Способы измерения силы тока в цепи постоянного и переменного тока

Способы измерения силы тока в цепи постоянного и переменного тока

Пошаговая инструкция, объясняющая, как измерить силу тока в цепи постоянного тока и переменного. Какие приборы лучше использовать для измерения силы тока.

Любая электротехническая система не обходится без расчета силы тока в цепях, проводниках и приборах. Например, при монтаже электрической проводки в однофазной сети или в трехфазной сети для расчета толщины проводников и автоматических защитных выключателей необходимо знать силу тока, который будет протекать в данных линиях. Правильное измерение – залог безопасной и надежной эксплуатации любого электрического устройства.

Измерения силы тока проводят не только для расчета цепей, но и для диагностики электрического оборудования (например, измерения на трехфазном двигателе) и бытовых электроприборов (в нагревателе, лампочках, блоках питания, зарядных устройствах USB и пр.). Автомобильные электрики, для выявления неисправности в электрических системах автомобиля (например, в прикуривателе) проводят измерения силы тока на аккумуляторе или на генераторе автомобиля. В этой статье мы подробно расскажем, как правильно измерять ток в различных ситуациях.

Содержание:

  • Как измерить ток
  • Постоянный ток
  • Переменный ток
  • Примеры измерения тока
  • Электродвигатель
  • Сварочный аппарат
  • Батарейки и аккумуляторы
  • Заключение

Как измерить ток

Для того, чтобы уметь правильно измерить силу тока, не обязательно быть профессиональным электриком, но необходимо иметь некоторые познания в электротехнике.

Что же такое сила тока? Сила тока – физическая величина, которая равна отношению количества заряда, который проходит через определенную поверхность за некоторое время, к величине этого промежутка времени. Данная величина измеряется в Амперах и обозначается буквой «А». Хоть определение силы тока и звучит достаточно мудрено, но в этой физической величине нет ничего сложного.


Но как измерить амперы? Чтобы провести измерения силы тока необходимо иметь определенный инструмент или оборудование для этого. Обычно измерения в цепи постоянного напряжения проводят мультиметром или тестером, а в сетях переменного напряжения токоизмерительными клещами или амперметром.

Примеры измерения тока

Для понимания принципов измерения силы тока в различных электроприборах и цепях ниже приведены варианты устройств и способы измерения силы тока.

Как можно убедится, существует всего два способа измерения силы тока:

  1. С помощью амперметра или мультиметра — в этом способе важно чтобы прибор выдерживал и его предел измерения был рассчитан на измеряемую силу тока. Недостаток у этого способа состоит в том, что необходимо разрывать цепь. Тогда при измерениях на плате придется перерезать дорожку, а при измерении потребления приборов – разделывать их кабель и выделять одну из жил, или отключать от прибора один провод и включать в его цепь измерительный прибор.
  2. С помощью токоизмерительных клещей. Зачастую этот способ используются для измерения переменного тока, но современной промышленностью выпускают токоизмерительные клещи для постоянного тока, принцип действия которых основан на эффекте Холла (только такие клещи дороговаты — стоят от 50$). Удобен способ тем, что не нужно разрывать цепь – нужно лишь ОДНУ жилу вложить в клещи и на экране высветится сила тока в цепи (или стрелка подскочит, если прибор стрелочный).

Существуют и комбинированные способы, когда измерительный прибор не рассчитан на измеряемую величину – можно использовать трансформатор тока. Например, электросчетчики прямого включения не всегда могут измерять большие токи для учета электроэнергии. Тогда их подключают не напрямую, а через трансформатор тока.

Что необходимо учитывать при измерении

Важным условием при определении силы тока является включение в цепочку ограничительного сопротивления – резистора или обычной электролампочки. Этот элемент защитит прибор от поломки (сгорания) под воздействием потока электронов.

Если сила тока на индикаторе не отображается, это говорит о неверно выбранном пределе, который нужно снизить на одну позицию. Если результата нет снова – еще на одну, продолжая до тех пор, пока на экране или шкале не отобразится какое-то значение.

Производить замер нужно быстро – щуп не должен контактировать с кабелем более одной-двух секунд. Особенно это касается элементов питания малой мощности. Если, измеряя силу тока батареек, держать щуп на проводе длительное время, итогом станет их разряд – частичный или полный.

Техника безопасности

Как видим, процедура измерения силы тока при помощи мультиметра никакой сложности не представляет. Важно только следовать инструкции и не забывать о строгом соблюдении мер безопасности:

  • Перед проведением замеров обесточьте электросеть.
  • Проверьте изоляцию кабелей – при продолжительной эксплуатации ее целостность иногда нарушается, и вероятность поражения электротоком значительно возрастает.
  • Работайте исключительно в резиновых перчатках.
  • Не проводите измерения при высокой влажности воздуха. Дело в том, что влага обладает высокой электрической проводимостью и риск поражения также возрастает.
  • Человек, пострадавший от удара током, нуждается в медицинской помощи. Если есть возможность, любые работы с электричеством, в том числе и измерения, лучше проводить вдвоем. В нештатной ситуации присутствие напарника может оказаться настоящим спасением.

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

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

В этой статье мы разобрались, как проверить силу тока с помощью мультиметра. Прочитав изложенный материал, любой взрослый человек сможет справиться с этой задачей, благо мультиметр – прибор совсем несложный, но в то же время очень нужный для решения не только профессиональных, но и бытовых задач, связанных с электричеством.

Проверка показаний мультиметром

Силу тока важно измерять при контроле правильной работоспособности приборов. Часто нужно проверить уровень зарядного тока аккумулятора для машины, ноутбука, планшета, power-bank .

Измерение тока различного характера производится разными способами внутри измеряющего прибора. Поэтому на мультиметре всегда есть элемент, задача которого выбрать параметр, режим измерения и уровень сигнала. Иногда, в более совершенной аппаратуре, уровень сигнала определяется автоматически.

Обычно параметр и режим измерения выбираются поворотом ручки на корпусе мультиметра. Выбираемые характеристики сгруппированы по их типам. Обозначаются они, как правило, так:

Измерение постоянного тока

Чтобы померить нужные показатели, сначала нужно определить, ток какого типа протекает в проверяемой цепи. Это зависит от источника питания цепи. Например, аккумуляторы и батарейки — это постоянные источники питания. Для измерения постоянного тока нужно установить поворотную ручку мультиметра на значок A -, DCA или I -, или нажать кнопку на передней панели, соответствующую нужному режиму. Как переменный, так и постоянный ток измеряется в амперах. Поэтому значение на экране измерительного прибора будет отображаться в этой величине.

Чтобы понять, как замерить амперы мультиметром, нужно знать, что ток на участке цепи всегда одинаков. При включении амперметра в цепь последовательно (то есть щупы прибора присоединить к разным точкам разрыва цепи), он не будет создавать ощутимого изменения параметров схемы. При этом сможет отобразить верное значение протекающего тока. Важно присоединить измеритель в правильной полярности, то есть красный щуп — к ветви, которая идет к плюсу источника питания, а черный — к минусу. В противном случае прибор покажет отрицательные значения.

При подготовке к измерению очень важно знать, какой уровень сигнала нужно проверить. Если в цепи протекают миллиамперы, то красный щуп нужно подключить к гнезду измерителя, на котором написано V Ω мА, или стоит конкретный предел измерения (обычно это 300 — 400 мА). Если проверяется силовая цепь, значения в которой измеряются единицами ампер, то щуп нужно присоединить к гнезду с надписью, А или NA (обычно тут протекает от 5 до 10 ампер). Пренебрежение этим правилом может вывести из строя измерительный прибор. Существуют и более мощные амперметры, но они используются для специальных целей.

Правильно подключив прибор можно приступать к работе. Порядок действий, как замерить ампераж мультиметром, таков:

  1. Установить щупы в подходящие гнезда измерителя, соответствующие уровню сигнала.
  2. Выбрать режим постоянного тока регулятором или нажатием соответствующей кнопки на передней панели.
  3. При необходимости следует выбрать уровень измеряемого сигнала регулятором или кнопкой. Уровень нужно выбирать чуть выше ожидаемого значения.
  4. Подсоединить мультиметр в разрыв цепи ветви схемы, соблюдая полярность подключения.
  5. Включить источник питания.

Проверка батареек

Для того чтобы оценить работоспособность простейшего переносного аккумулятора — батарейку мультиметром, достаточно проверить ее вольтаж и ампераж, при этом необязательно использовать нагрузку. Для проверки нужно установить красный провод в отверстие с надписью, А (NA), выбрать режим постоянного тока и предел измерений на передней панели мультиметра, и приложить щупы в соответствии с полярностью к выводам элемента питания — красный к плюсу, черный к минусу. Через несколько секунд на экране измерителя отобразится генерируемый элементом постоянный ток.

Если значения находятся в диапазоне 4 — 6 ампер, то батарейка «свежая» и готова к работе. При показаниях ниже 4 ампер ее можно использовать только в приборах пониженной мощности. При значениях ниже 2,5 А лучше отказаться от использования такого элемента.

Корректные значения напряжения должны соответствовать указанным на батарейке.

Тест аккумуляторов измерительным прибором

Среди параметров аккумуляторов выдаваемый ток является немаловажным. Проверить его можно мультиметром, но при этом последовательно с измерителем нужно подключить нагрузку. Нагрузкой может выступать обычная лампа накаливания. Ее сопротивление не превышает нескольких сотен Ом, и его тоже можно измерить мультиметром в режиме измерения сопротивления. Для этого нужно приложить щупы измерителя к резьбе цоколя лампы и центральному выводу. На экран будет выведено значение сопротивления.

Если считать сопротивление мультиметра не вносящим больших изменений в значения тока, то его величина должна быть равна:

I = U / R, где I — ток в цепи, ампер, U — напряжение, выдаваемое аккумулятором, а R — сопротивление нагрузки (лампы).

С этой расчетной величиной нужно сравнивать показания измерительного прибора. Если показания отличаются — возможен недозаряд аккумулятора.

Также можно проверить ток утечки аккумулятора. Если отцепить плюсовую клемму, и между ней и плюсовым выводом АКБ установить мультиметр, то он покажет утечку в бортовую сеть автомобиля. Вытаскивая предохранители в авто, можно даже узнать, какова величина утечки в разных частях бортовой сети. При некотором опыте реально не только узнать, как измерить амперы мультиметром, но и определять причины некоторых неисправностей электрики авто.

Замер тока при зарядке аккумулятора

Большинство зарядных устройств для аккумулятора автомобиля имеют индикаторы, отображающие параметры зарядки. Но если они неисправны или отсутствуют, ток заряда может показать мультиметр. При подзаряде аккумуляторной батареи можно включить в цепь зарядки измерительный прибор. Для отображения верных показаний нужно:

  1. Установить красный щуп в отверстие прибора, маркированное надписью, А (NA), черный щуп обычно подключается к входу с надписью COM;
  2. Выбрать режим измерения постоянного тока и уровень сигнала;
  3. Последовательно соединить плюсовую клемму зарядного с черным щупом мультиметра, красный щуп измерителя соединить с плюсовым выводом аккумулятора, а минусовой вывод АКБ соединить с минусовой клеммой зарядного устройства;
  4. Далее, нужно включить зарядник в сеть. Мультиметр отобразит ток, который не должен превышать 10% от значения емкости АКБ.

Измерение переменного тока

Часто возникают ситуации, когда необходимо проверить электрическую сеть здания. Таковой является и обычная электрическая сеть в многоквартирных домах. Зная о том, как замерить силу тока мультиметром в переменной сети, можно делать мелкий ремонт проводки дома.

Электрическую розетку также нельзя проверять без нагрузки. Лучшей нагрузкой для переменной сети будет лампа накаливания. Для измерений нужно выполнить следующие действия:

  1. Установить красный щуп в гнездо прибора, маркированное надписью, А (NA), черный оставить в положенном ему месте;
  2. Выбрать режим измерения переменного тока и уровень сигнала;
  3. Последовательно с измерительным прибором присоединить к розетке нагрузку;
  4. На экране прибора отобразится действующее значение тока, а лампа начнет светиться.

Так как напряжение в сети имеет переменную синусоидальную форму, то измерительный прибор показывает действующее значение, которое в 1,41 раза меньше амплитудного значения.

По предложенной методике можно делать проверки любой переменной цепи, включающей трансформаторы, индуктивности, асинхронные и синхронные двигатели.

Как правильно проверить ток в розетке мультиметром

Засовывать щупы в розетку к контактам фазы и ноля нельзя, для выполнения проверки необходимо подключить «нагрузку», то есть любой электроприбор.

Ниже показана схема для замера тока трансформатора, в качестве нагрузки к его контактам подключена обычная лампа накаливания. Как видно по показаниям дисплея, ток составляет 1,14 А. Важно понимать – в домовой электросети показатели выше, поэтому не стоит рисковать, напрямую «закорачивая» фазу и ноль щупами мультиметра.

Фактически для проверки выполняется такая последовательность действий:

  1. отключается ток в выбранной для замеров розетке (автоматом на щитке). Проверить, подключена розетка или нет, можно с помощью замера напряжения мультиметром. Эта процедура безопасна даже под нагрузкой;
  2. с розетки снимается лицевая (защитная часть) так, чтобы был прямой доступ к контактам. После этого к одному из них, например, фазному, подключается контакт через клеммник от вилки (провода) любого маломощного электроприбора – настольной лампы, например;
  3. далее, как показано на иллюстрации, также через клеммники, свободный штырек вилки (провод лампы) к одному из щупов, свободный контакт розетки – к другому. В большинстве современных мультиметров полярность подключения (куда подключать плюсовый щуп, куда минусовый) не важна, показания на дисплее будут одинаковыми. При перепутанной полярности рядом с цифрами появится знак «-«;
  4. после выполненных подключений розетку снова включат в общедомовую цепь автоматом. После перевода выключателя лампы в положение «ON» можно проводить замер. Для разных приборов-потребителей ток будет различаться. Так, при подключении обычной лампы накаливания ток составить около половины ампера.

Виды мультиметров

На современном рынке электроприборов представлено две разновидности тестеров:

  • Аналоговые.
  • Цифровые.

Основными элементами аналоговых приборов являются шкала с нанесенными на ней делениями, по которой определяются показатели электрических величин, и стрелка-указатель. Такие мультиметры пользуются высоким спросом у новичков благодаря своей низкой стоимости и простоте в использовании.

Но, наряду с этими положительными сторонами, аналоговые тестеры имеют и ряд недостатков, основным из которых является высокая погрешность измерений. Ее можно несколько уменьшить за счет настроечного резистора, конструктивно входящего в состав прибора. Тем не менее, при необходимости замерить электрические параметры с высокой точностью, лучше воспользоваться цифровым прибором.

Цифровые мультиметры

Единственным внешним отличием цифрового аппарата от аналогового является экран, на котором в виде цифр отражаются измеряемые параметры. Старые модели оборудованы светодиодным дисплеем, приборы нового типа – жидкокристаллическим.

Они отличаются высокой точностью измерений и простотой в эксплуатации, поскольку не нуждаются в подгонке градуировки.

Недостатком этих устройств можно назвать цену, которая в разы превосходит стоимость аналоговых тестеров.

Особенности конструкции

Независимо от количества гнезд в мультиметре, любой из этих приборов имеет два типа выходов, которые обозначаются разными цветами. Общий выход (масса) окрашен в черный цвет и имеет обозначение либо «com», либо «–». Выход, предназначенный для измерений (потенциальный), имеет красный цвет. Для любого из измеряемых параметров электроцепи может быть свое гнездо.

Не стоит опасаться перепутать его с другими, поскольку каждое из этих гнезд обозначено соответствующей единицей.

Еще одним внешним элементом прибора является рукоятка для установки предела измерений, которая может вращаться по кругу. На цифровых мультиметрах этих пределов больше, чем на аналоговых, кроме того, в них могут быть включены дополнительные опции, например, звуковой сигнал и другие. Поскольку мы говорим о том, как с помощью тестера произвести измерение силы тока, речь пойдет о шкале с амперами.

Каждый мультиметр имеет свой максимальный предел по току, и при выборе электросети для тестирования, проверяемую силу тока в ней следует сопоставить с пределом, на который рассчитан прибор. Так, если сила тока, проходящего внутри электроцепи составляет 180 А, не рекомендуется проводить измерения при помощи мультиметра, рассчитанного на 20 А, поскольку единственным полученным результатом будет сгорание прибора сразу же после начала тестирования. Максимальный предел всегда указывается в паспорте мультиметра или на корпусе устройства.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *