;
• analogově-digitální převodník;
• vysoce přesný usměrňovač;
• mechanický nebo elektronický spínač.

Blokové schéma je základem pro všechny digitální multimetry a umožňuje měřit parametry elektrických obvodů střídavého a stejnosměrného proudu s vysokou přesností.

Princip činnosti analogových testerů je založen na skutečnosti, že měření předchází převod všech příchozích signálů na proud, který je následně měřen. Naproti tomu digitální multimetry předem převádějí všechny příchozí signály na napětí.

Základní principy měření proudu

Hlavní podmínkou, která musí být splněna při měření CT v elektrickém obvodu, je zapnutí testeru při přerušení vodiče tohoto obvodu, to znamená, aby se stal jeho součástí po dobu měření. Před měřením síly proudu pomocí multimetru je stejně důležité správně nastavit na zařízení:

• režim měření (stejnosměrný nebo střídavý proud);
• horní mez měření.

Nesprávně nastavené parametry nutně povedou k poruše měřicího zařízení.

Pokud uživatel nezná řádově velikost proudu v obvodu, je nutné nastavit maximální mez měření. Pokud se ukáže, že nastavený rozsah je nadhodnocen, je postupně snižován pomocí přepínače provozního režimu testeru.

Zařízení pro měření síly proudu je připojeno k elektrickému obvodu v sérii se zátěží. Při měření vysokých proudů je multimetr připojen k obvodu proudovým transformátorem, bočníkem nebo magnetickým zesilovačem. Pokud má být měření prováděno v elektrických obvodech s napětím vyšším než 1 kV, použijte transformátor proudu (střídavý proud) nebo magnetický zesilovač (stejnosměrný proud).

Bezpečnostní inženýrství

Měření prováděná v elektrických obvodech pod nebezpečným napětím ~ 220 V vyžadují dodržení bezpečnostních předpisů. Za bezpečný pro člověka se považuje proud nejvýše 0,001 A. Jakýkoli, i nepatrný nadbytek, může vést ke zranění uživatele. Proto při práci s elektřinou musíte být velmi opatrní a věnovat zvláštní pozornost.

Při práci na horních mezích multimetru by měla být měření prováděna co nejrychleji. To je způsobeno skutečností, že mnoho testerů nemá ochranu proti přehřátí a při dlouhodobém kontaktu s vysokým proudem mohou jednoduše shořet, což je zase plné úrazu elektrickým proudem. Někdy výrobci multimetrů varují uživatele před takovým nebezpečím, například stanovením, že přípustná doba měření by neměla přesáhnout 10 sekund. ne více než jednou za 15 minut.

Připojení a odpojení multimetru se provádí po úplném odpojení elektrického obvodu. Napájejí a zahájí měření až po dokončení všech prací na připojení testeru.

Abyste předešli úrazu elektrickým proudem, musíte učinit opatření, abyste se nedotkli nechráněných částí pod napětím. Je třeba také pamatovat na to, že při otevření funkčního elektrického obvodu může dojít k elektrickému oblouku, který také způsobí úraz elektrickým proudem.

Měření proudu

Doma se síla proudu v elektrických obvodech měří v případech, kdy je třeba například určit skutečnou hodnotu spotřeby energie elektrického spotřebiče nebo porovnat technické parametry elektrického spotřebiče připojeného k síti s reálné možnosti elektrického vedení. V tomto případě je třeba si uvědomit nebezpečí, která čekají nezkušeného majitele multimetru při pokusu o provedení těchto měření v elektrické zásuvce. To zpravidla vede k úplnému selhání testeru a v některých případech k úrazu elektrickým proudem pro uživatele.

V zásuvce není proud. Na jeho kontaktech je pouze napětí mezi fází a nulou. Proud v síti se objeví až po připojení elektrického spotřebiče do zásuvky.

Pokud do otvorů v zásuvce vložíte měřicí kabely multimetru, který je v režimu aktuálního měření, dojde ke zkratu v síti a měřicí zařízení selže. Je dobré, když je vybaven tavitelnou linkou, která jednoduše vyhoří a odpojí tester od sítě. Pokud taková pojistka není zajištěna konstrukcí zařízení, může se multimetr v důsledku přehřátí vznítit nebo dokonce „explodovat“.

