Как измерить силу электрического тока в цепи?
В процессе эксплуатации различного оборудования возникает необходимость проверки основных электрических параметров его работы. Это нужно как для проверки определенных характеристик, так и для ремонтных работ. Одним из наиболее сложных и опасных измерений является определение величины токовой нагрузки. Поэтому для всех начинающих электриков будет актуально узнать, как измерить силу электрического тока в цепи правильно и безопасно.
Используемые приборы
Измерить силу тока можно различными способами, однако далеко не все из них применимы в повседневной жизни. К примеру, различные измерительные трансформаторы, подключаемые в цепь, крайне неудобно переносить по дому и даже хранить на полке в гараже. Поэтому актуальными средствами измерительной техники являются амперметры, мультиметры и клещи. Далее рассмотрим детально особенности работы и применения каждого из них.
Амперметр
Это один из наиболее простых измерительных приборов, который реагирует на изменение токовой нагрузки. С электротехнической точки зрения амперметр представляет собой нулевой или бесконечно малое сопротивление. Поэтому в случае приложения напряжения только к прибору, в нем возникнет ток короткого замыкания, из-за чего амперметр включается в цепь последовательно замеряемой нагрузке. Для наглядности стоит пояснить, что измерить силу тока в розетке нельзя, так как без нагрузки (в случае разомкнутой цепи) ток в ней не протекает, на контактах розетки присутствует только напряжение, поэтому подключение амперметра напрямую приведет к замыканию.
Под электрическим током подразумевается направленное движение заряженных частиц, которое проходит через поперечное сечение проводника за определенную единицу времени. Поэтому запомните, что токовая нагрузка возникает лишь от включения бытового электроприбора к источнику питания. Включение амперметра отдельно к точке электроснабжения или отдельно к рабочему двухполюснику никоим образом не даст информации о силе тока. Если рассмотреть пример на схеме, то чтобы замерить амперы вы должны включить прибор в линию последовательно к объекту измерения:
Рис. 1. Пример подключения амперметра
Как видите, основная сложность заключается в том, что процесс измерения происходит непосредственно в момент протекания электрической энергии, соответственно, велика вероятность поражения электрическим током в случае нарушения технологии.
Чтобы избежать плачевных последствий, необходимо соблюдать такие правила:
- Подключение производится только при отсутствии напряжения;
- Измерительные провода должны быть заизолированы, а места подключения удалены от человека, при необходимости исключена возможность прикосновения к ним;
- Выведение амперметра из цепи измерения тока также выполняется при снятом напряжении.
Так как амперметр является узконаправленным прибором для измерения силы тока, его редко кто хранит у себя дома. Поэтому если вы хотите приобрести приспособление, куда выгоднее обзавестись мультиметром, который обладает значительно более широким функционалом.
Мультиметр
Этот прибор также называют тестером, Ц-эшкой, поэтому в обиходе можно встретить разные поколения мультиметра. Принцип использования мультиметра в качестве средства для измерения тока в цепи полностью аналогично амперметру, как по схеме включения, так и по предъявляемым мерам предосторожности. Однако следует отметить, что мультиметр мультиметру рознь, поэтому перед включением тестера обязательно посмотрите, подходит ли он, чтобы измерить ток в вашем случае.
Из конструктивных особенностей сразу отметим:
- Диапазон измерения – выставляется переключателем на определенную величину силы тока. Выбирается таким, чтобы предполагаемая нагрузка его не превышала, но была соизмеримой.
- Род тока – переменный или постоянный, заметьте, что некоторые модели мультиметров предоставляют возможность измерить только один вариант.
- Разделение на слаботочные и силовые измерения – такие приборы имеют отдельную шкалу на мА, мкА и отдельную для А. Также в них могут располагаться отдельные разъемы, чтобы подключить щупы.
- Наличие защиты от перегрузки при подключении измерительных устройств, обозначается отметкой unfused. Которая свидетельствует о наличии предохранителя, способного предотвратить выход со строя мультиметра от протекания чрезмерной силы тока.
По способу отображения информации все мультиметры подразделяются на циферблатные и дисплейные. Первые из них – довольно устаревшая модель, ориентироваться по ним смогут только искушенные электрики, знакомые с основами метрологии. Новичок же может запутаться в показаниях на шкале, цене деления или какими единицами измеряется нагрузка. Поэтому применение цифрового прибора куда проще и удобнее, на дисплее отображается конкретное число.
Токоизмерительные клещи
Это наиболее удобный прибор, так как чтобы измерить силу тока токоизмерительными клещами, нет нужды разрывать цепь. Конструктивно клещи представляют собой разъемный магнитопровод, в который и помещается проводник, на котором вы хотите померить силу тока. Токоизмерительные клещи имеют схожесть с тем же мультиметром, а в более продвинутых моделях вы встретите такой же переключатель с функцией определения мощности, напряжения, сопротивления, силы тока и разъемы для подключения щупов.
Как измерить силу тока в цепи
Для измерения электрического тока в цепи куда удобнее использовать современные устройства – мультиметры или клещи, особенно для одноразовых операций. А вот стационарный амперметр подойдет для тех ситуаций, когда вы планируете постоянно контролировать силу тока, к примеру, для контроля заряда батарейки или аккумулятора в автомобиле.
Постоянного тока
Разрыв электрической цепи организовывается до начала измерений при отключенном напряжении. Даже в низковольтных цепях вы можете вызвать замыкание батарейки, которое моментально приведет к потере электрического заряда. Далее рассмотрим пример измерения в цепи постоянного тока с помощью мультиметра, для этого:
- подключите щупы к соответствующим вводам в тестер – черный в COM, красный в разъем с пометкой mA, A или 10A, в зависимости от устройства;
- при помощи «крокодилов» соедините щупы тестера с цепью измерения последовательно;
- установите переключателем нужный род тока и предел измерений;
- можете подключить нагрузку и произвести измерения, на дисплее мультиметра отобразится искомое значение.
Но заметьте, подключать мультиметр следует на короткий промежуток времени, так как он может перегреться и выйти со строя.
Переменного тока
Цепь переменного напряжения может измеряться как мультиметром, так и токоизмерительными клещами. Но, в связи с опасностью переменного бытового напряжения для жизни человека, эту процедуру целесообразнее выполнять клещами без измерительных щупов и без разрыва цепи.
Рис. 3. Использование клещей для измерения переменного тока
Для этого вам нужно:
- переключить ручку в положение переменных токов на нужную позицию нагрузки, если она изначально неизвестна, то сразу выбирают максимальный диапазон;
- нажать боковую скобу, которая разомкнет клещи;
- поместить внутрь клещей токоведущую жилу и отпустить кнопку.
- данные измерений отобразятся на дисплее, при необходимости их можно зафиксировать соответствующей кнопкой.
Производить измерения можно как на изолированных, так и на оголенных жилах. Но заметьте, в область обхвата должен попадать только один проводник, сразу в двух измерить не получится.
Реальные примеры измерения тока
Далее рассмотрим несколько вариантов того, как подключить измерительный прибор в бытовых нуждах. При замерах батареек вам необходимо один щуп приложить к контакту батарейки, а второй к контакту нагрузки, второй контакт нагрузки подключается к свободной клемме батарейки.
Рис. 4. Измерение силы тока в цепи батарейки
Если вы хотите проверить токовую нагрузку в обмотках трехфазного электродвигателя, измерительный прибор подключается поочередно в каждую фазу или если у вас есть три амперметра, можете использовать их одновременно. Для этого щупы подключаются одним концом к выводам обмоток в борно, а вторым, к питающему проводу соответствующей фазы.
Рис. 5. Измерение силы тока в цепи электродвигателя
Как пользоваться мультиметром правильно
Как понятно из названия, мультиметр служит для измерения нескольких электрических величин. Многофункциональный прибор объединяет в себе вольтметр, амперметр, омметр, прозвонку, а также может иметь дополнительные функции вроде термопары или низкочастотного генератора, проверки конденсаторов и транзисторов.
Аналоговые тестеры со шкалой и стрелкой почти не встречаются, так как давно вытеснены доступными цифровыми приборами. Последние же, помимо точности и количества режимов, отличаются по типу определения величин. Автоматические показывают результат сразу после выбора режима, в ручных нужно дополнительно выставить диапазон измерений.
Все мультиметры имеют схожую конструкцию. На передней панели располагается экран, под ним находится поворотный переключатель режимов, а чуть ниже — разъёмы для подключения щупов. В некоторых моделях есть кнопки для включения подсветки, запоминания показаний и для других дополнительных функций.
Провода с щупами, которыми нужно коснуться детали при измерении, подключаются к соответствующим разъёмам. Чёрный провод всегда к гнезду с обозначением COM, а красный — в зависимости от величины тока. Если он не превышает 200 мА, то к разъёму VΩmA, если превышает, то к 10ADC (10A MAX). В быту такие высокие токи не встречаются, поэтому в основном используется гнездо VΩmA.
Цифры на шкале указывают на максимальное значение, которое можно проверить в этом диапазоне. Например, в режиме DCV 20 измеряют постоянное напряжение от 0 до 20 В. Если оно составляет 21 В, то нужно переключиться на одну ступень выше, в положение 200. Важно выбирать диапазон в соответствии с измеряемым, иначе мультиметр испортится.
Как измерить постоянное напряжение мультиметром
Убедитесь в правильности подключения щупов.
Переключитесь в режим постоянного напряжения. Обычно он обозначается символами V с прямой и пунктирной линией или DCV.
В мультиметрах с ручным выбором диапазонов дополнительно установите примерное значение измерений, а лучше на ступень выше. Если не уверены, начинайте с максимального и постепенно понижайте.
Коснитесь щупами контактов и посмотрите на экран. Если вместе с цифрой отображается знак минус, значит, перепутана полярность: красный щуп касается минуса, а чёрный — плюса.
В ручном мультиметре, возможно, придётся подкорректировать диапазон измерений.
Если на дисплее единица, нужно повысить предел измерения, если ноль, символы OL или OVER — понизить .
Как измерить переменное напряжение мультиметром
Проверьте, что щупы подключены верно.
Включите режим переменного напряжения. Он маркируется символами V
В ручных мультиметрах также установите примерное значение измерений. Лучше на одну ступень выше или на самую максимальную.
Поднесите щупы к контактам и считайте показания с дисплея.
Если мультиметр с ручным определением диапазонов и на экране единица, повысьте предел измерения, если ноль (OL, OVER) — понизьте.
Как измерить сопротивление мультиметром
Убедитесь в правильности подключения щупов.
Поставьте режим измерения сопротивления. Он обозначается символом Ω.
Если тестер ручной, выберите приблизительный диапазон измерений.
Прикоснитесь щупами к выводам резистора и посмотрите на экране его сопротивление.
На ручном мультиметре при необходимости подстройте диапазон измерений в большую или меньшую сторону.
Как проверить диод или цепь мультиметром
Вставьте щупы в правильные разъёмы мультиметра.
Переключитесь в режим прозвонки диодов, отмеченный символом стрелки с вертикальной линией.
Приложите иглы щупов к выводам диода. Мультиметр покажет на экране падение напряжения. Если поменять щупы местами, то при рабочем диоде на экране будет единица, а на неисправном — любое другое число.
В этом же режиме можно прозвонить цепь или провод, но надо предварительно обесточить их. Если целостность не нарушена, прозвучит звуковой сигнал, если есть обрыв — на экране просто отобразится единица, OL или OVER.
На некоторых мультиметрах звуковой режим прозвонки включается отдельно. Например, на чёрном тестере, как на фото выше. Этот режим обозначается символом увеличения громкости, нотой или динамиком.
Как измерить силу тока мультиметром
Присоедините щупы к нужным разъёмам мультиметра в зависимости от величины тока.
Установите режим измерения силы тока (DCA, mA).
В мультиметре с ручным выбором диапазонов установите максимальный порог.
При последовательном подключении мультиметр является частью цепи.
Последовательно подключите щупы в цепь. В отличие от напряжения и сопротивления ток измеряется не параллельно. То есть нужно не просто коснуться двух точек схемы или выводов детали, а подключить мультиметр в разрыв цепи. При параллельном включении прибор может выйти из строя!
На экране отобразится потребляемый ток. Если мультиметр ручной, то, возможно, придётся переключить диапазон для более точных результатов.
Измерение напряжения и тока мультиметром — как делать нельзя.
Портативный цифровой комбинированный измерительный прибор или коротко – мультиметр, на сегодняшний день имеется практически в каждом доме.
Благо цена на простейшие модели (350р-1000р), которых за глаза хватает для бытового использования, позволяет приобрести его без серьезного урезания семейного бюджета.
При этом вовсе не обязательно быть радиолюбителем, чтобы научиться пользоваться данной коробочкой.
Однако любители в отличие от радиомастеров зачастую совершают такие глупые ошибки, которые могут привести не только к выходу из строя девайса, но и закончиться возгоранием этой маленькой штучки.
Как избежать этого, давайте разбираться в данной статье.
Как измерить силу тока в розетке и узнать, действительно ли она соответствует своим заявленным характеристикам (6А или 16А)? Типа воткнул щупы, а прибор тебе Амперы показывает.
Ответ – никак. Единственное, что можно измерить в розетке мультиметром – это переменное напряжение.
Да, иногда мультиметром проверяют в розетке целостность цепи или наличие КЗ в эл.проводке, путем прозвонки и проверки сопротивления приходящего кабеля.
Но для этого в эл.щитке должен быть отключен не только автомат розеток, но и вводной выключатель.
Во всех остальных случаях “сколько тока в розетке” вы не узнаете. Разве что проверите насколько хорошо работает защита в вашей эл.щитовой.
Вот наглядные последствия таких измерений на кончиках щупов, которые были вставлены в розетку для проверки силы тока. Ток оказался сильнее ��
А это последствия внутри самого мультиметра.
Обратите особое внимание — большинство дешевых китайских мультиметров вообще не измеряют переменный ток! Об этом говорят надписи на корпусе.
Возле разъемов для щупов, где написано 200мА и 10А нарисован значок прямой (-) или прерывистой пунктирной (. . .) линии. Он обозначает, что данный мультиметр может измерять только ПОСТОЯННЫЙ ИЛИ ПУЛЬСИРУЮЩИЙ ТОК (от батарейки, аккумулятора, блока питания и т.п.)
О розетках и бытовых приборах здесь и речи быть не может! «Переменка» обозначается волнистой линией (
Все современные мультиметры имеют внутри корпуса элемент питания, не важно какой именно – крону на 9V, пальчиковые батарейки или круглые “таблетки”.
Важно, чтобы вы знали, что если эта самая батарейка будет сильно разряжена, то прибор начнет безбожно врать и его погрешность составит десятки процентов в меньшую или большую сторону.
Поэтому, если показания на табло у вас вызывают сомнения, не нужно грешить на тестер и ругать дешевую китайскую продукцию, попробуйте просто заменить батарейку.
Есть приборы, которые прямо на табло показывают уровень заряда встроенного элемента питания.
Емкость пальчиковых или мизинчиковых батареек без мультиметра можно проверить тестом на прыгучесть.
Круглые таблетки проверяются светодиодами.
А вот для кроны понадобится уже другой мультиметр.
Прежде чем проводить какие-либо замеры мультиметром проверьте, отключили ли вы измеряемое оборудование от сети 220В (за исключением проверки схем в режиме вольтметра).
То же самое относится и к девайсам, питаемым от источника постоянного напряжения 12/24V. Казалось бы, вполне логичное правило и все его исполняют ��
Однако здесь есть один подвох. Обратите внимание, что в этом случае всегда нужно именно вытаскивать вилку из розетки, а не просто щелкать встроенным переключателем на переноске или самом приборе.
Дело в том, что такой выключатель зачастую разрывает не два провода (фаза и ноль), а всего один. Это касается удлинителей с двухполюсными (они более узкие), а не четырехполюсными выключателями.
И тут все будет зависеть, каким образом вы вставили вилку от переноски или сетевого фильтра в розетку. При одном положении будет разрываться фаза, а при другом – ноль!
Как вы понимаете, во втором случае фаза по-прежнему будет присутствовать на приборе, не зависимо от того, щелкнули вы выключателем на удлинителе или нет.
Что будет, если перепутать и замерить мультиметром напряжение в режиме силы тока? Как уже говорилось выше — ничего хорошего.
Объясняем физику процесса. Дело в том, что когда вы вставляете щупы в розетку, вы фактически через мультиметр соединяете фазу с нолем.
Чтобы не спровоцировать при этом КЗ, тестер должен иметь большое внутреннее сопротивление. Это как раз и достигается переключением прибора в положение “замер напряжения” и установкой щупов в правильные гнезда.
На практике R-мультиметра в этом положении может составить десятки мегаом. При замерах тока все совсем наоборот. Мультиметр в этом случае подключается последовательно нагрузке.
Ток, который начинает течь через тестер не должен искажаться и остаться таким же, каким он был бы и без мультиметра. Поэтому в режиме замера силы тока внутреннее сопротивление мультиметра очень мало.
Если в таком положении попытаться измерить напряжение, то это все равно что закоротить между собой фазный провод с нулевым.
Когда щупы находятся в разъемах COM и mA, сработает встроенный предохранитель.
А вот при нахождении второго щупа в разъеме 10А, все закончится гораздо печальнее. В самых дешевых китайских моделях, типа DT830B в этом положении у мультиметра вообще нет никакой защиты. Между гнездами COM и 10А стоит шунт!
Также будьте внимательны при измерениях переменного (АСV) и постоянного напряжения (DCV). Очень многие ставят переключатель вроде бы на вольты, но не замечают, что это постоянка (DCV).
После чего суют щупы в розетку.
Поэтому перед любыми измерениями десять раз перепроверяйте положение колесика режимов и куда вставлены сами щупы.
Даже опытные мастера советуют дополнительно маркировать эту риску сразу после покупки прибора.
Именно из-за этого некоторые производители начали делать переключатели с зеркальной шкалой, дабы 100% исключить эту ошибку.
Приборы с автовыбором и минимальным набором кнопок тоже не всегда спасают.
В более дорогих моделях мультиметров гнезда под щупы при неправильном выборе переключателя автоматически закрываются защитными шторками. Например, у HoldPeak HP890CN.
Если щупы уже стоят там, где не нужно, то вы просто не сможете провернуть колесико в неправильные режимы (защита от дурака). Подробнее
Можно ли измерить ток двигателя мультиметром? Можно, но при этом надо знать определенные нюансы.
Во-первых, мультиметр должен поддерживать режим замера переменного тока. Проверяйте это по надписям на корпусе девайса.
Возле значка в Амперах должна быть волнистая линия, а на табло высвечиваться надпись АС.
Во-вторых, любой асинхронный двигатель в момент пуска потребляет ток в 5-7 раз больше своих номинальных значений. Поэтому ориентироваться только по данным бирки двигателя никогда нельзя.
Замеряемый ток в момент пуска окажется гораздо больше, чем максимальный предел мультиметра (обычно max 10А). Хорошо, если прибор покажет значение OL (Over Limit) или 1. (единицу с точкой).
Это означает превышение предела. В худших ситуациях прибор может выйти из строя.
Можете воспользоваться однополюсным автоматическим выключателем, встроенным последовательно в цепь питания по одной из фаз. Мультиметр подключается параллельно ему.
