Приборы для измерения силы тока образуют подгруппу А-амперметры. Снутри этой подгруппы выделяют амперметры неизменного тока(А2), переменного тока А3),универсальные(А7) и преобразователи тока (А9).
Амперметры строятся на базе электромеханических устройств (см. раздел 2.1), которые по принципу собственной работы позволяют определять неизменные и переменные токи низкой частоты. На них распространяются требования ГОСТ, который устанавливает следующие классы точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 5,0.Дополение электромеханических устройств преобразователями переменного тока в неизменный позволяет существенно расширить их способности и применять для измерения на радиочастотах.
Более пространна систематизация устройств для измерения напряжения – вольтметры, образующие группу В. Посреди устройств этой подгруппы выделяют вольтметры неизменного тока (В2), переменного (В3), импульсного тока (В4), фазочувствительные (В5), селективные (В6), универсальные (В7),измеритель дела, разности и непостоянности напряжений (В8), преобразователь напряжений (В9).
Вольтметры неизменного и переменного тока низкой частоты могут строится на базе электромеханических устройств (см.раздел 2.1) согласно ГОСТ. Но, обычно, вольтметры – это представители электронных измерительных устройств в аналоговом либо цифровом вариантах. На электронные аналоговые вольтметры также распространяются требования ГОСТ, а именно вольтметры видов В3…В7 дополнительно классифицируются по измеряемому параметру напряжения на вольтметры амплитудного (блокового), среднеквадратического и средневыпрямленного напряжения. Они могут иметь классы точности 0,1; 0,2; 0,5;1,0; 1,5;2,5;4,0;5,0; 15; 25.
4.3 Измерение тока
Для измерения тока амперметр включают последовательно в разрыв измеряемой цепи. Амперметр хоть какой системы можно представить в виде следующей эквивалентной схемы (рис. 4.1а), где LА,CА,RА, — индуктивность, емкость, сопротивление внутренней цепи амперметра. Разумеется, что включение амперметра в измеряемую цепь окажет на нее параметрическое и энергетическое воздействие. Параметрическое воздействие тем значительнее, чем выше частота и большеLАиCА, энергетическое – чем большеRА, так как при всем этом вырастет потребление мощности от измеряемой цепи.
Набросок 4.1- Измерение тока высочайшей частоты:
а) эквивалентная схема амперметра;
б) включение амперметра;
в) структурная схема амперметра с преобразованием.
Для измерения тока высочайшей частоты следует применять схему с преобразованием (рис 4.1 в), где поначалу ток высочайшей частоты преобразуется в неизменный, который определяют магнитоэлектрическим индикатором – микро либо миллиамперметром. Преобразование производят или за счет термического деяния тока, или методом его выпрямления. Потому высокочастотные амперметры представляют собой совокупа индикатора и преобразователя (рис. 4.1в), и именуется термоамперметрами либо выпрямителями.
Термоамперметр состоит из термоэлектрического преобразователя и магнитоэлектрического индикатора, шкалу которого градуируют в значениях измеряемого тока. Термоэлектрический преобразователь представляет собой узкую проволоку из тугоплавкого металла, именуемую нагревателем, и одну либо несколько термопар, приваренных к его середине. Таковой термопреобразователь именуется контактным (рис.4.2.а). При прохождении измеряемого тока через нагреватель, место контакта греется и термопары греются до температуры tº1, а холодный слойbостается при температуре окружающей средыtº0 . В итоге, в термопаре появляется термоЭДС Ет, пропорциональная разности температур в месте контакта с нагревателем и наружных концов термопары. Индикатор присоединен к этим концам термопары и по нему протекает ток, пропорциональный квадрату среднеквадратического значения измеряемого тока :
где Rт ,Rн – сопротивления термопары и индикатора, т.о. , шкала термоэлектрического устройства близка к квадратичной.
На рис.4.2.б приведена схема бесконтактного термоэлектрического преобразователя. В контактном преобразователе имеется гальваническая связь между нагревателем и термопарой, т.е., между входной и выходной цепями, что не всегда допустимо. В бесконтактном преобразователе, преобразователь разделен от термопары из стекла либо керамики, или воздушной прослойкой.
Набросок 4.2.- Термоэлектрический преобразователь
Термоэлектрические измерительные приборы получили распространение в большей степени для измерения токов. В качестве вольтметров они фактически не используются, так как их входное сопротивление не много. К плюсам устройств термоэлектрической системы можно отвести высшую чувствительность к измеряемому току, широкий спектр частот, также возможность измерения средних квадратических значений токов случайной формы. Недочетом термоэлектрических устройств является неравномерность шкалы, зависимость показаний от температуры окружающей среды и большая инерционность термопреобразований. Термоэлектрические приборы очень чувствительны к перегрузкам. Зависимо от предназначения они имеют разные пределы измерения *(от 1 мА до 50 А), классы точности (от 0,1 до 2,5) и личный спектр (от 45 Гц до сотен мгц). Термоамперметры обозначаются буковкой «Т» и номером модели : Т20, Т29…
Выпрямительные приборы (амперметры) используются для измерения силы тока и напряжения в частотном спектре от звуковых частот до больших и сверхвысоких частот. Механизм работы таких устройств заключается в выпрямлении выпрямления переменного тока при помощи полупроводниковых диодов (рис.4.3). Неизменная составляющая выпрямленного тока измеряется устройством магнитоэлектрической системы (микроамперметром, миллиамперметром). В схеме устройства применяют однополупериодные и двухполупериодные выпрямители. В однополупериодных схемах (рис.4.3.а). Ток iчерез магнитоэлектрический устройство, включенный последовательно с диодиком Д1, пропускается исключительно в положительный полупериод. В отрицательный полупериод, для которого сопротивление диодика Д1 велико, ток протекает через диодик Д2, включенный параллельно устройству. Для уравнивания сопротивления параллельных веток последовательно со вторым диодиком включен резисторR, сопротивление которого равно измерительной цепи устройства. Подвижная часть магнитоэлектрического устройства обладает механической инерцией и на частотах выше 10…20 Гц не успевает смотреть за
Набросок 4.3 Выпрямительные приборы
Моментальными значениями вращающегося момента, реагируя лишь на среднее значение момента. Для однополупериодного выпрямителя измеряемого тока синусоидальной формы:
(4.8)
а показания устройства
где Si– чувствительность магнитоэлектрического устройства по току; В 2-ух полупериодных схемах выпрямителя (рис. 4.3.б) токi, протекающий через устройство, растут в два раза по сопоставлению с током, протекающим в схеме (рис 4.3 а).
Для синусоидального тока
Iср.в = 0,636 *Im(4.10)
Из (4.9) видно, что шкала выпрямительного устройства и при хоть какой форме кривой измеряемого тока отклонение стрелки устройства пропорционально среднему за период значению. Но, на практике, шкалу выпрямительных устройств всегда градуируют в среднеквадратичных значениях напряжения (тока) синусоидальной формы. Поэтому, в устройствах с двухполупериодным выпрямлением все значения оцифрованных делений вроде бы умножены на коэффициент формы Кф = 1,11. Отсюда следует, что при измерении тока либо напряжения несинусоидальной формы, приобретенный тосчет по шкале такового выпрямительного устройства поначалу необходимо поделить на 1,11 (получить выпрямленное значение измереяемой величины), а потом помножить на коэффициент формы, соответственный форме реального сигнала. В устройствах с однополупериодным выпрямлением заместо 1,11 подставляют 2,22.
Выпрямительные приборы получили обширное распространение в качестве комбинированных измерителей неизменного и переменного тока и напряжения классов мощности 1,5 и 2,5; с пределами измерения по току от 2 мА до 600 А; по напряжению от 0,3 до 600 В.
Плюсами выпрямительных устройств являются высочайшая чувствительность, маленькое собственное потребление энергии и измерения в широком спектре частот. Частотный спектр выпрямительных устройств определяется способностями используемых диодов. Использование точечных диодов обеспечивает изменение переменных токов и напряжений до частот порядка 10 4 …10 6 Гц. Основными источниками погрешностей этих устройств являются конфигурации характеристик диодов со временем, воздействие окружающей температуры , также отклонение формы кривой измеряемого тока либо напряжения от той, при которой произведена градуировка устройства.
Высокочувствительные магнитоэлектрические приборы для измерения очень малеханьких токов и напряжений именуются гальванометрами. Гальванометры нередко применяются в качестве нуль – индикаторов, фиксирующих отсутствие тока в цепи. У таких гальванометров нулевая отметка находится посреди шкалы.
Так как чувствительность гальванометров очень высока, их градуировочная черта нестабильна и находится в зависимости от совокупы наружных влияющих причин. Потому, чувствительные гальванометры при выпуске из производства градуируются в единицах измеряемой физической величины и им не присваиваются классы точности. В качестве же метрологических черт гальванометров обычно указывают их чувствительность к току либо напряжению и сопротивлению рамки. Чувствительность гальванометров находится в зависимости от методов использования ( рамки снутри зазора неизменного магнита. Различают гальванометры с подвижной частью (рамкой) на кернах, на растяжках, на подвесе. Современные гальванометры позволяют определять токи в границах от 10 -5 …10 -12 А и напряжения до 10 -4 В.
аналоговые электромеханические приборы магнитоэлектрической системы относятся к числу более четких и чувствительных. Так как рамка таких устройств намотана узким проводом,, это не позволяет пропускать через нее токи, превосходящие 10-ки миллиампер. Превышение обозначенных значений может привести к повреждению провода рамки либо спиральной пружинки. Т.О., появляется задачка расширения пределов расширения пределов измерения магнитоэлектрических амперметров и вольтметров.
Расширение пределов измерения амперметров достигается включением шунта, параллельного устройству (рис.4.4).Сопротивление шунта Rш должно быть меньше сопротивления рамки прибораRр и подбирается так, дабы при измерении основная часть измеряемого тока , проходящая через шунт, а ток, протекающий через рамку устройства, не превосходил допустимого значения. Если нужно иметь верхний предел измерения амперметраI, а верхний предел измерения без шунтаIа, то сопротивление шунта
Набросок 4.4 Расширение пределов измерения диапазонов амперметра
Амперметры для измерения сравнимо маленьких токов (до нескольких 10-ов ампер) имеют внутренние шунты, встроенные в корпус устройства. Для измерения огромных токов (до нескольких тыщ ампер) меняются внешние шунты.
Для расширения пределов измерения вольтметра последовательно с сопротивлением рамки врубается дополнительное сопротивление Rд (рис.4.5), которое ограничивает
Набросок 4.5 Расширение пределов измерения вольтметра
падение напряжения на рамке устройства до допустимых пределов. Если нужно определять напряжение Uв, то величина дополнительного сопротивления должна быть
Дополнительные сопротивления внутренними, встроенными в корпус вольтметра (при напряжении до 600 В) либо внешними (при напряжении 600…1500 В). Внешние дополнительные сопротивления выпускаются на определенные номинальные токи (от 0,5 до 30 мА) и имеют классы точности от 0,02 до 1. Шунты и дополнительные сопротивления делаются из материалов с высочайшим удельным сопротивлением, имеющих температурный коэффициент, близкий к нулю.
Как замерить силу тока мультиметром
Сила тока вместе с напряжением и сопротивлением является очень принципиальным понятием в электричестве. Она измеряется в амперах и определяется количеством электроэнергии, проходящей через проводник за определенную единицу времени. Определяют ее величину при помощи измерительных устройств, в домашних критериях это проще всего выполнить с помощью мультиметра, либо тестера, имеющегося в распоряжении многих владельцев современных квартир. Контроль силы тока очень важен для работы устройств, зависящих от электропитания, так как превышение ею очень допустимого значения приводит к поломке устройств и появлению аварийных ситуаций. Тема этой статьи – как измерить силу тока мультиметром.
Виды мультиметров
На современном рынке электроприборов представлено две разновидности тестеров:
Основными элементами аналоговых устройств являются шкала с нанесенными на ней делениями, по которой определяются характеристики электрических величин, и стрелка-указатель. Такие мультиметры пользуются высочайшим спросом у новичков благодаря собственной низкой цены и простоте в использовании.
Но, вместе с этими положительными сторонами, аналоговые тестеры имеют и ряд недочетов, главным из которых является высочайшая погрешность измерений. Ее можно несколько уменьшить за счет настроечного резистора, конструктивно входящего в состав устройства. Все же, по мере надобности замерить электрические характеристики с высочайшей точностью, лучше пользоваться цифровым устройством.
Цифровые мультиметры
Единственным наружным различием цифрового аппарата от аналогового является экран, на котором в виде цифр отражаются измеряемые характеристики. Старенькые модели оборудованы светодиодным экраном, приборы нового типа – жидкокристаллическим.
Они отличаются высочайшей точностью измерений и простотой в эксплуатации, так как не нуждаются в подгонке градуировки.
Недочетом этих устройств можно именовать стоимость, которая в разы превосходит цена аналоговых тестеров.
Особенности конструкции
Независимо от количества гнезд в мультиметре, хоть какой из этих устройств имеет два типа выходов, которые обозначаются различными цветами. Общий выход (масса) окрашен в черный цвет и имеет обозначение или «com», или «–». Выход, созданный для измерений (возможный), имеет красный цвет. Для любого из измеряемых характеристик электроцепи может быть свое гнездо.
Не стоит бояться спутать его с другими, так как каждое из этих гнезд обозначено соответственной единицей.
Еще одним наружным элементом устройства является ручка для установки предела измерений, которая может крутиться по кругу. На цифровых мультиметрах этих пределов больше, чем на аналоговых, не считая того, в них могут быть включены дополнительные функции, к примеру, звуковой сигнал и другие. Так как мы говорим о том, как при помощи тестера произвести измерение силы тока, пойдет речь о шкале с амперами.
Каждый мультиметр имеет свой наибольший предел по току, и при выборе электросети для тестирования, проверяемую силу тока в ней следует сравнить с пределом, на который рассчитан устройство. Так, если сила тока, проходящего снутри электроцепи составляет 180 А, не рекомендуется проводить измерения с помощью мультиметра, рассчитанного на 20 А, так как единственным приобретенным результатом будет сгорание устройства сразу после начала тестирования. Наибольший предел всегда указывается в паспорте мультиметра либо на корпусе устройства.
Порядок подготовки устройства к измерениям
Переключатель мультиметра необходимо перевести в сектор A (DA для неизменного тока либо CA для переменного), который соответствует измерению тока, выбрав при всем этом подходящий предел. Некоторые современные тестеры для электроцепей неизменного тока имеют одну позицию, а для переменного – другую. Дабы не ошибиться, необходимо ориентироваться по литерам, имеющимся на лицевой панели.
Они одинаковы в любом приборе, нужно просто осознавать, какую величину любой из них обозначает.
Все мультиметры оснащаются 2-мя кабелями, на конце каждого из которых имеется щуп и разъем. 2-ые концы проводов вставляются в гнезда устройства, которые соответствуют текущему измерению, в нашем случае – силы тока.
Порядок измерений
Мультиметр для измерения величины силы тока врубается в разрыв электроцепи. В этом состоит основное отличие от процедуры измерения напряжения, при которой тестер подключается к цепочке параллельно. Показатель величины тока, который проходит через устройство, отображается стрелкой на шкале (если идет речь об аналоговом аппарате) либо высвечивается на жидкокристаллическом (светодиодном) мониторе.
Порвать тестируемую цепь для включения в нее устройства можно по-разному. К примеру, отсоединив один из выводов радиоэлемента с помощью паяльничка.
Время от времени приходится перекусывать провод кусачками либо пассатижами.
При определении величины тока батарейки либо аккума таковой задачи не существует, так как просто собирается цепь, одним из частей которой является мультиметр.
Что нужно учесть при измерении
Принципиальным условием при определении силы тока является включение в цепочку ограничительного сопротивления – резистора либо обыкновенной лампочки. Этот элемент защитит устройство от поломки (сгорания) под воздействием потока электронов.
Если сила тока на индикаторе не отображается, это гласит о ошибочно избранном пределе, который необходимо понизить на одну позицию. Если результата нет опять – еще на одну, продолжая до того времени, пока на дисплее либо шкале не отобразится какое-то значение.
Создавать застыл необходимо стремительно – щуп не должен контактировать с кабелем более одной-двух секунд. В особенности это касается частей питания малой мощности. Если, измеряя силу тока батареек, держать щуп на проводе долгое время, итогом станет их разряд – частичный либо полный.
Техника безопасности
Как лицезреем, процедура измерения силы тока с помощью мультиметра никакой трудности не представляет. Принципиально только следовать аннотации и не забывать о серьезном соблюдении мер безопасности:
- Перед проведением замеров обесточьте электросеть.
- Проверьте изоляцию кабелей – при длительной эксплуатации ее целостность время от времени нарушается, и возможность поражения электротоком существенно увеличивается.
- Работайте только в резиновых перчатках.
- Не проводите измерения при высочайшей влажности воздуха. Дело в том, что влага обладает высочайшей электрической проводимостью и риск поражения также растет.
- Человек, пострадавший от удара током, нуждается в мед помощи. Если есть возможность, любые работы с электричеством, в том числе и измерения, лучше проводить вдвоем. В нештатной ситуации присутствие напарника возможно окажется реальным спасением.
Окончив измерения, разрезанные кабели необходимо вновь соединить, за ранее опять обесточив цепь.
Тщательно и наглядно про измерения проводимые при помощи мультиметра на видео:
Заключение
В этой статье мы разобрались, как проверить силу тока при помощи мультиметра. Прочитав изложенный материал, хоть какой взрослый человек сумеет совладать с этой задачей, благо мультиметр – устройство совершенно легкий, но в то же время очень подходящий для решения не только лишь проф, но и бытовых задач, связанных с электричеством.
