Как измеряется сила тока. Сила электрического тока: определение, формула, единицы измерения и способы измерения

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.

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.

Постоянный ток

Как уже было сказано выше, измерения силы тока в цепях постоянного напряжения удобнее всего проводить мультиметром. Для того, чтобы осуществить измерение необходимо взять мультиметр и настроить его для работы с силой тока.

Для этого переключатель режимов перемещается в положение DCA (измерение постоянного тока), а красный и черный штекеры щупов мультиметра подключаются к гнездам с обозначением «10А» и «COM», а другие концы подключаются в разрыв цепи (то есть красный подключается к положительной полярности, а черный к отрицательной).

На современных китайских мультиметрах есть два гнезда для измерения силы тока. Одно из них подписано mA. Оно защищено предохранителем и предназначено для измерения малых токов, зачастую не более 200 мА. А второе гнездо подписывается либо просто «А», либо «10А». Оно не защищено предохранителем и предназначено для измерения тока большой величины. При этом время измерения обычно ограничивается периодом в 10-20 секунд.

Измерения производят с максимального значения, постепенно уменьшая для получения на экране необходимой размерности значения. Важно понимать примерную мощность электрической сети, в которой проводятся измерения, и выбирать прибор в соответствии с этим. Если прибор не рассчитан на такую величину, то он может выйти из строя или произойдет короткое замыкание.

В быту измерения силы тока постоянного напряжения проводят, например, у светодиода на светодиодной ленте или на плате телевизора (или другой техники) при его ремонте, а также в других случаях.

Многие думают, что для измерений силы тока нужно покупать дорогой мультиметр. Но тут надо понимать, для каких целей и задач будет использоваться прибор. Если работу выполняет профессиональный электрик, то приобретается более точный и дорогой инструмент, а домашние измерения можно производить и китайским мультиметром.

Подробно о том, как пользоваться мультиметром, мы рассказали в статье: https://samelectrik.ru/kak-pravilno-ispolzovat-multimetr-prostaya-instrukciya-s-kartinkami.html.

Переменный ток

Измерение силы тока в цепи переменного тока сложнее, чем для постоянного. Для этого применяют такие приборы, как амперметр или токоизмерительные клещи. Использование токоизмерительных клещей – самый удобный и безопасный способ, но он подходит только при открытой прокладке проводки или кабеля. Такой способ позволяет измерить ток без разрыва цепи, что существенно безопаснее и быстрее.

Измерение производится путем помещения проводника под напряжением в разъёмный магнитопровод со вторичной обмоткой (конструкция почти аналогична трансформатору тока). Благодаря явлению электромагнитной индукции можно измерить вторичный ток в обмотке, а после этого прибор рассчитывает первичный в измеряемой цепи. При измерении токоизмерительными клещами проводник заводится в раствор клещей и на дисплее прибора отображается сила тока в цепи переменного напряжения.

Чтобы применять амперметр для измерений силы тока нужно обладать определенными навыками и знать, как следует включить в цепь амперметр чтобы измерить силу тока.

Амперметр, как и мультиметр включается в разрыв цепи. При этом важно понимать, что переменный ток наиболее опасен, поэтому требует серьезного отношения к электробезопасности. При включении амперметра в цепь, подачи напряжения и подключения нагрузки на дисплее или табло амперметра будет указана сила тока в цепи.

Примеры измерения тока

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

Электродвигатель

Измерения силы тока в обмотках электродвигателя производят для проверки наличия коротких замыканий, неисправностей и для настройки правильного алгоритма управления электродвигателем. Так как ток в трехфазном асинхронном двигателе в каждой фазе одинаковый, то достаточно подключить один амперметр к одной фазе для проверки его потребления.

Для диагностики каждой из обмоток замеряют ток в каждой фазе, и если в каждой из фаз он отличается, то в какой-то из обмоток возможно межвитковое замыкание, а если в одной из фаз вообще нет тока — то либо обрыв на линии либо обрыв в обмотке. Если в одной из фаз ток есть но он меньше чем в двух других – возможен плохой контакт в брно или в коммутационных приборах.

У однофазного электромотора все проще: ток измеряется на единственной фазе. Но нужно иметь в виду, что максимальная сила тока амперметра ограничена и обычно составляет не более 5А, поэтому при для больших токов используют токовые клещи или другие схемы с трансформаторами тока и амперметром.

Сварочный аппарат

Для того, чтобы понимать какие электроды использовать и в каком режиме производить сварочные работы можно измерить силу тока на проводе выхода у сварочного аппарата под нагрузкой. Измерение производят аналогично другим приборам, включая в цепь на сварочном инверторе амперметр с трансформатором (бывают и старые модели амперметров с возможностью измерения до 200 А) или используя токоизмерительные клещи.

Батарейки и аккумуляторы

В быту часто бывает необходимо измерить ток электроприбора на батарейках (в качестве батареек могут быть кроны, пальчиковые батарейки и прочие аккумуляторы). Важно понимать, что просто подключить мультиметр или амперметр к источнику нельзя, потому что силу тока измеряют только под нагрузкой.

В качестве нагрузки можно остановится на лампе накаливания или на резисторе или включится в цепь самого прибора. Для замера нужно выбрать на мультиметре необходимый режим (для измерения постоянного тока), правильно подключить клеммы к прибору и на участке цепи. При этом на экране мы получим искомое значение для той нагрузки, которая подключена к аккумулятору.

Заключение

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.

Теперь вы знаете, как измерить силу тока в цепи постоянного и переменного тока. Надеемся, наша инструкция и примеры помогли вам разобраться в вопросе. Если что-либо осталось непонятным, задавайте вопросы в комментариях под статьей!

Материалы по теме:

Что такое ампер, ватт, вольт и ом?

В электрической системе увеличение тока или напряжения приведет к увеличению мощности. Допустим, у вас есть система с 6-вольтовой лампочкой, подключенная к 6-вольтовой батарее. Выходная мощность лампочки составляет 100 Вт. Используя уравнение I = P / V , мы можем рассчитать, какой ток в амперах потребуется для получения 100 Вт от этой 6-вольтной лампы.

Вы знаете, что P = 100 Вт, а V = 6 В.Таким образом, вы можете изменить уравнение для решения для I и подставить в числа.

Реклама

Реклама

I = 100 Вт / 6 В = 16,67 А

Что произойдет, если вы используете 12-вольтную батарею и 12-вольтовую лампочку, чтобы получить 100 ватт?

I = 100 Вт / 12 В = 8,33 А

Итак, эта последняя система производит ту же мощность, но с половиной тока.Преимущество заключается в использовании меньшего тока для получения одинакового количества энергии. Сопротивление в электрических проводах потребляет энергию, и потребляемая мощность увеличивается с увеличением тока, проходящего через провода. Вы можете увидеть, как это происходит, выполнив небольшую перестановку двух уравнений. Что вам нужно, это уравнение для мощности с точки зрения сопротивления и тока. Давайте переставим первое уравнение:

I = V / R может быть пересчитан как V = I * R

Теперь вы можете подставить уравнение для V в другое уравнение:

P = V * I, заменяя V, мы получаем P = I * R * I или P = I ² * R

Это уравнение говорит вам о том, что мощность, потребляемая проводами, увеличивается, если сопротивление проводов увеличивается (например, если провода становятся меньше или сделаны из менее проводящего материала).Но оно резко возрастает, если ток, проходящий через провода, увеличивается. Таким образом, использование более высокого напряжения для уменьшения тока может сделать электрические системы более эффективными. Эффективность электродвигателей также улучшается при более высоких напряжениях.

Это повышение эффективности привело к тому, что автомобильная промышленность в 1990-х годах решила перейти с 12-вольтных электрических систем на 42-вольтные. По мере того, как все больше автомобилей поставлялось с электрическими удобствами — видео-дисплеями, обогревателями сидений, «умным» климат-контролем — им требовались толстые жгуты проводов для подачи достаточного тока.Переключение на высоковольтную систему обеспечит большую мощность с помощью более тонкой проводки.

Переключение никогда не происходило, потому что автопроизводители смогли повысить эффективность с помощью цифровых технологий и более эффективных электронасосов на 12 вольт. Но некоторые новые модели используют гибридные системы с отдельным 48-вольтовым генератором для питания передовых функций, таких как отключение на холостом ходу, при одновременном повышении общей эффективности системы.

Чтобы узнать больше об электричестве и связанных с ним темах, перейдите по ссылкам на следующей странице.

Что такое Amperage? (с картинками)

«Сила» — это термин, который часто используют электрики и означает электрический ток, измеряемый в амперах или амперах. Ампер — это единица СИ для электрического тока, или количество электрического заряда, который протекает через проводник в данное время. Один ампер — это заряд одного кулона — около 6,241 × 10 ¹⁸ электронов — в секунду, проходящий мимо данной точки. Электрические устройства рассчитаны в соответствии с их силой тока или величиной тока, который они обычно потребляют от сети при нормальной работе.Когда электрики говорят об электричестве, поступающем и выходящем из дома, они могут иметь в виду напряжение, силу тока или мощность в зависимости от обстоятельств, но при рассмотрении последствий поражения электрическим током, это сила тока, а не напряжение, то есть важный.

Ампер и Вольт

Электричество — это для домашних электрических цепей, а вода — для домашних водопроводных сетей.Напряжение примерно эквивалентно давлению воды, а сила тока или ток — количеству воды, протекающей через заданную точку в секунду. При данном давлении меньше воды может пройти через маленькую трубу, чем большую за данное время, поэтому размер трубы можно рассматривать как эквивалент меры электрического сопротивления — меньшая труба имеет более высокое сопротивление. Чем выше электрическое сопротивление прибора, тем ниже его ток, а сопротивление часто зависит от диаметра проводов.

Электричество поступает в дом через линии электропередачи, в конечном итоге подключенные к генератору.Чтобы минимизировать потери энергии через сопротивление линий электропередачи, трансформаторы используются для передачи энергии при очень высоких напряжениях. Однако до того, как оно достигнет дома, используются дополнительные трансформаторы для снижения напряжения до подходящего значения для бытового использования, которое составляет 110 вольт в США, но 230 вольт, например, в Европе. Напряжение — это измерение доступной «потенциальной» энергии, не обязательно сколько фактически используется.

Это то, где сила тока приходит: электрический прибор нуждается в определенном количестве электрической энергии, чтобы выполнить свою работу, и получает это количество электричества из «реки» вольт в линии. Маленькое устройство, такое как тостер, обычно требует меньше энергии, чем более крупное устройство, такое как холодильник или электропила.В электрическом плане эти приборы работают при разных значениях тока. Большой электрический двигатель может потреблять 100 ампер тока, в то время как маленький нагревательный элемент может потреблять только десять ампер. Оба подключаются к одной и той же 110-вольтовой линии, но их текущие потребности заметно различаются.

Потребляемая мощность

Вт — это единицы измерения, используемые для измерения потребляемой мощности.Ток одного усилителя на один вольт использует один ватт мощности. Мощность, потребляемая устройством, просто умножается в амперах на вольт, поэтому прибор, рассчитанный на десять ампер, подключенный к источнику питания на 110 вольт, будет использовать 1110 Вт. Поскольку ватт используются энергетическими компаниями для измерения потребляемой электроэнергии и зарядки потребителей, сила тока важна при расчете стоимости эксплуатации электрического устройства. Как правило, потребители будут платить за киловатт-часы использования энергии — при работе устройства на 10 А при напряжении 110 В в течение одного часа потребляется 1110 Ватт-часов, или 1.11 киловатт-часов.

Общее правило для домовладельцев: чем выше текущий рейтинг, тем больше будет стоить запуск устройства. Всегда есть компромисс между властью и экономикой, когда дело доходит до электрических устройств. Если экономия на ежемесячных счетах за коммунальные услуги является приоритетом, то следует выбирать продукты с меньшей силой тока.Если мощность и скорость более важны, лучше использовать продукты с более высоким номинальным током.

Защитные приспособления

Необходимо контролировать температуру, чтобы защитить электрические провода и цепи от перегрева или короткого замыкания.Вот почему электрики используют предохранители и прерыватели. Например, плавкий предохранитель на 30 ампер позволит меньшим приборам работать на защищаемой линии, но если электрическая сушилка для белья потребляет 60 ампер, металлическая нить в предохранителе расплавится и немедленно разорвет цепь. Выключатели также контролируют ток через разрыв цепи. Большие электрические устройства часто имеют свои собственные цепи с плавкими предохранителями или выключателями большей мощности, чтобы избежать таких перегрузок.

Удар током

В случае, если человек получает удар электрическим током по неосторожности или по причине электрической неисправности, именно величина тока, протекающего через тело, а не напряжение, определяет серьезность причиненных травм и вероятность смертельного исхода. ,Многие ученики старших классов будут испытывать шок в 50 000 вольт от генератора Ван де Граафа в физической лаборатории, но он производит чрезвычайно малый ток и безвреден. С другой стороны, 110-вольтовый шок с током, составляющим лишь небольшую долю в ампере, вполне может быть смертельным. Ток 0,1-0,2 А, протекающий через тело человека, обычно смертелен из-за его воздействия на сердце. Удивительно, но при своевременном лечении жертвы, подвергшиеся воздействию более 0,2 ампер, могут выжить, так как вызванные тяжелые сокращения мышц могут защитить сердце от электрических помех.

Как проверить выходную мощность батареи

от James Stevens

Изображения в горошек / Изображения в горошек / Getty Images

Емкость аккумулятора измеряется в амперах (Ач) или миллиамперах (мАч), в зависимости от типа батареи , Малые батареи, такие как батареи типа АА, измеряются в мАч, в то время как свинцово-кислотные батареи глубокого цикла, установленные в таких предметах, как тележки для гольфа и инвалидные коляски, измеряются в Ач. И то, и другое относится к времени, в течение которого батарея может работать, когда она полностью заряжена, но по мере того, как батарея разряжается, уменьшается мАч или Ач.Хороший способ определить уровень заряда, оставшегося в вашей батарее, — это проверить выходной ток с помощью мультиметра.

Шаг 1

Посмотрите на этикетку на боковой или верхней части батареи, чтобы узнать, сколько АА батарея выдает, когда она полностью заряжена и находится в хорошем состоянии. Например, батарея глубокого цикла может иметь 12 В 50 Ач на этикетке, что означает, что она производит 12 вольт и 50 ампер-часов.

Шаг 2

Включите мультиметр. Убедитесь, что гнезда на концах двух проводов к измерителю вставлены в гнезда Ah-гнезда на измерителе, если ваш измеритель имеет несколько гнезд, или установите его на измерение Ah, повернув циферблат в соответствующую настройку или нажав Ах кнопка.Установите для параметра Ah значение, соответствующее значению Ah на этикетке аккумулятора. Например, если на этикетке написано 50Ah, установите диапазон от 0 до 60Ah.

Шаг 3

Подсоедините металлический зажим аллигатора на конце черного провода от измерителя к отрицательной клемме батареи; скорее всего, он будет помечен как «-» или «отрицательный». Если счетчик не имеет зажимов, то вам нужно держать датчик на терминале.

Шаг 4

Подключите другой зажим аллигатора на конце красного провода от измерителя к положительной клемме батареи или удерживайте металлический датчик на клемме; это помечено «+» или «Поз.«

Шаг 5

Посмотрите на показания на дисплее счетчика. Показание соответствует метке аккумулятора, если он полностью заряжен. Вы можете рассчитать процент заряда в вашей батарее с помощью калькулятора, чтобы разделить показания счетчика на рисунок. на этикетке батареи и затем умножив результат на 100. Например, если показание счетчика равно 20, то 20, деленное на 50, равно 0,2, умноженное на 100, равное 20, что означает, что у вас осталось 20 процентов емкости.

Используйте калькулятор, чтобы Выясните, как долго ваша батарея будет питать ваше электрическое устройство, проверив ток на этикетке на электродвигателе или устройстве, которое заряжает батарею.Например, если устройство потребляет 5 Ач, а показания измерителя — 20 Ач, разделите 5 на 20, чтобы получить 4, то есть ваша батарея будет заряжать ваше устройство в течение 4 часов.

Еще статьи