В момент пуска весь ток первоначально пойдет через автомат. Когда двигатель разгонится и выйдет на заданный режим, автомат отключается (производится дешунтирование).
Номинальный ток меняет свой путь и начинает уже течь через мультиметр, на котором и фиксируются истинные показания.
Также можно воспользоваться дополнительными девайсами. Называются они clamp adaptor.
Подключаете через щупы такой внешний разъемчик и превращаете свой мультиметр в полноценные токоизмерительные клещи с возможностью измерения тока до 600А! Подробнее
Вычисление нагрузки мультиметром
051083
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 106
Регистрация: 5.5.2013
Пользователь №: 32999
Shturman1
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 2024
Регистрация: 15.6.2012
Из: Украина
Пользователь №: 27931
051083
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 106
Регистрация: 5.5.2013
Пользователь №: 32999
а про напряжение? какое значение подставлять, измеренное?
в том то и проблема, клещей нет))) я думал что мультиметр и переменный ток измеряет, значит ошибся!
Сообщение отредактировал 51083 — 27.5.2013, 12:18
Shturman1
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 2024
Регистрация: 15.6.2012
Из: Украина
Пользователь №: 27931
Sinus
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 2646
Регистрация: 30.4.2011
Из: Дальневосточные берега РФ
Пользователь №: 22651
051083
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 106
Регистрация: 5.5.2013
Пользователь №: 32999
Sinus
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 2646
Регистрация: 30.4.2011
Из: Дальневосточные берега РФ
Пользователь №: 22651
Shturman1
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 2024
Регистрация: 15.6.2012
Из: Украина
Пользователь №: 27931
Сергей Г
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 728
Регистрация: 13.2.2013
Пользователь №: 30796
KVA
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 325
Регистрация: 31.10.2012
Пользователь №: 28934
051083
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 106
Регистрация: 5.5.2013
Пользователь №: 32999
Roman D
Просмотр профиля
Инспектор Бел Амор
Группа: Пользователи
Сообщений: 10373
Регистрация: 11.8.2007
Из: Куртенгофъ
Пользователь №: 9187
Идея абсолютно верная. только счетчик таким образом не проверишь. Как объём воды, проходящей через трубу — линейкой. Беда в том, что нагрузка меняется ежесекундно. Тут, как минимум, надо шесть тестеров, показания которых записываются ежесекундно. Поэтому для таких измерений используют специально обученные приборы.
Разумеется, при измерении (а не при расчёте) мощность будет равна сумме произведений тока и напряжения в каждой фазе.
Сергей ДД
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 1811
Регистрация: 6.9.2009
Из: Из СССР, РФ
Пользователь №: 15472
Подставляете измеренное напряжение — 226 В в вашем примере.
Замеряете эти 6 параметров (3 тока и 3 напряжения) одновременно, каждые 10 секунд в течении часа. Высчитываете за каждые 10(условно выбранный интервал, чем чаще тем точнее) секунд количество энергии, складываете её и получаете потребление за 1 час(с определенным приближением, нужно точнее, чаще замер). Ну и по такой же методике за интересующий вас интервал времени.
Многие мультиметры измеряют переменный ток. Посмотрите повнимательнее на ваш.
051083
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 106
Регистрация: 5.5.2013
Пользователь №: 32999
Сергей ДД
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 1811
Регистрация: 6.9.2009
Из: Из СССР, РФ
Пользователь №: 15472
Если ваш счетчик показывает мощность(наприер меркурий показывает), и потребление (мощность) постояное и не меняется каждый 2 секунды от 1 кВт до 15кВт, то вполне реально оценить правильность показаний мультиметром.
Если вы хотите оценить правильность работы счетчика, отключите дом, подключите контрольную стабильную активную нагрузку порядка 3 кВт на 1 час, и замеряйте напряжение каждые 1 -2 минуты, ток можно 1 раз до контрольного замера. Потом посчитайте количество энергии и сравните с показанием вашего счетчика. Это приблизительная оценка. Но лучше обратитесь к специалистам, с специально "обученными " приборами.