Μέτρηση ηλεκτρικού ρεύματος με πολύμετρο

Σε γενικές γραμμές, η ένταση (CT) είναι μια τιμή που δείχνει πόση ηλεκτρική ενέργεια έχει περάσει από τη διατομή ενός αγωγού σε ένα δευτερόλεπτο. Σε αυτήν την περίπτωση, πιστεύεται ότι σε έναν αγωγό φτάνει μια τιμή 1 A στην περίπτωση που μια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας ίση με 1 coulomb διέρχεται από τη διατομή της κάθε δευτερόλεπτο. Μετρήστε το σε αμπέρ (Α). Χρησιμοποιούνται επίσης πρόσθετες μονάδες όπως milliamperes (1/1000 A) και microamperes (1/1000000 A).

Γιατί πρέπει να μετρήσετε το ρεύμα

Μια σημαντική επίδραση στο μέγεθος της έντασης ρεύματος ασκείται από την τάση και την αντίσταση του ηλεκτρικού κυκλώματος, οι οποίες μετρώνται σε μονάδες όπως τα βολτ (V) και τα ωμ, αντίστοιχα. Σε αυτήν την περίπτωση, μια αύξηση της τάσης με σταθερή αντίσταση του ηλεκτρικού κυκλώματος προκαλεί αύξηση της ισχύος του ρεύματος και μια αύξηση της αντίστασης του κυκλώματος με σταθερή τιμή τάσης οδηγεί στη μείωση του. Το ρεύμα (I), η τάση (U) και η αντίσταση (R) εξαρτώνται το ένα από το άλλο και σχετίζονται με εμπειρικούς τύπους:

• I = U / R
• U = I * R
• R = U / I

Ταυτόχρονα, είναι απλοποιημένο να υποθέσουμε ότι ένα ρεύμα 1 A προκύπτει σε έναν αγωγό με αντίσταση 1 Ohm εάν εφαρμόζεται τάση 1 V σε αυτό.

Έχοντας μετρήσει το CT με πολύμετρο, μπορείτε:

• να αποσαφηνίσει την πραγματική κατανάλωση ενέργειας μιας συγκεκριμένης ηλεκτρικής συσκευής ·
• Βρείτε ελαττώματα στην ηλεκτρική συσκευή εάν η πραγματική ισχύς της δεν αντιστοιχεί στην τιμή που δηλώνεται στην τεκμηρίωση
• ανακαλύψτε την ηλεκτρική ικανότητα των αυτόνομων πηγών ενέργειας (μπαταρίες κ.λπ.).
• εντοπίσει την ύπαρξη διαρροής ρεύματος στα ηλεκτρικά κυκλώματα και, εάν είναι απαραίτητο, εντοπίστε την ελαττωματική περιοχή
• ελέγξτε το φορτιστή μπαταρίας για να δείτε εάν το ρεύμα φόρτισης ταιριάζει με την καθορισμένη τιμή κ.λπ.

Τέτοιες μετρήσεις πραγματοποιούνται με τη χρήση ειδικών συσκευών - αμπερόμετρων. Υπάρχουν αρκετές ποικιλίες από αυτές στην εγχώρια αγορά για να ικανοποιήσουν τις ανάγκες όλων των αγοραστών.

Τα πιο δημοφιλή, ειδικά σε επίπεδο νοικοκυριού, είναι μικρά πολυλειτουργικά (αμπερόμετρο + ωμόμετρο + βολτόμετρο), με τα οποία μπορείτε να μετρήσετε σχεδόν όλες τις απαραίτητες παραμέτρους του ηλεκτρικού κυκλώματος.

Πολυμετρική συσκευή

Ένα σύγχρονο πολύμετρο (tester) είναι μια πολύπλοκη ηλεκτρονική συσκευή. Αυτές οι συσκευές μέτρησης διαφέρουν ως προς την αρχή της λειτουργίας και τον τρόπο με τον οποίο εμφανίζονται τα αποτελέσματα που λαμβάνονται. Ταυτόχρονα, η δομή και η εμφάνισή τους εξαρτώνται πλήρως από τον κατασκευαστή, ο οποίος έχει τη δυνατότητα να εξοπλίσει τα πολύμετρα με πρόσθετες δυνατότητες. Για παράδειγμα, υπάρχουν ελεγκτές εξοπλισμένοι με ενσωματωμένους αγώγιμους σφιγκτήρες που σας επιτρέπουν να μετρήσετε τις ηλεκτρικές παραμέτρους των κυκλωμάτων χωρίς να σπάσετε τα καλώδια.

Ταξινόμηση και αρχή λειτουργίας

Σχετικά με το σχεδιασμό, τα πολύμετρα μπορεί να είναι στάσιμα και μικρά. Επιπλέον, με βάση τη σχηματική λύση, μπορούν να είναι:

• αναλογικό;
• ψηφιακό.

Τα σταθερά πολύμετρα λειτουργούν, κατά κανόνα, από ένα κεντρικό δίκτυο τροφοδοσίας. Είναι ηλεκτρονικές συσκευές υψηλής ακρίβειας και χρησιμοποιούνται για μετρήσεις ακριβείας σε εργαστηριακά ή βιομηχανικά περιβάλλοντα. Λειτουργούν επίσης ως μέρος των συστημάτων πληροφοριών και μετρήσεων και εξειδικευμένων βιομηχανικών συγκροτημάτων.Οι δοκιμαστές μικρού μεγέθους (τσέπης) χρησιμοποιούν ενσωματωμένες μπαταρίες ή αντικαταστάσιμα στοιχεία τροφοδοσίας για τη μέτρηση της αντίστασης.

Σε αναλογικά πολύμετρα, το αποτέλεσμα της μέτρησης εμφανίζεται με την παραμόρφωση του βέλους σε βαθμονομημένη κλίμακα και σε ψηφιακό - σε οθόνη LED ή οθόνη LCD. Μπορεί επίσης να υπάρχουν πρωτότυπα μοντέλα εξοπλισμένα με δείκτη δείκτη και ψηφιακή οθόνη ταυτόχρονα.

Το ηλεκτρικό κύκλωμα των πολυμέτρων αναλογικού τύπου dial-up είναι απλό και αποτελείται από ένα σύνολο αντιστάσεων ακρίβειας διακλάδωσης μεγάλης και μικρής βαθμολογίας. Προκειμένου να χρησιμοποιηθούν τέτοιοι ελεγκτές για τη μέτρηση των παραμέτρων των ηλεκτρικών κυκλωμάτων εναλλασσόμενου ρεύματος, εισάγονται διόδους ανορθωτή στο κύκλωμα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το μαγνητοηλεκτρικό σύστημα του μικρομέτρου δείκτη λειτουργεί μόνο σε συνεχές ρεύμα.

Τα ηλεκτρικά κυκλώματα ψηφιακών πολυμέτρων είναι πολύ πιο περίπλοκα και περιέχουν τις ακόλουθες μονάδες:

• τελεστικος ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ;
• εξασθενητής
• μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό
• ανορθωτής υψηλής ακρίβειας ·
• μηχανικός ή ηλεκτρονικός διακόπτης.

Το μπλοκ διάγραμμα είναι η βάση για όλα τα ψηφιακά πολύμετρα και σας επιτρέπει να μετράτε τις παραμέτρους των ηλεκτρικών κυκλωμάτων AC και DC με υψηλή ακρίβεια.

Η αρχή της λειτουργίας αναλογικών ελεγκτών βασίζεται στο γεγονός ότι προηγείται η μέτρηση από τη μετατροπή όλων των εισερχόμενων σημάτων σε ένταση, η οποία στη συνέχεια μετράται. Αντιθέτως, τα ψηφιακά πολύμετρα μετατρέπουν όλα τα εισερχόμενα σήματα σε τάση.

Βασικές αρχές της τρέχουσας μέτρησης

Η κύρια προϋπόθεση που πρέπει να πληρούται κατά τη μέτρηση του CT σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα είναι να ενεργοποιήσετε τον ελεγκτή στο σπάσιμο καλωδίου αυτού του κυκλώματος, δηλαδή να γίνει το συστατικό του για τη στιγμή της μέτρησης. Πριν μετρήσετε την τρέχουσα ισχύ με ένα πολύμετρο, είναι εξίσου σημαντικό να ρυθμίσετε σωστά τη συσκευή:

• τρόπος μέτρησης (συνεχές ή εναλλασσόμενο ρεύμα) ·
• ανώτατο όριο μετρήσεων.

