Как вольтметром измерить силу тока

Как вольтметром измерить силу тока

Поскольку между напряжением и током в электрической цепи имеется линейная связь (согласно закону Ома), то ток можно измерить косвенным методом, измерив вольтметром напряжение на сопротивлении эталонного резистора Rэ, силу тока находим по формуле:

Ix = Uэ/ Rэ, где – напряжение, измеренное вольтметром; Ix– ток, подлежащий определению; Rэ –активное эталонное сопротивление известного номинала.

Однако при измерении малых токов подобная методика может оказаться неприемлемой. В этом случае в измерительных приборах применяют схему входного усилительного каскада с достаточно малым входным сопротивлением.

При измерении тока необходимо выбирать такие приборы, у которых потребляемая мощность значительно меньше мощности, рассеиваемой в исследуемой цепи. Этим и объясняется стремление иметь в амперметрах возможно меньшее сопротивление.

Амперметры магнитоэлектрической системы успешно сочетают высокую точность с малым потреблением мощности и имеют равномерную шкалу. Наиболее точные приборы магнитоэлектрической системы имеют классы точности 0,1; 0,2.

Приборы электродинамической системы предназначены для измерения токов от 10 мА до 100 А. По точности они эквивалентны приборам магнитоэлектрической системы, но потребляют значительно большую мощность и имеют неравномерную шкалу.

Приборы ферродинамической системы применяются для измерения постоянных токов очень редко из-за низкой точности и большой потребляемой мощности.

Приборы электромагнитной системы используются для измерения токов от 10 мА до 200 А. Наиболее точные приборы этой системы имеют классы точности 0,2; 0,5. Их главное достоинство — низкая стоимость.

В тех случаях, когда необходимо измерить ток с высокой точностью, используют потенциометры постоянного тока, цифровые амперметры. Классы точности наиболее точных потенциометров 0,001; 0,002, цифровых амперметров 0,02. Цифровые амперметры измеряют ток до нескольких ампер.

Измерение тока при помощи потенциометра проводят косвенным путем — искомый ток определяют по падению напряжения на образцовом резисторе. Погрешность измерения в этом случае возрастает за счет погрешностей образцового резистора. Преимуществом потенциометров и цифровых приборов является малое потребление мощности, особенно при измерении напряжений.

Измерение больших токов и напряжений. Шунтирование магнитоэлектрических приборов дает возможность измерять постоянные токи до нескольких тысяч ампер. Отдельные шунты на токи свыше 10 кА не изготовляются из-за их больших размеров и большой стоимости. Поэтому для измерения больших токов часто используют несколько шунтов, соединенных параллельно (рис. 9.3).

Несколько одинаковых шунтов подключают в разрыв шины, а проводники от потенциальных зажимов всех шунтов подводят к одному и тому же прибору. При равенстве сопротивлений R шунтов и сопротивлений R потенциальных проводников наличие переходных сопротивлений в местах присоединения шунтов к шинам R11, R12, R21, R22, R31 и R32 не отражается на показаниях прибора, а ведет лишь к неравномерному распределению токов между шунтами. Ток Iy, протекающий через прибор, определяется только сопротивлениями шунтов, потенциальных проводников и прибора, т. е. точно так же, как и при измерении тока с помощью одного шунта. Практически используют несколько однотипных шунтов.

Но этот способ не дает возможности отделить цепь прибора от цепи измеряемого тока, что не позволяет применять его в цепях высокого напряжения, где требуется заземлять цепь прибора для защиты обслуживающего персонала. При измерении тока в цепях высокого напряжения рекомендуется использовать гальванически развязанную измерительную цепь на основе датчиков Холла.

Источник: mylektsii.ru

Измерение тока и напряжения. Вольтметр и амперметр.

Приветствую всех читателей на нашем сайте и сегодня в рамках курса “Электроника для начинающих” мы будем изучать основные способы измерения силы тока, напряжения и других параметров электрических цепей. Естественно, без внимания не останутся и основные измерительные приборы, такие как вольтметр, амперметр и др.

Измерение тока.

