Как измерить силу тока амперметром: Как измерить силу тока мультиметром и не получить электротравму?

Амперметр. Измерение силы тока — Технарь

Силу тока в цепи измеряют приборами, называемыми амперметрами. Амперметр, в устройстве которого используется механическое действие тока, — это тот же рассмотренный уже нами гальванометр, только приспособленный для измерения силы тока. Он устроен так, что включение его в цепь практически не изменяет силы тока в 1 цепи.

Амперметр, используемый в школьных опытах, показан на рисунке 248, а, в лабораторных работах — на рисунке 248, в, технический амперметр — на рисунке 8. На шкале амперметра обычно ставят букву А, на схемах амперметр изображают в виде кружка с буквой А внутри (рис. 248, б).

Шкалу амперметра градуируют в амперах и долях ампера обычно по показаниям точных образцовых амперметров. Каждый амперметр рассчитан на некоторую наибольшую силу тока, превышать которую нельзя, так как прибор может испортиться.

При измерении силы тока амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить. Включают амперметр в цепь с помощью двух клемм, или зажимов, имеющихся на приборе. У одной из клемм амперметра стоит знак «плюс» («+»), у другой — «минус» («—») (иногда знака «минус» нет). Клемму со знаком «+» нужно обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока.

При измерении силы тока амперметр можно включать в любое место цепи, состоящей из ряда последовательно соединенных проводников, так как сила тока во всех точках цепи одинакова. Если включить один амперметр в цепь до лампы, другой после, то оба они покажут одинаковую силу тока (рис. 249).

Сила тока — очень важная характеристика электрической цепи. Работающим с электрическими цепями надо знать, что для человеческого организма безопасным считается ток до 1 мА. Сила тока больше 100 мА приводит к серьезным поражениям организма.

Вопросы. 1. Как называют прибор для измерения силы тока? 2. В каких единицах градуируют шкалу амперметра? 3. Как включают амперметр в цепь?

Упражнения. 1. При включении в цепь амперметра так, как показано на рисунке 250, а, сила тока была 0,5 A, Каковы будут показания амперметра при включении его в ту же цепь так, как изображено на рисунке 250,6? 2. Как можно проверить правильность показаний амперметра с помощью другого амперметра, точность показаний которого проверена? 3. Рассмотрите амперметры, данные на рисунках 248, 249. Определите цену деления шкалы каждого амперметра. Какую наибольшую силу тока могут они измерять? Перерисуйте шкалу амперметра (рис. 248, а) в тетрадь и покажите, каково будет положение стрелки при силе тока 0,3 и 1,5 A. 4. Имеется точный амперметр. Как, пользуясь им, нанести шкалу на другой, еще не проградуированный амперметр?

Задание

Подготовьте доклады на темы:

Электролиз. Применение электролиза в технике: рафинирование меди, добывание, алюминия, гальваностегия, гальванопластика, открытие Якоби.

Метки: амперметрИзмерение силы токалампамеханическое действие токасила токатокток в электрической цепиэлектрикаэлектрическая цепьэлектрический токэлектричествоэлектролиз

Как измерить силу тока мультиметром (проверка мощности постоянного и переменного тока)

Содержание

  1. В чем отличие силы тока от напряжения
  2. Принципы измерения тока
  3. Настройка и замеры переменного тока
  4. Настройка и замеры постоянного тока
  5. Замеряем мощность на источниках питания
  6. Блок питания
  7. Автомобильный аккумулятор
  8. Зарядное устройства и адаптер
  9. Можно ли измерить силу тока в электрической розетке
  10. Меры безопасности при высоких токах

Мультиметр является универсальным прибором, позволяющим померить различные электрические величины. Зачастую его используют в качестве амперметра – прибора, измеряющего силу электрического тока.

В чем отличие силы тока от напряжения

Электрический ток и напряжение (разность потенциалов) по своей сути различные физические явления, хотя и связаны друг с другом. Они измеряются в различных величинах – амперах и вольтах соответственно. Понимание их сущности поможет не только избежать безграмотных выражений типа «ток высокого напряжения», но и правильно подойти к вопросу измерения этих величин.

Напряжением называется разность потенциалов между двумя точками. Не углубляясь в физические подробности, можно отметить, что разность потенциалов вызывается:

  • наличием в двух точках зарядов разных знаков;
  • наличием зарядов в одной точке – относительно нулевого потенциала другой точки;
  • наличием в двух точках заряда равного знака, но отличающегося по модулю.

Если обе точки соединить проводником, возникнет направленный переток зарядов, который и называется электрическим током. Его силой (которая измеряется в амперах) определяется количество зарядов, прошедшее через сечение проводника за единицу времени. Иными словами – чем больше расход зарядов, тем выше ток.

Разность потенциалов и электрический ток.

Можно провести аналогии с водой. Пусть имеются два сосуда, наполненные жидкостью и расположенные на разной высоте. Если их соединить трубкой, то по ней пойдет поток жидкости, расход которой определяется давлением, вызванным перепадом высот и сечением трубки. В этой системе:

  • перепад высот срезов воды эквивалентен разности потенциалов;
  • расход воды через трубку аналогичен току;
  • сечение трубки эквивалентно сопротивлению проводника.
Аналогия электрических параметров цепи с водой.

Отсюда можно сделать несколько интересных наблюдений:

  1. Если убрать трубку, то это аналогично разрыву электрической цепи. Но разность уровней никуда не делась – сосуды остались на своих местах. Отсюда вывод – напряжение может существовать без тока, даже если цепь разомкнута. А ток течет только в замкнутой цепи.
  2. Если сосуды расположить на одном уровне, то переток жидкости также прекратится. Это эквивалентно нулевой разности потенциалов. Вывод – ток не течет при U=0 (ток не может существовать без напряжения) даже при замкнутой цепи.
  3. Если первый (верхний) сосуд переместить ниже второго, то переток пойдет в обратном направлении – говоря электрическим языком, при смене полярности напряжения, ток также сменит полярность. Напряжение, полярность которого периодически меняется, называется переменным. Переменная разность потенциалов вызывает переменный ток.

С помощью водяных аналогий можно объяснить и другие явления в электрической цепи, хоть и не все.

Принципы измерения тока

Включение амперметра.

В отличие от вольтметра, амперметр всегда включается последовательно с нагрузкой. При этом необходимо создать разрыв в цепи так, чтобы измеряемый ток шел через прибор. Это не всегда возможно, и всегда неудобно. Поэтому удобным приспособлением являются токовые клещи – они реагируют на магнитное поле, создаваемое при прохождении зарядов через проводник. Если они имеются у тестера, разрывать цепь не нужно. Через клещи пропускается один из проводов, к которому подключена нагрузка.

Принцип измерения токовыми клещами.

По этому принципу тестеры можно разделить на два класса – одни измеряют ток посредством обычных щупов, которые включают в разрыв цепи. Другие оснащаются токоизмерительными клещами. Мультиметры первого типа для данного вида измерений имеют специальный разъем (отличный от гнезда для измерения напряжения, сопротивления и т.п.), иногда два – для разных пределов измерения. Цепи этих коннекторов часто оснащают отдельными предохранителями (в этом случае они имеют маркировку Fused).

Гнезда тестера для подключения токовых цепей на пределы 200 мА и 10 А.

Настройка и замеры переменного тока

Чтобы измерить силу переменного тока тестером, не имеющим клещей, надо переставить измерительный щуп (красный) в соответствующее гнездо, а также поставить переключатель рода работы в соответствующее напряжение. У некоторых приборов надо дополнительно выбрать род тока (переменный) – на дисплее появятся символы AC, ~ или подобные.

Тестер, подготовленный к измерению переменного тока.

Если прибор оснащен токоизмерительными клещами, щупы переставлять не надо – отдельного разъема для них нет (лучше их совсем снять на время измерения – чтоб не мешали). Надо просто поставить переключатель в соответствующее положение. Клещами надо охватить один из проводов, идущих к нагрузке. Если охватить два провода, их магнитные потоки скомпенсируют друг друга, и амперметр покажет ноль.


Измерение переменного тока клещами.

Настройка и замеры постоянного тока

Подготовка мультиметра к измерению постоянного тока не отличается от предыдущей, только надо добиться появления на дисплее символа DC (или =, или другого подобного). Перед началом измерения с помощью клещей показания тестера надо обнулить, чтобы исключить влияние сторонних магнитных полей. Эту процедуру надо выполнять, расположив клещи как можно ближе к месту предстоящего замера. Обнуляется мультиметр специальной кнопкой, обычно имеющей маркировку REL (для уточнения надо изучить инструкцию на прибор).

Читайте также

Как найти утечку тока в автомобиле мультиметром

 

Замеряем мощность на источниках питания

Мощность, потребляемая нагрузкой при неизменном напряжении, определяется током. Поэтому измерение тока при известной разности потенциалов позволяет однозначно вычислить мощность, отдаваемую источником питания. Следовательно, можно говорить о том, что мультиметром можно измерить мощность, хотя в его состав не входит ваттметр.

Блок питания

Для замера мощности надо собрать цепь из источника питания и нагрузки. В качестве источника применен импульсный блок питания на 28 ампер. В качестве нагрузки удобно применять автомобильные лампочки на 12 вольт.

Галогеновая автомобильная лампа.

Первым шагом надо точно измерить напряжение на выходе БП. Оно составляет 12,22 вольт.

Измерение выходного напряжения БП.

Дальше к БП подключается нагрузка из автомобильной галогенной лампочки, на цоколе которой указана мощность 60 ватт. В разрыв цепи включается тестер в режиме амперметра с пределом 10 ампер.

Замер силы тока в цепи нагрузки.

Замеренное значение составляет 5,14 ампер. Можно вычислить потребляемую мощность: P=U*I=12,22*5,14=62,8 Вт, что соответствует заявленному.

Автомобильный аккумулятор

С помощью амперметра можно замерить мощность потребителей, запитанных от автомобильного аккумулятора. В этом случае очень удобно пользоваться мультиметром с токовыми клещами – не надо отключать один провод от клеммы для создания разрыва.

Токовые клещи постоянного тока, готовые к замеру.

Надо включить мультиметр и установить переключатель в режим измерения тока в диапазон, соответствующий ожидаемому значению:

  • для измерения пускового тока надо выбрать наибольший диапазон;
  • чтобы замерить мощность отдельных потребителей, надо выбрать меньший ранг.

Клещи постоянного тока перед началом работы потребуется обнулить, нажав кнопку Rel. Потом надо выключить все нагрузки, которые можно отключить, и обхватить клещами один из проводов, подключенный к выводам батареи (можно плюсовой, можно минусовой). Амперметр покажет какое-то значение (в данном случае 2,26 ампера)

Первый замер токоизмерительными клещами.

Прибор покажет потребление нагрузками, которые отключить не удалось – автосигнализация и т. п. Далее надо включить потребителей, мощность которых надо замерить (в данном случае – фары ближнего света). Прибор покажет большее значение (в данном случае – 13,66 ампер).

Второй замер.

Отсюда можно определить прирост тока: ΔI=13,66-2,26=11,4 А. Напряжение аккумулятора под нагрузкой составило 12,3 вольта. Отсюда можно вычислить мощность, потребляемую лампами ближнего света во включенном состоянии: P= ΔI*U=11,4*12,3=140,22 ватт. Если в каждой фаре лампы одинаковые, значит, мощность каждой равна 70 ватт.

Зарядное устройства и адаптер

В качестве следующего источника питания используется сетевой адаптер ноутбука. Его выходное напряжение составляет 19 вольт, поэтому автомобильные лампочки от него использовать нельзя. В качестве нагрузки применяется лампочка накаливания на 24 вольта.

Измерение мощности, потребляемой лампой от сетевого адаптера ноутбука.

Сначала измерено напряжение на выходе БП – оно составляет 19,2 вольта. Потом собирается схема измерения с амперметром в разрыве. Измеренное значение составляет 2,04 ампера, а мощность P=U*I=19,2*2,04=39 ватт, хотя на лампочке написано 60 ватт. Расхождение связано с пониженным напряжением питания – лампа горит не в полный накал. С другой стороны, ее нить не достаточно нагревается, и ее сопротивление снижено, что несколько увеличивает потребляемую мощность. Очевидно, что первый фактор (уменьшенное напряжение) перевешивает.

Для наглядности смотрите видео.

Можно ли измерить силу тока в электрической розетке

Если начинающий электрик не до конца уяснил, что такое электрический ток, у него может возникнуть идея «измерить силу тока в розетке». Как показано выше, ток существует только в замкнутой цепи. При попытке подключить амперметр к контактам розетки, цепь замкнется через шунт (измерительный резистор) внутри мультиметра. Его сопротивление в лучшем случае составляет единицы ом, а скорее всего – десятые доли ома (чем оно меньше, тем меньшее влияние вносит амперметр в измеряемую цепь).

Подключение амперметра параллельно контактам розетки равносильно короткому замыканию (при Rшунта=0,1 Ом наибольшая сила тока КЗ может достичь 2200 А). Это может привести (в порядке возрастания негативных последствий):

  1. К отключению автоматического выключателя, защищающего розетку.
  2. К перегоранию внутреннего предохранителя токовой цепи тестера (придется разбирать мультиметр и менять плавкие вставки).
  3. Если ни одна защита не сработает, к оплавлению изоляции проводов и даже возгоранию.

Схема электрической цепи при подключении тестера к розетке.

Меры безопасности при высоких токах

Большой ток не всегда означает высокое напряжение (хотя зачастую это так), а именно напряжение является мерой опасности при работе с электрооборудованием. Расхожее выражение «убивает не напряжение, убивает ток» не совсем верно, хотя определенная доля истины в нем есть. Поэтому главная опасность при работе с сильнотоковыми цепями (при отсутствии высокого напряжения) – это тепловое действие электрического тока.

Закон Джоуля-Ленца утверждает, что количество теплоты, которое выделяется на проводнике, тем больше, чем больше его сопротивление и чем выше ток. И если попытаться через провод с малым сечением (значит, большим сопротивлением) пропустить большой ток, нагрев может вызвать оплавление изоляции с ее возгоранием.


Оплавление и возгорание изоляции как следствие сверхтока.

Если же большой ток вызван соответствующим высоким напряжением, надо принимать обычные меры электробезопасности. Изоляция проводников не должна иметь повреждений, касание неизолированных токоведущих частей в процессе замера надо исключить. Приветствуется применение средств защиты (диэлектрических перчаток, изолированного электроинструмента и т.д.).

Померить силу тока мультиметром не намного сложнее, чем определить сопротивление или напряжение. Но данный вид замеров требует более ответственного отношения, а оно невозможно без полного понимания сути процессов и осознанности любого из действий.

Как измерить ток с помощью амперметра или мультиметра

Измерение тока является одним из наиболее распространенных измерений, которые инженеры-электронщики выполняют, чтобы убедиться, что схема или устройство работают должным образом. Существует ряд методов, которые можно использовать для измерения тока, но самый простой способ измерения постоянного тока (DC) — это использование цифрового мультиметра В цепи делается разрыв, который подключается к цифровому мультиметру (DMM) так, он становится частью самой цепи. Ток проходит через цифровой мультиметр, который отображает измерение на экране дисплея.

Если вы уже знакомы с током, переходите сразу к тому, как измерять ток с помощью цифрового мультиметра. Или продолжайте читать, чтобы узнать, что такое ток и почему он измеряется.

Что актуально?

Ток — это скорость движения электронов в электрической цепи, измеряемая в амперах (А) или «амперах». Это один из трех факторов закона Ома, который представляет собой простое уравнение, обычно используемое инженерами-электриками во время диагностических испытаний. Уравнение выражается как V = I x R, где V представляет собой напряжение, I представляет собой ток, а R представляет собой сопротивление.

Как измерить ток с помощью цифрового мультиметра

Хотя процесс измерения тока с помощью цифрового мультиметра довольно прост, он немного сложнее, чем измерение напряжения или сопротивления с помощью цифрового мультиметра. Это связано с тем, что для измерения тока необходимо разорвать цепь и подключить цифровой мультиметр (DMM) к цепи, чтобы цифровой мультиметр стал частью самой цепи. Ток проходит через цифровой мультиметр, который отображает измерение на экране дисплея.

Действия по измерению тока с помощью цифрового мультиметра

Прежде чем приступить к работе, важно прочитать руководство к цифровому мультиметру, чтобы понять, как безопасно использовать конкретную модель. Ниже приведены основные шаги по использованию цифрового мультиметра для измерения тока.

  1. Подключите соответствующие измерительные провода к цифровому мультиметру. Эти измерительные провода обычно красного цвета, и в зависимости от вашего цифрового мультиметра на передней панели могут быть определенные токовые входы.
  2. В меню цифрового мультиметра очистите буфер по умолчанию в настройках, чтобы убедиться, что в буфере нет предыдущих показаний.
  3. Затем установите цифровой мультиметр в текущий режим и выберите соответствующий диапазон для вашего приложения. Это очень важный шаг. Если диапазон не установлен на достаточно высоком уровне, вы рискуете сжечь предохранитель в цифровом мультиметре при подключении его к цепи. Это не только разрушит ваш инструмент, но вы можете нанести травму себе или окружающим.
  4. Перед разрывом цепи для подключения к цифровому мультиметру убедитесь, что он работает сам по себе.
  5. Разомкните цепь в любой точке и подключите два щупа к двум разомкнутым точкам цепи.
  6. Нажмите кнопку триггера и удерживайте щупы в вашей цепи в течение двух секунд. Затем отсоедините датчики и снова подключите цепь.
  7. Ваш цифровой мультиметр должен показывать ток цепи на цифровом дисплее. В зависимости от вашего прибора вы также можете войти в меню и изменить способ представления данных, чтобы увидеть табличное представление.

Дополнительные приборы для измерения тока

В то время как обычный цифровой мультиметр, как правило, является лучшим вариантом для измерения постоянного тока в диапазоне до мкА, более чувствительные приложения, такие как измерение нано- или пикоампер, потребуют использования пикоамперметра или специальных приборов низкого уровня.

Как правило, вам потребуется использовать осциллограф для измерения тока не только в постоянном токе, но и для отслеживания его изменения во времени, который также известен как переменный ток (AC).

Цифровые мультиметры Tektronix и Keithley просты в использовании и предлагают широкий спектр измерительных функций, включая чрезвычайно точные измерения тока. Узнайте больше о том, как работают цифровые мультиметры, или посетите Центр обучения цифровых мультиметров Tektronix, чтобы узнать о дополнительных приложениях.

Как измерить ток с помощью амперметра

Согласно определению в Интернете, ток представляет собой поток носителей электрического заряда, обычно электронов или электронно-дефицитных атомов. Заглавная буква «I» используется как универсальный символ тока со стандартной единицей измерения в амперах, которая обозначается буквой A. Для измерения тока в цепи можно использовать амперметр.

Что такое амперметр?

Название «амперметр» произошло от сочетания слов «ампер» и «метр», потому что это прибор, используемый для измерения силы электрического тока в амперах. В некоторых случаях шунты амперметра встроены внутрь прибора, а в других случаях они подключаются к цепи снаружи. Наиболее распространенным способом измерения тока в цепи является размыкание цепи и включение амперметра последовательно или в линию с цепью, таким образом, все электроны, протекающие по цепи, также должны пройти через измеритель. Если вы установите амперметр параллельно, он создаст короткое замыкание и не будет правильно измерять ток.

Как правильно пользоваться амперметром

При измерении тока с помощью амперметра вы должны сначала установить диапазон вашего амперметра. Начните с выбора максимального диапазона тока, чтобы предотвратить перегорание внутреннего предохранителя. Затем переведите селекторный переключатель в положение нижнего диапазона до тех пор, пока на дисплее счетчика не появится наиболее надежный показатель. В зависимости от ваших потребностей установите тип тока на DC или AC.

Следующим шагом является соединение клемм амперметра последовательно с сопротивлением или нагрузкой. Благодаря этому амперметр будет иметь эквивалентную величину тока, протекающего в цепи. Для наглядности возьмем пример простой схемы. Представьте себе лампочку, подключенную к батарее. Попробуйте снять любой из выводов лампочки таким образом, чтобы один щуп амперметра был подключен к лампе, а другой щуп к аккумулятору. Оттуда вы уже можете прочитать на амперметре величину тока, протекающего в вашей цепи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *