Mätning av elektrisk ström med en multimeter

Generellt sett är strömstyrkan (CT) ett värde som visar hur mycket el som har passerat genom ledarens tvärsnitt på en sekund. I detta fall antas det att i en ledare når det ett värde av 1 A i fallet då en mängd elektricitet lika med 1 coulomb passerar genom dess tvärsnitt varje sekund. Mät den i ampere (A). Ytterligare enheter som milliamperper (1/1000 A) och mikroampere (1/1000000 A) används också.

Varför måste du mäta ström

Ett betydande inflytande på strömstyrkans storlek utövas av den elektriska kretsens spänning och motstånd, som mäts i enheter som volt (V) respektive ohm. I detta fall orsakar en ökning av spänningen med ett konstant motstånd hos den elektriska kretsen en ökning av strömstyrkan, och en ökning av motståndet hos kretsen med ett konstant spänningsvärde leder till dess minskning. Ström (I), spänning (U) och motstånd (R) beror på varandra och är relaterade med empiriska formler:

• I = U / R
• U = I * R
• R = U / I

Samtidigt är det förenklat att anta att en ström av 1 A uppstår i en ledare med ett motstånd på 1 Ohm om en spänning på 1 V appliceras på den.

Efter att ha mätt CT med en multimeter kan du:

• för att klargöra den verkliga strömförbrukningen för en viss elektrisk apparat;
• hitta fel i den elektriska apparaten om dess verkliga effekt inte motsvarar det värde som anges i dokumentationen;
• ta reda på den elektriska kapaciteten hos autonoma kraftkällor (batterier, etc.);
• identifiera förekomsten av en strömläcka i elektriska kretsar och vid behov lokalisera det defekta området;
• kontrollera batteriladdaren för att se om laddningsströmmen matchar det angivna värdet etc.

Sådana mätningar utförs med hjälp av speciella enheter - ammetrar. Det finns tillräckligt många varianter av dem på hemmamarknaden för att tillgodose alla köpares behov.

De mest populära, särskilt på hushållsnivå, är små multifunktionella (amperemätare + ohmmeter + voltmeter) multimetrar, med vilka du kan mäta nästan alla nödvändiga parametrar i den elektriska kretsen.

Multimeter-enhet

En modern multimeter (testare) är en komplex elektronisk enhet. Dessa mätanordningar skiljer sig åt i driftsprincipen och hur de erhållna resultaten visas. Samtidigt beror deras struktur och utseende helt på tillverkaren, som har förmågan att utrusta multimetrarna med ytterligare funktioner. Till exempel finns det testare utrustade med inbyggda ledande klämmor som låter dig mäta de elektriska parametrarna i kretsar utan att bryta ledningarna.

Klassificering och driftsprincip

Enligt design kan multimetrar vara stillastående och små. Baserat på den schematiska lösningen kan de dessutom vara:

• analog;
• digital.

Stationära multimetrar fungerar som regel från ett centraliserat nätaggregat. De är elektroniska enheter med hög precision och används för precisionsmätningar i laboratorie- eller industriella miljöer. De arbetar också som en del av informations- och mätsystem och specialiserade industriella komplex.Små (pocket) testare använder inbyggda batterier eller utbytbara strömförsörjningselement för att mäta motstånd.

I analoga multimetrar visas mätresultatet genom pilens avböjning i graderad skala och i digital - på en LED-skärm eller LCD-skärm. Det kan också finnas originalmodeller utrustade med en pekindikator och en digital skärm samtidigt.

Den elektriska kretsen för uppringda multimetrar av analog typ är enkel och består av en uppsättning shuntprecisionsmotstånd med stor och liten klassificering. För att använda sådana testare för att mäta parametrarna för växelströmskretsar införs likriktardioder i kretsen. Detta beror på det faktum att pekmikroammeterns magnetoelektriska system endast arbetar på likström.

De elektriska kretsarna hos digitala multimetrar är mycket mer komplicerade och innehåller följande enheter:

• operationsförstärkare;
• dämpare;
• analog-till-digital-omvandlare;
• likriktare med hög precision;
• mekanisk eller elektronisk omkopplare.