И начнем мы с измерения тока. Прибор, используемый для этих целей, называется амперметр и в цепь он включается последовательно. Рассмотрим небольшой примерчик:

Как видите, здесь источник питания подключен напрямую к резистору. Кроме того, в цепи присутсвует амперметр, включенный последовательно с резистором. По закону Ома сила тока в данной цепи должна быть равна:

Получили величину, равную 0.12 А, что в точности совпадает с практическим результатом, который демонстрирует амперметр в цепи

Важным параметром этого прибора является его внутреннее сопротивление . Почему это так важно? Смотрите сами – при отсутствии амперметра ток определяется по закону Ома, как мы и рассчитывали чуть выше. Но при наличии амперметра в цепи ток изменится, поскольку изменится сопротивление, и мы получим следующее значение:

Если бы амперметр был абсолютно идеальным, и его сопротивление равнялось нулю, то он бы не оказал никакого влияния на работу электрической цепи, параметры которой необходимо измерить, но на практике все не совсем так, и сопротивление прибора не равно 0. Конечно, сопротивление амперметра достаточно мало (поскольку производители стремятся максимально его уменьшить), поэтому во многих примерах и задачах им пренебрегают, но не стоит забывать, что оно все-таки и есть и оно ненулевое.

Читать еще:  Как проверить марку стали

При разговоре об измерении силы тока невозможно не упомянуть о способе, который позволяет расширить пределы, в которых может работать амперметр. Этот метод заключается в том, что параллельно амперметру включается шунт (резистор), имеющий определенное сопротивление:

В этой формуле n – это коэффициент шунтирования – число, которое показывает во сколько раз будут увеличены пределы, в рамках которых амперметр может производить свои измерения. Возможно это все может показаться не совсем понятным и логичным, поэтому сейчас мы рассмотрим практический пример, который позволит во всем разобраться.

Пусть максимальное значение, которое может измерить амперметр составляет 1А. А схема, силу тока в которой нам нужно определить имеет следующий вид:

Отличие от предыдущей схемы заключается в том, что напряжение источника питания на этой схеме в 100 раз больше, соответственно, и ток в цепи станет больше и будет равен 12 А. Из-за ограничения на максимальное значение измеряемого тока напрямую использовать наш амперметр мы не сможем. Так вот для таких задач и нужно использовать дополнительный шунт:

В данной задаче нам необходимо измерить ток . Мы предполагаем, что его значение превысит максимально допустимую величину для используемого амперметра, поэтому добавляем в схему еще один элемент, который будет выполнять роль шунта. Пусть мы хотим увеличить пределы измерения амперметра в 25 раз, это значит, что прибор будет показывать значение, которое в 25 раз меньше, чем величина измеряемого тока. Нам останется только умножить показания прибора на известное нам число и мы получим нужное нам значение. Для реализации нашей задумки мы должны поставить шунт параллельно амперметру, причем сопротивление его должно быть равно значению, которое мы определяем по формуле:

В данном случае n = 25, но мы проведем все расчеты в общем виде, чтобы показать, что величины могут быть абсолютно любыми, принцип шунтирования будет работать одинаково.

Итак, поскольку напряжения на шунте и на амперметре равны, мы можем записать первое уравнение:

Выразим ток шунта через ток амперметра:

Измеряемый ток равен:

Подставим в это уравнение предыдущее выражение для тока шунта:

Но сопротивление шунта нам также известно (). В итоге мы получаем:

Вот мы и получили то, что и хотели. Значение, которое покажет амперметр в данной цепи будет в n раз меньше, чем сила тока, величину которой нам и нужно измерить

С измерениями тока в цепи все понятно, давайте перейдем к следующему вопросу, а именно определению напряжения.

Измерение напряжения.

Прибор, предназначенный для измерения напряжения называется вольтметр, и, в отличие от амперметра, в цепь он включается параллельно участку цепи, напряжение на котором необходимо определить. И, опять же, в противоположность идеальному амперметру, имеющему нулевое сопротивление, сопротивление идеального вольтметра должно быть равно бесконечности. Давай разберемся с чем это связано:

Если бы в цепи не было вольтметра, ток через резисторы был бы один и тот же и определялся по Закону Ома следующим образом:

Итак, величина тока составила бы 1 А, а соответственно напряжение на резисторе 2 было бы равно 20 В. С этим все понятно, а теперь мы хотим измерить это напряжение вольтметром и включаем его параллельно с . Если бы сопротивление вольтметра было бы бесконечно большим, то через него просто не потек бы ток (), и прибор не оказал бы никакого воздействия на исходную цепь. Но поскольку имеет конечную величину и не равно бесконечности, то через вольтметр потечет ток и, в связи с этим напряжение на резисторе уже не будет таким, каким бы оно было при отсутствии измерительного прибора. Вот поэтому идеальным был бы такой вольтметр, через который не проходил бы ток.

Как и в случае с амперметром, есть специальный метод, который позволяет увеличить пределы измерения напряжения для вольтметра. Для осуществления этого необходимо включить последовательно с прибором добавочное сопротивление, величина которого определяется по формуле:

Это приведет к тому, что показания вольтметра будут в n раз меньше, чем значение измеряемого напряжения. По традиции давайте рассмотрим небольшой практический пример 😉

Здесь мы добавили в цепь добавочное сопротивление . Перед нами стоит задача измерить напряжение на резисторе : . Давайте определим, что при таком включении будет на экране вольтметра:

Подставим в эту формулу выражение для расчета сопротивления добавочного резистора:

Таким образом: . То есть показания вольтметра будут в n раз меньше, чем величина напряжения, которое мы измеряли. Так что, используя данный метод, возможно увеличить пределы измерения вольтметра 🙂

В завершении статьи пару слов об измерении сопротивления и мощности.

Для решения обеих задач возможно совместное использование амперметра и вольтметра. В предыдущих статьях (про мощность и сопротивление) мы подробно останавливались на понятиях сопротивления и мощности и их связи с напряжением и сопротивлением, таким образом, зная ток и напряжение электрической цепи можно произвести расчет нужного нам параметра. Ну а кроме того есть специальные приборы, которые позволяют произвести измерения сопротивления участка цепи – омметр – и мощности – ваттметр.

Читать еще:  Как сделать поворотную ось для тележки

В общем-то, на этом, пожалуй, на сегодня закончим, следите за обновлениями и заходите к нам на сайт! До скорых встреч!

Источник: microtechnics.ru

Электротехника

суббота, 5 февраля 2011 г.

Измерение тока вольтметром.

В статье «вольт амперная характеристика солевого расствора» для измерения тока цепи использовался вольтметр подключённый параллельно резистору с сопротивлением 1 кОм. Если вместо резистора с сопротивлением 1 кОм подключить резистор с сопротивлением 1 Ом то зная сопротивление элемента, напряжение на нём и то что во всех элементах цепи ток будет одинаковым так как они соединены последовательно учитывая закон Ома можно сделать вывод что ток в цепи будет равен напряжению на резисторе с сопротивлением 1 Ом. Используя переключатель, резисторы, вольтметр и провода можно собрать амперметр по схеме:

Переключив переключатель на резистор R2 можно измерять ток в амперах, переключив на R1 в миллиамперах. На схеме учитывается что сопротивление вольтметра равно бесконечности (проводимость равна нулю) т.е. вольтметр можно заменить разрывом цепи. На изображении ниже приведена фотография собранной схемы для измерения тока вольтметром.

Используя многопозиционный переключатель и резисторы с другими значениями сопротивлений можно измерять токи с другими множителями но не стоит выбирать резисторы со слишком большим сопротивлением так как при этом на показания вольтметра будет влиять проводимость самого вольтметра. При выборе резистора со слишком низким сопротивлением показания вольтметра также будут не точными из за влияния сопротивления проводов и других паразитных сопротивлений. Если в схеме на рисунке 1 вместо вольтметра подключить осциллограф то таким устройством можно будет определять форму тока в схемах. Осциллограф как и вольтметр обладает большим сопротивлением (в идеале равным бесконечности) и измеряет только форму напряжения на элементах к которым он подсоединяется последовательно поэтому для определения формы тока необходимо подключать в цепь схемы измерительный резистор с малым отклонением сопротивления для более точых измерений. В схеме для измерения тока вольтметром (рисунок 1) также для получения более точных значений тока необходимо использовать более точные резисторы.

Источник: electe.blogspot.com

Как измерить силу тока мультиметром

Измерение силы тока в цепи домашней электропроводки – важный этап определения ее характеристик. Одно из применений данного вида замера – выяснение допустимой мощности подключаемых приборов. Проще всего решить вопрос, зная, как измерить силу тока мультиметром – этот универсальный прибор есть в большинстве домов.

Тип проводки и ее параметры

В домашних условиях чаще всего приходится иметь дело с переменным током, гораздо реже – с постоянным. Обычно постоянный ток замеряется в аккумуляторах и батареях, домовая проводка всегда работает на переменном. Даже если электросеть запитана от аккумуляторов (резервный источник питания, основной при отсутствии централизованного энергоснабжения), в ней обязательно присутствует «переходник» – устройство, преобразующее постоянный ток в переменный.

Разбираясь, как измерить ток мультиметром, надо четко уяснить: для работы с постоянным током используют сегмент DCA (A-) мультиметра, для замеров переменного – сектор ACA (A

). Обозначения связаны с аббревиатурами английских терминов: direct current amperage (DCA) и alternating current amperage (ACA) – это обозначение переменного тока на мультиметре.

Обычно мультиметры позволяют замерять микротоки – до 200 мА – и более сильные (до 10А). Приборы, допускающие замеры в более мощных электросетях, имеют дополнительное гнездо для штекера (щупа) с обозначением 20А. Обычно в моделях с четырьмя разъемами два предназначены для измерения силы тока в разном диапазоне, одно – для остальных измерений (напряжение, сопротивление).

Общий (универсальный) для всех видом замеров разъем COM (COMMON) предназначен для минусового (черного) щупа мультиметра.

Таким образом, чтобы замерить ток мультиметром, необходимо включить черный щуп в разъем COM, а красный – в гнездо для проверки микротоков или обычных токов. Для розеток и выключателей регулятор прибора выставляется в сектор переменного напряжения, для аккумуляторов и батарей – постоянного. При неизвестном заранее уровне выбирается самое большое из допустимых устройством значений.

Важно: если в розетку (на выключатель) не подключено никакое энергопотребляющее устройство, электрическая цепь разомкнута и тока в ней нет. Замерять силу тока непосредственно в розетке или на контактах выключателя бесполезно и опасно! При этом происходит короткое замыкание.

Как правильно проверить ток в розетке мультиметром

Засовывать щупы в розетку к контактам фазы и ноля нельзя, для выполнения проверки необходимо подключить «нагрузку», то есть любой электроприбор.

Ниже показана схема для замера тока трансформатора, в качестве нагрузки к его контактам подключена обычная лампа накаливания. Как видно по показаниям дисплея, ток составляет 1,14 А. Важно понимать – в домовой электросети показатели выше, поэтому не стоит рисковать, напрямую «закорачивая» фазу и ноль щупами мультиметра.

Читать еще:  Как проверить мультиварку при покупке

Фактически для проверки выполняется такая последовательность действий:

  1. отключается ток в выбранной для замеров розетке (автоматом на щитке). Проверить, подключена розетка или нет, можно с помощью замера напряжения мультиметром. Эта процедура безопасна даже под нагрузкой;
  2. с розетки снимается лицевая (защитная часть) так, чтобы был прямой доступ к контактам. После этого к одному из них, например, фазному, подключается контакт через клеммник от вилки (провода) любого маломощного электроприбора – настольной лампы, например;
  3. далее, как показано на иллюстрации, также через клеммники, свободный штырек вилки (провод лампы) к одному из щупов, свободный контакт розетки – к другому. В большинстве современных мультиметров полярность подключения (куда подключать плюсовый щуп, куда минусовый) не важна, показания на дисплее будут одинаковыми. При перепутанной полярности рядом с цифрами появится знак «-»;
  4. после выполненных подключений розетку снова включат в общедомовую цепь автоматом. После перевода выключателя лампы в положение «ON» можно проводить замер. Для разных приборов-потребителей ток будет различаться. Так, при подключении обычной лампы накаливания ток составить около половины ампера.

Как измерить силу тока мультиметром на аккумуляторе

Для маломощных аккумуляторов и батареек замер силы тока проще, чем для сети с переменным током.

Измерение силы тока мультиметром в этом случае проводится на диапазоне измерений «постоянный ток», величина выставляется с учетом маркировки аккумулятора или, при отсутствии данных, на максимально допустимое значение диапазона.

Замеры также, как и в случае с переменным током, производятся в присутствии «нагрузки», контакты подключаются параллельно.

Схема для замера тока в автомобильном аккумуляторе приводится ниже. Важно: здесь измеряется ток утечки.

Заключение

При работе с мощными энергопотребителями при замерах любого типа проводки – с постоянным или переменным током – необходима предельная осторожность и соблюдение правил безопасности. В противном случае лучшим исходом будет выход из строя мультиметра.

Источник: stroy-okey.ru

PunKot › Блог › Замер мультиметром напряжения аккумулятора и утечки тока в авто

Недавно я столкнулся с проблемами с аккумулятором — машина не заводится.
Аккумулятор я купил новый, но все же захотел проверить машину — а вдруг утечка где есть. Захотеть-то — захотел, но как это сделать? Нашел в интернете я информацию и решил поделиться со всеми.
Для этого нам понадобится мультимер.
Самый распространенный и недорогой выглядит примерно так:

Для понятности я нашел картинку, где расписаны все значения мультиметра

Итак, приступим.
1) Замер напряжения аккумулятора
Для измерения напряжение с помощью мультиметра, необходимо включить его в режим измерения постоянного напряжения, при этом диапазон установить выше максимального значения напряжения на заряженном аккумуляторе, заряженный аккумулятор имеет около 12,7 вольт, поэтому выбираем — DCV, 20 вольт. Далее нужно подключить черный щуп мультиметра на минус аккумулятора, красный щуп на плюс АКБ и снять показания с дисплея мультиметра.

Теперь перейдем к утечке тока.
В любой машине есть минимальный ток утечки (порядка 50-80мА.)
Охранная сигнализация обычно потребляет около 20–25 мА, память контроллера системы впрыска – 5 мА, память магнитолы – 3 мА, так же потребляет ток приборка и блок центрального замка. В итоге получается около 60мА. С такими затратами тока аккумулятор прослужит несколько лет, не подводя хозяина.
Но если утечка тока составляет больше чем 60-80мА, тогда аккумулятор будет быстро садится.

2) Замер утечки тока
Для начала нужно Мультиметр поставить в режим измерения тока на 10 или 20 Ампер.

Как определить утечку тока в разрыв массы:
Снимаем «-» клемму с АКБ
Один из провод амперметра подключаем к «-» АКБ
Другой на снятый провод (полярность на цифровом мультиметре не имеет значения)

Как определить утечку тока в разрыв плюса:
Отключите плюсовую клемму от аккумулятора
Подключите амперметр минусовой клеммой — к контактной клемме автомобиля
Плюсовой клеммой — к АКБ

Технология определения утечки тока:
Подготовьте автомобиль к тестированию (отключите магнитолу, габариты, освещение в салоне и т.д.)
Через минуту подключите амперметр в разрыв цепи и снимите показания (особенность автосигнализаций такова, что они становятся на охрану не раньше чем через минуту)
Как увидели на амперметре ток утечки, то начинаем вытаскивать и ставить обратно по порядку предохранители и реле — станет понятно какая цепь дает утечку, когда ток придет в норму.

Надеюсь моя запись поможет кому-то и избавит от необходимости листать интернет в поисках информации.
Здесь рассмотрены только основные моменты работы с мультиметром и аккумулятором авто. А возможности мультиметра очень обширны, не зря его назвали МУЛЬТИ, что значит много.

Источник: www.drive2.ru

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector