Замер силы тока мультиметром

Единица и определение

Важнейшей характеристикой для описанных явлений является количественное измерение потока заряженных частиц. Этот показатель называют силой тока, его единица измерения — ампер (обозначается A). В численном выражении 1 ампер равен единичному заряду (1 кулону), проходящему через точку в цепи за единицу времени (1 секунду). Таким образом, A можно рассматривать как скорость потока I=Q/T, имеющую такой же смысл для заряда, как и скорость для физических тел. Широко применяются следующие кратные единицы:

• 10 −6А — микроампер мкА;
• 10 −3А — миллиампер мА;
• 10 3А — килоампер кА.

Эволюция эталона

В знак признания фундаментальных работ великого физика André-Marie Ampère название ампер было принято в качестве электрической единицы измерения на международной конвенции в 1881 году. По международному определению 1883 года 1ампером являлся ток, способный при прохождении раствора нитрата серебра выделить 0,001118000 грамм серебра за секунду. Более поздние замеры показали, что принятый эквивалент составлял 0,99985 A, поэтому способы расписать ампер через явления электролиза со временем перестали удовлетворять из-за растущих требований к точности.

С 1948 года A (amper) был определён в Международной системе единиц как неизменяющийся ток, протекающий в двух параллельных проводниках бесконечной длины и ничтожно малого сечения, помещённых на расстоянии одного метра друг от друга в вакууме, и производящий между ними силу взаимодействия, равную 2х10 -7 ньютонов на метр длины. Это определение базируется на явлении электромагнетизма, связывая метр, килограмм и электрические единицы магнитной постоянной (1.25663706х10 -6 м кг с -2 А -2).

Реализация такого эталона основана на работе сложных электромеханических устройств. Их точность ограничивается десятимиллионными долями, что недостаточно для современных нужд. Эта проблема классического определения ампера привела к новой практической реализации. В соответствии с ней все электрические единицы рассматриваются как производные от электрических квантовых стандартов на основе эффекта Джозефсона и квантового эффекта Холла. Подобная привязка позволяет воспроизводить единицу с точностью до миллиардных долей.

Будущее величины в СИ

В 2005 году Международный комитет мер и весов начал первые приготовления к переопределению единиц СИ с целью привязки их к естественным константам. В соответствии с таким взглядом на эталоны ампер будет определяться подсчётом одиночных частиц с элементарным зарядом e. На основании решения 2014 года пересмотр вступает в силу в 2018 году.

Элегантная реализация нового определения A теоретически возможна с помощью одноэлектронных насосов, производящих электрический ток через синхронизированный контролируемый транспорт одиночных электронов. Некоторые международные исследования в этом направлении уже близки к достижению такой амбициозной цели.

Магнитоэлектрические приборы.

 
В таких приборах используется сила взаимодействия
магнитного поля с током в витках обмотки
подвижной части, стремящаяся повернуть
последнюю. Момент этой силы уравновешивается
моментом, создаваемым противодействующей
пружиной, так что каждому значению тока
соответствует определенное положение
стрелки на шкале. Подвижная часть имеет
форму многовитковой проволочной рамки
с размерами от 3?5 до 25?35 мм и делается
как можно более легкой. Подвижная часть,
установленная на каменных подшипниках
или подвешенная на металлической ленточке,
помещается между полюсами сильного постоянного
магнита. Две спиральные пружинки, уравновешивающие
крутящий момент, служат также токопроводами
обмотки подвижной части. 
Магнитоэлектрический прибор реагирует
на ток, проходящий по обмотке его подвижной
части, а потому представляет собой амперметр
или, точнее, миллиамперметр (так как верхний
предел диапазона измерений не превышает
примерно 50 мА). Его можно приспособить
для измерения токов большей силы, присоединив
параллельно обмотке подвижной части
шунтирующий резистор с малым сопротивлением,
чтобы в обмотку подвижной части ответвлялась
лишь малая доля полного измеряемого тока.
Такое устройство пригодно для токов,
измеряемых многими тысячами ампер. Если
последовательно с обмоткой присоединить
добавочный резистор, то прибор превратится
в вольтметр. Падение напряжения на таком
последовательном соединении равно произведению
сопротивления резистора на ток, показываемый
прибором, так что его шкалу можно проградуировать
в вольтах. Чтобы сделать из магнитоэлектрического
миллиамперметра омметр, нужно присоединять
к нему последовательно измеряемые резисторы
и подавать на это последовательное соединение
постоянное напряжение, например от батареи
питания. Ток в такой схеме не будет пропорционален
сопротивлению, а потому необходима специальная
шкала, корректирующая нелинейность. Тогда
можно будет производить по шкале прямой
отсчет сопротивления, хотя и с не очень
высокой точностью.

Особенности

Для начала изучите инструкцию о порядке выполнения действий мультиметром. Предварительно потренируйтесь на батарейке, которая имеет слабый питательный элемент. Если у вас небольшой опыт использования прибора, то старайтесь строго соблюдать инструкцию, изучив все возможности мультиметра.

Мультиметр измеряет силу электрического тока в амперах. Ещё в школе нам объясняли, что электрические токи являются направленными движениями заряженных частиц по проводникам. Возникают они с электродвижущими силами, появляющимися вследствие разницы полюсных напряжений на активированном источнике питания.

Проще говоря, сила тока демонстрирует количественную составляющую тех самых частиц с зарядом, которые проходят через определённый схематический элемент в конкретную единицу времени.

На показатель величины силы тока оказывают влияние несколько параметров.

• Связанное прямой пропорциональностью напряжение. Увеличение силы напряжения провоцирует увеличение силы тока.
• Оказывающее противоположное воздействие сопротивление. Возрастая, оно снижает силу тока.

Общий массовый выход окрашивают в тёмный цвет, обозначают «-» или «com». Измерительный потенциальный выход окрашивается красным цветом. Каждый параметр измерения может иметь своё входное гнездо. Не бойтесь запутаться с гнёздами, так как каждое обозначается соответствующими единицами.

Ещё один элемент – это использующаяся для установления пределов измерения рукоятка мультиметра. Она может поворачиваться вокруг своей оси. Цифровые мультиметры имеют значительно большие предельные значения, чем аналоговые. Помимо этого, в цифровой вариант прибора включаются специальный перечень опций, таких как сигналы со звуком и прочее.

Таким образом, проходящая в электроцепи токовая сила, равная 180 А, не может измеряться с использованием мультиметра с пределом максимума 20 А. Итогом такого тестирования станет неисправность мультиметра от сгорания прибора. Ознакомится с максимальными предельными возможностями устройства можно, заглянув в паспортные данные мультиметра или поискав показатели на корпусной основе самого устройства.

Максимальную популярность завоевали мультиметры с цифровым дисплеем, на котором демонстрируются показания в точных выражениях. Научиться использовать такой прибор достаточно легко. Стоимость большинства моделей крайне доступная, что позволяет подобным мультиметрам стойко удерживаться в домашнем инструментальном наборе.

Измерение напряжения. Вольтметр.

Прибор, предназначенный для измерения напряжения называется вольтметр. И, в отличие от амперметра, в цепь он включается параллельно участку цепи, напряжение на котором необходимо определить. И, опять же, в противоположность идеальному амперметру, имеющему нулевое сопротивление, сопротивление идеального вольтметра должно быть равно бесконечности. Давай разберемся с чем это связано:

Если бы в цепи не было вольтметра, ток через резисторы был бы один и тот же и определялся по Закону Ома следующим образом:

I_1 = I_2 = \frac{U}{R_1 + R_2} = \frac{30}{10 + 20} = 1

Итак, величина тока составила бы 1 А, а соответственно напряжение на резисторе 2 было бы равно 20 В. С этим все понятно, а теперь мы хотим измерить это напряжение вольтметром и включаем его параллельно с R_2. Если бы сопротивление вольтметра было бы бесконечно большим, то через него просто не потек бы ток (I_B = 0), и прибор не оказал бы никакого воздействия на исходную цепь. Но поскольку r_В имеет конечную величину и не равно бесконечности, то через вольтметр потечет ток. В связи с этим напряжение на резисторе R_2 уже не будет таким, каким бы оно было при отсутствии измерительного прибора. Вот поэтому идеальным был бы такой вольтметр, через который не проходил бы ток.

Как и в случае с амперметром, есть специальный метод, который позволяет увеличить пределы измерения напряжения для вольтметра. Для осуществления этого необходимо включить последовательно с прибором добавочное сопротивление, величина которого определяется по формуле:

R_Д = r_В\medspace (n\medspace-\medspace 1)

Это приведет к тому, что показания вольтметра будут в n раз меньше, чем значение измеряемого напряжения. По традиции давайте рассмотрим небольшой практический пример:

Здесь мы добавили в цепь добавочное сопротивление R_3. Перед нами стоит задача измерить напряжение на резисторе R_2:\medspace U_2 = R_2\medspace I_2. Давайте определим, какой результат при таком включении выдаст нам вольтметр:

U_2 = I_2\medspace R_2 = U_В + I_В\medspace R_3

Подставим в эту формулу выражение для расчета сопротивления добавочного резистора:

U_2 = U_В + I_В\medspace (r_В\medspace (n\medspace-\medspace 1)) = U_В + I_В\medspace r_В\medspace n\medspace-\medspace I_В\medspace r_В = U_В + U_В\medspace n\medspace-\medspace U_В = U_В\medspace n

Таким образом: U_В = \frac{U_2}{n}. То есть показания вольтметра будут в n раз меньше, чем величина напряжения, которое мы измеряли. Так что, используя данный метод, возможно увеличить пределы измерения вольтметра!

В завершении статьи пару слов об измерении сопротивления и мощности.

Для решения обеих задач возможно совместное использование амперметра и вольтметра. В предыдущих статьях (про мощность и сопротивление) мы подробно останавливались на понятиях сопротивления и мощности и их связи с напряжением и сопротивлением, таким образом, зная ток и напряжение электрической цепи можно произвести расчет нужного нам параметра. Ну а кроме того есть специальные приборы, которые позволяют произвести измерения сопротивления участка цепи – омметр – и мощности – ваттметр.

В общем-то, на этом, пожалуй, на сегодня закончим, следите за обновлениями и заходите к нам на сайт! До скорых встреч!

Процесс измерения активной и реактивной мощности

Счетчиками индукционными или электронными производят измерения активной мощности цепи переменного напряжения. Они подключаются по тем же схемам что и ваттметры. Учет реактивной энергии в однофазных потребителей в нашей стране не ведется. Ее учет производят в трехфазных цепях крупных промышленных предприятий, потребляющих большие объемы электроэнергии. Счетчики активной энергии имеют маркировку СА, реактивной СР. Также широкое применение получают электронные счетчики электроэнергии.

Электричество в массовом масштабе используется во всех сферах современной жизни. Необходимая эксплуатационная гибкость электросети обеспечивается использованием розеток к которым подключаются те или иные приборы. Мощность подключаемого устройства не должна превышать определенного максимального значения.

Тип проводки и ее параметры

В домашних условиях чаще всего приходится иметь дело с переменным током, гораздо реже – с постоянным. Обычно постоянный ток замеряется в аккумуляторах и батареях, домовая проводка всегда работает на переменном. Даже если электросеть запитана от аккумуляторов (резервный источник питания, основной при отсутствии централизованного энергоснабжения), в ней обязательно присутствует «переходник» – устройство, преобразующее постоянный ток в переменный.

Разбираясь, как измерить ток мультиметром, надо четко уяснить: для работы с постоянным током используют сегмент DCA (A-) мультиметра, для замеров переменного – сектор ACA (A~). Обозначения связаны с аббревиатурами английских терминов: direct current amperage (DCA) и alternating current amperage (ACA) – это обозначение переменного тока на мультиметре.

Обычно мультиметры позволяют замерять микротоки – до 200 мА – и более сильные (до 10А). Приборы, допускающие замеры в более мощных электросетях, имеют дополнительное гнездо для штекера (щупа) с обозначением 20А. Обычно в моделях с четырьмя разъемами два предназначены для измерения силы тока в разном диапазоне, одно – для остальных измерений (напряжение, сопротивление).

Общий (универсальный) для всех видом замеров разъем COM (COMMON) предназначен для минусового (черного) щупа мультиметра.

Таким образом, чтобы замерить ток мультиметром, необходимо включить черный щуп в разъем COM, а красный – в гнездо для проверки микротоков или обычных токов. Для розеток и выключателей регулятор прибора выставляется в сектор переменного напряжения, для аккумуляторов и батарей – постоянного. При неизвестном заранее уровне выбирается самое большое из допустимых устройством значений.

Цифровые вольтметры и мультиметры.

 
Цифровые вольтметры и мультиметры измеряют
квазистатическое значение величины и
указывают его в цифровой форме. Вольтметры
непосредственно измеряют только напряжение,
обычно постоянного тока, а мультиметры
могут измерять напряжение постоянного
и переменного тока, силу тока, сопротивление
постоянному току и иногда температуру.
Эти самые распространенные контрольно-измерительные
приборы общего назначения с погрешностью
измерения от 0,2 до 0,001% могут иметь 3,5- или
4,5-значный цифровой дисплей. «Полуцелый»
знак (разряд) – это условное указание
на то, что дисплей может показывать числа,
выходящие за пределы номинального числа
знаков. Например, 3,5-значный (3,5-разрядный)
дисплей в диапазоне 1–2 В может показывать
напряжение до 1,999 В.

Знакомство с мультифункциональными приборами

Хотя различные модели мультиметров могут отличаться по функционалу и техническим характеристикам, основные их функции одинаковые. Это значит, что все приборы позволяют измерять напряжение, силу тока и сопротивление. Дополнительно, к примеру, может предоставляться возможность проверки транзисторов.

Помимо этого, тестеры бывают электронные, где показания выводятся на цифровое табло, или аналоговые, оснащённые стрелкой, отображающей значение того или иного измерения.

Электронный мультиметр

Внешний вид электронных тестеров довольно схож не смотрят на разнообразие модельного ряда. В верхней части располагается цифровое жидкокристаллическое табло. Чуть ниже многопозиционный переключатель функций, содержащий положения:

• OFF — отключение прибора.
• ACV — работа с переменным напряжением.
• DCV — функции для постоянного напряжения.
• DCA — сектор для работы с постоянным током.
• Ω — позиции для измерения сопротивления.

Ещё чуть ниже располагаются три разъёма, куда необходимо вставлять щупы. Причём делать это нужно правильно. Так, провод чёрного цвета обязательно нужно подключать к разъёму, маркированному как COM. Красный же подключается в зависимости от того, что необходимо измерять. В разъём с маркировкой «V Ω mA» его подключают, когда необходимо проводить измерения сопротивления, напряжение сети или ток до 200 mA. При замере силы тока больше 200 mA, подключать красный провод необходимо к разъёму, маркированному «10 ADC». В противном случае может сгореть предохранитель и, даже выйти из строя сам прибор.

Аналоговые тестеры

Существуют также мультиметры, называемые стрелочными или аналоговыми. В отличие от электронных, замеряемые значения здесь определяется с помощью шкалы со стрелкой, которая указываем необходимый параметр. Они менее удобны в использовании. Да и погрешность показаний значительно ниже, чем у их электронных аналогов. А также они куда более чувствительны к механическим воздействиям и ударам — рамка, на которой установлена стрелка, легко может выйти из строя даже от сильной встряски.

Измерение тока электронным мультиметром

Одно из направлений тестера замер силы тока. Чтобы понять, как мультиметром измерить амперы, необходимо знать, с каким током, переменным или постоянным, будут производиться работы. Также неплохо знать диапазон, в котором ведутся замеры. Если получить такую информацию не получается, то лучше вставить красный провод в разъём с большим значением, т. е. с маркировкой «10 ADC». Переключателем также нужно поставить значение максимально высокое. Это позволит не испортить прибор в случае большого тока.

Если значение, отображаемое на табло, слишком низкое, то можно переставить красный провод в разъём «V Ω mA», но также с положением переключателя на наиболее высоких значениях. Когда значение всё равно ещё низкое, стоит повернуть переключатель на более низкий параметр до тех пор, пока замеряемая сила тока не станет адекватной.

При измерениях силы тока прибор подключается к цепи последовательно, что обязательно нужно учитывать.

Замер тестером напряжения

При измерении напряжения, как и замеряя силу тока, нужно знать, как правильно пользоваться мультиметром проводя такие работы

Здесь тоже необходимо обращать внимание с каким током имеется дело — переменный или постоянный. Уже руководствуясь этим, стоит смотреть, какое значение нужно установить переключателем

К примеру, если рассматривать измерение напряжения в простой розетке, то известно, что имеется в виду переменный ток приблизительно 220 вольт. Значит, положение переключателя нужно поставить на переменно напряжение выше этого значение. К примеру, 600 или 750 В, в зависимости от модели тестера.

Замер параметров мультиметром в сетях с постоянной силой тока

Как измерить силу постоянного тока мультиметром? Замер силы тока в данных сетях практически ничем не отличается от проверки этого же параметра в сетях с переменным током

Важно правильно выбрать тип проверяемой сети на мультиметре, а остальные действия идентичны процедурам проверки силы тока для сетей вышеописанного типа

• При работе с устройством аналогового типа во время замеров, когда важны точные результаты, желательно держать прибор в горизонтальном положении: если мультиметр стоит вертикально или скособочен, то информация на индикаторе может быть искаженной и неправдивой.
• Для получения достоверной информации перед каждым использованием прибор должен проходить калибровку. Сделать ее очень просто: достаточно соединить щупы между собой и потенциометром.
• При неизвестных параметрах проверяемого устройства стоит выставить на мультиметре начальные значения на максимально допустимый уровень, чтобы не сжечь тестер.
• Если вам предстоит проверять приборы с мелкими деталями, то стоит приобрести дополнительный комплект выводов с тонкими, игольчатыми щупами. Если нет под рукой тонких щупов, можно воспользоваться вспомогательными подручными средствами: например, распрямленной скрепкой, к которой с помощью провода прикручивается щуп.

Как измерить силу тока мультиметром? Для выполнения такой простой задачи надо иметь рабочий прибор и определенный запас знаний. Ведь каждый предмет имеет свои особенности измерения. Мультиметр очень прост в использовании и не представляет никакой угрозы для жизни. Но все-таки детям его давать не рекомендуется.

Не дорогой, но очень полезный в домашних условиях и не только, универсальный прибор мультиметр, поможет в различных ситуациях. Не зависимо от цены, им решаются различные задачи, связанные с электричеством. Измерить силу тока мультиметром можно, главное знать, как это делать.

Для начинающих, необходимо понимать, что и куда подсоединять, зачем нужны переключатели значений, как выполнить замеры в бытовых условиях.

Как измерить ток и напряжение мультиметром?

Как измерить силу тока мультиметром

Запомните одно правило при измерениях: при измерении силы тока, щупы соединяются последовательно с нагрузкой, а при измерении других величин – параллельно.

На рисунке ниже показано, как надо правильно соединять щупы и нагрузку для того, чтобы замерить силу тока:

Черный щуп, который воткнут в гнездо СОМ – его не трогаем, а красный переносим в гнездо, где написано mA или хA, где вместо х – максимальное значение силы тока, которую может замерить прибор. В моем случае это 20 Ампер, так как рядом с гнездом написано 20 А. В зависимости от того, какое значение силы тока вы собираетесь замерять, туда и втыкаем красный щуп. Если вы не знаете, какая примерно сила тока будет протекать в цепи, то ставим в гнездо хА:

Давайте проверим, как все это работает в деле. В нашем случае нагрузкой является вентилятор от компьютера. Наш блок питания имеет встроенную индикацию для показа силы тока, а как вы знаете с курса физики, сила тока измеряется в Амперах. Выставляем 12 Вольт, на мультиметре ручку крутим на измерение постоянного тока. Мы выставили предел измерения на мультике до 20 Ампер. Собираем как по схеме выше и смотрим показания на мультике. Оно в точности совпало со встроенным амперметром на блоке питания.

Для того, чтобы измерить силу тока переменного напряжения мы ставим крутилку мультиметра на значок измерения силы тока переменного напряжения – “А

” и точно также по такой же схеме делаем замеры.

Как измерить постоянное напряжение мультиметром

Возьмем вот такую вот батарейку

Как мы видим, на ней написан ток 550 мАh , который она может выдавать в нагрузку в течение часа, то есть миллиампер в час, а также напряжение, которым обладает наша батарейка – 1,2 Вольта. Напряжение – это понятно, а вот что такое “ток в течение часа”? Допустим, наша нагрузка -лампочка кушает ток 550 мА. Значит лампочка будет светить один час. Или возьмем лампочку, которая светит послабее, и пусть она у нас кушает 55 мА, значит она сможет проработать 10 часов.

Значение 550 мА, которое у нас написано на батарейке, делим на значение, которое написано на нагрузке и получаем время, в течение которого все это будет работать, пока не сядет батарейка. Короче говоря, кто дружен с математикой, тому не составит труда понять сие чудо

Давайте замеряем напряжение на батарейке, один щуп мультиметра ставим на плюс, а другой на минус, то есть подсоединяем параллельно, и вуаля!

В данном случае напряжение на батарейке 1,28 Вольт. Значение на новой батарейке всегда должно превышать то, которое написано на этикетке.

Давайте замеряем напряжение на блоке питания. Выставляем 10 Вольт и замеряем.

Красный – это плюс, черный – минус. Все сходится, напряжение 10,09 Вольт. 0,09 Вольт спишем на погрешность.

Если же мы спутаем щупы мультиметра или щупы блока, то ничего страшного не произойдет. Мультиметр покажет нам такое же значение, но со знаком “минус”.

Имейте ввиду, на таких мультиметрах это не прокатывает

Для того, чтобы точно определить полярность не имея мультиметра, можно прибегнуть к нескольким советам, которые описаны в этой статье.

Как измерить переменное напряжение мультиметром

Ставим на мультике предел измерения переменного напряжения и замеряем напряжение в розетке. Без разницы, как совать щупы. У переменного напряжения нет плюса и минуса. Там есть фаза и ноль. Грубо говоря, один провод в розетке не представляет опасности – это ноль, а другой может здорово попортить ваше самочувствие или даже здоровье – это фаза.

По идее в розетке должно быть 220 Вольт. Но у меня показывает 215. Ничего страшного в этом нет. Напряжение в розетке “играет”. Ровно 220 Вольт вам вряд ли придется увидеть при измерениях напряжения в розетках вашего дома

Техника безопасности

Как видим, процедура измерения силы тока при помощи мультиметра никакой сложности не представляет

Важно только следовать инструкции и не забывать о строгом соблюдении мер безопасности:

• Перед проведением замеров обесточьте электросеть.
• Проверьте изоляцию кабелей – при продолжительной эксплуатации ее целостность иногда нарушается, и вероятность поражения электротоком значительно возрастает.
• Работайте исключительно в резиновых перчатках.

• Не проводите измерения при высокой влажности воздуха. Дело в том, что влага обладает высокой электрической проводимостью и риск поражения также возрастает.
• Человек, пострадавший от удара током, нуждается в медицинской помощи. Если есть возможность, любые работы с электричеством, в том числе и измерения, лучше проводить вдвоем. В нештатной ситуации присутствие напарника может оказаться настоящим спасением.

Закончив измерения, разрезанные кабели нужно вновь соединить, предварительно снова обесточив цепь.

Подробно и наглядно про измерения проводимые с помощью мультиметра на видео:

Техника безопасности

Предупреждение: допустимое время измерения не более 10 сек. не чаще одного раза в 15 мин. Измерения, проводимые в электрических цепях, находящихся под опасным напряжением ~220 В, требует соблюдения правил техники безопасности. Безопасным для человека считается ток величиной не более 0,001 А. Любое, даже незначительное ее превышение может привести к поражению пользователя

Поэтому, работая с электричеством, нужно быть предельно внимательными и соблюдать особую осторожность

Работая на верхних пределах мультиметра, измерения нужно проводить как можно быстрее. Связано это с тем, что многие тестеры не имеют защиты от перегрева, и при длительном контакте с большим током могут просто перегореть, что в свою очередь чревато получением электротравмы. Иногда производители мультиметров предупреждают пользователей о такой опасности, оговаривая, например, что допустимое время измерения не должно превышать 10 сек. не чаще одного раза в течение 15 мин.

Подключение и отключение мультиметра осуществляют после полного обесточивания электроцепи. Подают питание и приступают к измерениям только по окончании всех работ по подключению тестера.