Blockdiagrammet är grunden för alla digitala multimetrar och låter dig mäta parametrarna för AC- och DC-elektriska kretsar med hög noggrannhet.

Funktionsprincipen för analoga testare baseras på det faktum att mätningen föregås av omvandlingen av alla inkommande signaler till strömstyrka, som sedan mäts. Däremot konverterar digitala multimetrar alla inkommande signaler till spänning.

Grundläggande principer för nuvarande mätning

Huvudvillkoret som måste uppfyllas vid mätning av CT i en elektrisk krets är att sätta på testaren i trådbrytningen i denna krets, det vill säga bli dess komponent under mätningstiden. Innan du mäter strömstyrkan med en multimeter är det lika viktigt att korrekt ställa in enheten:

• mätningsläge (likström eller växelström);
• övre gräns för mätningar.

Felaktigt inställda parametrar leder nödvändigtvis till en uppdelning av mätanordningen.

När användaren inte känner till storleksordningen för strömmen i kretsen är det nödvändigt att ställa in den maximala mätgränsen. Om det inställda intervallet visar sig vara överskattat minskas det gradvis med testarens driftslägesomkopplare.

Anordningen för att mäta strömstyrkan är ansluten till den elektriska kretsen i serie med belastningen. Vid mätning av höga strömmar är multimetern ansluten till kretsen via en strömtransformator, shunt eller magnetförstärkare. Om mätningar ska göras i elektriska kretsar med en spänning på mer än 1 kV, använd en strömtransformator (växelström) eller en magnetförstärkare (likström).

Säkerhetsteknik

Mätningar som utförs i elektriska kretsar under farlig spänning ~ 220 V kräver att säkerhetsföreskrifter följs. En ström på högst 0,001 A. anses vara säker för människor, till och med ett litet överskott kan leda till skada på användaren. Därför, när du arbetar med el, måste du vara extremt försiktig och vara särskilt försiktig.

När du arbetar vid multimeterns övre gräns bör mätningar göras så snabbt som möjligt. Detta beror på att många testare inte har överhettningsskydd, och med långvarig kontakt med hög ström kan de helt enkelt brinna ut, vilket i sin tur är belastat med elektriska skador. Ibland varnar tillverkare av multimetrar användare om en sådan fara och anger till exempel att den tillåtna mättiden inte ska överstiga 10 sekunder. inte mer än en gång inom 15 minuter.

Anslutning och frånkoppling av multimetern utförs efter att den elektriska kretsen är helt avstängd. De levererar kraft och startar mätningar först efter att allt arbete med att ansluta testaren är klar.

För att undvika elektriska stötar måste du vidta åtgärder för att förhindra att du vidrör utsatta spänningsförande delar. Man måste också komma ihåg att när en fungerande elektrisk krets öppnas kan en ljusbåge uppstå, vilket också kommer att framkalla en elektrisk skada.

Strömmätning

Hemma mäts strömstyrkan i elektriska kretsar i fall där det till exempel är nödvändigt att bestämma det verkliga värdet på en elapparats energiförbrukning eller att jämföra de tekniska parametrarna för en elektrisk apparat ansluten till nätverket med verkliga möjligheter för elektriska ledningar. I det här fallet är det nödvändigt att komma ihåg de faror som väntar den oerfarna ägaren av multimetern när han försöker utföra sådana mätningar i ett eluttag. Som regel leder detta till att testaren helt misslyckas och i vissa fall - till elektrisk stöt för användaren.

Det finns ingen ström i eluttaget. På dess kontakter finns det bara spänning mellan fas och "noll". Strömmen i elnätet visas först efter att den elektriska apparaten är ansluten till uttaget.

Om du sätter in testkablarna för en multimeter som befinner sig i det aktuella mätläget i hålen i uttaget, kommer en kortslutning att uppstå i nätverket och mätanordningen misslyckas. Det är bra om den är utrustad med en smältbar länk som helt enkelt kommer att brinna ut och koppla bort testaren från nätverket. Om en sådan säkring inte tillhandahålls av enhetens design kan multimetern antändas eller till och med "explodera" på grund av överhettning.

Mätning av CT i kretsen för en elektrisk anordning ansluten till en strömkälla

För att mäta strömmen i kretsen för den anslutna elektriska apparaten måste multimetern vara ansluten till brottet på en av strömkablarna, som visas i diagrammet.

Här:

• 1 - AC-uttag eller kontakter för en autonom strömförsörjning;
• 2 - elektrisk apparat;
• 3 - ledningar (kabel) strömförsörjning av den elektriska apparaten;
• 4 - platsen för den elektriska strömbrytaren och anslutningen av multimeterproberna;
• 5 - testare inkluderad i mätläget för växelström;
• 6 - testledningar som medföljer multimetern.

För att ansluta en multimeter till ett brott i en elektrisk krets är det nödvändigt att skära en av dess ledare och ta bort isoleringen vid de skurna ändarna.

Strömmen mäts i följande ordning:

1. Det erforderliga mätläget ställs in med multimeterströmbrytarens ratt, med hänsyn till strömtypen (alternerande eller direkt).
2. Använd samma handtag för att ställa in den övre gränsen för CT-mätningen. I detta fall rekommenderas att du initialt väljer en mätgräns som överstiger det förväntade värdet för den uppmätta parametern.
3. Sätt in testkablarna i motsvarande uttag på multimetern.
4. Anslut testproberna till de avskalade ändarna på ledningen och se till att kontakten sitter fast.
5. Slå på enhetens strömförsörjning och registrera avläsningarna på multimetern. Om det behövs kan du ändra den övre gränsen för mätningar och spela in resultatet igen.
6. Stäng av strömförsörjningen och koppla bort testproberna från ledarens ändar.
7. Anslut den kapade ledningen och isolera området försiktigt.

När du gör mätningar i likströmskretsar är det nödvändigt att observera polariteten för anslutning av testledningarna.

Om du behöver mäta strömmen utan att kränka den elektriska kretsens integritet är det bästa alternativet att använda en multimeter utrustad med en inbyggd klämmätare.

Ibland kan behovet av att mäta strömmen i växelströmskretsen uppstå vid en tidpunkt då det inte finns någon multimeter med en sådan funktion till hands. Radioamatörer hittade dock en väg ut ur situationen genom att använda testare som endast arbetar på likström för att mäta strömmen i växelströmskretsar.Det räcker att komplettera den elektriska kretsen med en diodbro genom att sätta på en multimeter som mäter parametrarna för likströmskretsar enligt följande schema:

Ett liknande resultat kan erhållas om en speciell kalibrerad shunt med ett känt motstånd ingår i kretsen. I detta fall väljs shunten på ett sådant sätt att dess märkspänning sammanfaller med mätanordningens märkspänning.

Anslut sedan en multimeter parallellt med shuntkontakterna med det inställda spänningsmätningsläget (voltmeter) och mät spänningsfallet över den shuntade delen av kraftnätet. Hur man mäter spänningen med en multimeter anges i dess bruksanvisning.

I det här fallet fungerar multimetern som en voltmeter, men storleken på den uppmätta spänningen kommer att vara direkt proportionell mot strömstyrkan. Att känna till motståndet hos en precisionsshunt, med formeln I = U / R, kan du enkelt beräkna värdet på strömmen i kretsen. Om du tar en kalibrerad shunt med ett motstånd på 1 ohm kan dess nominella värde bestämmas på voltmätarens skala (I = U / 1 = U).

Hemma är en sådan lågmotståndshunt (R = 1 Ohm) enklast att göra på egen hand, till exempel genom att linda en liten bit tunn nikromtråd (sektion - 0,123 mm, resistivitet - 7,94 Ohm / m, diameter - 0,4 mm) 126 mm, på en glasfiberstång.

Genom att installera ett hemgjort motstånd i den öppna kretsen och ansluta en multimeter till dess kontakter kan du mäta spänningen på kretsens shuntade sektion. Dess värde vid nominellt värde kommer att motsvara strömmen som strömmar genom motståndet: I = U / 1 = U.