Все о силе тока в физике

Внешний вид мультиметра

Мультиметр – это универсальный прибор для измерения электрических характеристик, который объединяет в себе множество функций (в зависимости от модели). В минимальной комплектации такой прибор состоит из амперметра, вольтметра и омметра. В самом распространенном варианте он выполняется в цифровом виде портативного исполнения. Внешне имеет прямоугольную форму с дисплеем и поворотным или кнопочным переключателем функций. Для выполнения замеров к мультиметру подключаются два щупа (красный и черный) в строгом соответствии с маркировкой на приборе.

Краткое описание измеряемых параметров и их обозначение

Для обозначения параметров на мультиметрах производители применяют стандартную маркировку на английском языке или специальные символы

Для работы с прибором важно знать основы электротехники, чтобы правильно и безопасно осуществлять необходимые измерения

Каждый прибор разделен на зоны с настройками для работы с определенным видом напряжения электрической сети:

• ACV или V~ – напряжение переменного тока;
• DCV или V- – напряжение постоянного тока;
• DCA или A- – сила постоянного тока;
• Ω — сопротивление на участке цепи или в электрическом приборе.

Назначение разъёмов для подключения щупов

В зависимости от модели мультиметра, количество гнёзд для подключения щупов, может быть различным. Подключать щупы для измерения электрических параметров сети необходимо в правильные гнёзда прибора. У большинства измерительных приборов маркировка гнёзд следующая:

• 10А- – для замера постоянного тока не превышающего 10 А (в это гнездо подключают красный плюсовой щуп);
• VΩmA или VΩ, V/Ω — в это гнездо подключают красный (плюсовой) щуп при определении напряжения, силы постоянного тока до 200 мА, для прозвонки диодов и цепей;
• COMMOM (COM) – общее гнездо для черного (минусового) щупа на всех типах мультиметров;
• 20А – такое гнездо существует не на всех моделях (чаще всего можно встретить на дорогих профессиональных устройствах), задача этого гнезда аналогична 10А-, но с пределом до 20 А.

Какие ещё могут быть кнопки

Помимо основных настроек мультиметра, он может иметь и дополнительные. Дорогие профессиональные устройства намного функциональнее бюджетных вариантов и позволяют специалисту производить следующие измерения:

• силы переменного тока (при наличии токоизмерительных клещей);
• целостность цепей (прозванивать), то есть проверять сопротивление сигнализируя о результатах с помощь звуковой или световой сигнализаций, а также показаниями на дисплее;
• тестирование работоспособности диодов (переключатель ->Ι-);
• параметров транзисторов (разъёмы и кнопки с обозначением hFE);
• ёмкости и индуктивности;
• температуры (для этого используется внешний датчик — обычно термопара).
• частоты (Hz).

Некоторые модели имеют дополнительные функции по индикации и обеспечению работы с устройством: подсветку, автоотключение питания и экономичный режим для аккумулятора, фиксирование результатов (кнопка hold) и запись в память устройства, выбор пределов измерений и индикацию по перегрузке и разряду батареи

Для безопасной работы с мультиметром важно, чтобы прибор имел определенную защиту при неправильном выборе предела измерений или режима работы. Обычно такая защита осуществляется с помощью плавких предохранителей и автоматических выключателей

Большинство качественных приборов от ответственных производителей имеет такую защиту.

Измерение напряжения в сети

Чтобы правильно выполнить измерение напряжения необходимо четко представлять принцип и объект исследования. Поэтому следует отметить, что напряжение представляет собой такую электрическую величину, которая показывает разность заряда между двумя электрическими точками. К примеру, если в одной точке заряд составит +35 В, а в другой +310 В, то разница между этими точками составит 310 – 35 = 275 В, это и будет напряжение. Соответственно измерение напряжения может производиться только относительно чего-то, поэтому используются сразу две точки.

Рис. 1. Схема измерения напряжения

Если говорить о падении напряжения на каком-либо объекте или участке цепи, то измерение напряжения проводиться относительно концов прибора или цепи, точек подключения и т.д

При этом важно учитывать, что цифровой вольтметр или мультиметр в режиме измерения считается бесконечным сопротивлением или разрывом в цепи

Падение напряжения возможно только при условии протекания тока, поэтому подключение вольтметров последовательно с измеряемым объектом недопустимо, так как через него перестанет протекать ток. Аналоговый или электронный вольтметр должен подключаться только параллельно по отношению к измеряемому сигналу.

С практической точки зрения следует заметить, что аналоговые модели измерительных приборов имеют входное сопротивление равное 10 – 20 кОм, а современные мультиметры могут похвастаться 1МОм. Так как через сопротивление на входе в измерительное устройство может протекать ток утечки, этот делитель напряжения будет обуславливать снижение точности измерений. Поэтому чем ближе сопротивление на входе к бесконечности, тем более точный прибор вы используете.

Важно отметить, что замеры производятся под напряжением, из-за чего присутствует угроза поражения электротоком

Поэтому важно соблюдать элементарные меры предосторожности. Далее рассмотрим порядок выполнения измерения для постоянного и переменного напряжения

Далее рассмотрим порядок выполнения измерения для постоянного и переменного напряжения.

Постоянного тока

Рис. 2. Измерение напряжения постоянного тока

Для цепи постоянного тока расмотрим порядок измерения напряжения при помощи цифрового мультиметра. Для этого:

1. Переведите переключатель мультиметра в положение для постоянного напряжения. На панели обозначается латинской буквой V со значком « = », знаками «+ и – », также может обозначаться аббревиатурой DC.
2. Выберете нужный предел измерения, который будет максимально приближен к предполагаемому номиналу, но выше измеряемого.
3. Установите щупы в соответствующие разъемы – черный к выводу COM, красный к выводу V.
4. Приложите щупы мультиметра  сразу к двум точкам – красный к плюсу, черный к минусу. Если вы заранее не знаете положение потенциалов, и показание прибора имеет отрицательное значение, нужно просто поменять полярность подключения.

На дисплее вы увидите показания вольтметра, если значение слишком малое, переключите ручку на меньший предел измерений. Прикладывая щупы, создавайте хорошее усилие, чтобы избежать большого переходного сопротивления, иначе они внесут ощутимую погрешность измерений.

Переменного тока

Рис. 3. Измерение переменного напряжения

В цепи переменного тока бытовой цепи важно учитывать ее опасность из-за номинала в 220/380 В. Поэтому при невозможности подключения мультиметра непосредственно в процессе эксплуатации, его присоединение должно выполняться при отключенном напряжении при помощи «крокодилов»

В остальном процесс измерения идентичен:

1. Переключите ручку мультиметра в положение для измерения переменного напряжения. На панели оно обозначается как  V со значком «~» или аббревиатурой AC.
2. Установите ручкой деление на нужный предел по принципу ближайшего большего потенциала относительно измеряемого номинала. 
3. Выполните подключение щупов к соответствующим выводам: черный к выводу COM, красный к выводу V.
4. Подключите измерительный прибор к нужному устройству, заметьте, что полярность щупов здесь значения не имеет.

На дисплее у вас отобразится действующее значение разности потенциалов, именно оно и является основным для всех расчетов. Но, помимо этого существует и амплитудное значение, которое больше действующего на √2 раз или 1,41 раза.

Инструкция

Для того чтобы измерить силу тока в цепи, необходимо последовательно подключить к ней прибор. При этом на самом мультиметре необходимо щуп красного цвета вставить в гнездо на приборе с надписью mA, а черного – в com. Последовательное подключение означает, что цепь должна быть разорвана и каждый щуп присоединяется к разному проводу, т. е. прибор необходимо присоединить между двумя источниками питания. Но так как вы измеряете силу тока, а в источниках питания это сделать попросту невозможно, вам необходимо включить в цепь какой-то прибор, например обычную лампочку, поместив ее в цепи сразу же после источника питания.

Если вы замеряете силу переменного тока, то на приборе выставляется максимальное значение переменного тока (значок А

— обратите внимание, что он очень похож на значок постоянного тока (А-), поэтому будьте внимательны). И только после этого можно приступать к замерам

Перед тем как проверить амперы мультиметром, удостоверьтесь, что сила измеряемого тока не будет слишком высокой, т. к. такие замеры могут быть небезопасными из-за маленького сечения проводов щупа. Последние могут не выдержать высоких нагрузок. Специалисты рекомендуют проводить замеры при величине тока более 10 А электроизмерительными клещами.

Как пользоваться мультиметром для измерения сопротивления

Как пользоваться мультиметром для измерения сопротивления

Щупы остаются в том же положении. Переключатель нужно перевести в отдел ОМ Ω. Свободные концы прикладываются к измеряемому элементу. Также нужно выставить пределы – если это значение неизвестно, переключатель устанавливается на максимальную шкалу. 

Затем мультиметр проверяется – нужно соединить два щупа друг с другом. Если функция работает исправно, будет показано ноль на экране. 

Здесь же можно проверить сопротивление катушки неизвестного номинала. В данном случае необязательно ставить максимальный предел, прибор поврежден не будет. Щупы нужно подключить к катушке. Если на дисплее высвечиваются нули, предел нужно понизить на одну позицию. Снова проводится тестирование, по необходимости предел уменьшается. Такая процедура производится до появления числа на дисплее. Это значение и будет являться номинальным сопротивлением компонента. 

Для проверки диодов, транзисторов красный щуп устанавливается в V/Ω. Чтобы проверить диод, черный щуп нужно подключить к катоду (минус), а красный к аноду. На омметре появится значение прямого сопротивления диода. Если перепутать подключение щупов, на экране высветится единица. Если 1 появляется в обоих случаях – диод перегорел. 

Транзистор проверяется в режиме hfe. Концы прибора соответственно вставляются в выходы В, Е, С, которые соответствуют базе, эмиттеру и коллектору. Когда транзистор будет вставлен, на приборе высветятся значения усиления транзистора. 

Видео инструкции по работе с мультиметром:

Как правильно подключать

В таком вопросе, как проверить амперметры мультиметром, нужно руководствоваться ниже представленными рекомендациями:

• Вычисляют диапазон для замера показателей. У аккумулятора он 1,5В, 7,5В и 12 В. Значение устанавливается чуть больше нормы. Это будет запасом, который предотвратит порчу прибора.
• Правильно определяют направление тока, т.е. полярность клемм, на который будет выполнено измерение. За ориентир берут обозначения общепринятого вида, указанные на корпусе.
• Необходимо грамотное подсоединение щупов. Черный — минусовый, ставят в гнездо общего типа под названием COMMON (COM). Плюсовой — устанавливают в красный разъем.

Работать с устройством легко

Схема дальнейших действий:

• Устройство настраивается в нужном диапазоне измерения.
• Значение выставляется на 10% больше того, которое предполагается.
• Если показатель неизвестен, то за крайнюю отметку берется максимум.
• Щупы устанавливаются по схеме, соответствующей типу проводимого измерения. Красный в разъемы, где измеряется ток, напряжение или сопротивления. Черный в общий разъем.
• Щупы подносятся к исследуемому прибору или сети питания. Красный ставится на плюс, черный на минус.
• Нужно оценить полученные показатели. Может потребоваться изначальная корректировка положения указателя («на ноль»), чтобы сведения были более достоверными.

Способы прозвонки

Прозвонить провода в домашних условиях можно несколькими способами:

С помощью лампочки и батарейки. Это самый простой и быстрый метод. Для того чтобы сконструировать такой прибор необходимо обладать лампочкой и батарейкой (можно соединить между собой несколько батареек), а также соединительные проводники и щуп. Помимо этого, не стоит забывать про то, что вольтаж лампочки и батарейки должен быть одинаковым, или у батарейки больше, но не наоборот. Соединительный провод должен быть длины, достаточной для того, чтобы прозвонить провод на расстоянии.

Для того чтобы прозвонка работала правильно, необходимо кабель маркировать в любом порядке. Методика работы такого приспособления состоит в следующем: к одной жиле присоединяют провод, что идет от батареи, а к щупу прикрепляют лампочку. Этим щупом по очереди прикасаться к проводникам на противоположном конце кабеля. Если лампочка засветилась, значит, этот провод соединен с батарейкой.

О том, как прозвонить провода лампочкой и батарейкой, можете узнать из этого видео урока:

С помощью мультиметра. Этим прибором измеряют различные параметры электросети (например, напряжение, силу тока, сопротивление). В доме такой прибор будет незаменимым, если необходимо проверить розетку или выключатель, наличие обрыва или узнать, куда идет провод.

Прозвонить кабель мультиметром можно по следующей методике:

1. Устанавливается функция «прозвонка». В зависимости от того, какая модель прибора используется, этот режим обозначается по-разному. Как правило, он обозначается диодом.
2. Затем необходимо найти фазу в распределительной коробке. Это делается следующим образом: необходимо включить питание и индикаторной отверткой проверить каждый кабель. Нужный помечаем скотчем или изолентой и после этого определяем ноль.
3. После этого следует найти напряжение. Для этого устанавливаем мультиметр на режим «измерение напряжения». С помощью щупа проверяем каждый провод. Если при очередном касании щупа высвечивается в районе 220 В, значит найден нужный.

Чтобы проверить электропроводку в стене на целостность, необходимо кабель отключить от источника тока. Устанавливаем мультиметр в режим измерения сопротивления. При смыкании щупов на экране должны показаться нули.

На видео ниже наглядно демонстрируется технология прозвонки кабеля мультиметром:

Эти два метода удобны, если прозвонка осуществляется на коротком расстоянии и сделать ее может один человек. Если же кабель длинный и его концы находятся в разных помещениях в квартире или за ее пределами, то используют другой метод.

С помощью телефонных трубок. Прозвонка телефонными гарнитурами осуществляется следующим образом: капсюли в трубке соединяют друг с другом и к ним соединяют аккумулятор, напряжение которого не превышает двух вольт. Благодаря такой методике работники могут проговориться между собой по телефону и координировать свои действия.

Схема прозвонки кабеля с помощью телефонных трубок:

Прозвонить можно следующим образом: кабель с одной стороны соединяется с проводником трубки, а другой проводник – к любой жиле. С другой стороны кабель соединяет с проводником трубки, а другой – к каждой жиле поочередно. Если в трубке работники слышат друг друга, значит, они подсоединились к одному и тому же проводнику.

Увидеть всю технологию работ вы можете на данном видео примере:

С помощью трансформатора. Есть еще один способ, с помощью которого можно прозвонить кабельные линии – это прозвонка с использованием трансформатора, у которого от вторичной обмотки отходит несколько отводов. Методика состоит в следующем: начало обмотки соединяется с заземленной оболочкой проводника, а отводы трансформатора подключаются к жилам и запитывают каждую из них. Если измерить напряжение, котрое существует между оболочкой на другом конце и жилами, можно определить принадлежность конца к определенному проводнику. Прозвонка позволит определить и промаркировать необходимые жилы. О том, как правильно маркировать провода, можете узнать из нашей статьи.