Οι εσφαλμένα καθορισμένες παράμετροι θα οδηγήσουν απαραίτητα σε βλάβη της συσκευής μέτρησης.

Όταν ο χρήστης δεν γνωρίζει τη σειρά μεγέθους του ρεύματος στο κύκλωμα, είναι απαραίτητο να οριστεί το μέγιστο όριο μέτρησης. Εάν το εύρος ρύθμισης αποδειχθεί υπερεκτιμημένο, μειώνεται σταδιακά χρησιμοποιώντας το διακόπτη λειτουργίας λειτουργίας του δοκιμαστή.

Η συσκευή μέτρησης της έντασης ρεύματος συνδέεται στο ηλεκτρικό κύκλωμα σε σειρά με το φορτίο. Κατά τη μέτρηση υψηλών ρευμάτων, το πολύμετρο συνδέεται στο κύκλωμα μέσω ενός μετασχηματιστή ρεύματος, διακλάδωσης ή μαγνητικού ενισχυτή. Εάν οι μετρήσεις πρέπει να λαμβάνονται σε ηλεκτρικά κυκλώματα με τάση μεγαλύτερη από 1 kV, χρησιμοποιήστε έναν μετασχηματιστή ρεύματος (εναλλασσόμενο ρεύμα) ή έναν μαγνητικό ενισχυτή (συνεχές ρεύμα).

Μηχανική ασφάλειας

Οι μετρήσεις που πραγματοποιούνται σε ηλεκτρικά κυκλώματα υπό επικίνδυνη τάση ~ 220 V απαιτούν συμμόρφωση με τους κανονισμούς ασφαλείας. Ένα ρεύμα όχι μεγαλύτερο από 0,001 Α θεωρείται ασφαλές για τον άνθρωπο. Οποιαδήποτε, ακόμη και μια μικρή περίσσεια μπορεί να οδηγήσει σε τραυματισμό του χρήστη. Επομένως, όταν εργάζεστε με ηλεκτρισμό, πρέπει να είστε εξαιρετικά προσεκτικοί και να προσέχετε ιδιαίτερα.

Όταν εργάζεστε στα ανώτερα όρια του πολύμετρου, οι μετρήσεις πρέπει να γίνονται το συντομότερο δυνατόν. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι πολλοί δοκιμαστές δεν έχουν προστασία υπερθέρμανσης, και με παρατεταμένη επαφή με υψηλό ρεύμα μπορούν απλά να καούν, κάτι το οποίο με τη σειρά του είναι γεμάτο με ηλεκτρικό τραυματισμό. Μερικές φορές οι κατασκευαστές πολυμέτρων προειδοποιούν τους χρήστες για τέτοιο κίνδυνο, ορίζοντας, για παράδειγμα, ότι ο επιτρεπόμενος χρόνος μέτρησης δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10 δευτερόλεπτα. όχι περισσότερο από μία φορά εντός 15 λεπτών.

Η σύνδεση και η αποσύνδεση του πολύμετρου πραγματοποιείται μετά την πλήρη απενεργοποίηση του ηλεκτρικού κυκλώματος. Παρέχουν ισχύ και ξεκινούν μετρήσεις μόνο μετά την ολοκλήρωση όλων των εργασιών σύνδεσης του ελεγκτή.

Για να αποφύγετε ηλεκτροπληξία, πρέπει να λάβετε μέτρα για να αποφύγετε την επαφή με εκτεθειμένα ζωντανά μέρη. Πρέπει επίσης να θυμόμαστε ότι όταν ανοίγει ένα λειτουργικό ηλεκτρικό κύκλωμα, μπορεί να προκύψει ηλεκτρικό τόξο, το οποίο επίσης θα προκαλέσει ηλεκτρικό τραυματισμό.

Τρέχουσα μέτρηση

Στο σπίτι, η ισχύς ρεύματος στα ηλεκτρικά κυκλώματα μετράται σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο, για παράδειγμα, να προσδιοριστεί η πραγματική τιμή της κατανάλωσης ισχύος μιας ηλεκτρικής συσκευής ή να συγκριθούν οι τεχνικές παράμετροι μιας ηλεκτρικής συσκευής που είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο με το πραγματικές δυνατότητες ηλεκτρικής καλωδίωσης. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο να θυμόμαστε τους κινδύνους που περιμένουν τον άπειρο ιδιοκτήτη του πολυμέτρου όταν προσπαθεί να πραγματοποιήσει τέτοιες μετρήσεις σε μια ηλεκτρική πρίζα. Κατά κανόνα, αυτό οδηγεί σε πλήρη αποτυχία του ελεγκτή, και σε ορισμένες περιπτώσεις - σε ηλεκτροπληξία για τον χρήστη.

Δεν υπάρχει ρεύμα στην πρίζα. Στις επαφές του υπάρχει μόνο τάση μεταξύ φάσης και "μηδέν". Το ρεύμα στο δίκτυο εμφανίζεται μόνο όταν η ηλεκτρική συσκευή είναι συνδεδεμένη στην πρίζα.

Εάν εισαγάγετε τους αισθητήρες ενός πολύμετρου που βρίσκεται στην τρέχουσα λειτουργία μέτρησης στις οπές της υποδοχής, θα εμφανιστεί βραχυκύκλωμα στο δίκτυο και η συσκευή μέτρησης θα αποτύχει. Είναι καλό εάν είναι εξοπλισμένο με εύτηκτο σύνδεσμο που απλώς θα καεί και αποσυνδέει τον ελεγκτή από το δίκτυο. Εάν μια τέτοια ασφάλεια δεν παρέχεται από το σχεδιασμό της συσκευής, το πολύμετρο μπορεί να ανάψει ή ακόμη και να "εκραγεί" λόγω υπερθέρμανσης.

Μέτρηση CT στο κύκλωμα ηλεκτρικής συσκευής συνδεδεμένης σε πηγή ισχύος

Για να μετρήσετε το ρεύμα στο κύκλωμα της συνδεδεμένης ηλεκτρικής συσκευής, το πολύμετρο πρέπει να συνδεθεί με τη διακοπή ενός από τα καλώδια τροφοδοσίας, όπως φαίνεται στο διάγραμμα.

Εδώ:

• 1 - Πρίζα AC ή επαφές ενός αυτόνομου τροφοδοτικού.
• 2 - ηλεκτρική συσκευή.
• 3 - καλώδια (καλώδιο) τροφοδοτικό της ηλεκτρικής συσκευής.
• 4 - η θέση της διακοπής του ηλεκτρικού κυκλώματος και η σύνδεση των ανιχνευτών πολυμέτρου.
• 5 - ο ελεγκτής περιλαμβάνεται στη λειτουργία μέτρησης εναλλασσόμενου ρεύματος.
• 6 - δοκιμαστικοί αγωγοί που παρέχονται με το πολύμετρο.

Για να συνδέσετε ένα πολύμετρο σε μια διακοπή ενός ηλεκτρικού κυκλώματος, είναι απαραίτητο να κόψετε έναν από τους αγωγούς του και να αφαιρέσετε τη μόνωση στα άκρα κοπής.

Το ρεύμα μετριέται με την ακόλουθη ακολουθία:

1. Η απαιτούμενη λειτουργία μέτρησης ρυθμίζεται με το κουμπί του διακόπτη πολυμέτρου, λαμβάνοντας υπόψη τον τύπο ρεύματος (εναλλασσόμενο ή άμεσο).
2. Χρησιμοποιήστε την ίδια λαβή για να ορίσετε το ανώτατο όριο της μέτρησης CT. Σε αυτήν την περίπτωση, συνιστάται να επιλέξετε αρχικά ένα όριο μέτρησης που υπερβαίνει την αναμενόμενη τιμή της μετρούμενης παραμέτρου.
3. Εισάγετε τους δοκιμαστικούς αγωγούς στις αντίστοιχες υποδοχές στο πολύμετρο.
4. Συνδέστε τους ανιχνευτές δοκιμής στα γδυμένα άκρα του καλωδίου και βεβαιωθείτε ότι η επαφή είναι ασφαλής.
5. Ενεργοποιήστε το τροφοδοτικό της συσκευής και καταγράψτε τις ενδείξεις του πολύμετρου. Εάν είναι απαραίτητο, μπορείτε να αλλάξετε το ανώτατο όριο μετρήσεων και να καταγράψετε ξανά το αποτέλεσμα.
6. Απενεργοποιήστε την παροχή ρεύματος και αποσυνδέστε τους αισθητήρες δοκιμής από τα άκρα του αγωγού.
7. Συνδέστε το κομμένο καλώδιο και μονώστε προσεκτικά την περιοχή.

Όταν κάνετε μετρήσεις σε κυκλώματα DC, είναι απαραίτητο να παρατηρήσετε την πολικότητα της σύνδεσης των καλωδίων δοκιμής.

Εάν πρέπει να μετρήσετε το ρεύμα χωρίς να παραβιάσετε την ακεραιότητα του ηλεκτρικού κυκλώματος, η καλύτερη επιλογή θα ήταν να χρησιμοποιήσετε ένα πολύμετρο εξοπλισμένο με ενσωματωμένο σφιγκτήρα.

Μερικές φορές η ανάγκη μέτρησης του ρεύματος στο κύκλωμα AC μπορεί να προκύψει σε μια στιγμή που δεν υπάρχει πολύμετρο με μια τέτοια λειτουργία στο χέρι. Ωστόσο, οι ραδιοερασιτέχνες βρήκαν μια διέξοδο από την κατάσταση χρησιμοποιώντας δοκιμαστές που λειτουργούν μόνο σε συνεχές ρεύμα για να μετρήσουν το ρεύμα στα κυκλώματα AC.Αρκεί να συμπληρώσετε το ηλεκτρικό κύκλωμα με μια γέφυρα διόδων ενεργοποιώντας ένα πολύμετρο που μετρά τις παραμέτρους των κυκλωμάτων DC σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα:

Ένα παρόμοιο αποτέλεσμα μπορεί να επιτευχθεί εάν περιλαμβάνεται στο κύκλωμα μια ειδική βαθμονομημένη διακλάδωση με γνωστή αντίσταση. Σε αυτήν την περίπτωση, η διακλάδωση επιλέγεται με τέτοιο τρόπο ώστε η ονομαστική τάση της να συμπίπτει με την ονομαστική τάση της συσκευής μέτρησης.

Στη συνέχεια, παράλληλα με τις επαφές διακλάδωσης, συνδέστε ένα πολύμετρο με τη λειτουργία μέτρησης τάσης (βολτόμετρο) και μετρήστε την πτώση τάσης σε ολόκληρο το τμήμα τροφοδοσίας. Ο τρόπος μέτρησης της τάσης με ένα πολύμετρο αναφέρεται στο εγχειρίδιο οδηγιών του.

Σε αυτήν την περίπτωση, το πολύμετρο λειτουργεί ως βολτόμετρο, αλλά το μέγεθος της μετρούμενης τάσης θα είναι άμεσα ανάλογο με την ισχύ του ρεύματος. Γνωρίζοντας την αντίσταση μιας ακρίβειας διακλάδωσης, χρησιμοποιώντας τον τύπο I = U / R, μπορείτε εύκολα να υπολογίσετε την τιμή του ρεύματος στο κύκλωμα. Εάν κάνετε μια βαθμονομημένη διακλάδωση με αντίσταση 1 ohm, η ονομαστική του τιμή μπορεί να προσδιοριστεί στην κλίμακα του βολτόμετρου (I = U / 1 = U).

Στο σπίτι, μια τέτοια χαμηλή αντίσταση (R = 1 Ohm) είναι πιο εύκολο να φτιάξετε μόνοι σας, για παράδειγμα, τυλίγοντας ένα μικρό κομμάτι λεπτού σύρματος νικελίου (τμήμα - 0,123 mm, αντίσταση - 7,94 Ohm / m, διάμετρος - 0,4 mm) 126 mm, σε ράβδο από φίμπεργκλας.

Εγκαθιστώντας μια σπιτική αντίσταση στο ανοιχτό κύκλωμα και συνδέοντας ένα πολύμετρο στις επαφές του, μπορείτε να μετρήσετε την τάση στο απομακρυσμένο τμήμα του κυκλώματος. Η τιμή του στην ονομαστική τιμή θα αντιστοιχεί στο ρεύμα που ρέει μέσω της αντίστασης: I = U / 1 = U.