Чем измеряют силу тока в цепи как

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:

Рис. 2. Использование мультиметра для измерения постоянного тока

• 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.

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.

Источник

Как правильно измерить силу тока мультиметром

Мультиметр предназначен для измерения различных электрических параметров. В различных моделях их список может незначительно отличаться, но все они позволяют измерять напряжение, силу тока, а также сопротивление, ёмкость конденсаторов и некоторые другие характеристики. Для эффективного использования нужно понимать, как работает мультиметр в каждом конкретном случае.

Что представляет собой мультиметр

Эти приборы используются для измерения практически всех основных электрических параметров. Долгое время применялись аналоговые модели. Сейчас предпочтение отдается цифровым, поскольку аналоговые отличаются более высокой погрешностью измерений.

Один из основных элементов мультиметра — цифровой дисплей. На нем отображаются измеренные значения. Каждый раз используется шкала, которая соответствует выбранному параметру и масштабу измерений.

На центральной части передней панели находится переключатель, с помощью которого устанавливается необходимый режим работы. При вращении переключателя режимов выбирают не только физическую величину для измерения, но и необходимый масштаб. Показания прибора интерпретируются с его учётом.

При измерении силы тока и в других аналогичных случаях используются щупы, которые вставляются в специальные гнёзда. В наличии два щупа — один из них красного, другой — чёрного цвета. Для последнего используется гнездо с надписью «COM». Для красного предусмотрены два гнезда. То, которое подписано «10 А», используется в тех случаях, когда по проводу проходит соответствующий электроток. Если он значительно меньше, то используется второе гнездо. В профессиональных приборах вместо 10 А может быть ограничение 20 А. Эта клемма используется в тех случаях, когда ожидается, что сила тока будет превосходить максимальное значение шкалы.

Особенностью выхода на 10 А (20 А) является отсутствие в цепи плавкого предохранителя. В остальных режимах он присутствует. В рассматриваемом случае значительное превышение силы тока может привести к тому, что выйдет из строя мультиметр. Также ограничена продолжительность соединения. Она не может превышать 10 секунд. Повторять такое действие необходимо не чаще, чем раз в 15 минут. При использовании других режимов таких ограничений нет.

В продаже имеется большое количество моделей мультиметров. Здесь приведена информация о наиболее часто используемом способе указания режимов работы и диапазонов. Однако в некоторых моделях управление может отличаться.

Например, возможны следующие ситуации:

• Обычно включение или выключение устройства происходит путём установки переключателя режимов в определенное положение. Однако в некоторых случаях для этой цели может применяться специальная кнопка.
• Выбор между постоянным и переменным электротоком также происходит при помощи кнопочного переключателя.
• Иногда переключателем можно установить режим, чтобы замерить силу тока или напряжение мультиметром, а соответствующий диапазон выбирается автоматически. Такая особенность присуща специализированным, более дорогим моделям.
• Существуют модели с возможностью измерения температуры.
• Может использоваться кнопка HOLD. При нажатии на неё на дисплее удерживается результат последнего измерения. Это удобно, например, в тех случаях, когда мастеру нужно немного времени, чтобы записать результат.
• В большинстве приборов используется три гнезда — одно для чёрного провода и два для красного. Однако иногда присутствует четвёртый разъем. Его нельзя использовать, если выполняется замер силы тока мультиметром. В четвертый разъем вставляется щуп с красным проводом при определении напряжения, сопротивления и частоты.

• Постоянный и переменный электроток могут обозначаться, соответственно, как «DCV» и «ACV».
• В более дорогих моделях доступно использование подсветки. Её можно включить, нажав соответствующую кнопку. Свет автоматически выключится после того, как пройдёт 5 секунд.
• При прозвонке в более дорогих моделях можно использовать не только показания дисплея, но и слышать звуковой сигнал.
• В некоторых случаях прибор поставляется вместе с токовыми клещами. С их помощью удобно проводить измерение переменного тока мультиметром.

Измеряя ток мультиметром, необходимо учитывать, что слишком сильный ток может быть опасен для человека. В зависимости от его величины, он оказывает следующее действие:

• Человек наиболее чувствителен к переменному току. Если он находится в промежутке от 0.5 до 1.5 милиАмпер, то может ощущаться лёгкое дрожание пальцев рук. Постоянный ток в этих границах не оказывает никакого воздействия на человека.
• Аналогичная ситуация характерна и для 1.5–3.0 милиАмпера. В данном случае переменный ток усиливает дрожание пальцев, а действие постоянного не ощущается.
• При возрастании переменного до 7 мА могут наблюдаться судороги в руках. Действие постоянного тока такой силы проявляется зудом и ощущением тепла.
• Когда сила тока в цепи составляет 8–10 мА, то пострадавший чувствует сильные боли, однако может самостоятельно оторвать руки от контактов.
• Наличие тока 20–25 мА не позволяет убрать свои руки из-под воздействия электричества. Человек испытывает сильные боли. Постоянный ток такого значения приводит к сильному ощущению нагрева и незначительным сокращениям рук.

При дальнейшем увеличении тяжесть последствий увеличивается. Переменный электроток свыше 50 мА или постоянный свыше 100 приводит к параличу дыхания. При наличии соответствующей нагрузки сила проходящего по цепи тока может быть снижена до приемлемой величины.

Как выбрать нужный режим работы

Перед тем как измерить силу тока мультиметром или любой другой параметр, требуется установить переключатель в нужное положение. Следует выбрать участок круговой шкалы, который обозначен соответствующими символами. Например, для напряжения используется обозначение, начинающееся с «V», а для силы тока — с «A». Для обозначения переменной характеристики используется символ «

», для постоянной — «=». На различных моделях эти символы могут быть расположены до или после буквенного обозначения. Иногда вместо знака равенства используется горизонтальная черта и идущие параллельно три точки.

Далее необходимо определить, в каком диапазоне будет происходить измерение постоянного или переменного электротока. На шкале отображается максимальная величина в выбранном промежутке. Если ошибиться в выборе, то нельзя будет узнать точный результат измерения. Обычно нужное значение определяют на основе различных дополнительных соображений.

Особенности измерения силы тока

Прибор должен использоваться мастером в соответствии с имеющимися задачами для определения различных величин. Поэтому измерять силу тока с помощью мультиметра следует с учетом особенностей его работы в рассматриваемом случае.

Силой тока называют физическую величину, соответствующую количеству элементарных зарядов, проходящих через поперечное сечение проводника в единицу времени. В системе СИ используется единица измерения 1 Ампер. Нужно помнить, что слишком большая сила тока при неправильном использовании мультиметра может не только сильно разогреть проводник, но и привести к поломке прибора.

Знание точного значения силы тока может понадобиться в таких случаях:

• Каждая единица электрического оборудования рассчитана на определённую силу тока. При её превышении может произойти перегрев проводников или деталей, что становится причиной поломки. Измерение электротока позволит проконтролировать соблюдение технических условий эксплуатации.
• При эксплуатации электроприбора иногда важно точно определить значение потребляемой им мощности. Как известно, мощность представляет собой произведение силы тока и напряжения. Измерение силы тока и напряжения мультиметром позволяет получить необходимые данные для расчета.
• При ремонте электрических схем важно проверить силу тока на различных участках. Если она меньше ожидаемой, это может быть связано с неисправностью цепи. Проводя измерения, мастер сможет локализовать место, где необходимо произвести ремонт.
• При работе с аккумулятором иногда возникают утечки. Измерение силы тока поможет найти причину и позволит отключить лишних потребителей энергии. В этом случае мастер должен точно знать, как измерить ток, чтобы получить необходимое значение.
• При использовании батарейки или аккумулятора измерение величины потребляемого тока позволит оценить, насколько хватит заряда. Например, если сила тока равна 20 мА, а батарейка обеспечивает 900 мА, то её хватит на 45 часов.

Здесь перечислены наиболее частые причины, но рассматриваемые измерения также могут потребоваться и во многих других случаях.

Как выполняется измерение

Перед тем как замерить, нужно определить, речь идёт о постоянном или переменном электротоке. Сначала рассмотрим первый вариант. Необходимо предварительно определить, какая ожидаемая величина силы тока. Красный щуп вставляют в гнездо с надписью, соответствующей силе тока.

При подключении прибора красный провод присоединяют к положительному, а чёрный — к отрицательному контакту. Проверка их расположения на объекте осуществляется в соответствии с имеющимися сведениями. Если мастер перепутает контакты местами, то для постоянного тока на дисплее значение будет показано со знаком «минус». При измерении переменного тока полярность не имеет значения.

Перед тем как измерять ток, необходимо правильно собрать цепь. При этом мультиметр должен быть подключён последовательно. При проведении измерений важно выполнять необходимые требования техники безопасности.

Если отсутствует предварительная информация о диапазоне, в котором находится сила тока, то сначала выставляют максимальное значение. В дальнейшем нужно руководствоваться полученными результатами. Если на дисплее высвечивается минимальное значение, то переходят к меньшему диапазону до тех пор, пока не определят тот, который нужен. Минимальным значением электротока для мультиметра в большинстве случаев является 2000 микроАмпер.

Иногда пользователю бывает необходимо проверить силу тока утечки, например, при ремонте автомобиля. В этом случае требуется выполнить такие действия:

1. Выключить зажигание.
2. Отключить потребление тока для тех устройств, которые работают при выключенном зажигании.
3. Отсоединить провод от отрицательного полюса аккумулятора.
4. Выбрать правильный режим работы мультиметра. В рассматриваемом случае, перед тем как проверить ток, нужно для красного провода использовать разъём, рассчитанный на 10 А.
5. Красный провод с помощью специального зажима подсоединить к клемме, снятой с отрицательного полюса аккумулятора. Чёрный провод подключить к отрицательному полюсу.
6. Далее нужно следить за показаниями прибора. При отсутствии утечки на дисплее будет показан нулевой результат. При её наличии на экране появится величина силы тока. Чем она больше, тем сильнее утечка.

Чтобы померить величину переменного электротока, выгодно использовать модель мультиметра, в которой имеются токовые клещи. При этом нет необходимости осуществлять последовательное соединение. Провод охватывают клещами, после этого на дисплее отображается нужная величина.

При отсутствии токовых клещей измерение переменного тока проводится обычным образом. При этом необходимо при помощи переключателя выбрать нужный режим. Если неизвестно какой диапазон значений ожидается, используют максимальное значение (10 А). Щупы подключают в разрыв цепи. В зависимости от значений, показанных на дисплее, выбирают соответствующий диапазон.

Техника безопасности

При проведении проверки тока необходимо обеспечить свою безопасность, соблюдая определенные правила:

• Перед тем как измерять силу тока, необходимо обесточить объект, с которым ведётся работа.
• Запрещено выполнять действия мокрыми руками.
• Измерение силы тока нужно проводить за минимальное время, в течение которого поддерживается контакт. В противном случае прибор может перегореть.
• Нужно помнить, если режим работы выставлен неправильно, это может привести к поломке прибора.
• Измерения не рекомендуется проводить в помещениях, где имеется повышенная влажность воздуха.
• С электричеством не стоит работать поодиночке. Второй человек поможет в случае возникновения аварийной ситуации.
• При измерении нужно пользоваться индивидуальными средствами защиты.

Если мультиметр подвергся сильному механическому воздействию или был повреждён другим способом, то работать с ним опасно. В такой ситуации имеет смысл воспользоваться новым исправным прибором.

Видео по теме

Источник