Как измерить ток: Как измерить силу тока мультиметром и не получить электротравму?

Как измерить большой ток с помощью самодельного шунта

• Главная
>
• Электроника
⬎

Иногда, в радиолюбительской практике и не только, требуется измерить токи, величиной в несколько десятков ампер. Обычный мультиметр может измерять токи до 10 А, ито не всегда. Зачастую имеющийся под рукой прибор позволяет делать измерения до десятых долей ампера. Опытный радиолюбитель легко выйдет из положения, поэтому статья предназначена в первую очередь для новичков. Итак, будем разбираться, как измерить ток с помощью закона Ома.

Применение закона Ома

Основной закон электротехники, он же закон Ома, гласит: I=U/R где I-это ток в амперах, U-напряжение в вольтах, R-сопротивление в омах.

Эта формула говорит нам, что если в разрыв измеряемой нагрузки (где нужно измерить ток) включить шунт (R) и измеренное на шунте напряжение (U) подставить в формулу, по двум величинам R и U мы узнаем нужную нам I — протекающий ток.

Пример: мы ожидаем ток 20-30 А, а может и больший от потребления двигателем шуруповерта. У нас имеется проволочный шунт, сопротивлением 0,035 Ом. Шунт подключается в разрыв плюса или минуса, это не важно — действующий ток одинаков на всех участках цепи. Так же параллельно шунту подключается вольтметр — по его показания можно судить о токе, потребляемом нагрузкой. У меня при почти полном торможении вала двигателя вольтметр показывал около 0,9 В. Подставив известные нам значения в формулу I=0,9/0,035=25,7А — такой ток потребляет мотор.

Обратите внимание:

При измерении пульсирующих и динамически меняющихся токов, цифровой вольтметр не очень подходит, так как его контроллер очень медленно снимает показания. Для данной цели больше подходит стрелочный вольтметр.

Подобрав шунт нужного сопротивления, можно измерять любые постоянные или пульсирующие токи, хоть до 300 А и более. Хотя я сомневаюсь, что такие измерения вам понадобятся. Обычные резисторы не подходят в роли шунта для больших токов, так как обладают малой мощностью рассеяния. Рассчитать примерную мощность рассеяния шунта можно умножив ожидаемый ток в амперах на падение на нем в вольтах. Для выше приведенного примера это 25,7*0,9=23,13 Вт, такой мощностью обладают проволочные резисторы.

Калькулятор расчета тока по сопротивлению и напряжению на шунте

Внимание! Для работы калькулятора необходимо включить поддержку JavaScript в вашем браузере!

Напряжение на шунте, В

Сопротивление шунта, Ом

Ток, А

Рассеиваемая мощность на шунте, Вт

Самодельный шунт

Не всегда под рукой имеются проволочные резисторы таких мизерных сопротивлений, я бы даже сказал чаще их нет. Из положения можно выйти при помощи нихромовой проволоки от вышедших из строя нагревателей, в крайнем случае можно использовать обычный медный провод. Для определения сопротивления куска проволоки понадобится амперметр (прям замкнутый круг) и источник питания с нагрузкой. Амперметр может конечно быть рассчитан на меньшие токи, чем предполагается измерять шунтом.

Например, для измерения сопротивления своего шунта 0,035 Ом я использовал источник напряжения 12 В и галогеновую лампу 12 В 35 Вт. Предварительно оценив, что лампа потребляет 35Вт/12В=2,9А, я использовал амперметр на 5 А. Безусловно, когда мы знаем ток потребления нагрузкой, как в моем случае, амперметром можно и не пользоваться, однако будет большая погрешность в измерениях.

Для измерительного шунта отлично подходит сборный шунт от советского измерительного прибора. Данный шунт имеет несколько отводов и обладает способностью держать большие токи.

Итак, подключаем шунт неизвестного сопротивления в разрыв между источником питания и нагрузкой (лампой). Аналогично, как при измерении тока, включаем параллельно шунту вольтметр. В ситуации с лампой вполне сойдет цифровой вольтметр. Закон Ома здесь применим с той лишь разницей, что теперь нам известен ток и напряжение, а сопротивление нет. Используя ту же формулу, подставляем известные значения: 2,9(ток потребления лампы)=0,1(напряжение на измеряемом шунте)/X(сопротивление неизвестно) — 2,9=0,1/X или данное уравнение можно записать иначе: X=0,1/2,9=0,034 Ома — сопротивление шунта.

Измерение переменного тока

Для измерения переменного тока так же применимы вышеописанные методы, с той лишь разницей, что нужно использовать вольтметр переменного напряжения, а в случае с измерением сопротивления шунта — амперметр переменного тока.

Для измерения в цепях с частотой 50 Гц вполне сойдут и цифровые вольтметры и амперметры (при наличии у них таких функций). При более высоких частотах цифровые приборы малопригодны, их показания могут сильно отличаться от реальности. Стрелочные измерительные приборы в этом случае куда более подходящие.

Однако самым лучшим вариантом измерения токов любой формы является осциллограф. Осциллограф подключается к шунту вместо вольтметра. Это позволит измерить размах тока или или среднее его значение. Другими словами — мы увидим ток «воочию». Основная сложность при таких замерах — согласовать значения напряжений на осциллографе с сопротивлением шунта по закону Ома. Здесь могу посоветовать одно — калькулятор в начале страницы вам в помощь.

Хочется обратить внимание: при измерении переменного тока следует производит расчеты не по амплитудным значениям напряжения, а по среднеквадратическим — именно так принято в электротехнике измерять переменные токи и напряжения.

Величины указываются усредненные, эквивалентные постоянным. Собственно это и стоит учитывать при использовании осциллографа. У цифровых «ослов» среднеквадратическая величина напряжения может рассчитываться автоматически, называется она «Vrms».

Вышенаписанное справедливо при измерении так называемых «действующих» токов, с относительно стабильной формой. Когда же нужно узнать пиковые токи — здесь в формулу рассчета (или калькулятор в начале) нужно подставлять амплитудные значения напряжений на шунте. Как говорится «все хорошо к месту» — в радиолюбительской практике требуются различные варианты.

Смотрите также другие статьи

Как измерить силу тока мультиметром и что учесть при измерении

Перед тем, как измерить силу тока мультиметром, очень важно учесть, что количество электрического тока, который проходит сквозь проводник, при некоторых обстоятельствах может изменяться.

Поэтому сила тока определяется тестером по количеству электронов, которые проходят сквозь точку или схемный элемент за одну секунду.

Подготовка мультиметра к работе

Мультиметр – доступный по стоимости и легкий в эксплуатации измерительный бытовой прибор.

Такой тестер является универсальным и позволяет с достаточной точностью самостоятельно произвести измерения силы тока.

При ознакомлении с работой прибора определяются его настройки и функциональные возможности.

Обозначения на большинство моделей наносятся латиницей, а также могут быть представлены аббревиатурой или сокращением английских терминов.

Стандартный мультиметр или мультитестер позволяет выполнять замеры основных электрических показателей, представленных:

• постоянным уровнем напряжения;
• постоянными токовыми показателями;
• переменным уровнем напряжения;
• переменными токовыми показателями;
• сопротивлением.

В профессиональных приборах также присутствует возможность произвести замеры ёмкости.

На рабочей панели бытового мультитестера располагаются сектор с дисплеем и настроечный блок с переключателем кругового типа. В соответствии с нанесенной на тестер разметкой посредством переключателя выставляются минимальные и максимальные значения границ замеров.

Все способы измерения силы электрического тока

Измерение силы тока осуществляется при помощи щупов мультитестера, устанавливаемых в специально выведенные на устройстве гнездовые разъёмы. Прежде чем приступить к тестированию, нужно внимательно проверить все элементы питания, а также убедиться в работоспособности измерительного устройства.

После поворота переключателя в любое положение, отличное от «Оff», индикаторная шкала должна отобразить «ноль». Процесс замеров предполагает изначальную установку верхних пределов уровня, которые в условиях постоянного напряжения варьируют в пределах 0,25-1000 В. При известном порядке значений требуется выставлять самую близкую к показателям верхнюю границу.

Специалисты рекомендуют при подготовке мультиметра к замерам устанавливать максимальные значения, которые уменьшаются в процессе измерений до появления на индикаторном дисплее показателей, отличных от цифры «ноль».

Основные показатели на мультиметре

Символы, которые нанесены на переключатель измерительного прибора, обозначают единицы замеров тока, напряжения и сопротивления:

• «A», или ампер;
• «V», или вольт;
• «ОВ©», или Ом.

Основные значения на мультиметре

Пределы замеров определяются специальными метрическими приставками:

• «Вµ» ( микро) – 10^-6 ед. при замере;
• «m» (мили) – 10^-3 ед. при замере;
• «к» (кило) – 10³ ед. при замере;
• «М» (мега) – 10⁶ ед. при замере.

Все современные мультитестеры выпускаются как в цифровом или электронном, так и в аналоговом исполнении, но цифровые, буквенные обозначения и символы на приборе, как правило, стандартные.

Например, волнистая линия обозначает переменные показатели силы тока или напряжения, а горизонтальная черта с пунктиром служит для обозначения постоянных величин.

Некоторые модели мультиметров оснащаются очень удобной современной функцией «Аutоrаnging», позволяющей выставить предел замеров в автоматическом режиме.

Если есть подозрение на неисправность трансформатора, нужно его проверить. Как проверить трансформатор мультиметром – подробная инструкция на нашем сайте.

О том, как проверить варистор мультиметром, вы узнаете из этой статьи.

Правила проверки напряжения в розетке мультиметром описаны в этой теме.

Порядок измерения силы тока

Итак, рассмотрим, как измерить ток мультиметром. Двумя основными вариантами соединения элементов в электрической цепи электротехнических приборов являются последовательный и параллельный способы.

В первом случае все элементы связываются между собой таким образом, что участок электрической цепи не имеет узлов соединения.

Варианты измерений на тумблере

Второй вариант предполагает объединение всех входящих в электрическую цепь элементов посредством пары узлов, при отсутствии связи с другими участками соединений.

Важно помнить, что показатели напряжения электротехники измеряются мультиметром или мультитестером параллельно, а токовые величины – только в последовательном положении.

Замеры при параллельном соединении

При параллельном соединении несколько ветвей берут начало в определенной точке электрической цепи и все вместе заканчиваются на другом участке. В этом случае показатели общей силы тока равны сумме токовых величин на всех ветвях:

I = I1 + I2 + … + In

Технология замеров мультитестером – как измерить постоянный и переменный ток мультиметром:

• установка щупа с кабелем черного окрашивания в соответствующий по цветовой маркировке разъём на измерительном приборе;
• установка щупа с кабелем красного окрашивания в разъем тестера с маркировкой «А»;
• переключение тумблера при замере переменного тока в положение «АС», а для измерений постоянного тока – в положение «DC».

Последовательное и параллельное соединение аккумуляторов

В электрической цепи с параллельным подключением прибор показывает одинаковую силу тока на каждой ветви, поэтому все полученные значения суммируются.

Пределы замеров устанавливаются так, чтобы они были заведомо выше предполагаемых показателей силы тока в тестируемой электрической цепи, что позволит предотвратить перегорание мультиметра.

Замеры при последовательном соединении

При последовательном соединении элементов электрической цепи все потребители энергии фиксируются поочередно, а сила тока не изменяется от количества компонентов и является постоянной: I = I1 = I2 = … = In

Технология замеров мультитестером:

• подключение щупов измерительного прибора к гнездам на мультиметре в соответствии с их цветовой маркировкой;
• перевод переключателя в положение «АС» или «DC» в соответствии с типом тока в электрической сети;
• подключение в цепь при необходимости ограничительного сопротивления, в качестве которого может использоваться обычная лампочка или резистор.

Положение щупов для измерения силы тока

При электрической цепи с последовательным подключением измерительный прибор показывает в любой точке одинаковые значения.

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.

Хотите приобрести мультиметр? Какой мультиметр для дома лучше выбрать – полезные советы читайте в статье.

Инструкция по тестированию диодов мультиметром представлена тут.

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 ток без разрыва цепи

{% if result.isEmpty and result.term %}

{% if translation.search.not_found %}{{translation.search.not_found}}{% else %}К сожалению, ничего не найдено для{% endif %}  { {результат.термин | побег}}

{% endif%}

{% если ложь и результат. загрузка %}

{% еще %}

{% if result.suggestions или result.collections или result.pages %}

{% if result.suggestions %}

{{keywords_suggestions_title | побег}}

{% для предложения в result.suggestions %}
• {{suggestion.keyword | escape}}{{suggestion.count}}
{% конец для%}

{% конец%} {% if result.collections %}

{{translation.search.collections | по умолчанию: «Коллекции»}}

{% для коллекции в result.collections %}
• {{collection.title | побег}}
{% конец для%}

{% endif%}

{% endif%}

{% if result. products %}

{{products_suggestions_title}}

{% if result.term и result.isEmpty == false %} {% if translation.search.view_all_products %}{{translation.search.view_all_products}}{% else %}Просмотреть все продукты{% endif %} {% endif%}

{% if product_list_layout == ‘карусель’ %}

{% для продукта в result.products %}

{% если product.image %} {% еще %} {% endif %}

{{product.title | escape}}

{{product.first_available_variant.sku}}

{{ product.price | деньги}}

{% конец для%}

{% еще %}

{% для продукта в result. products %}

{% если product.image %} {% еще %} {% endif %}

{{product.title | escape}}

{{product.first_available_variant.sku}}

{{ product.price | деньги}}

{% конец для%}

{% endif%}

{% endif%}

{% endif%}

{% if translation.search.not_found %}{{translation.search.not_found }}{% else %}К сожалению, ничего не найдено для{% endif %}  {{result.term | escape}}

Как пользоваться мультиметром

Авторы: Нейт

Избранное Любимый 69

Измерение тока — одно из самых сложных и наиболее важных измерений в мире встроенной электроники. Это сложно, потому что вам нужно измерять ток последовательно. Там, где напряжение измеряется путем тыкания на VCC и GND (параллельно), для измерения тока необходимо физически прервать протекание тока и включить измеритель в линию. Чтобы продемонстрировать это, мы будем использовать ту же схему, что и в разделе измерения напряжения.

Прежде всего нам понадобится дополнительный кусок провода. Как уже упоминалось, нам нужно будет физически разорвать цепь, чтобы измерить ток. Другими словами, вытяните провод VCC, идущий к резистору, добавьте провод к тому месту, где этот провод был подключен, а затем прощупайте от контакта питания на источнике питания до резистора. Это эффективно «разрывает» питание цепи. Затем мы вставляем мультиметр в линию, чтобы он мог измерять ток, когда он «протекает» через мультиметр в макетную плату.

Для этих фотографий мы схитрили и использовали клипсы из кожи аллигатора. При измерении тока часто полезно наблюдать за тем, что делает ваша система с течением времени, в течение нескольких секунд или минут. Хотя вам, возможно, захочется постоять и поднести датчики к системе, иногда проще освободить руки. Эти зонды с зажимом типа «крокодил» могут пригодиться. Обратите внимание, что почти все мультиметры имеют разъемы одинакового размера (они называются «банановыми штекерами»), поэтому, если вы находитесь в затруднительном положении, вы можете использовать щупы вашего друга.

С подключенным мультиметром теперь мы можем установить циферблат в нужное 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. Потребляемый ток для многих макетных плат обычно не превышает 200 мА. Убедитесь, что красный щуп подключен к порту с предохранителем 200 мА. На нашем любимом мультиметре отверстие 200 мА — это тот же порт/отверстие, что и для измерения напряжения и сопротивления (порт помечен 9).0093 мАОм ). Это означает, что вы можете держать красный щуп в том же порту для измерения тока, напряжения или сопротивления. Однако, если вы подозреваете, что ваша цепь будет использовать ток около 200 мА или более, переключите пробник на сторону 10 А, просто на всякий случай. Перегрузка по току может привести к перегоранию предохранителя, а не просто к отображению перегрузки. Подробнее об этом чуть позже.

Эта схема потребляла всего 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 цепь включится. Это важно, потому что с течением времени светодиод, микроконтроллер, датчик или любое другое измеряемое устройство может изменить свою потребляемую мощность (например, включение светодиода может привести к увеличению на 20 мА в секунду, а затем к уменьшению на секунду, когда он переключится). выключенный). На дисплее мультиметра вы должны увидеть мгновенные показания тока. Все мультиметры снимают показания с течением времени, а затем дают вам в среднем , так что ожидайте, что показания будут колебаться. Как правило, более дешевые счетчики усредняют более жестко и реагируют медленнее, поэтому относитесь к каждому показанию с долей скептицизма. В уме возьмите средний диапазон, например, от 7 до 8 мА при нормальных условиях 5 В (не 7,48 мА).

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

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

Помните! Когда вы закончите использовать измеритель, всегда возвращайте измеритель к считыванию напряжения (возвратите щупы к порту напряжения, при необходимости установите измеритель для считывания диапазона напряжения постоянного тока). Обычно берут мультиметр и начинают быстро измерять напряжение между двумя контактами. Если вы оставили свой измеритель в «текущем» режиме, вы не увидите напряжение на дисплее.