Měření CT v obvodu elektrického zařízení připojeného ke zdroji energie

Pro měření proudu v obvodu připojeného elektrického spotřebiče musí být multimetr připojen k přerušení jednoho z napájecích vodičů, jak je znázorněno na obrázku.

Tady:

• 1 - AC zásuvka nebo kontakty autonomního napájecího zdroje;
• 2 - elektrický spotřebič;
• 3 - vodičové (kabelové) napájení elektrického spotřebiče;
• 4 - místo přerušení elektrického obvodu a připojení sond multimetru;
• 5 - tester zahrnutý v režimu měření střídavého proudu;
• 6 - měřicí kabely dodávané s multimetrem.

Chcete-li připojit multimetr k přerušení elektrického obvodu, je nutné oříznout jeden z jeho vodičů a na odříznutých koncích odizolovat izolaci.

Proud se měří v následujícím pořadí:

1. Požadovaný režim měření se nastavuje knoflíkem spínače multimetru, s přihlédnutím k typu proudu (střídavý nebo přímý).
2. Stejnou rukojetí nastavte horní hranici měření CT. V tomto případě se doporučuje nejprve zvolit mez měření, která přesahuje očekávanou hodnotu měřeného parametru.
3. Vložte testovací vodiče do příslušných zásuvek na multimetru.
4. Připojte testovací sondy k odizolovaným koncům vodiče a ujistěte se, že je kontakt bezpečný.
5. Zapněte napájení zařízení a zaznamenejte naměřené hodnoty multimetru. V případě potřeby můžete změnit horní mez měření a výsledek znovu zaznamenat.
6. Vypněte napájení a odpojte sondy testeru od konců vodiče.
7. Připojte odříznutý drát a oblast pečlivě izolujte.

Při měření ve stejnosměrných obvodech je nutné dbát na polaritu připojení testovacích vodičů.

Pokud potřebujete měřit proud bez narušení integrity elektrického obvodu, nejlepší možností by bylo použít multimetr vybavený zabudovaným klešťovým měřičem.

Někdy může dojít k potřebě měřit proud v obvodu střídavého proudu v době, kdy po ruce není multimetr s takovou funkcí. Radioamatéři však našli východisko ze situace pomocí testerů pracujících pouze na stejnosměrný proud k měření proudu v obvodech střídavého proudu.Stačí doplnit elektrický obvod diodovým můstkem zapnutím multimetru, který měří parametry stejnosměrných obvodů podle následujícího schématu:

Podobného výsledku lze dosáhnout, pokud je do obvodu zahrnut speciální kalibrovaný bočník se známým odporem. V tomto případě je bočník zvolen takovým způsobem, že jeho jmenovité napětí se shoduje se jmenovitým napětím měřicího zařízení.

Poté, paralelně s bočními kontakty, připojte multimetr s nastaveným režimem měření napětí (voltmetr) a změřte pokles napětí v posunuté části napájecí sítě. Jak měřit napětí pomocí multimetru je uvedeno v jeho návodu k použití.

V tomto případě multimetr funguje jako voltmetr, ale velikost měřeného napětí bude přímo úměrná síle proudu. Pokud znáte odpor přesného bočníku, můžete pomocí vzorce I = U / R snadno vypočítat hodnotu proudu v obvodu. Pokud použijete kalibrovaný bočník s odporem 1 ohm, jeho jmenovitou hodnotu lze určit na stupnici voltmetru (I = U / 1 = U).

Doma je takový nízkoodporový bočník (R = 1 Ohm) nejsnadnější vyrobit sami, například navinutím malého kousku tenkého nichromového drátu (průřez - 0,123 mm, měrný odpor - 7,94 Ohm / m, průměr - 0,4 mm) 126 mm, na tyči ze skleněných vláken.

Instalací domácího rezistoru do otevřeného obvodu a připojením multimetru k jeho kontaktům můžete měřit napětí na posunuté části obvodu. Jeho hodnota při nominální hodnotě bude odpovídat proudu protékajícímu rezistorem: I = U / 1 = U.