Misurare la corrente elettrica con un multimetro

In termini generali, l'amperaggio (CT) è un valore che mostra quanta elettricità è passata attraverso la sezione trasversale di un conduttore in un secondo. In questo caso si ritiene che in un conduttore raggiunga un valore di 1 A nel caso in cui una quantità di elettricità pari a 1 coulomb attraversi la sua sezione trasversale ogni secondo. Misuralo in ampere (A). Vengono utilizzate anche unità aggiuntive come milliampere (1/1000 A) e microampere (1/1000000 A).

Perché è necessario misurare la corrente

Un'influenza significativa sull'entità dell'intensità di corrente è esercitata dalla tensione e dalla resistenza del circuito elettrico, misurate rispettivamente in unità come volt (V) e ohm. In questo caso, un aumento della tensione con una resistenza costante del circuito elettrico provoca un aumento dell'intensità della corrente e un aumento della resistenza del circuito con un valore della tensione costante porta alla sua diminuzione. Corrente (I), tensione (U) e resistenza (R) dipendono l'una dall'altra e sono correlate da formule empiriche:

• io = U / R
• U = io * R
• R = U / I

Allo stesso tempo, è semplificato supporre che una corrente di 1 A si presenti in un conduttore con una resistenza di 1 Ohm se viene applicata una tensione di 1 V.

Dopo aver misurato il CT con un multimetro, puoi:

• chiarire il reale consumo di energia di un particolare apparecchio elettrico;
• riscontrare difetti nell'apparecchio elettrico se la sua reale potenza non corrisponde al valore dichiarato nella documentazione;
• conoscere la capacità elettrica delle fonti di alimentazione autonome (batterie, ecc.);
• identificare l'esistenza di una perdita di corrente nei circuiti elettrici e, se necessario, localizzare l'area difettosa;
• controllare il caricabatteria per vedere se la corrente di carica corrisponde al valore specificato, ecc.

Tali misurazioni vengono eseguite utilizzando dispositivi speciali: amperometri. Ci sono abbastanza varietà sul mercato interno per soddisfare le esigenze di tutti gli acquirenti.

I più popolari, soprattutto a livello domestico, sono i piccoli multimetri multifunzionali (amperometro + ohmmetro + voltmetro), con i quali è possibile misurare quasi tutti i parametri necessari del circuito elettrico.

Dispositivo multimetro

Un moderno multimetro (tester) è un dispositivo elettronico complesso. Questi dispositivi di misurazione si differenziano per il principio di funzionamento e il modo in cui vengono visualizzati i risultati ottenuti. Allo stesso tempo, la loro struttura e il loro aspetto dipendono interamente dal produttore, che ha la capacità di dotare i multimetri di funzionalità aggiuntive. Ad esempio, esistono tester dotati di pinze conduttive incorporate che consentono di misurare i parametri elettrici dei circuiti senza rompere i fili.

Classificazione e principio di funzionamento

In base alla progettazione, i multimetri possono essere fissi e piccoli. Inoltre, in base alla soluzione schematica, possono essere:

• analogico;
• digitale.

I multimetri fissi funzionano, di regola, da una rete di alimentazione centralizzata. Sono dispositivi elettronici di alta precisione e vengono utilizzati per misurazioni di precisione in ambienti di laboratorio o industriali. Funzionano anche come parte di sistemi di informazione e misurazione e complessi industriali specializzati.I tester di piccole dimensioni (tascabili) utilizzano batterie integrate o elementi di alimentazione sostituibili per misurare la resistenza.

Nei multimetri analogici, il risultato della misurazione viene visualizzato dalla deflessione della freccia su una scala graduata e, in digitale, su un display a LED o su uno schermo LCD. Potrebbero esserci anche modelli originali dotati contemporaneamente di un indicatore di puntamento e di uno schermo digitale.

Il circuito elettrico dei multimetri dial-up di tipo analogico è semplice e consiste in un set di resistori di precisione shunt di grande e piccola potenza. Per utilizzare tali tester per misurare i parametri dei circuiti elettrici CA, nel circuito vengono introdotti diodi raddrizzatori. Ciò è dovuto al fatto che il sistema magnetoelettrico del microamperometro a lancetta funziona solo a corrente continua.

I circuiti elettrici dei multimetri digitali sono molto più complicati e contengono le seguenti unità:

• amplificatore operazionale;
• attenuatore;
• convertitore analogico-digitale;
• raddrizzatore ad alta precisione;
• interruttore meccanico o elettronico.

Lo schema a blocchi è la base per tutti i multimetri digitali e consente di misurare i parametri dei circuiti elettrici AC e DC con elevata precisione.

Il principio di funzionamento dei tester analogici si basa sul fatto che la misura è preceduta dalla conversione di tutti i segnali in ingresso in amperaggio, che viene poi misurato. Al contrario, i multimetri digitali convertono tutti i segnali in ingresso in tensione.

Principi di base della misurazione della corrente

La condizione principale che deve essere soddisfatta quando si misura CT in un circuito elettrico è accendere il tester nell'interruzione del filo di questo circuito, cioè diventare il suo componente per il momento della misurazione. Prima di misurare la forza attuale con un multimetro, è altrettanto importante impostare correttamente sul dispositivo:

• modalità di misura (corrente continua o alternata);
• limite superiore delle misurazioni.

Parametri impostati in modo errato porteranno necessariamente a un guasto del dispositivo di misurazione.

Quando l'utente non conosce l'ordine di grandezza della corrente nel circuito, è necessario impostare il limite massimo di misurazione. Se l'intervallo impostato risulta essere sovrastimato, viene gradualmente ridotto utilizzando l'interruttore della modalità di funzionamento del tester.

Il dispositivo per la misurazione dell'intensità di corrente è collegato al circuito elettrico in serie al carico. Quando si misurano correnti elevate, il multimetro è collegato al circuito tramite un trasformatore di corrente, uno shunt o un amplificatore magnetico. Se si devono effettuare misurazioni in circuiti elettrici con una tensione superiore a 1 kV, utilizzare un trasformatore di corrente (corrente alternata) o un amplificatore magnetico (corrente continua).

Ingegneria della sicurezza

Le misurazioni effettuate in circuiti elettrici sotto tensione pericolosa ~ 220 V richiedono il rispetto delle norme di sicurezza. Una corrente non superiore a 0,001 A è considerata sicura per l'uomo.Qualsiasi, anche un leggero eccesso, può causare lesioni all'utente. Pertanto, quando si lavora con l'elettricità, è necessario essere estremamente attenti e prestare particolare attenzione.

Quando si lavora ai limiti superiori del multimetro, le misurazioni devono essere eseguite il più rapidamente possibile. Ciò è dovuto al fatto che molti tester non hanno una protezione contro il surriscaldamento e con un contatto prolungato con corrente elevata possono semplicemente bruciarsi, il che a sua volta è irto di lesioni elettriche. A volte i produttori di multimetri avvertono gli utenti di un tale pericolo, stabilendo, ad esempio, che il tempo di misurazione consentito non deve superare i 10 secondi. non più di una volta entro 15 minuti.

La connessione e la disconnessione del multimetro vengono eseguite dopo che il circuito elettrico è completamente diseccitato. Forniscono alimentazione e avviano le misurazioni solo dopo aver completato tutti i lavori di collegamento del tester.

Per evitare scosse elettriche, è necessario adottare misure per evitare di toccare le parti sotto tensione esposte. Va inoltre ricordato che all'apertura di un circuito elettrico funzionante può verificarsi un arco elettrico, che provocherà anche una lesione elettrica.

Misura di corrente

A casa, l'intensità di corrente nei circuiti elettrici viene misurata nei casi in cui è necessario, ad esempio, determinare il valore reale del consumo di energia di un apparecchio elettrico o confrontare i parametri tecnici di un apparecchio elettrico collegato alla rete con il reali possibilità di cablaggio elettrico. In questo caso, è necessario ricordare i pericoli che attendono il proprietario inesperto del multimetro quando tenta di eseguire tali misurazioni in una presa elettrica. Di norma, ciò porta al completo fallimento del tester e, in alcuni casi, a scosse elettriche per l'utente.

Non c'è corrente nella presa di corrente. Sui suoi contatti c'è solo tensione tra fase e "zero". La corrente nella rete appare solo dopo che l'apparecchio elettrico è stato collegato alla presa.

Se si inseriscono i puntali di un multimetro che si trova nella modalità di misurazione corrente nei fori della presa, si verificherà un cortocircuito nella rete e il dispositivo di misurazione si guasterà. È positivo se è dotato di un collegamento fusibile che semplicemente brucerà e disconnetterà il tester dalla rete. Se tale fusibile non è previsto dal design del dispositivo, il multimetro potrebbe accendersi o addirittura "esplodere" a causa del surriscaldamento.

Misura di TA nel circuito di un dispositivo elettrico collegato a una fonte di alimentazione

Per misurare la corrente nel circuito dell'apparecchio elettrico collegato, il multimetro deve essere collegato all'interruzione di uno dei fili di alimentazione, come mostrato nello schema.

Qui:

• 1 - Presa AC o contatti di un alimentatore autonomo;
• 2 - apparecchio elettrico;
• 3 - fili (cavo) alimentazione dell'apparecchio elettrico;
• 4 - il luogo dell'interruzione del circuito elettrico e il collegamento delle sonde del multimetro;
• 5 - tester incluso nella modalità di misurazione della corrente alternata;
• 6 - puntali forniti con il multimetro.

Per collegare un multimetro a un'interruzione in un circuito elettrico, è necessario tagliare uno dei suoi conduttori e spellare l'isolamento alle estremità tagliate.

La corrente viene misurata nella seguente sequenza:

1. La modalità di misurazione richiesta viene impostata con la manopola dell'interruttore del multimetro, tenendo conto del tipo di corrente (alternata o continua).
2. Utilizzare la stessa maniglia per impostare il limite superiore della misurazione CT. In questo caso, si consiglia di selezionare inizialmente un limite di misurazione che superi il valore previsto del parametro misurato.
3. Inserire i puntali nelle prese corrispondenti sul multimetro.
4. Collegare le sonde del tester alle estremità spellate del filo e assicurarsi che il contatto sia sicuro.
5. Accendere l'alimentazione del dispositivo e registrare le letture del multimetro. Se necessario, è possibile modificare il limite superiore delle misurazioni e registrare nuovamente il risultato.
6. Spegnere l'alimentazione e scollegare le sonde del tester dalle estremità del conduttore.
7. Collegare il filo tagliato e isolare accuratamente l'area.

Quando si effettuano misurazioni in circuiti CC, è necessario osservare la polarità del collegamento dei puntali.

Se è necessario misurare la corrente senza violare l'integrità del circuito elettrico, l'opzione migliore sarebbe utilizzare un multimetro dotato di una pinza amperometrica incorporata.

A volte può sorgere la necessità di misurare la corrente nel circuito CA in un momento in cui non è disponibile un multimetro con tale funzione a portata di mano. Tuttavia, i radioamatori hanno trovato una via d'uscita dalla situazione utilizzando tester che funzionano solo su corrente continua per misurare la corrente nei circuiti CA.È sufficiente integrare il circuito elettrico con un ponte a diodi accendendo un multimetro che misura i parametri dei circuiti CC secondo il seguente schema:

Un risultato simile può essere ottenuto se nel circuito è incluso uno speciale shunt calibrato con una resistenza nota. In questo caso, lo shunt è selezionato in modo tale che la sua tensione nominale coincida con la tensione nominale del dispositivo di misurazione.

Quindi, parallelamente ai contatti shunt, collegare un multimetro con la modalità di misurazione della tensione impostata (voltmetro) e misurare la caduta di tensione attraverso la sezione shunt della rete di alimentazione. Come misurare la tensione con un multimetro è indicato nel suo manuale di istruzioni.

In questo caso, il multimetro funge da voltmetro, ma l'ampiezza della tensione misurata sarà direttamente proporzionale all'intensità della corrente. Conoscendo la resistenza di uno shunt di precisione, utilizzando la formula I = U/R, si può facilmente calcolare il valore della corrente nel circuito. Se prendi uno shunt calibrato con una resistenza di 1 ohm, il suo valore nominale può essere determinato sulla scala del voltmetro (I = U / 1 = U).

A casa, uno shunt così a bassa resistenza (R = 1 Ohm) è più facile da realizzare da solo, ad esempio avvolgendo un piccolo pezzo di filo sottile di nichelcromo (sezione - 0,123 mm, resistività - 7,94 Ohm / m, diametro - 0,4 mm) 126 mm, su barra in fibra di vetro.

Installando un resistore fatto in casa nel circuito aperto e collegando un multimetro ai suoi contatti, è possibile misurare la tensione sulla sezione in derivazione del circuito. Il suo valore al valore nominale corrisponderà alla corrente che scorre attraverso il resistore: I = U / 1 = U.