Измерение тока. Измерение силы тока и напряжения при помощи мультметра

Этот недорогой прибор для бытового применения является универсальным. С помощью мультиметра, в зависимости от его модификации, можно решить несколько задач. К примеру, измерить силу тока. Как это правильно сделать?

Подготовка мультиметра к работе

Переключатель переводится в сектор «измерение тока» (A или DA). При этом выбирается его соответствующий предел. В некоторых моделях мультиметров есть отдельные позиции для цепей переменного и постоянного напряжения. Символика, нанесенная на лицевой панели, не даст ошибиться. Главное – знать, что обозначают литеры. Они идентичны для любого прибора.

В зависимости от величины и параметров тока (постоянный он или переменный) в соответствующие гнезда устанавливаются щупы.

Все, мультиметр к работе готов. Полная .

Порядок измерения силы тока

Если при определении величины напряжения прибор присоединяется к цепи параллельно, то в данном случае он включается в ее разрыв. Значение тока, протекающего через чувствительный элемент мультиметра, отражается на его ЖК-экране или шкале (величину показывает стрелка).

Как разорвать цепь, в которой измеряется величина силы тока? В зависимости от обстоятельств. К примеру, отпаять один из выводов радиодетали. В некоторых случаях придется перекусывать проводник. Если мультиметром производится измерение тока АКБ или батарейки, то еще проще. Цепь собирается с нуля.

Что учесть при измерении

В измерительную цепь обязательно включается ограничительное сопротивление. Это может быть резистор или «лампочка Ильича» (ее нить накала). Они позволяют защитить мультиметр от выхода из строя. Проще говоря, он не «сгорит».

Если индикатор силу тока не показывает, значит, предел измерения выбран неправильно. Его следует уменьшить на 1 позицию. И так до появления какого-то значения.
Замер производится кратковременно. Касания щупом проводов – не более пары секунд. Это особенно важно при измерении силы тока маломощных источников питания. Например, батареек. Длительный замер может привести к частичному, а то и полному разряду элемента.

Вот, в принципе, и вся инструкция по измерению мультиметром силы тока в электрической цепи. Ничего сложного здесь нет.

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

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

Кратко об устройстве прибора

Каждый тестер имеет два выхода. Для подсоединения проводов со щупами. Гнезд для подключения может быть больше, но нам нужен красный для подключения щупа на фазу и черный для нулевого провода. Здесь могут быть гнезда для выполнения замеров всех значений. А именно:

Для обозначения гнезд применяются обозначение с помощью единицы измерения. Ошибиться невозможно, если вы не прогуливали уроки физики.

Второй основной элемент устройства измерительного устройства – шкала установок и переключатель. Как правило, для замеров значения силы тока отведен определенный сектор. Здесь указанны Амперы с различными цифровыми значениями.

Мультиметры выпускаются в цифровом и аналоговом исполнении . Цифровые приборы имеют большее количество выставляемых значений ампеража, а также они оснащены звуковыми сигналами и другими опциями. Но это касается выбора типа прибора. Каждый из них позволит выполнить замеры, для нас это главное.

Перейдем к рассмотрению главной темы.

Пошаговая инструкция измерения силы тока мультиметром

Всю работу следует выполнять по следующему алгоритму:

Проводим определение величины, доступной для измерения на данном приборе. Если тестер имеет предел значения в 10 А, а вы проводите замер, пропуская через него 100 А – такая «работа» приведет к выходу из строя предохранителей. Значение максимума указано на шкале мультиметра и в инструкции к нему.
Выбираем необходимый режим для замера. Для этого следует переключить прибор в необходимый сектор на шкале. Для этого устанавливаем переключатель в сектор «А», либо «АС» этот режим измерения значений переменного тока. Проводя измерение постоянного, флажок следует устанавливать напротив сектора «ДС».

Это следует выполнять обязательно. Для определения типа цепи, необходимо знать источник питания. Для замера на бытовом приборе ставим «А», а замеряя на цепи промышленного оборудования, выставляем сектор «ДС».

Устанавливаем на тестере пределы значения силы при замере. Гарантированно невозможно повредить мультиметр, выставив максимально возможный уровень. Лучше снизить его при неправильной работе до нормального значения во время замера.
Вставляем провода со щупами в соответствующие гнезда на корпусе прибора.
Важно. Кабели со щупами следует подключать к разъемам для замера величины силы тока и точно по цветам. Провод со щупом для подключения к фазе (красный) вставляем в нужное гнездо, черный для земли вставляем в определенное место.

Для подстраховки, если есть сомнения, лучше загляните в инструкцию и проверьте правильность подключения.
Проводим измерение силы тока. Выполняя эту работу необходимо помнить о правилах безопасности при работе с электричеством. Поражение электричеством может произойти даже при работе с небольшими по мощности устройствами. Особенно важно это при выполнении работ в условиях с повышенной влажностью. Здесь лучше работать в резиновых перчатках и сапогах.

Для лучшего понимания выполнения замера разберем типовую операцию, проводя измерение силы тока на любом бытовом приборе. Это необходимо делать под нагрузкой. Для этого потребуется комплект дополнительных проводов с «крокодилами». Нам необходимо разомкнуть сеть. Поэтому при замере переменного тока подключаем любой дополнительный провод от розетки на один из контактов вилки прибора.

На второй контакт розетки крепим щуп тестера. Второй щуп тестера, с помощью крокодила на дополнительном проводе крепим на второй контакт вилки прибора. У нас получается сеть с подключенным мультиметром.

При выключенном бытовом приборе, на шкале тестера будет 0. После включения, на мультиметре получаем показание интересующего нас измерения.

Практическое значение измерения тока в быту

Измеряя силу тока на микроволновой печи, мы можем определить с его помощью неисправность сразу двух узлов. При включении, значение на шкале будут небольшим, затем амперы вырастут. Это происходит по причине того что включая печь, мы запускаем сначала вентилятор, и только затем включается магнетрон печи. При значении на шкале силы тока меньше 5. А – это значит, не работает магнетрон. При включении значение измерения должно быть не менее 1,5 А., Если это не так, следует ремонтировать вентилятор устройства.

Таким же образом можно замерить эту величину на пальчиковой батарейке, для определения уровня ее зарядки. Но здесь следует беречь батарейку. На шкале выставляем измерение постоянного тока. Здесь важно использовать щупы согласно их полярности. Ставим аккумулятор на черный щуп минусом, а к плюсу касаемся на короткое время красным щупом.

При значении менее Ампера, батарейку можно сдать в утилизацию. Почему касание щупом должно быть коротким? При измерении мы подаем нагрузку на батарейку, от долгого воздействия она разряжается и ее в таком случае можно будет выбросить сразу после замера.

Таким же способом, получив величину тока зарядного устройства телефона, мы можем выяснить исправность защиты его от короткого замыкания. Таким же образом, но с применением более мощных тестеров, проводится определение величины тока в промышленных установках и станках. Принцип действия одинаковый, не зависимо от вида оборудования.

В заключение обобщим информацию, сделав небольшую памятку для людей, берущих мультиметр в первый раз.

Перед работой следует убедиться в исправности прибора. Для этого установите флажок переключателя в сектор измерения сопротивления сети и закоротите щупы между собой. При 0 на шкале можно приступать к работе.

Выставляйте на шкале максимальное значение тока, для предотвращения сгорания предохранителя устройства. Устанавливайте переключатель в сектор измерения силы тока и устанавливайте его согласно маркировке. «А», «АС» — для измерений переменного тока. Ставим на значение «ДС» при измерении постоянного тока.

Проводить замер исправности бытовых приборов и оборудования можно только под нагрузкой. Поэтому следует помнить схему включения тестера в цепь питания и соблюдать меры безопасности выполнения работ при запитанной электрической сетью.

Работая в сыром помещении с большой влажность воздуха, используйте резиновую обувь и перчатки. Дополнительно положите на пол резиновый коврик. Эти меры спасут вашу жизнь.

После окончания работ обязательно выключайте прибор, для сохранности заряда батарейки.

Выполняя все эти несложные рекомендации, вы получаете возможность экономить средства, выполнив работу специалиста самостоятельно. Сделать это легко, но еще раз хочется напомнить, берегите свою жизнь, проводя измерение силы тока с помощью мультиметра.

Пускай в вашем доме всегда будет светло и радостно.

Назначение большинства электроприборов известно многим людям: практически все знают, что измеряют вольтметром, а что амперметром. Мало у кого возникнет вопрос: «Для чего нужен паяльник?» Однако, даже не у каждого электрика в инструментарии есть токовые клещи. Этот инструмент является очень полезным и способен сильно сократить время электротехнических работ. Дополнительно этот прибор можно использовать для измерения напряжения и частоты тока в цепи. С его помощью также можно измерить мощность в цепи, фактическую нагрузку в сети и даже осуществить проверку электросчетчиков, например, сверку показаний с фактическим потреблением. В этой статье описывается принцип работы инструмента и рассказывается как пользоваться токоизмерительными клещами (ТК) на примере моделей DT 266 FT и Fluke. Эта инструкция будет применима практически ко всем подобным устройствам.

Принцип работы

Как следует из названия ТК или клещи Дитце предназначены для измерения силы переменного тока в цепи без ее разрыва. В основе работы токоизмерительного инструмента лежит принцип простейшего трансформатора тока. В этом случае первичной обмоткой является шина или кабель с измеряемым током, а роль вторичной играет захват клещей, внутри которого расположена вторая многовитковая обмотка, намотанная на магнитопровод из ферромагнитного материала. Переменный ток в проводе (первичной катушке) создает переменное магнитное моле, силовые линии которого проходят через вторичную обмотку, возбуждая в ней ЭДС, пропорционально величине тока в первой катушке. Таким образом, измеряя возникающую ЭДС, можно найти силу тока в первой катушке (проводе).

Конструкция

Современные токоизмерительные клещи вне зависимости от производителя и модификации содержат следующие элементы: магнитопроводы с подвижной скобой-рычагом, переключатель диапазонов измерений, экран, выходные разъемы для щупов (в этом случае клещи могут быть использованы как обычный мультиметр) и кнопку фиксации токовых измерений (фото ниже).

Рисунок 1 – ТК S-line DT 266 FT

Большинство современных токовых измерителей также включают в себя внутренний трансформатор с диодным мостом. В этом случае выводы вторичной обмотки подключаются через шунт. В зависимости от диапазона измеряемых сил токов, токовые клещи могут быть одноручными (для напряжений до 1000 В) и двуручными с дополнительными изолированными ручками (для напряжений от 2 до 10 кВ включительно). Токоизмерительные устройства, предназначенные для измерений более 1 кВ, имеют длину изолятора на менее 38 см, а рукояток – не менее 13 см.

Как правило, на корпусе прибора указывается категория безопасности и максимальный измеряемый ток. Например:

CAT III 600 V – это означает, что прибор защищен от кратковременных бросков напряжения внутри оборудования при эксплуатации в стационарных сетях с напряжением до 600 В.
CATIV 300 V – это означает, что прибор защищен от бросков напряжения внутри оборудования первичного уровня электроснабжения напряжением до 300 В. Примером такого оборудования может служить обычный электрический счетчик.

Правила безопасности при работе

Токоизмерительные клещи разрешается использовать только в закрытых помещениях или на открытых пространствах в сухую погоду. Измерять силу тока можно как на кабелях, покрытых изоляцией, так и на оголенных. Перед использованием человеку необходимо надеть защитные перчатки, а под ноги подложить диэлектрическое основание и надеть специальные ботинки.

Порядок измерений

Как правило, использование токоизмерительных клещей не вызывает особых трудностей. Перед тем, как пользоваться инструментом, стоит уделить большое внимание технике безопасности, о чем было сказано ранее.

Как правильно пользоваться токоизмерительными клещами:

Установить требуемый диапазон на переключателе.
Нажать на кнопку раскрытия магнитопровода.
Обхватить одиночный проводник в сети переменного или постоянного тока (если такая возможность поддерживается прибором).
Расположить токовые клещи перпендикулярно направлению провода.
Снять показания с дисплея.

Часто трудность использования токоизмерительных клещей заключается в выделении одиночного проводника: при попытке снять показания с обычного кабеля, идущего из розетки, на экране должен высветиться ноль. Это происходит потому, что токи фазного провода и нулевого проводника равны по величине и противоположны по направлению. Следовательно, магнитные потоки, создаваемые ими взаимно компенсируются. Если же токовые показания отличны от нуля, то это свидетельствует о наличии , величина которой равна полученному значению. Поэтому для измерений нужно найти место, где провода разделяются и выделить одиночную жилу. В качестве такого места можно использовать распределительный щит или место подключения фазового провода к автоматическому выключателю. Тем не менее это не всегда можно сделать, что ограничивает область применения токоизмерительных клещей.

Если в процессе измерений на экране высвечивается единица, то это говорит о том, что значение силы тока в проводе находится за пределами диапазона измерений. В этом случае необходимо увеличить диапазон токовых измерений с помощью переключателя. При проведении измерений в труднодоступных местах можно использовать кнопку Hold. С ее помощью можно зафиксировать результат последнего измерения и посмотреть его, убрав клещи. Нажав на Hold второй раз, можно сбросить значение.

Наглядно увидеть, как работать токоизмерительными клещами, Вы можете на видео инструкции ниже:

Правильное использование инструмента

Полезная «хитрость»

Если требуется измерить малое значение силы тока, то необходимо сделать несколько витков провода на разомкнутом магнитопроводе, а переключатель диапазонов установить на минимум. После этого необходимо снять показания, а для определения фактического значения разделить полученное число на количество намотанных витков.

Пример использования

Приведем пример того, как пользоваться токоизмерительными клещами при измерении нагрузки в сети 220 В, например в квартире. В этом случае переключатель необходимо установить в положение AC 200. Далее необходимо токовыми клещами обхватить изолированный проводник и снять показания. После этого полученную величину силы тока нужно умножить на напряжение в сети 220 В. Например, если прибор показывает 5 А, то потребляемая мощность в сети составит P = U * I = 5 * 220 = 1100 Вт или 1.1 кВт. Полученное значение можно использовать для проверки работы приборов учета электроэнергии.

Все пользователи электроприборов прежде, чем приобрести новое устройство, желают знать, как рассчитать потребляемую мощность. Это необходимо, чтобы спланировать нагрузку на домашнюю электросеть или конкретный источник питания. Также мощность – важнейший показатель для примерного расчета затрат на электроэнергию.

Формула для определения мощности

Первое, на что надо обратить внимание, – это паспортные данные приборов. Потребляемая мощность в ваттах может быть указана и на различных табличках, прикрепленных к устройствам.

Часто показатель мощности указывается в вольтамперах (В*А). Обычно это происходит, когда потребляемая прибором энергия имеет реактивную составляющую. Тогда обозначается полная мощность электрического устройства, а она измеряется в вольтамперах.

Но не всегда эта информация доступна. Тогда на помощь приходят простая формула и измерительные приборы.

Основная формула, с помощью которой ведется расчет потребляемой мощности:

P = I * U, то есть надо перемножить напряжение и ток.

Если в паспортных данных электроприбора нет мощности, но указан ток, то ее можно узнать по этой формуле. Допустим, устройство берет ток 1 А и работает от сети 220 В. Тогда P = U * I = 1 * 220 = 220 Вт.

Измерение мощности приборами

Если это обычный бытовой прибор, подключаемый в розетку, то питающее напряжение электрической сети известно – 220 В. При подсоединении к другим источникам питания берется их напряжение.

Сила тока может быть измерена:

токоизмерительными клещами;
используя тестер.

С помощью токоизмерительных клещей замеры проще, так как осуществляются бесконтактным способом на одном проводе, подходящем к нагрузке.

Существует два метода, как измерить мощность мультиметром:

Включить его в режиме измерения силы тока последовательно с электроприбором и затем рассчитать мощность по формуле. Этот способ не всегда подходит, так как может не быть возможности разорвать цепь питания устройства для подключения мультиметра;
Подсоединить мультиметр к устройству в режиме измерения сопротивления и затем определить ток по формуле I = U/R, зная напряжение. Затем посчитать мощность.

Важно! Если измеряется сила тока бытовых электроприборов, то тестер устанавливается на измерение переменного тока.

Измеритель мощности

Проблема точного расчета энергопотребления телевизора или дисплея компьютера сводится к качеству сборки экрана, энергосберегающим функциям и к шаблонам использования оборудования конкретным пользователем. Хороший способ точно узнать потребление конкретного электроприбора – использовать специальный ваттметр для измерений мощности бытовых устройств.

Этот измерительный прибор является недорогим, но безопасным и эффективным средством определить потребляемую мощность. Ваттметр подключается непосредственно в розетку, а затем в его розеточный вход включается электроприбор.

Измерение мощности с помощью электросчетчика

Для того чтобы узнать мощность электроприбора, пользуясь счетчиком, надо отсоединить от сети все остальные устройства и посмотреть на счетчик:

Есть электронные приборы учета, которые сразу показывают, какова потребляемая мощность. Для этого надо просто воспользоваться соответствующими кнопками, найдя активную мощность;
В других электросчетчиках мигающий индикатор позволяет подсчитать количество импульсов. Например, сосчитав их за 1 минуту, надо умножить полученную цифру на 60 (получится количество импульсов за час). На приборе должно быть указано значение imp/kW*h (3200 или другая цифра). Теперь количество импульсов за час делится на imp/kW*h, и получается мощность электроприбора;
Если установлен индукционный счетчик, мощность рассчитывается в несколько этапов.

Расчет мощности потребления с помощью индукционного счетчика:

нужно найти на табло счетчика цифру, указывающую число оборотов диска, совершаемых за 1 кВт ч;
с помощью секундомера отсчитать, сколько вращений диск совершит за 15 секунд (можно взять и другой временной промежуток);
вычислить мощность по формуле P = (3600 x N х 1000)/(15 x n), где n – коэффициент, найденный на счетчике, N – сосчитанное число вращений диска, 15 – временной промежуток в секундах, который может быть представлен другой цифрой.

Пример. За 15 секунд диск совершил 5 вращений. Передаточный коэффициент электросчетчика – 1200. Тогда мощность будет равна:
P = (3600 x 5 х 1000)/(15 х 1200) = 1000 Вт.

Очевидно, что мощность приборов, рассчитанных на малое потребление, измерить, пользуясь индукционным счетчиком, почти невозможно. Слишком большая погрешность измерения. Если диск вращается очень медленно, невозможно корректно учесть часть оборота. На электронном счетчике результат будет немного точнее.

В сети существуют калькуляторы для расчета мощности, куда в соответствующие окна надо ввести значения токов и напряжений и получить высчитанное значение мощности. Иногда в поле калькулятора достаточно обозначить название электроприбора. Другой вариант – воспользоваться таблицами, где указаны средние значения потребляемых мощностей для различных электроприборов.

Потребляемая энергия

Потребляемая энергия тесно связана с мощностью. Она рассчитывается, исходя из мощности прибора, умноженной на время его работы. Это именно тот показатель, по которому судят о потребительских расходах на электроэнергию. Точное значение израсходованной мощности во всей квартире или доме за определенный временной промежуток укажут данные счетчика. Для того, чтобы продумать способы уменьшения этого расхода, служат замеры мощности конкретных электроприборов.

Способы экономии электроэнергии:

По возможности постараться не использовать старые модели холодильников, телевизоров и других бытовых электроприборов, которые рассчитаны на значительно большее потребление;
Заменить лампы накаливания на люминесцентные, а еще лучше – на светодиодные. Для сравнения: средняя лампа накаливания потребляет 60 Вт, люминесцентная – 15 Вт, а LED лампа – всего 8 Вт. При использовании 5 ламп разного типа в течение 3-х часов в день получается суточный расход: лампы накаливания – 0,900 кВт ч, люминесцентные – 0,225 кВт ч, LED лампы – 0,120 кВт ч. Экономия значительная;

Важно! Низкая мощность энергосберегающих ламп не означает плохого освещения. Их яркость практически соответствует более мощным аналогам ламп накаливания.

Большинство дисплеев телевизоров и компьютеров потребляет от 0,1 до 3 Вт электроэнергии, даже находясь в спящем режиме. Поэтому важно отключать их от сети, когда приборы не используются длительное время.

Методы расчета мощности при помощи измерений тестером дадут величины приблизительные из-за недостаточного учета реактивного мощностного показателя в электросетях переменного тока. Самым точным является измерение потребляемой мощности ваттметром для бытового пользования.

Видео

Измерение постоянного тока и напряжения чаще всего производится щитовыми приборами магнитоэлектрической, а при измерении высоких напряжений - электростатической и ионной систем. Иногда применяют приборы электромагнитной, электродинамической и ферродинамической систем, они значительно уступают приборам магнитоэлектрической системы в отношении точности, чувствительности, потребляемой мощности, имеют неравномерную шкалу, чувствительны к воздействию внешних магнитных полей. Для проведения точных измерений все большее применение находят цифровые вольтметры, амперметры и комбинированные приборы, обладающие большим быстродействием и малой погрешностью измерения (0,01-0,1 %).

Простейшим способом измерения и напряжения является непосредственное включение приборов в цепь, возможное при выполнении условий:

1) максимальный предел измерения амперметра (вольтметра) не меньше максимального тока (напряжения) в цепи;

2) номинальное напряжение амперметра не менее номинального напряжения сети;

3) сопротивление амперметра Rа намного меньше, а сопротивление вольтметра намного больше сопротивления измеряемой цепи Rн, значительное сопротивление амперметра снижает ток в цепи при его включении на величину

4) соблюдение полярности включения приборов.

Для расширения пределов измерения приборов используют преобразователи в виде , добавочных сопротивлений, делителей напряжения, измерительных трансформаторов и измерительных усилителей. Шунт представляет собой сопротивление, включаемое параллельно измеритель-ному прибору в цепь измеряемого тока. Шунты на токи до 50-100 А обычно устанавливают внутри прибора. Для больших токов применяют наружные шунты, имеющие токовые зажимы для включения в цепь измеряемого тока и потенциальные зажимы для подключения измерительного прибора. С целью унификации измерительных приборов шунты изготовляют по ГОСТ 8042-78 шунтов 0,05-0,5.

Подключив к шунту милливольтметр с пределом измерения, соответствующим номинальному падению напряжения на шунте, получим соответствие полной шкалы прибора номинальному току шунта. Измеренный ток

где Iн, Uн - номинальные ток шунта и падение напряжения на шунте; U -показание милливольтметра.

Для расширения пределов измерения вольтметров последовательно с измерительным прибором включают добавочное сопротивление Rд.

Измеренное напряжение

где Р = Rд /Rв+1 - коэффициент расширения предела измерения прибора; Uв - показание вольтметра;

Rв - входное сопротивление вольтметра.

Добавочные сопротивления могут быть как внутренние (помещенные в корпус прибора), так и наружные для измерения напряжений свыше 500 В.

Номинальные токи добавочных сопротивлений стандартизированы ГОСТ 8623-78 при номинальном падении напряжения на них. Основная погрешность добавочных сопротивлений ± (0,1-0,5)%. Для расширения пределов измерения приборов с высоким входным сопротивлением используют делители напряжения с фиксированным коэффициентом деления, обычно кратным 10. В установках высокого напряжения электропередач постоянного тока и в сильноточных цепях могут быть использованы кроме указанных преобразователей измерительные трансформаторы постоянного тока.