Чем измерить силу тока: Страница не найдена — Я

При отсутствии цифровых данных на дисплее мультиметра в процессе замеров необходимо изменить предел измерений, уменьшив его на одну позицию.

Что учесть при измерении?

При работе с прибором, тестирующим показатели силы тока, нужно в обязательном порядке учитывать следующие рекомендации и не игнорировать основные правила:

• при помощи мультитестера определяются величины, только доступные для замеров на данном типе измерительного прибора;
• тестирование устройств, имеющих слишком высокие для прибора значения, спровоцирует выход из строя предохранителей или полное перегорание мультиметра;
• для замеров правильно выбирается необходимый режим, который для измерения силы переменного тока представлен сектором шкалы «А» или «АС», а постоянного – «ДС»;
• гарантированно отсутствуют повреждения измерительного прибора на максимально возможном уровне, который должен постепенно понижаться в условиях неправильной работы тестера до нормальных значений.

Выполнять работы по замерам мультиметром силы тока необходимо с соблюдением техники безопасности. Поражение электрическим током часто отмечается даже в условиях тестирования устройств с небольшими показателями мощности.

Если тестирование любой электротехники осуществляется при повышенных показателях влажности, то работы должны производиться в резиновых сапогах и технических перчатках.

Видео на тему

Как измерить силу тока батарейки

Пальчиковые батарейки применяются во многих современных приборах в качестве элементов питания. Хотя внешне эти изделия неотличимы друг от друга, их технические параметры, а также стоимость может существенно различаться. Чтобы не попасть впросак, приобретя изделие с небольшим ресурсом, а то и вовсе нерабочее, следует знать, как проверять эти элементы, и уметь делать это на практике. Пригодится это умение и при проверке батареек, скопившихся дома – если одним из них место на свалке, то другие еще могут послужить в устройствах, не отличающихся мощностью. В этой статье мы разберемся, как проверить батарейку мультиметром, и при какой величине остаточного заряда она может эксплуатироваться в электроприборах.

Проверка заряда без нагрузки

Чтобы выявить полностью неисправные элементы, достаточно произвести простую проверку:

• Выбрать режим мультиметра, соответствующий измерению величины постоянного напряжения.
• Установить предел измерения, равный 20В.
• Приложить щупы прибора к контактам проверяемой батареи и замерить напряжение.
• Снять показания тестера.

Если напряжение, показанное при проверке батарейки мультиметром, составляет более 1,35В – аккумулятор исправен и подойдет для работы в любом электроприборе. Если заряд элемента меньше этого уровня, но не ниже 1,2В – его можно использовать в нетребовательных устройствах. При более низком уровне заряда использование батареи невозможно, и она подлежит утилизации.

Для полноты картины такой проверки недостаточно, поскольку она показывает величину напряжения без нагрузки (ЭДС).

В качестве нагрузочного элемента можно использовать обычную лампочку, предназначенную для работы в карманном фонарике. Светодиоды для этого не подойдут из-за слишком малого сопротивления. Объем нагрузки должна составлять от 100 до 200 мА – это самый распространенный показатель для большинства современных электрических изделий средней мощности.

Однако для отбраковки явно непригодных к эксплуатации батареек проверки тестером без нагрузки достаточно. Если прибор показывает менее 1,2В – проверка под нагрузкой бессмысленна.

Проверка электрических батареек мультиметром под нагрузкой

Оставшиеся элементы тестируются повторно. Разберемся теперь, как проверить емкость элемента питания под нагрузкой. Для этого нужно действовать следующим образом:

• Соединить щупы мультиметра с контактами тестируемой батареи.
• Параллельно подключить нагрузочный элемент и выждать 30-40 сек.
• Снять полученный результат.

В зависимости от показаний прибора измеренные элементы нужно рассортировать. Батарейки с остатком 1,1В и менее можно смело отправлять в утиль. Изделия, при проверке которых прибор показал до 1,3В, можно использовать в пультах ДУ. Если же элемент под нагрузкой показывает 1,35В и более – он полностью исправен.

Проверка батареек способом измерения силы тока

Этот метод применяется в отношении новых элементов питания и позволяет оценить их мощность сразу при покупке. Положение мультиметра должно соответствовать постоянному току. Чтобы померить величину заряда на новом аккумуляторе, действовать нужно следующим образом:

• Тестер для проверки батареек установить на максимальный предел измерений.
• Взять новый элемент и приложить щупы прибора к его контактам.
• Через 1-2 сек, после прекращения роста значения тока на индикаторе, щупы нужно убрать.

Нормальный показатель величины тока для новой батарейки должен составлять 4-6 Ампер. Если он составляет 3-3,9 Ампер – это означает, что эксплуатационный ресурс батареи снижен, но элемент подойдет для использования в портативной аппаратуре.

Показания мультиметра в пределах 1,3-2,9 Ампер говорят о том, что в обычных бытовых приборах батарею лучше не использовать, но она может быть установлена в аппараты, потребляющие незначительное количество тока (к примеру, телевизионные или другие пульты ДУ).

Если же величина тока, показываемого тестером, составляет 0,7-1,1 Ампер, то такой элемент способен работать исключительно в приборах с низким энергопотреблением, при этом качество работы аппаратуры снизится. Его можно использовать в «дистанционках», но лишь в том случае, если более качественных элементов под рукой нет.

Наглядно процесс проверки батареек мультиметром на видео:

Полезные советы

Приведем несколько рекомендаций, касающихся использования батареек, а также их утилизации:

• Не затягивайте с проверкой и сортировкой скопившихся дома элементов питания. При отсутствии новых батареек или недостаточном их количестве вы сможете при необходимости временно использовать протестированную.
• Севшие в бытовом приборе элементы питания необязательно менять полностью. Обычно разряд их наступает неодновременно, и проверка выявит аккумуляторы, которые могут эксплуатироваться дальше.
• Не храните дома непригодные к работе батарейки и, тем более, не держите их в корпусе аппаратуры. Зачастую из них вытекает электролит, и это приводит к порче находящихся рядом вещей.

• Не пытайтесь как-либо повредить корпус элемента питания – находящаяся в нем жидкость (кислота или щелочь) может попасть на кожу, причинив химический ожог.

Кроме того, использованные батарейки не стоит бросать в мусорные баки. Содержащийся в них электролит вреден для окружающей среды, поэтому элементы питания подлежат утилизации в местах, которые предназначены специально для этой цели.

Заключение

В этом материале мы разобрались, как правильно проверить батарейку мультиметром, а также, в каких приборах можно использовать протестированные элементы питания, исходя из результатов измерений. Как вы могли убедиться, чтобы измерить остаток заряда в батарее, достаточно иметь под рукой домашний тестер и располагать несколькими минутами свободного времени.

Как проверить амперы мультиметром, знает каждый электрик. Это прибор, который функционирует, как вольтметр и другие подобные устройства. С помощью такой техники можно измерять такие показатели, как постоянного напряжения, переменного напряжения, силы тока, мощности сопротивления, работоспособности диодов, пригодность к эксплуатации транзистора, частоты передачи сигнала.

Амперы и мультиметр: что это такое

Ампер — это единица, в которой измеряется сила, присутствующая у электрического тока в системе СИ. Измерители для ее определения именуют мультиметрами, которые бывают цифровыми и аналоговыми или стрелочными.

Отличия между ними есть. В первом случае информация отображается на жидкокристаллическом экране, во втором присутствует стрелочная шкала. У аналогового аппарата слишком высокая погрешность в замерах. При работе с ним нужно исключить малейшие колебания. В противном случае, результат может быть неточным. Цифровой более:

• удобный;
• надежный;
• функциональный;
• практичный;
• универсальный.

Как правильно подключать

В таком вопросе, как проверить амперметры мультиметром, нужно руководствоваться ниже представленными рекомендациями:

• Вычисляют диапазон для замера показателей. У аккумулятора он 1,5В, 7,5В и 12 В. Значение устанавливается чуть больше нормы. Это будет запасом, который предотвратит порчу прибора.
• Правильно определяют направление тока, т.е. полярность клемм, на который будет выполнено измерение. За ориентир берут обозначения общепринятого вида, указанные на корпусе.
• Необходимо грамотное подсоединение щупов. Черный — минусовый, ставят в гнездо общего типа под названием COMMON (COM). Плюсовой — устанавливают в красный разъем.

Схема дальнейших действий:

• Устройство настраивается в нужном диапазоне измерения.
• Значение выставляется на 10% больше того, которое предполагается.
• Если показатель неизвестен, то за крайнюю отметку берется максимум.
• Щупы устанавливаются по схеме, соответствующей типу проводимого измерения. Красный в разъемы, где измеряется ток, напряжение или сопротивления. Черный в общий разъем.
• Щупы подносятся к исследуемому прибору или сети питания. Красный ставится на плюс, черный на минус.
• Нужно оценить полученные показатели. Может потребоваться изначальная корректировка положения указателя («на ноль»), чтобы сведения были более достоверными.

Как проверять амперы в разных устройствах?

Есть несколько видов проверки.

В зарядном устройстве

Зарядный прибор нужно проверять, если есть необходимость определить причину, по которой он неисправен. Сила тока у каждого определенного прибора отличается. Например, на телефонных и планшетных устройствах она одинаковая, а на автомобильных намного больше.

К сведению. Допустимая норма указана на этикетке изделия или нанесена на корпус, как маркировка.

Принцип действия точно такой же. Отличие заключается в том, что при малых размерах контактов на разъеме сложно выполнить подсоединение щупов.

Как измерить амперы мультиметром в зарядном устройстве, если в разъем не входят щупы:

• Внутрь контактов вставляются швейные иглы из стали.
• Для этого используют плоскогубцы, а на руки надевают перчатки.
• К кончикам иглы нужно подсоединить щупы через нагрузку.
• Если это невозможно, то нужно разобрать корпус агрегата. Так можно подключить щупы на вывод ЗУ в том месте, где припаян каждый кончик электрического провода.

Нужно грамотно соблюдать технику безопасности и обращать внимание на рекомендации от производителя. В некоторых изделиях запрещено вскрывать крышку, а другие и вовсе одноразовые, то есть не подлежат ремонту.

В аккумуляторе

Проверить литий-ионный аккумулятор на автомобиле можно, выполнив следующее:

• Мультиметр ставится в режим вольтметра, на котором исследуется напряжение.
• Устанавливают диапазон в 0-20В.
• Замерять аккумулятор желательно только при отключении от питания транспортного средства.
• Красный щуп прикладывается на положительное гнездо.
• Черный щуп кладется на отрицательное гнездо через нагрузку.
• Полученные показания нужно зафиксировать.

Теперь необходимо оценить результат:

• Напряжение = 12,6 вольт. Устройство пригодно для эксплуатации. Нет необходимости выполнять зарядку.
• Напряжение меньше 12 В. Автомобильную батарею нужно поставить на зарядку. Она разрядилась.
• Показания более 15 В. Такой прибор запрещено применять. Это приведет к порче генератора. Необходимо приобретение нового аккумулятора.

К сведению. Чтобы получить точные данные, измерять их нужно спустя 6 часов после отключения от автомобиля.

В блоке питания

Вполне возможно осуществить проверку ампер мультиметром на блоке питания. Процедура выполняется на разрыв и обязательно применяется нагрузка. Принцип действия такой же, как и при работе с другим оборудованием. Нужно лишь отметить, что блок питания имеет высокую мощность. Соответственно, замеры делают максимально оперативно, до того, как нагреются провода щупов.

В качестве примера стоит рассмотреть ситуацию изучения блоков питания кассы, фотоаппарата, сотового телефона и т.д. В данном случае мультиметр нужен для измерения силы тока. Это необходимо для того, чтобы понять, работоспособен ли прибор. В некоторых случаях выдаваемое напряжение — вольтаж не всегда может гарантировать функционирование.

Изучение делается в разрыв с нагрузкой:

• Переключатель режима тестера нужно установить в максимальное значение в 10 ампер.
• Измерение блока питания с мощностью более 10 ампер запрещено на обычном мультиметре.
• Далее нужно разорвать цепь. Если нет возможности открыть корпус, перерезается одна жила из питающих проводов.
• Для замыкания один провод соединяется с щупом тестера, а второй подключается к питающей цепи — проводу, идущему с блока питания. Так происходит замыкание цепи на устройстве при помощи мультиметра.
• В качестве энергопотребителя выступает аккумулятор. Он полностью разряжен. Сила тока будет в два раза превышать рабочую.
• Постепенно с увеличением уровня зарядки можно наблюдать снижение силы тока, стремящийся к показателю 0.

Даже если стрелка не двигается с отметки 0, не стоит пугаться. Это не значит, что прибор сломан.

Внимание! Для измерения достаточно пары секунд. Если напряжение 12вольт, а сила тока составляет как минимум 3-5 ампер, то провода могут нагреться до такого состояния, когда произойдет их обугливание. Это может вывести из строя все агрегаты, подключенные к цепи.

В автомобиле

Для определения пригодности генератора транспортного средства к эксплуатации, нужно проверить уровень его заряда. Правила применения прибора те же самые, что с аккумулятором. При некорректных данных, необходимо проверить каждую составляющую устройства:

• щетки;
• кольца;
• диодный мост;
• регулятор напряжения;
• статорный прибор;
• ротор.

Техника безопасности

Проверить силу тока просто. Достаточно подключить мультиметр, в соответствии с правилами эксплуатации. Необходимо соблюдение инструкции, чтобы не нарушать технику безопасности:

• Подключение прибора проводят в обесточенном состоянии.
• Предварительно осматривают изоляцию на проводах. При длительном сроке службы, нарушается ее целостность. Есть вероятность получить удар тока.
• Мерить амперы нужно только в резиновых перчатках.
• Запрещены замеры в помещении, где повышенная влажность. У влаги высокая электрическая проводимость. Риск поражения возрастает в несколько раз.
• Того, кто пострадал от удара током, независимо от его мощности, нужно срочно доставить в ближайший медицинский пункт. Запрещено работать с электричеством в одиночестве. При внештатной ситуации напарник может вызвать скорую.
• Категорически запрещено работать с аппаратами, которые искрят, сломаны, когда подключены к аналоговым источникам питания, например, к аккумулятору, батарейкам или блоку питания. Все это может привести к удару током. Не слишком сильному, но способному нанести вред нервной системе и сердцу человека.
• Запрещено пользоваться мультиметром после удара, точно также, как и склеивать его скотчем, изоляционной лентой. Лучше воспользоваться новым устройством или доверить его мастеру для ремонта и тестирования на предмет пригодности.

После использования мультиметрового прибора, кабели, которые были разрезаны соединяют при обесточенной цепи.

Мультиметр — это прибор, без которого просто невозможно обойтись в бытовых условиях и других областях. Имея даже самые минимальные знания по его работе, можно починить приборы. Зная показания, несложно определить их непригодность.

Мультиметр является многофункциональным устройством для измерения различных параметров электрического тока, поэтому с его помощью может быть произведена и проверка заряда аккумулятора. Для выполнения данной работы можно использовать различные виды мультиметров. Стоимость изделия не имеет значения, главное чтобы цифровой или аналоговый измерительный прибор был в исправном состоянии. О том как проверить аккумулятор мультиметром будет рассказано далее.

Какие параметры можно проверить?

С помощью мультиметра можно измерить напряжение с высокой точностью. По величине электрического напряжения можно определить заряжена ли аккумуляторная батарея или элемент необходимо зарядить постоянным током.

С помощью мультиметра, можно проверить напряжение не только кислотных аккумуляторов, но и элементы питания сотовых телефонов. Чтобы проверить мобильник на величину заряда батареи, прибор переводится в режим измерения постоянного тока до 20 В. В этом режиме цифровой прибор, позволяет измерить напряжение, с точностью до сотых долей вольта.

Аккумулятор шуруповёрта, также можно легко проверить мультиметром. Номинальное напряжение прибора, в данном случае, можно узнать из документации электроинструмента, и если напряжение меньше этого значения, то батарею необходимо зарядить.

Ёмкость аккумулятора также можно проверить мультиметром. Для этой цели можно воспользоваться несколькими способами.

Проверить с помощью мультиметра можно утечку тока. Если необходимо измерить данный параметр на автомобиле, то кроме утечки тока на корпус, проверяется и утечка в бортовой сети автомобиля.

Таким образом можно предотвратить быстрый разряд АКБ и повысить её эксплуатационный ресурс.

Как измерить напряжение

Если необходимо проверить только аккумуляторного напряжения, то мультиметр переводится в режим DC. Если нужно проверить источник электроэнергии, напряжение которого не превышает 20 вольт, то в данном секторе переключатель режимов устанавливается в положение 20 В.

Затем чёрный щуп мультиметра следует присоединить к минусовой клемме, а красный — к плюсу АКБ, на дисплее устройства, в этот момент, будет показано напряжение постоянного тока.

Обычно, исправный и полностью заряженный автомобильный аккумулятор имеет напряжение 12,7 В. Если при таком напряжении плотность электролита находится в норме, то источник электроэнергии может быть использован по назначению.

Аналогичным образом измеряется напряжение литий-ионных батарей сотовых телефонов, а также щелочных или гелевых батарей, которые применяются для запуска двигателей различной мототехники, дизельных генераторов и иных устройств, для начала работы которых, необходим определённый заряд электричества.

Как измерить ёмкость

Мультиметр можно использовать и как тестер для измерения ёмкости аккумулятора. Замер ёмкости аккумулятора можно произвести с помощью контрольного разряда батареи. Чтобы проверить ёмкость потребуется вначале полностью зарядить аккумулятор. Затем необходимо убедиться что батарея максимально заряжена, сделав замер напряжения и плотности электролита.

Далее необходимо подключить нагрузку известной мощности, например лампу накаливания мощностью 24 Вт, и отметить точное время начала данного эксперимента. Когда напряжение батареи упадёт до 50% процентов от ранее установленного показания полностью заряженного аккумулятора, лампочку следует отключить.

Измерение ёмкости, которое выражается в а/ч, осуществляется путём перемножения силы тока в цепи при подключённой нагрузке, на количество часов, в течение которых осуществлялся контрольный разряд батареи. Если получится значение, максимально приближенное к номинальному показателю а/ч, то батарея находится в отличном состоянии.

Проверить внутреннее сопротивление

Чтобы проверить АКБ на исправность с помощью мультиметра, требуется измерить внутреннее сопротивление аккумулятора. Проверить работоспособность источника питания можно с применением мультиметра и мощной лампочки на 12 В. Проверить батарею необходимо в такой последовательности:

1. Лампа 12 В подключается к АКБ.
2. Спустя несколько секунд свечения лампы, замеряется напряжение на клеммах батареи.
3. Лампа отключается, и напряжение снова замеряется.

Если разница измерения не превышает значения 0,05 В, то аккумулятор находится в исправном состоянии.

В том случае, когда значение падение напряжения больше, внутреннее сопротивления источника питания будет выше, что косвенно будет обозначать значительное ухудшение технического состояния аккумулятора.

Таким образом удаётся довольно точно проверить источник электроэнергии на исправность.

Как проверить ток утечки

Аккумулятор может самостоятельно разряжаться, даже в том случае, когда его клеммы не подключены к потребителям электроэнергии. Величина саморазряда указывается в документации к аккумулятору и является естественным процессом. Особенно заметно потеря электроэнергии может наблюдаться в кислотных АКБ.

Дополнительно к естественным утечкам электрического тока, в цепи могут быть участки, которые находятся во влажном состоянии или с истончённой изоляцией. В этом случае, даже в момент, когда все потребители электроэнергии находятся в выключенном состоянии, происходит дополнительная утечка тока, которая может привести к полному разряду батареи, а в некоторых случаях, и к возгоранию повреждённого места.

Особенно, такое явление может быть опасно в бортовой сети автомобиля, у которого отрицательным проводником является весь кузов и агрегаты, на которых может находиться достаточное количество огнеопасных веществ для образования открытого пламени даже от небольшой искры или электрической дуги.

Чтобы выявить, такое «несанкционированное» расходование электричества, необходимо выключить зажигание автомобиля, а также отключить устройства работающие в «дежурном режиме», например магнитолу и сигнализацию.

Измерить силу тока на аккумуляторе с помощью мультиметра, можно только в том случае, если измерительный прибор переведён в режим измерения силы тока, обозначенный значком «10 А». Для этого круговой переключатель переводится в соответствующий режим, а красный штекер в гнездо обозначенное знаком «10 ADС».

Красный щуп мультиметра соединяется с «+» аккумулятора, а чёрный, с отсоединённой клеммой. В этот момент должны полностью отсутствовать какие-либо показания прибора. Если мультиметр покажет любое значение, то ток утечки является значительным, и необходимо произвести детальную диагностику бортовой сети автомобиля.

Подобным образом производится замер утечки в других электронных системах. При проведении диагностики следует проявлять осторожность, и при подозрении на значительную утечку электрического тока, которая проявляется искрением при отсоединении или подключении клеммы, от замера тока утечки мультиметром следует отказаться.

Если пренебречь этим правилом, то можно «спалить» прибор, который не рассчитан на проверку больших значений силы тока.

Как проверить заряд аккумулятора мультиметром и не повредить хрупкую электронную «начинку» устройства?

Чтобы для тестера проверка аккумулятора не оказалась последней, необходимо правильно выбрать диагностический режим. Если требуется проверить ампераж, то категорически запрещается это делать без дополнительной нагрузки, которая не должна превышать мощности 120 Вт.

Выбирая режим измерения постоянного тока, следует проявлять осторожность, чтобы по ошибке, не включить мультиметр в режим измерения сопротивления, который находится, в большинстве моделей мультиметров, рядом с положением переключателя для измерения постоянного тока.

КАК ИЗМЕРИТЬ СИЛУ ТОКА МУЛЬТИМЕТРОМ | v-srok.ru

Очень хорошо, когда в инструментальном «арсенале» владельца дома или квартиры имеются контрольно-измерительные приборы. В частности если речь идет об электрохозяйстве, нередко приходится прибегать к помощи мультиметра. Этот компактный и относительно недорогой по нынешним временам прибор позволяет тестировать бытовую технику и освещение, выявлять неполадки в домашней электрической сети, контролировать уровень заряда батареек и аккумуляторов, становится незаменимым при различных электромонтажных работах.

Но кроме наличия самого мультиметра, необходимо еще и умение работать с ним. Вот здесь бывает сложнее. Если, скажем, с прозвоном провода, определением наличия и величины напряжения обычно проблем не возникает, то с замером силы тока у многих возникают неясности. И, кстати, эта операция, по сравнению с другими упомянутыми, наиболее сложна и в определенных условиях бывает наиболее опасна.

Поэтому темой предлагаемой публикации станет вопрос, как измерить силу тока мультиметром.

Для начала вспомним, что же это такое – сила электрического тока.

Этот показатель (I) измеряется в амперах и входит в число основных физических величин, определяющих параметры той или иной электрической цепи. К двум другим относят напряжение (U, измеряется в вольтах) и сопротивление нагрузки (R, измеряется в омах).

Как преподносилось в школьном курсе физики, электрический ток является направленным движением заряженных частиц по проводнику. Если рассматривать с большим упрощением, вызывается он электродвижущей силой, возникающей из-за разности потенциалов (напряжения) на полюсах (клеммах, контактах) подключенного источника питания. По своей сути сила тока показывает количество этих самых заряженных частиц, проходящих через конкретную точку (элемент схемы) в единицу времени (секунду).

На величину силу тока в цепи влияют два других параметра. Напряжение связано прямой пропорциональностью – так, например, его увеличение вызывает и повышение силы тока. Сопротивление – наоборот, то есть с его ростом при том же напряжении сила тока снижается.

А слева на иллюстрации показано графическое, удобное для восприятия, изображение закона Ома, показывающего эти взаимосвязи. Из этой «пирамиды» легко составляются формулы в их привычном написании:

U = I × R

I = U / R

R = U / I

Итак, сила тока измеряется в амперах. С некоторым упрощением можно объяснить так, что 1 ампер – это ток, который возникнет в проводнике сопротивлением 1 ом, если к нему приложить напряжение, равное одному вольту.

Кроме основной единицы, используют и производные. Так, довольно часто приходится иметь дело с миллиамперами. Из самого термина понятно, что 1 мА = 0.001 А.

Кстати, сразу упомянем, и про мощность. Ток в 1 ампер, вызванный напряжением 1 вольт, выполнит работу в 1 джоуль. А если это привести к единице времени (секунде), то получится значение мощности, равное 1 ватту.

Это определяется формулой закона Джоуля-Ленца:

P = U × I

где Р – мощность, выраженная в ваттах.

Для чего все это рассказывалось? Да просто потому, что большинство случаев замера силы тока, так сказать, на бытовом уровне, так или иначе связано с определением других параметров. Согласитесь, мало кому придет в голову мысль: «а дай-ка я проверю силу тока просто так», то есть без дальнейшего практического приложения. Тем более что, как уже упоминалось выше, работа с амперметром – наиболее сложная и зачастую небезопасная.

Например, в каких случаях чаще всего замеряют силу тока:

• Для уточнения реальной потребляемой мощности того или иного бытового электроприбора. Промерив значения силы тока и напряжения несложно по формуле вычислить и мощность.
• Этот же промер и последующий расчет позволяют оценить, советует ли подводимая линия питания таким нагрузкам.
• Случается, что подобные «ревизии» позволяют выявить пока еще скрытые, незамеченные дефекты прибора – когда значение силы тока (и мощности, соответственно) намного отличаются от заявленного в паспорте номинала в ту или иную сторону.
• Измерения силы тока позволяют оценить степень заряженности автономных источников питания – аккумуляторов и батареек. Проверка их по напряжению никогда не дает объективной картины. Вольтметр может показать, скажем, положенные 1.5 вольта, но уже спустя несколько минут элемент питания безнадежно «сядет». То есть проверку следует проводить именно измерением силы тока.
• Таким измерением можно выявить утечку тока, там, где ее по идее быть не должно. Это часто практикуется автомобилистами, если у них есть подозрения, что аккумулятор слишком активно разряжается, когда машина «отдыхает» в гараже или на стоянке. Проведенная проверка позволяет локализовать участок утечки и избежать, кстати, немалых проблем, к которым она может привести.

• Иногда требует проверки зарядное устройство аккумулятора – выдает ли оно необходимое значение тока зарядки.

Возможны и иные случаи, когда требуется иметь объективные данные о реальной силе тока. Но основные случаи все же перечислены.

Для измерения силы тока используются специальные приборы, название которых говорит само за себя – амперметры. В продаже чаще всего встречаются амперметры стационарной установки, в виде панелек или для DIN-рейки. Они обычно монтируются в распределительном щите и позволяют отслеживать текущие показатели силы тока, например, за всю локальную систему электроснабжения или на какой-то выделенной её линии.

Устанавливают такие приборы, если в этом есть необходимость, только специалисты электрики. Измерить силу протекающего тока с помощью них – проще простого. Необходимо просто взглянуть на текущие показания при включенной на линии нагрузке.

Этим, по сути, их функциональность и ограничивается. Естественно, у хозяина квартиры (дома) не будет возможности снять подобный прибор с места его стационарной установки для проведения замеров в другом месте.

Другой вариант, который уже позволяет работать в нужном месте – это так называемый лабораторный амперметр. Настольный прибор, в котором имеются клеммы, то есть предусмотрена возможность подключения измерительных проводов со щупами для проверки силы тока на том или ином участке цепи.

Но приобретать такой «девайс» для домашнего инструментального «арсенала» — вряд ли имеет смысл. Просто по той причине, что замером силы тока все и ограничивается. А это измерение, кстати, как уже говорилось, проводится на «бытовом» уровне, пожалуй, реже всего.

Поэтому такие приборы популярности себе не снискали. И оптимальным вариантом является мультитестер (мультиметр).

Эти измерительные многофункциональные приборы представлены в продаже в очень большом разнообразии. Первое, сразу бросающееся в глаза различие – приборы могут быть стрелочными, со снятием показаний со шкал. Несмотря на то что считаются уже «вчерашним днем», некоторые мастера отдают предпочтение именно им. Но для новичка может быть затруднительно на первых порах считывать показания – со шкалами и шагом из градуировки по неопытности несложно запутаться.

Поэтому максимальной популярностью пользуются все же цифровые мультиметры, демонстрирующие на дисплее показания в абсолютном выражении. Умение пользоваться такими приборами приобретается гораздо быстрее. Стоимость многих моделей – весьма доступная, и подобные мультитестеры прочно вошли в домашний инструментальный набор.

Но и среди них бывают существенные различия, которые необходимо знать и учитывать при проведении измерения электрических параметров.

Наиболее удобны, наверное, мультиметры, в которых достаточно выставить лишь режим измерений. Допустимый диапазон при этом не указывается – прибор автоматически подстроится под параметры цепи, проведет замер и выдаст искомый результат.

Пример показан на иллюстрации:

Рукоятка переключателя режимов (поз.1) имеет всего несколько положений. Это напряжение – объединено переменное V AC (значок ~) и постоянное DC (—), в вольтовом и милливольтом диапазоне. Аналогично и с силой тока – А, тоже без разделения на тип тока, но с градацией на амперы и миллиамперы. Кроме того, обязательно имеется опция замера сопротивления и прозвона цепи. Могут быть и другие заложенные функции.

В нижней части расположены гнезда для подключения измерительных проводов со щупами. Их бывает три или четыре. Обязательно имеется гнездо СОМ – для «общего» провода (поз. 2), как правило – черного цвета. Гнездо поз. 3 – для красного провода при проведении подавляющего большинства измерений. Под гнездом имеется надпись с указанием допустимых пределов измерений по напряжению и току. И, наконец, гнездо поз. 4 – выделено для замеров силы тока, исчисляемой в амперах. Также указан допустимый предел — не более 10 А.

Показания высвечиваются на цифровом дисплее (поз. 5).

Такие приборы удобны, однако их стоимость в несколько раз превышает цену на широкодоступные мультиметры. Поэтому их чаще можно увидеть у профессионалов.

Более распространенный вариант – мультиметры, при пользовании которыми необходимо не только переключать режим и переставлять измерительные провода, но еще и указывать предполагаемый диапазон измерений.

При пользовании таким мультиметром требуется не только указать режим работы, но и выставит переменный или постоянный ток. И уже в этом секторе установить переключатель в предполагаемый диапазон измерений, выраженный в миллиамперах мА(бывает еще и в микроамперах, µА) или в амперах А.

Аналогично дело обстоит и с режимами замера напряжения.

Еще нюанс – показан пример с четырьмя гнездами подключения проводов. Здесь для измерения силы тока для красного провода выделено два гнезда. Одно – с токами до 200 мА, второе – до 10 А.  Все остальные замеры (напряжения, сопротивления, емкости и другие) проводятся через отдельное гнездо.

Но обычно под этими гнездами-клеммами располагается понятная схема, позволяющая избежать ошибок. Просто надо быть внимательным.

А теперь – еще один очень важный нюанс. Показанные выше приборы позволяют проводить замер силы тока как постоянного, так и переменного. Но очень часто обычными пользователями приобретаются мультиметры с «усеченными» возможностями. Такие приборы широко популярны из-за своей супердоступной цены. И некоторые потенциальные владельцы не обращают внимание на этот их недостаток.

Так, наиболее распространенными на бытовом уровне являются мультитестеры типа DT830 или DT832. Они позволяют выполнить бо́льшую часть возможных измерений. Но, обратите внимание, функции амперметра для переменного тока у них НЕ ПРЕДУСМОТРЕНА.

Таким образом, если есть необходимость проверить силу тока в цепи работающего от сети 220 В/50 Гц бытового прибора, то просто так это не получится. Потребуется искать другой, более совершенный мультиметр. Или придумывать дополнительные «усовершенствования», которые позволят обойтись и таким тестером. Об этом будет сказано ниже.

Главной особенностью работы с мультитестером в режиме амперметра является то, что он обязательно должен быть включен в разрыв цепи. Такое подключение называется последовательным. По сути, прибор становится частью этой цепи, то есть весь ток должен пройти именно через него. А как известно, сила тока на любом участке неразветвленной электрической цепи постоянна. Проще говоря, сколько «вошло» столько должной и «выйти». То есть место последовательного подключения амперметра особого значения не имеет.

Чтобы стало понятнее, ниже размещена схема, в которой показывается разница в подключении мультиметра в разных режимах работы.

• Итак, при замере силы тока мультиметр включается в разрыв цепи, сам становясь одним из ее звеньев. То есть будет проблема, как этот разрыв цепи организовать практически. Решают по-разному – это будет показано ниже.
• При замере напряжения (в режиме вольтметра) цепь, наоборот, не разрывается, а прибор подключается параллельно нагрузке (участку цепи, где требуется узнать напряжение). При замере напряжения источника питания щупы подключаются напрямую к клеммам (контактам розетки), то есть мультиметр сам становится нагрузкой.
• Наконец, если меряется сопротивление, то внешний  источник питания вообще не фигурирует. Контакты прибора подключаются непосредственно к той или иной нагрузке (прозваниваемому участку цепи). Необходимый ток для проведения измерений поступает из автономного источника питания мультитестера.

Вернемся к теме статьи — к замерам силы тока.

Очень важно изначально правильно установить на мультиметре, помимо постоянного или переменного тока, диапазон измерений. Надо сказать, что у начинающих с этим часто возникают проблемы. Сила тока – величина крайне обманчивая. И «спалить» свой прибор, а то и наделать больших бед, неправильно установив верхний предел измерений – проще простого.

Поэтому настоятельная рекомендация – если вы не знаете, какая сила тока ожидается в цепи, начинайте измерения всегда с максимальных величин. То есть, например, на том же DT 830 красный щуп должен быть установлен в гнездо на 10 ампер (показано на иллюстрации красной стрелкой). И рукоятка переключатель режимов работы также должно показывать на 10 ампер (голубая стрелка). Если измерения покажут, что предел завышен (показания получаются менее 0,2 А), то можно, чтобы получить более точные значения, переставить сначала красный провод в среднее гнездо, а затем ручку переключателя – в положение 200 мА. Бывает, что и этого многовато, и приходится переключателем снижать еще на разряд и т.д. Не вполне удобно, не спорим, но зато безопасно и для пользователя, и для прибора.

Кстати, о безопасности. Никогда не следует пренебрегать мерами предосторожности. И особенно если речь идет об опасных напряжениях (а сетевое напряжение 220 В – чрезвычайно опасно) и высоких токах.

Мы здесь спокойно ведём разговор об амперах, а между тем, безопасным для человека считается ток не выше 0.001 ампера. А ток всего в 0.01 ампера, прошедший через тело человека, чаще всего приводит к необратимыми последствиям.

Что важно знать об опасности электрического тока

Электричество – это величайший помощник человечества. Но при неграмотном, беспечном или откровенно наплевательском отношении к соблюдению безопасности – карает мгновенно и беспощадно. Что необходимо накрепко запомнить об опасности электрического тока, прежде чем приступать к любым электромонтажным работам – читайте в специальной публикации нашего портала.

Проведение замеров силы тока, особенно если работа ведется в самом высоком диапазоне, рекомендуется проводить максимально быстро. В противном случае мультитестер может просто перегореть.

Об этом, кстати, могут информировать и предупреждающие надписи около гнезда подключения измерительного провода.

Обратите внимание. Слово «unfused» в данном случае обозначает, что прибор в этом режиме не защищен плавким предохранителем. То есть при перегреве он просто выйдет полностью из строя. Указано и допустимое время замера – не более 10 секунд, да и то не чаще одного раза в 15 минут («each 15 m»). То есть после каждого такого замера придется еще и выдерживать немалую паузу.

Справедливости ради – далеко не все мультиметры настолько «привередливые». Но если такое предупреждение есть – пренебрегать им не стоит. И в любом случае замер силы тока проводить максимально быстро.

В этом разделе статьи рассмотрим несколько наиболее характерных случаев.
И для начала ответим на один почему-то весьма часто задаваемый, и при этом – совершенно безграмотный вопрос.

Ответ категоричный – НИКАК!

Никакого тока в розетке не ищите – там есть только напряжение на контактах, между фазой и нулем. А ток возникнет лишь тогда, когда к розетке будет подключена нагрузка – неважно что это, лампочка накаливания или бытовой прибор. Естественно, рассчитанный на работу с сетевым напряжением 220 вольт.

А что будет, если в режиме амперметра все же вставить щупы мультитестера в розетку? Да все произойдет очень просто и быстро. Собственное сопротивление прибора – невелико, то есть практически гарантированно получается короткое замыкание. Вспомните закон Ома – при стремящемся к нулю сопротивлении сила тока возрастает до огромных значений. Хорошо, если все ограничится срабатыванием защиты и перегоранием плавкого предохранителя в мультитестере. Если он «unfused», о чем говорилось выше – гарантированное перегорание, и прибор нередко остается только выбрасывать. И это еще в лучшем случае – иногда бывают и «фейерверки».

Запомните «золотую истину» – пока к розетке ничего не подключено, ток в ней однозначно равен нулю. И проверять это экспериментально – себе дороже!

А вот замер силы тока в цепи подключённого к розетке бытового прибора – это уже совсем другой случай.

Нельзя сказать, что подобная проверка проводится часто, но иногда она помогает разобраться с правильностью организации домашней электросети. То есть сопоставить соответствие реальной силы тока подведенным к розетке проводам и возможностям другого электротехнического оборудования. Или же дает возможность проверить реальную потребляемую мощность бытового прибора. Если она сильно отличается от паспортной в ту или иную сторону, это может говорить о пока еще не выявленной неисправности.

Схема в общих чертах выглядит следующим образом

1 – розетка 220 вольт.

2 – условно – бытовой прибор.

3 – кабель питания прибора.

4 – точки разрыва цепи (подсоединения щупов тестера). В данном случае они показаны на фазном проводе, хотя для проверки силы переменного тока это не имеет никакого значения — могут быть и на нулевом.

5 – мультиметр, установленный в режим измерения переменного тока 10 А

6 – измерительные провода мультитестера.

Все просто – после сборки такой схемы необходимо подсоединить кабель питания к розетке, а затем запустить бытовой прибор в нужном режиме выключателем. И спустя 3÷5 секунд (некоторым приборам требуется время для выхода на номинальный режим) снять показания силы тока в амперах.

Но как это осуществить, так сказать, технологически? Резать изоляцию и затем – один из проводов кабеля питания, чтобы подключить в разрыв амперметр? Иногда поступают и так. Пример показан на иллюстрации.

Согласитесь, не слишком привлекательный вариант. Нарушается целостность внешней оплетки провода. Концы придется после замеров сращивать и изолировать. Для разовой срочной проверки – может, и сгодится, но не более того.

Городить дополнительные провода между розеткой и вилкой, чтобы «вклинить» между ними амперметр? Тоже довольно неудобно.

Чтобы замеры были безопасными, а их проведение занимало минимум времени и усилий, можно изготовить специальное приспособление. Для этого потребуется небольшая фанерная площадка, две накладные (внешние) розетки (самые дешевые) и отрезок сетевого шнура с вилкой.

Схематично этот «испытательный стенд» будет выглядеть так:

На небольшом жестком фрагменте (поз. 1) например, фанерном, текстолитовом и т.п., крепятся две розетки, так, как показано на схеме. Розетки совершенно условно пронумеруем №1 и №2, а их контакты назовем соответственно 1а и 1б, 2а и 2б.

К розеткам поводится сетевой шнур (поз.4) с вилкой (поз.3). Эта вилка будет подключаться в обычную сетевую розетку.

Шнур разделан, и два его провода подключены к клеммам одноимённых контактов обеих розеток. То есть на схеме это 1а и 2а. А вторая пара, 1б и 2б контактов соединена перемычкой из одножильного провода.

Как проводить замеры с таким приспособлением?

• Для начала – витка сетевого шнура подключается к розетке (к любой или к тестируемой, то есть к той, к которой подключается на постоянной основе испытываемый бытовой прибор). Вся конструкция у нас после сборки полностью закрыта, изолирована, никаких открытых токопроводящих деталей нет.
• Имеет смысл для начала проверить напряжение в розетке. Если конечной целью ставится определение реальной мощности прибора, то этот параметр желательно уточнить. Иногда, если домашняя сеть не имеет стабилизатора, он значительно отличается от заявляемых 220 вольт. То есть это может повлиять на конечный результат.

Проверить напряжение несложно. Мультиметр переключается в режим ~V (ACV) с диапазоном больше 220 вольт (обычно это 750 вольт). Штекера проводов устанавливаются в соответствующие гнезда прибора (СОМ и ~V). Затем щупы прибора вставляются в контакты розеток 1а и 2а, как показано на схеме ниже.

• После этого в одну розетку (любую) вставляется вилка сетевого шнура испытываемого прибора. Цепь не замкнута – разрыв ее получается на второй розетке.
• Мультитестер переводится в режим амперметра переменного тока (~A или ACA) в максимальный диапазон. Штекер красного измерительного провода переставляется в соответствующий разъем.

• После этого щупы мультитестера вставляются в гнезда оставшейся свободной розетки. И теперь осталось только включить испытываемый бытовой прибор и снять с мультитестера показания силы тока.

Все исходные данные есть – можно рассчитать потребляемую мощность прибора на момент замера.

Как видите, и довольно сложную задачу замера силы тока питания бытового прибора вполне можно решить с должным уровнем безопасности и комфорта.

Бывает, что требуется измерить силу переменного тока, примерно так, как показывалось выше. но в распоряжении лишь мультиметр, не рассчитанный на такую операцию. И приобретать новый – нет желания или возможности. Если ли выход?

Да, можно выполнить замер и в такой ситуации. Существует для этого несколько способов. Но в любом случае придётся сначала провести некоторые подготовительные работы.

Да, это совершенно серьезно, именно с помощью вольтметра. Снова вспомним закон Ома для участка электрической цепи:

I = U / R

Но если сопротивление на этом участке будет равно ровно одному ому, то получается, что номиналы силы тока и напряжения – совпадут.

I (A) = U(V) / 1 = U(V)

Значит, задача состоит в том, чтобы в разрыв цепи поместить резистор номиналом ровно в 1 ом, а затем промерить напряжение на его концах.

Талой резистор можно приобрести в магазине. Правда, не забываем, что на нем будет потребляться весьма внушительная мощность, и лучше приобретать керамический резистор на 10 или даже 50 Вт.

Правда, такие резисторы далеко не всегда есть в продаже. Да и стоить они могут немало. Можно обойтись и самодельным, накрутив спираль из нихромовой проволоки.

В интернете полно таблиц с удельными сопротивлениями нихромовых проводников различных диаметров. То есть провести расчет требуемой длины, чтобы «выскочить» на 1 ом – не столь сложно.

Например, будет использоваться нихромовая проволока диаметром 0,4 мм (сечение 0,123 мм²). Ее удельное сопротивление составляет 7,94 Ом/м. Несложно рассчитать, что для сопротивления 1 ом потребуется 126 мм проволоки.

Из этого отрезка навивается спираль. Или, что еще удобнее и безопаснее – можно намотать проволоку на панельку их стеклотекстолита, как показано на иллюстрации. После намотки проводят проверку мультиметром в режиме омметра. При необходимости – корректируют длину, чтобы сопротивление было 1 ом с максимально возможной точностью.

Концы резистора можно прикрепить, например, к штырям разобранной вилки – чтобы удобнее было их подключать к разрыву цепи.

Если резистор готов, можно приниматься за измерения.

В свободную розетку к ее контактам присоединяют самодельный резистор. После этого можно сразу к его концам «крокодильчиками» подцепить щупы мультиметра. Провода и сам тестер должны быть настроены на режим вольтметра для переменного тока.

Включается прибор-нагрузка. Но дисплее мультиметра показывается  напряжение (в вольтах) для участка цепи сопротивлением 1 ом . Это же значение, но только в амперах – искомая сила тока в замкнутой цепи.

Важно – резистор при таком замере может очень быстро нагреваться, буквально докрасна. Поэтому снятие показаний должно выполняться с максимальной оперативностью. Как только подключенный прибор вышел на свою мощность, показания на дисплее стабилизировались – их записывают и выключают нагрузку.

Есть и другой способ измерения силы переменного тока при отсутствии соответствующего амперметра. Ток можно выпрямить с помощью диодного моста. Подробнее об этом – в предлагаемом видеосюжете.

Еще один частый случай, когда приходится переключать мультитестер в режим измерения силы тока. Речь идет о проверке элементов питания. Помогает как при приобретении батареек в сомнительных торговых точках, так и при ревизии накопившегося дома запаса.

Безусловно, для начала будет неплохо проверить батарейки по напряжению. Для этого переключатель режимов мультиметра устанавливается на постоянное напряжение (DCV). Предел измерений – в соответствии с заявляемым напряжением элемента питания. Если это наиболее распространенные 1.5 вольта, то оптимальным будет предел 2000 мВ (= 2В). Можно установить и 20 В – в этот предел вкладываются практически все используемые элементы питания.

Щуп черного провода (СОМ) прикладывается к отрицательному полюсу элемента питания. Красный, установленный в соответствующее гнездо – к положительному. Производится быстрый замер напряжения. И если оно менее 1.2 В, то такую батарейку можно смело отправлять на утилизацию – она села, и чудес от нее ждать не приходится.

Кстати, о полярности. При работе с переменным током, ясное дело, это не имеет значения. А при замерах постоянного напряжения или тока ее соблюдение важно для стрелочных мультиметров. Если щупы расположены неправильно – стрелка начнет валиться влево, и никаких показаний не будет. Для цифровых же приборов ошибка не станет большой проблемой – просто перед числовым показателем на дисплее появится минус. Тем не менее, «культура пользования» все же предполагает правильное расположение полярности. Тем более что бывают ситуации, когда это имеет важное значение. И хорошо, если правильное расположение щупов просто войдет в привычку.

Вернемся к проверке. Измерение напряжения – это лишь первый шаг, позволяющий отсеять явно негодные элементы питания. А само значение еще ни о чем не говорит – неизвестно, как поведет себя батарейка под нагрузкой. Поэтому и следует проверить ее еще и по току.

Для этого мультиметр переключается в режим DCA с максимальным пределом измерения, то есть на 10 или 20 А (в зависимости от модели прибора). Это важно, так как токи при замыкании батарейки через амперметр бывают нешуточные. Красный провод, естественно, переставляется в соответствующее гнездо.

После этого опять черный провод прикладывается к отрицательному полюсу батарейки. А красным производят кратковременное замыкание цепи на положительном полюсе. Это очень важный момент: замер не должен превышать одной – двух секунд. Можно постараться уложиться и менее чем за секунду. Необходимо быстро засечь пиковое значение силы тока, когда оно перестанет расти. Если же затянуть с измерением, это повлечет активный разряд элемента питания.

• В новых, качественных элементах питания проверка может показать порядка 4÷6 ампер. Они подойдут для самых ответственных мест установки.
• Диапазон от 3 до 3.9 ампера говорят, что батарейка вполне работоспособная, хотя ее функциональные способности все же несколько снижены. Но она еще послужит немало.
• От 2 до 3 ампер – элемент питания уже «посажен», но еще вполне пригоден для использования в приборах с незначительным потреблением энергии.
• Менее 2 ампер – батарейка, скорее всего, пригодна лишь для пульта дистанционного управления.
• Ну а если ток едва достигает 1.1 ампер или ниже – это почти всё. Возможно, такую батарейку еще можно поставить в пульт ДУ, но только если на текущий момент вообще нет другой замены. И вполне можно ожидать, что отказ в работе способен произойти в любой момент.

Проведя такую ревизию нередко скапливающегося дома запаса батареек, можно сразу избавиться от «балласта». А остальные — отсортировать по возможности дальнейшего применения.

Еще одно практическое приложение измерения силы тока мультиметром. Это — самостоятельная диагностика своего автомобиля на предмет токов утечки, которые способны привести к быстрому разряду аккумулятора.

Проводится она примерно в следующем порядке:

• Проверка должна проводиться при полностью заряженном аккумуляторе.
• Перед тестированием требуется выключить все потребляющие электроэнергию приборы. Имеется в виду освещение, аудиосистема, парктроник, и т.п. При проверке, возможно, придётся открывать двери в салон. Поэтому необходимо каким-то образом закрепить в нажатом положении концевые выключатели, ответственные за габаритные огни на дверях.

Безусловно, следует учитывать и иные особенности своего авто. Так, нередко требуется определенное время на полное «засыпание» бортового компьютера. Могут быть нюансы и с системой сигнализации. Хозяин машины должен с этим разобраться.

• С клеммы аккумулятора снимается кабель массы («минус»).
• Мультитестер переводится в режим амперметра с пределом измерений постоянного тока до 10 ампер. Ток утечки, безусловно, намного меньше, но подстраховаться никогда не мешает. А на точности снятия показаний это особо не отразится – двух знаков после десятичной запятой будет вполне достаточно. Красный провод устанавливается в соответствующее гнездо на 10 А.
• Далее, черный провод мультитестера необходимо подсоединить к минусовой клемме аккумулятора. Это можно сделать, например, с использованием обычного хомута.
• Замыкаться же цепь будет контактом щупа красного провода с клеммной снятого кабеля массы. Значение, высвечивающееся при этом на дисплее мультиметра, как раз и покажет ток утечки.

Нормальным считается ток утечки в пределах 0,03÷0,05 А (30 ÷ 50 мА), и чем ниже, тем лучше. Иногда может быть и больше, если автомобиль «нафарширован» электроникой. Но даже в таком случае – никак не выше 0,08 А.

• Если ток в пределах нормы – то можно только порадоваться. Но в том случае, когда он явно выходит за пределы допустимого, следует сразу локализовать проблему, то есть выявить участок, где такая утечка происходит.
• Для этого последовательно вынимаются предохранители, отвечающие за разные участки электросети автомобиля. При этом необходимо проверить все – не только в коробке под капотом, но и размещенные в салоне.

Итак, предохранитель достали из гнезда. Если показания не изменились, его можно сразу вернуть на место. Значит, на этом участке   проблем нет.

• Рано или поздно снятие какого-то предохранителя приведет к резкому снижению показаний силы тока на мультиметре. Вот он – тот самый участок, более детальной диагностикой которого предстоит заняться.

Кстати, причин утечки может быть и несколько. Например, снятие одного из предохранителей снизило показания силы тока с 0,25 до 0,12 А. Да, это проблемный участок, но очевидно, что ток все равно великоват. Значит, не устанавливая обратно этот предохранитель, поиск продолжают, пока не будет отыскано следующее «слабое звено». И так далее – пока показатель утечки не войдет в пределы нормы.

Ну а дальше – предстоит проводить более детальную диагностику, чтобы окончательно разобраться с проблемой. Но это уже – совсем другая тема.

Измерение тока и разности потенциалов — Электрический ток и разность потенциалов — KS3 Physics Revision

Вы можете измерять ток и разность потенциалов в цепях. Это разные вещи и поэтому измеряются по-разному.

Ток

Ток — это мера того, сколько электрического заряда проходит через цепь. Чем больше заряда течет, тем больше ток.

Ток измеряется в амперах. Обозначается ампер А. Например, 20 А — это больший ток, чем 5 А.Слово «ампер» часто сокращается до «ампер», поэтому люди говорят о том, сколько ампер протекает.

Измерение тока

Устройство, называемое амперметром, используется для измерения тока. У некоторых типов амперметров есть стрелка на циферблате, но у большинства есть цифровой дисплей. Чтобы измерить ток, протекающий через компонент в цепи, вы должны подключить амперметр последовательно с ним.

Когда два компонента подключены последовательно, вы можете проследить путь через оба компонента, не отрывая пальца и не возвращаясь по пути, который вы уже проложили взятый.

Разница потенциалов

Разность потенциалов измеряется в вольтах. Символ для вольт — V. Например, 230 В — это большая разность потенциалов, чем 12 В. Вместо того, чтобы говорить о разности потенциалов, люди часто говорят о напряжении, поэтому вы можете услышать или увидеть «напряжение» вместо «разности потенциалов».

Измерение разности потенциалов

Разность потенциалов измеряется с помощью устройства, называемого вольтметром.Как и амперметры, у некоторых типов есть указатель на циферблате, но у большинства есть цифровой дисплей. Однако, в отличие от амперметра, вы должны подключить вольтметр параллельно, чтобы измерить разность потенциалов на компоненте в цепи.

Когда два компонента соединены параллельно, вы не можете проследить цепь через оба компонента от одной стороны к другой, не поднимая пальца или не возвращаясь по уже пройденному пути.

Cells

Вы можете измерить разность потенциалов на элементе или батарее. Если две или более ячеек указывают в одном направлении, чем больше ячеек, тем больше разность потенциалов.

Контрольная точка

Как измерить ток в цепи с помощью амперметра

Ток — это мера скорости протекания электрических зарядов по проводнику. Он измеряется в единицах ампер.Это измерение тока в цепи в основном выполняется с помощью амперметра , .

Амперметр

Амперметр измеряет электрический ток в цепи. Название происходит от единицы измерения электрического тока в системе СИ — ампера. Чтобы измерить электрический ток в цепи, амперметр должен быть подключен последовательно, потому что при последовательном подключении амперметр испытывает то же количество тока, которое протекает в цепи. Амперметр рассчитан на работу с малой долей вольт. Так что падение напряжения должно быть минимальным.

Обозначение амперметра

Заглавная A представляет собой амперметр в цепи.

Символ амперметра

Как пользоваться амперметром

Прежде чем мы начнем измерять ток, мы сначала установим диапазон амперметра. Сохранение максимального диапазона предотвратит взрыв внутреннего предохранителя амперметра. Затем установите тип тока, то есть постоянного или переменного тока.

Теперь соедините клеммы амперметра последовательно с сопротивлением или нагрузкой. При таком расположении амперметр испытывает такое же количество тока, которое протекает в цепи.Например, допустим простая схема; к аккумулятору подключена лампочка. Положительный полюс батареи подключен к положительной клемме лампы, а отрицательный полюс батареи подключен к отрицательной клемме лампы.

Теперь отсоедините любую клемму лампы и подключите амперметр таким образом, чтобы один щуп амперметра был подсоединен к батарее, а другой щуп — к колбе.

Теперь вы можете наблюдать показания амперметра, и это количество тока, протекающего в вашей цепи.

Теперь, когда вы отметили показания амперметра, отсоедините амперметр и подключите провода, как в простой схеме.

ВНИМАНИЕ:

Для измерения силы тока необходимо принять некоторые меры предосторожности. Не подключайте щупы амперметра напрямую к батарее, чтобы проверить ток этой батареи. Это вызовет короткое замыкание в амперметре, и иногда это может привести к перегоранию внутреннего предохранителя амперметра. Поэтому, пожалуйста, не выполняйте это действие.

Если вы хотите проверить ток батареи.Добавьте сопротивление к батарее и последовательно подключите амперметр. Показания будут правильными и точными, не о чем беспокоиться.

Шунт амперметра

Другие методы измерения силы тока

Магнитный метод

Магнитный метод, мы используем эффект Холла для измерения силы тока. Когда провод лежит с потоком электронов, внутри него течет ток. Но в них нет электрического потенциала. Если этот провод помещен в магнитное поле, разница потенциалов возникает перпендикулярно магнитному полю и направлению тока.Эта разность потенциалов будет прямо пропорциональна текущему потоку. Здесь заряды взаимодействуют с магнитным полем, вызывая изменение распределения тока, что создает напряжение Холла.

Преимущество этого магнитного метода в том, что он позволяет измерять большие токи.

Измерение тока гальванометром

Гальванометр — это устройство, которое используется только для определения наличия тока в цепи.Отклонение гальванометра указывает направление потока тока, т.е. если отклонение направо; ток течет в правильном направлении и наоборот. В гальванометре соответствующее сопротивление шунта было подключено параллельно катушке гальванометра, чтобы преобразовать его в амперметр для измерения тока.

Это два широко используемых метода помимо измерения амперметром.

Итак, вот как следует использовать амперметр с соблюдением всех мер предосторожности и мер.Амперметр упростил расчет тока в электрических устройствах, и теперь с помощью амперметра мы можем измерять малые токи в мА (миллиампер) до больших токов в кА (килоампер).

Как измерить электрический ток, Руководство по измерению постоянного электрического тока

Как пользоваться мультиметром

Измерение тока

Ток считывания — одно из самых сложных и информативных показаний в мире встроенной электроники. Это сложно, потому что вам нужно последовательно измерять ток.Если напряжение измеряется путем подключения VCC и GND (параллельно), для измерения тока необходимо физически прервать протекание тока и подключить счетчик к сети. Чтобы продемонстрировать это, мы будем использовать ту же схему, что и в секции измерения напряжения.

Первое, что нам понадобится, это лишний кусок провода. Как уже упоминалось, нам нужно физически прервать цепь, чтобы измерить ток. Другими словами, вытащите провод VCC, идущий к резистору, добавьте провод к тому месту, где этот провод был подключен, а затем проверьте от вывода питания на блоке питания до резистора.Это эффективно «обрывает» питание схемы. Затем мы вставляем мультиметр в линию, чтобы он мог измерять ток, когда он «течет» через мультиметр в макетную плату.

Для этих картинок мы обманули и использовали зажимы из крокодиловой кожи. При измерении тока часто полезно наблюдать за тем, что ваша система делает с течением времени, в течение нескольких секунд или минут. Возможно, вам захочется встать и поднести датчики к системе, но иногда легче освободить руки. Эти щупы с зажимом типа «крокодил» могут пригодиться.Обратите внимание, что почти все мультиметры имеют разъемы одинакового размера (они называются «банановыми вилками»), поэтому, если вы в затруднительном положении, вы можете использовать щупы вашего друга.

Теперь, когда мультиметр подключен, мы можем установить шкалу в правильное положение и измерить ток. Измерение тока работает так же, как напряжение и сопротивление — вы должны получить правильный диапазон. Установите мультиметр на 200 мА и работайте оттуда. Потребление тока для многих макетных проектов обычно составляет менее 200 мА. Убедитесь, что красный зонд вставлен в порт с предохранителем на 200 мА.На нашем любимом мультиметре отверстие 200 мА — это тот же порт / отверстие, что и показания напряжения и сопротивления (порт обозначен как мАВΩ ). Это означает, что вы можете держать красный зонд в том же порту для измерения тока, напряжения или сопротивления. Однако, если вы подозреваете, что ваша схема будет использовать около 200 мА или более, переключите зонд на сторону 10 А. на всякий случай. Перегрузка по току может привести к сгоранию предохранителя, а не просто к отображению перегрузки. Подробнее об этом чуть позже.

Эта цепь потребляла только 1.8 мА во время измерения, небольшой ток. Среднее значение было ближе к 2,1 мА.

Поймите, что мультиметр действует как кусок провода — теперь вы замкнули цепь, и она включится. Это важно, потому что с течением времени светодиод, микроконтроллер, датчик или любое другое измеряемое устройство может изменить свое энергопотребление (например, включение светодиода может привести к увеличению на 20 мА на секунду, а затем к снижению на секунду при включении. выключенный).На дисплее мультиметра вы должны увидеть мгновенное значение тока. Все мультиметры снимают показания с течением времени, а затем выдают среднее значение , поэтому ожидайте, что показания будут колебаться. В общем, более дешевые счетчики будут в среднем более жестко и медленнее реагировать, поэтому относитесь к каждому показанию с недоверием. Мысленно возьмите средний диапазон, например, от 7 до 8 мА при нормальных условиях 5 В (а не 7,48 мА).

Как и при других измерениях, при измерении тока цвет щупов не имеет значения.Что произойдет, если мы поменяем зонды? Ничего страшного не происходит! Это просто приводит к тому, что текущее показание становится отрицательным:

Ток все еще течет через систему, вы только что изменили свою точку зрения, и теперь счетчик показывает отрицательное значение.

Помните! Когда вы закончите использовать измеритель, всегда возвращайте измеритель для считывания напряжения (верните щупы в порт напряжения, настройте измеритель на считывание диапазона постоянного напряжения, если необходимо). Обычно берут измеритель и начинают быстро измерять напряжение между двумя контактами.Если вы оставили свой счетчик в режиме «тока», вы не увидите напряжение на дисплее. Вместо этого вы увидите «0,000», указывающее на отсутствие тока между VCC и GND. В течение этой доли секунды вы подключите VCC к GND через ваш измеритель, и предохранитель 200 мА перегорит = плохо. Поэтому, прежде чем положить глюкометр на ночь, не забудьте оставить глюкометр в хорошем состоянии.

Первые несколько раз измерить ток может быть непросто. Не волнуйтесь, если вы взорвете предохранитель — мы делали это десятки раз! В следующем разделе мы покажем вам, как заменить предохранитель.

20.4: Измерение тока и напряжения

В этом разделе мы описываем, как можно построить устройства для измерения тока и напряжения. Устройство, измеряющее ток, называется «амперметр», а устройство, измеряющее напряжение, называется «вольтметром». В настоящее время они обычно находятся в одном и том же физическом устройстве («мультиметре»), которое также может измерять сопротивление (сопротивление можно легко определить путем измерения напряжения и тока).Мы ограничимся описанием конструкции простых аналоговых амперметров и вольтметров.

Как мы увидим в главе 21, легко создать устройство, которое может измерять очень малые величины тока, пропуская ток через катушку в магнитном поле, чтобы катушка могла отклонить стрелку, указывающую величину тока. . Такое устройство называется «гальванометром» и обычно ограничивается измерением очень небольшого тока (порядка). В этом разделе мы расскажем, как можно использовать гальванометр для создания амперметров для измерения больших токов и вольтметров.

Амперметр

Амперметр построен путем размещения гальванометра параллельно с «шунтирующим» резистором \ (R_s \). Шунтирующий резистор — это небольшой резистор, который «шунтирует» (отклоняет) ток от гальванометра, так что большая часть тока проходит через шунтирующий резистор. Это показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \), на котором показаны гальванометр (круг с \ (G \) внутри), внутреннее сопротивление гальванометра \ (R_G \) и шунтирующий резистор \ (R_S \). Фактический амперметр будет находиться в коробке и иметь два разъема (обозначенные на рисунке как \ (A \) и \ (B \)).

Моделируя амперметр, мы можем определить полный ток \ (I \), который мы хотели бы измерить, используя известные значения резисторов и тока \ (I_G \), измеренного гальванометром. Рассматривая любое из двух соединений и петлю по часовой стрелке, мы имеем: \ [\ begin {выравнивание} I & = I_G + I_S \ quad & \ text {(junction)} \\ I_GR_G-I_SR_S & = 0 \ quad & \ text {(по часовой стрелке loop)} \\ \ поэтому I_S & = \ frac {R_G} {R_S} I_G \\ \ поэтому I & = I_G + _S = \ left (1+ \ frac {R_G} {R_S} \ right) R_G \ end {выровнено } \], который позволяет нам определять ток \ (I \) по току \ (I_G \), измеренному гальванометром.Мы также видим, что большая часть тока проходит через шунт (поскольку \ (R_S \) выбирается меньше, чем \ (R_G \)). Амперметр будет иметь полное сопротивление \ (R_A \), определяемое по формуле: \ [\ begin {выравнивание} R_A = \ frac {R_GR_S} {R_G + R_S} \ end {выравнивание} \] для измерения силы тока через определенный сегмент цепи, амперметр должен быть включен последовательно с этим сегментом (чтобы ток, который мы хотим измерить, проходил через амперметр). На рисунке \ (\ PageIndex {2} \) показано, как подключить амперметр (кружок с буквой \ (A \)) для измерения тока через резистор \ (R \).

Вольтметр

Вольтметр создается путем размещения большого резистора \ (R_V \) последовательно с гальваноментером (имеющим внутреннее сопротивление \ (R_G \)), как показано на рисунке \ (\ PageIndex {3} \). Вольтметр предназначен для измерения разности потенциалов между выводами вольтметра (обозначенными на рисунке \ (A \) и \ (B \)).

Учитывая номиналы резисторов и ток, измеренный гальванометром, можно легко определить разность потенциалов между точками \ (A \) и \ (B \), поскольку ток, измеренный гальванометром, проходит непосредственно через каждый резистор: \ [\ begin {align} \ Delta V = V_B-V_A = -I_G (R_V + R_G) \ end {align} \] Чтобы измерить разность потенциалов на компоненте, вольтметр необходимо разместить параллельно с компонентом . На рисунке \ (\ PageIndex {4} \) показано, как подключить вольтметр (кружок с буквой \ (V \)) для измерения напряжения на резисторе \ (R \).

При использовании амперметра или вольтметра вы заметите, что они обычно имеют кнопки или шкалы для выбора диапазона измеряемых токов или напряжений. Все, что делает циферблат, — это изменяет значение шунта или последовательного резистора, чтобы поддерживать заданный максимальный ток через гальванометр. Омметр для измерения сопротивления — это просто амперметр со встроенной фиксированной разностью потенциалов (так что, измеряя ток через известную разность потенциалов, можно определить сопротивление компонента).

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Два резистора с сопротивлением \ (1 \ text {k} \ Omega \) включены последовательно с батареей \ (12 \ text {V} \). Вольтметр с общим сопротивлением \ (R_V = 10 \ text {k} \ Omega \) используется для измерения напряжения на одном из резисторов. Какие показания показывает вольтметр?

Решение :

Поскольку два резистора имеют одинаковое сопротивление и включены последовательно с батареей, когда вольтметр не подключен, легко показать, что напряжение на любом из резисторов равно \ (6 \ text {V} \).Однако, подключив вольтметр к одному из резисторов, мы модифицируем схему, и мы должны ожидать, что считываемое напряжение будет отличаться от \ (6 \ text {V} \) (можете ли вы сказать, будет ли оно больше или меньше?). Схема с подключенным вольтметром показана на рисунке \ (\ PageIndex {5} \).

Мы можем довольно легко смоделировать эту схему, объединив вольтметр (смоделированный как резистор) параллельно с одним из резисторов: \ [\ begin {align} R_ {eff} = \ frac {R_VR} {R_V + R} = \ гидроразрыв {(10 \ text {k} \ Omega) (1 \ text {k} \ Omega)} {(10 \ text {k} \ Omega) + (1 \ text {k} \ Omega)} = \ frac { 10} {11} \ text {k} \ Omega = 0.{-3} \ text {A}) (0.91 \ text {k} \ Omega) = 5.7 \ text {V} \ end {align} \], и вольтметр показывает меньшее напряжение, чем было бы без вольтметра.

Обсуждение:

В этом примере мы увидели, что, используя вольтметр для измерения напряжения в цепи, мы фактически нарушаем цепь. Поместив вольтметр параллельно одному резистору, мы создали эффективный резистор с сопротивлением ниже, чем сопротивление вольтметра или резистора.Это снизило общее сопротивление цепи, что увеличило ток. Больший ток через второй резистор (без вольтметра) приводит к большему падению напряжения, чем \ (6 \ text {V} \) на этом резисторе. Таким образом, падение напряжения на резисторе с помощью вольтметра будет меньше, чем \ (6 \ text {V} \), как мы обнаружили, поскольку два падения напряжения необходимо добавить к \ (12 \ text {V} \).

Как правило, при использовании вольтметра необходим вольтметр с очень высоким сопротивлением, чтобы минимизировать помехи в цепи (если вольтметр имеет высокое сопротивление, с резистора будет шунтироваться только небольшая величина тока).На практике вольтметры имеют сопротивление обычно порядка \ (1 \ text {M} \ Omega \).

Как измерить ток с помощью токоизмерительных клещей

Этапы измерения переменного или постоянного тока с помощью клещей токоизмерительных клещей:

Предварительные измерения (во избежание поражения электрическим током или травм):

• Отсоедините измерительные щупы от метр.
• Держите пальцы за тактильным барьером на лицевой стороне счетчика.

1. Поверните циферблат на нужную функцию: переменный ток или постоянный ток.Вы должны увидеть значок челюсти () на дисплее, указывающий на то, что измерение производится с челюсти.
2. Примечание: Когда измеренный ток <0,5 А, центральная точка на значке дисплея () будет мигать, загораясь и гаснув. Когда ток> 0,5 А, центральная точка будет гореть постоянно.
3. Перед измерением постоянного тока (если ваш измеритель оборудован для этого): Подождите, пока дисплей стабилизируется, затем нажмите кнопку «Ноль», чтобы обеспечить правильные показания. Обнуление измерителя удаляет смещение постоянного тока из показаний.Функция обнуления работает только тогда, когда шкала установлена ​​в положение измерения постоянного тока.
4. Примечание. Перед обнулением счетчика убедитесь, что зажимы закрыты и внутри зажима нет проводника.
5. Нажмите на уровень освобождения губок, откройте губки и вставьте проводник для измерения внутрь губок.
6. Закройте челюсть; отцентрируйте проводник, используя установочные метки на зажиме.
7. Просмотрите показания на дисплее.

Для измерения переменного тока с помощью гибкого токового пробника:

Предварительные измерения (во избежание поражения электрическим током или травмы):

• Не прикладывайте гибкий зонд и не снимайте его , опасные проводники под напряжением.Будьте особенно осторожны при установке и снятии гибкого зонда.
• Обесточьте тестируемую установку или наденьте подходящую защитную одежду.

1. Подключите гибкий токовый пробник к измерителю. См. Иллюстрацию выше.
2. Подсоедините гибкую трубку зонда к проводнику. Если вы открываете конец гибкого зонда для подключения, обязательно закройте и защелкните его. Вы должны слышать и чувствовать, как датчик встал на место.
   • Примечание. При измерении тока центрируйте проводник в гибком токоизмерительном щупе.По возможности избегайте измерения рядом с другими токоведущими проводниками.
3. Держите муфту датчика на расстоянии более 1 дюйма (2,5 см) от проводника.
4. Поверните циферблат к значку. Когда шкала находится в правильном положении, на дисплее отображается, что означает, что показания получены с гибкого зонда.
   • Примечание: Когда измеренный ток <0,5 А, центральная точка на значке дисплея () будет мигать, загораясь и гаснув. При токе> 0,5 А центральная точка будет гореть постоянно.
5. Просмотр текущего значения на дисплее.

Если гибкий зонд не работает должным образом:

1. Осмотрите систему муфты, чтобы убедиться, что она правильно подсоединена и закрыта, а также на предмет повреждений. Если присутствует какой-либо посторонний материал, система муфты не закроется должным образом.
2. Осмотрите кабель между датчиком и измерителем на предмет повреждений.
3. Убедитесь, что шкала находится в правильном положении ().

Как измерить ток с помощью осциллографа

Проблема с осциллографами

Осциллограф позволяет вам посмотреть, как напряжение между двумя точками изменяется во времени.Построив график зависимости этого напряжения от времени, вы получите графическое представление вашего сигнала. Если вы хотите узнать больше о том, как осциллографы выполняют эту функцию, мы рекомендуем сначала ознакомиться с этой статьей.

Первым измерительным инструментом инженера-электрика часто является мультиметр, который может измерять несколько параметров, например напряжение, ток и сопротивление. Мультиметр обычно показывает среднее значение с течением времени и, как следствие, не может отображать быстро меняющиеся импульсы или повторяющиеся сигналы.Вот тут-то и пригодится осциллограф.

С другой стороны, многие мультиметры способны измерять ток, чего не может сделать осциллограф. Итак, как нам измерить ток в системе, которая быстро меняется? Прежде всего, зачем нам это делать?

Допустим, вы собираете следующий смартфон и хотите выяснить, на сколько хватит заряда аккумулятора. Смартфоны могут включать и выключать функции только при необходимости, например, передачу на вышку сотовой связи через определенные промежутки времени.Если бы вы измерили ток, протекающий от батареи к остальной части телефона, вы бы увидели, что ток все время быстро меняется. Вы не сможете получить последовательное чтение!

Рис. 1. Измерение потребления тока смартфоном

Здесь может помочь осциллограф. Если бы вы могли измерить потребление тока по мере его изменения со временем, вы могли бы получить график, как на рисунке 1. В результате вы могли бы начать рассчитывать, на сколько хватит заряда вашей батареи.

Измерение потребляемого тока в реальном времени (в отличие от среднего) может помочь вам определить характеристики энергопотребления вашего устройства или отладить потенциальные проблемы. Например, ваш процессор может потреблять большой ток при запуске, и вам понадобится осциллограф, чтобы увидеть этот скачок.

Самый простой и распространенный метод измерения полного тока, протекающего в нагрузке, — это использование шунтирующего резистора. Это достигается путем размещения резистора низкого номинала на линии питания (или обратной линии).

Рисунок 2: Схема шунтирующего резистора

В этом случае вашей нагрузкой будет ваша тестируемая цепь (например, ваш смартфон). Блок питания может быть чем-то вроде батареи или сетевого адаптера.

Если вы измеряете напряжение на резисторе, вы можете использовать закон Ома для расчета тока, протекающего в вашу нагрузку:

Мы просто изменим формулу для определения тока:

Если мы знаем сопротивление и измеряем падение напряжения на резисторе, мы можем вычислить ток, протекающий через резистор, который совпадает с током, протекающим в остальной цепи в этот момент.

Например, предположим, что у нас есть шунтирующий резистор 0,1 Ом, и мы измеряем падение 0,03 В на нем с помощью нашего мультиметра:

Мы бы определили, что в этот конкретный момент 0,3 А протекало от нашего источника питания к нашей нагрузке.

Шунтирующие резисторы (Rsh) часто имеют низкое сопротивление, чтобы не вызывать падение напряжения в цепи. Помните, что по мере увеличения тока, потребляемого вашей нагрузкой, также увеличивается падение напряжения на шунтирующем резисторе.Это может привести к падению напряжения, достаточному для отключения всей вашей системы!

Общие значения Rsh находятся в диапазоне от 0,01 до 0,1 Ом. Использование более высоких значений Rsh обеспечивает большую точность ваших измерений, но за счет увеличения падения напряжения на шине питания вашей нагрузки.

Другая вещь, о которой вы должны помнить, — это рассеиваемая мощность вашего шунтирующего резистора. Для большинства маломощных систем будет достаточно резистора на 1/4 Вт. Когда вы начнете потреблять больше тока, резистор начнет рассеивать больше энергии в виде тепла, что может повредить резистор (что приведет к отказу или, что еще хуже, к возгоранию).

Мощность постоянного тока рассчитывается как:

Это можно использовать в качестве наихудшего расчета ожидаемой мощности рассеяния Rsh. Из нашего предыдущего примера мы видим, что:

Даже крошечный 1/10 Вт или 1 В этом случае резистор мощностью / 8 Вт может работать как шунтирующий резистор. Однако предположим, что наша схема внезапно включает двигатель постоянного тока, и падение напряжения на Rsh увеличивается до 0,5 В. Мы бы вычислили ток как:

Теперь у нас есть ток 5 A в нашей цепи! Это довольно большой рост по сравнению с предыдущим. Теперь мы рассчитываем ожидаемое рассеивание мощности через наш резистор:

Теперь мы ожидаем, что шунтирующий резистор рассеивает 2,5 Вт мощности. Это было бы слишком много для большинства простых резисторов на 1/4 Вт. На этом этапе вам следует подумать об использовании резистора мощности 3+ Вт или переключении на более низкое значение для Rsh.

Урок заключается в следующем: выберите номинал шунтирующего резистора на основе ожидаемого тока, потребляемого вашей схемой. Выполнение нескольких быстрых вычислений не требует больших затрат, чтобы впоследствии избежать головной боли от повреждений вашей схемы!

Теперь, когда мы увидели, как выбрать значение Rsh и измерить ток, протекающий через него, давайте посмотрим, как мы можем настроить наш осциллограф для измерения тока. На первый взгляд, наша исходная схема (рис. 2) может показаться, что она подойдет.Использование резистора на положительной шине известно как шунтирующий резистор на стороне высокого напряжения . Однако есть небольшая проблема: зажим заземления на большинстве настольных осциллографов напрямую подключен к заземлению!

В этом видео представлен отличный обзор того, как зажим заземления осциллографа может закоротить источник питания в вашей цепи:

Если мы работаем с заземленной цепью и настольным осциллографом (который также правильно заземлен), то подключение зажим заземления по обе стороны от Rsh приведет к короткому замыканию.Нехорошо.

Один из вариантов — переместить резистор в обратный путь (известный как шунтирующий резистор нижнего плеча ) и подключить зажим заземления осциллографа к заземлению цепи.

Рисунок 3: Измерение напряжения на шунтирующем резисторе с помощью осциллографа

При такой настройке вам не придется беспокоиться о коротком замыкании источника питания. Однако возникает новая проблема: контур заземления. Ток может циркулировать по контуру заземления (от земли через нашу тестируемую цепь, через зажим заземления осциллографа, обратно на землю через осциллограф).

Рис. 4: Потенциальный контур заземления от измерительной цепи с осциллографом

Контуры заземления могут вызывать нежелательные помехи или шум в ваших измерениях или в вашей цепи. Эта статья отлично объясняет контуры заземления. Обратите внимание, что это реальная проблема только в том случае, если и осциллограф, и тестируемая цепь подключены к заземлению, как показано на рисунке 4.

Если ваш осциллограф или тестируемое устройство питается от батареи или изолирован от заземления, вы это делаете. не нужно беспокоиться об этой проблеме.Однако для большей безопасности лучший способ измерить падение напряжения на шунтирующем резисторе — это использовать установку с двумя пробниками, сконфигурированную как дифференциальную пару.

Для выполнения этого измерения вам потребуется 2 канала осциллографа. У большинства осциллографов зажимы заземления соединены вместе (вы можете подтвердить это с помощью мультиметра, если не уверены). В результате нам не нужно ни к чему подключать заземляющие зажимы.

Подключите наконечники пробников к любой стороне шунтирующего резистора.В этом примере мы предполагаем, что канал 1 имеет более высокий потенциал, чем канал 2. Хотя на рисунке 5 показан шунтирующий резистор на нижней стороне, обратите внимание, что вы можете сделать это также с помощью резистора высокой стороны.

Рисунок 5: Настройка дифференциального пробника

На вашем осциллографе выберите функцию Math (при условии, что ваш осциллограф имеет такую ​​функцию). Оттуда вы сможете построить график вывода Ch 1 — Ch 2 . Вычитая напряжение канала 2 из напряжения канала 1, мы можем вычислить падение напряжения на резисторе, не беспокоясь о коротком замыкании источника питания или создании контура заземления!

Помните, что для каждой точки этого сигнала вам нужно будет разделить напряжение на значение шунтирующего резистора, чтобы получить ток, протекающий в вашу систему.Некоторые осциллографы позволяют разделить измеренное значение на константу, чтобы избавить вас от необходимости выполнять этот шаг. Проверьте функции Math в вашем осциллографе!

Другие варианты измерения тока

Если ваш осциллограф питается от батареи или тестируемое устройство изолировано от заземления (например, оно также питается от батареи или вы используете двухконтактный настенный адаптер), тогда вы не будете этого делать. нужно беспокоиться о замыкании источника питания на землю. Не стесняйтесь прикреплять этот заземляющий зажим к любой стороне вашего шунтирующего резистора!

Вы также можете приобрести для своего осциллографа специализированный дифференциальный пробник , который выполняет ту же настройку дифференциала, которую мы обсуждали выше.Однако для дифференциального пробника требуется только 1 канал вместо 2. Кроме того, дифференциальные пробники могут быть довольно дорогими.

Другой вариант — токовый пробник осциллографа. Большинство токовых пробников зажимают оголенный провод и измеряют магнитное поле, создаваемое током, протекающим через провод. Для этого требуется оголенный провод в вашей цепи, а датчики зажимного типа обычно имеют точность только до уровня миллиампер. Для измерения микроампер и наноампер обычно требуется шунтирующий резистор.

Четвертый вариант — использовать специализированную схему или деталь для измерения напряжения на шунтирующем резисторе, например INA169.