Правила вимірювання постійного і змінного струму мультиметром

Постійна робота електричних приладів в більшості випадків залежить від рівня напруги в мережі, правильності токоподачі, цілісності проводки. Провести вимір змінної напруги можна за допомогою мультиметра. Це важливий помічник у своєчасному виявленні проблем в електричній мережі та забезпеченні безпечного застосування побутових і професійних приладів.

Особливості, функції, види приладів

Такий пристрій — функціональний реєстратор безлічі електричних величин. Залежно від ряду моделей і набору функцій, які вони виконують, мультиметри знайшли своє застосування, як в побутових завдання та цілі, так і в арсеналі професійних електриків.

Усереднений за ціною мультиметр може поміряти:

• показник змінної напруги в мережі і стабільну напругу акумулятора або батарейки;
• постійний і електричний струм (силу струму);
• рівень опору;
• працездатність діодів (режим прозвонки);
• частоту струму;
• температуру;
• величину ємності конденсатора.

Пристрої нового типу можуть мати низькочастотний генератор і звуковий пробник. Серед великого асортименту виробів необхідно відзначити 2 основних типи приладів.

Змінний струм Генератори змінного струму

Електронний (цифровий) вигляд. Отримані показники відображаються на екрані, який оточений індикаторами з семи сегментів.
Багато з них працює автоматично, максимальне значення величин мультиметр визначає самостійно, виходячи з даних які вийшли. Необхідно просто підібрати вид вимірювання. Інші моделі можуть передавати дані безпосередньо в комп’ютер для їх подальшої обробки.

Стрілочний вид. Такий вигляд пристрою стане реальним порятунком, коли сильні перешкоди порушують хорошу роботу електронного мультиметра і повністю псують інформацію.
У побутових умовах буде досить проводити вимірювання струму мультиметром електронного типу з розрядністю 3,5. Це прилади на зразок dt 831, 832 або більше нової варіації dt 834.

деталі корпусу

Так як все значним попитом почали користуватися цифрові моделі, визначення і головні характеристики мультиметров розглянемо власне на їх прикладі.
Вони обладнані рідкокристалічним екраном, який видає виміряні значення величин. Трохи нижче розміщений, що крутиться навколо своєї осі перемикач. Він вказує підібраний вид і межі вимірювань.

До гнізд на корпусі мультиметра приєднуються 2 щупа з проводами: червоний або позитивний, чорний або негативний.
До роз’єму підписаним, як «земля» або «СОМ», завжди приєднується негативний щуп. Позитивний приєднується в будь-яке інше гніздо.
Потрібно сказати, що роз’ємів може бути 2, 3 або 4. Їх кількість залежить від моделі і виробника. Втім і в подібних Мультиметр може змінюватися гніздо для підключення тільки позитивного щупа, негативний залишається на старому місці.

Робочі режими тестера

Робота мультиметра і його режимів регулюється за допомогою перемикача. Його верхнє вертикальне положення говорить про те, що пристрій вимкнено.
Поворот в будь-яку іншу сторону говорить про зміну режиму і відзначається так:

• DCV або V з прямою лінією відображає показник постійної напруги;
• ACV або V з хвилею вказує, що вимірюється змінної напруги;
• ? — символи подібного роду позначають опір;
• А з прямою лінією або комбінування букв DCA — це показник постійного струму (ампер);
• А з хвилею вказує на те, що мультиметр міряє силу електричного струму, є не у всіх приладів;
• символ, що позначає діод, говорить про те, що можна продзвонити діоди;
• hFE показує, що можна поміряти характеристики транзисторів.

Всі результати відображаються на екрані тестера дуже швидко, з точністю до сотих повідомляючи про величину підібраного показника.

Позначення електричного струму на будь-якому мультиметри може бути намальовано у вигляді символів АС (alternating current). Виходячи з цього, АСА — сила електричного струму, ACV — напруга електричного струму. Це ток, який змінює напрямок руху велике, але постійне кількість разів за 1 секунду. У домашніх мережах частота змін становить 50 Гц.

черговість підключення

Важливо відзначити, що приступаючи до вимірів рівня електричного струму, дотримуватись полярності підключення щупів зовсім необов’язково. Якщо наприклад її значення негативно, то на екрані перед числами просто відобразитися символ «мінус».
Перемикач мультиметра, меря цей показник, ставимо в відповідне положення і встановлюємо діапазон вимірювань.

До вибору меж вимірів потрібно поставитися дуже серйозно. Якщо вимірюваний струм істотно перевищить підібраний діапазон, це провокує перегорання запобіжника або, що ще гірше, — всього мультиметра.
Увага своє зверніть на вибір роз’єму (гнізда). Під ним має стояти максимальне значення сили струму, яку ви хочете поміряти. 10 А значить, що вимірюється струм до 10 А (дуже великий).

змінний струм (коротка лекція)

Щоб врегулювати процес вимірювань спочатку перемикач ставиться на гранично допустимий діапазон значень, вставляють штекери щупів в гнізда. Далі якщо для цього є необхідність зменшують рівень.

Щоб поміряти силу змінного або постійного струму, мультиметр потрібно включати в ланцюг поступово з навантаженням (ліхтарик, джерело освітлення, кулер, Радіосхема і т.д.). Це основне правила для всіх вимірювальних електричних приладів. Іншими словами щоб провести вимірювання струму мультиметр включають «в розрив» ланцюга.

Як знайти значення змінної напруги в мережі

Принциповим моментом при підрахунку змінної напруги вважається той момент, що щупи мультиметра приєднуються до вимірюваного пристрою паралельно. Пов’язують це з тим, що напруга само по собі — різниця потенціалів між 2-ма точками.
Можна скористатися аналогічним правилом, що і у випадку з електричним струмом. Діапазон величини налаштовувати від найбільшого до дуже маленькому, пам’ятаючи про становище щупів.

Як приклад щоб провести вимірювання змінної напруги можна скористатися типовою батарейкою. Перемикач встановлюється на відповідний режим, ставиться діапазон. При цьому щупи зачіпають батарейки паралельно один до одного з двох сторін. І миттєво видно, як екран відображає величину напруги досліджуваного елемента.

З постійною напругою ситуація та ж, тільки необхідно пам’ятати переставлівать перемикач на чіткий режим.
незалежно від моделі і особливості роботи мультиметра важливо дотримуватися інструкції з техніки пожежної безпеки, правильно поводитися з приладами які працюють від електрики, не ризикуючи власним здоров’ям.

Як зазначається електричний струм і його відмінність від постійного

Простий спосіб візуалізувати відмінність між постійним і змінним струмами — побудувати графіки залежності їх напрямки від часу. Перший буде виглядати як пряма, а другий як хвилеподібна лінія. Один цикл цієї кривої і є графічна основа того, як зазначається електричний струм на схемах і піктограмах (
), А абревіатура AC (Alternating Current) усталилася як визнаний термін в текстах.

Визначення DC і AC

Всі провідники мають вільні електрони, які здатні пересуватися в наявності різниці потенціалів. Цей потік заряджених частинок в замкнутому контурі називається електрострумом. Якщо електричний заряд рухається виключно в одному напрямку, то явище це називається постійним електрострумом, його позначення «-» або DC (Direct Current).
Визначення електричного струму можна вивести від зворотного: це буде рух зарядів, що змінюють свій напрямок на періодичній основі. Коливання АС можуть приймати дуже різні форми, наприклад:

• пилкоподібну;
• квадратну;
• трикутну;
• синусоидальную.

Синусоїдальний AC струм — це той вид енергії, який транспортується по сучасним електромереж. Його велика перевага для енергосистем в тому, що він дає можливість дуже просто змінювати передається напруга за допомогою перетворювачів електричної енергії, а таку хвилеподібну форму легко генерувати. Дані якості дають можливість економити велику кількість грошей і матеріальних ресурсів під час виготовлення та передачі електричної енергії на великі відстані.

Проілюструвати вигоди від застосування АС енергокомпаніями можна на іншому прикладі. Припустимо, що в якості генеруючої потужності є електростанція, яка здатна робити 1 млн ват енергії.

Для наочності зручно буде розглянути 2 способи її транспортування:

Пояснення задач до теми: «Змінний струм. Генератори змінного струму»

1. Передати по мережах 1 млн ампер з напругою 1 вольт.
2. Перевезення струму силою в 1 ампер і напругою 1 млн вольт.

Основна відмінність полягає в наступному: в іншому варіанті для енергопередачі потрібно провідник маленької товщини, тоді як в першому — без кабелю з дуже великим перетином навряд чи можна обійтися. З цієї причини енергетичні компанії перетворять сгенерированную енергію в AC з дуже великою напругою для перевезення, а потім знижують дуже близько від споживачів.
Додатковою перевагою AC для енергокомпаній вважається перевагу в надійності і простоті генераторів електричного струму в порівнянні з динамо. Крім того, AC володіє подібними хорошими якостями:

• дає можливість застосовувати порівняно більш ефектні, звичайні і міцні електричні машини;
• не руйнує комутаційні пристрої.

Вся електроніка і цифрова техніка споживає DC. В основному, генерація постійного струму проводиться за допомогою електрохімічних і гальванічних елементів. Це порівняно дорогі способи отримання електрики, з цієї причини є велика кількість конструкцій пристроїв, перетворюють AC в DC, заснованих на запобігання протікання струму в зворотному напрямку і випрямленні синусоїди за допомогою фільтрів.
В конфігурації з перетворювачами електричної енергії випрямлячі дають можливість отримувати з мережі DC необхідних параметрів і відмінної якості.

Ідеї ​​Едісона

Сьогоднішнє життя не можна уявити без електрики. для того щоб воно служило в цивільних і промислових цілях, його варто не тільки зробити, але і доставити споживачеві. Першим, хто вирішив робити електричну енергію в величезному обсязі і перевозити її на заводи, в офіси і підсобні господарства, був американський підприємець Томас Едісон — один з найбільш впливових винахідників світу.
Для реалізації своєї ідеї він сконструював і випробував парові генератори постійного струму, лічильники електроенергії і деталі розподільних мереж. Провести першу електрифікацію освітлення було У той час складно. Господарі газових компаній розглядали Едісона як небезпечного конкурента, здатного поставити існування їх підприємств під загрозу. Але винахідника ніщо не могло зупинити. Ні грандіозна вартість прокладки кабелів в тротуарах, ні аварії під час випробувань не завадили йому в вересні 1882 р запустити першу мережу освітлення з п’яти тисяч ламп.

Через 5 років працювало вже більше 50 електростанцій Едісона. Не звертаючи уваги на чудовий успіх винахіднику не вийшло збільшити географію власних мереж електропостачання по всьому світу. Жителі районів, в яких знаходилися електростанції, скаржилися на дим і сажа, і домоглися закриття виробництв Едісона. Подібним чином, перше покоління вугільних електростанцій протягом певного часу зупинило власну роботу, поступившись місцем тисячам новим, генеруючим AC.

перемога Тесли

Бо Більша частина раннього розподіляється електрики була постійним струмом, а стандартів для споживачів не було. Наприклад, дугові лампи потребували кількох тисячах вольт, а лампи з ниткою розжарення Едісона вимагали 110 В, трамваї Сіменса працювали від 500 В, а промислові двигуни на підприємствах могли в кілька разів відрізнятися по напрузі.
Електричні компанії змушені були створювати і утримувати відразу кілька генеруючих ліній для різного класу навантажень. Можна сказати, що для загального застосування мереж DC було два серйозних перешкоди:

• близькість генераторів до навантажень;
• труднощі із забезпеченням різноманіття стресів.

Хорватська вчений Тесла, який працював з Едісоном, думав, що застосування електричного струму в електромережах здатна вирішити дані проблеми. Їх різні думки з приводу перспектив змінної напруги завершилися тим, що експериментатор АС продовжив власні роботи вже з конкурентом Едісона — Джорджем Вестінгаузом. Тесла не відчинив електричний струм, але був винахідником синхронного генератора і асинхронного мотора, а ще автором патентів, що стосуються роботи багатофазних пристроїв.

Плюси AC для генерації і транспортування були зрозумілі, але Едісон, замість того, щоб погодитися це, залишався твердий у просуванні DC і намагався скомпрометувати своїх конкурентів. Він почав популяризувати ідеї про те, що АС смертоносний для тварин і людей. Наприклад, Едісон навіть став винахідником електричного стільця на змінному струмі з метою отримати підстави для агітаційної компанії, присвяченій небезпеці АС.

Відеоурок за темою «Змінний струм. Генератори змінного струму»

Не звертаючи уваги на те що антирекламна кампанія пройшла вдало і дала відчутні плоди, радість перемоги для Едісона була недовгою. У 1892 р німецький фізик Поллак винайшов механічний випрямляч, завдяки якому можливим стало заряджати електричні батареї, і існування транспортування DC втратило свою останню вибачення. Уже в першій половині 90-их років дев’ятнадцятого століття Чиказька велика ярмарок була освітлена від мережі АС, що стало самим початком тріумфу електричного струму в двадцятому столітті, а конкурентні події між винахідниками в історію увійшли як «війна струмів».

Ренесанс електричної війни

Зростання застосування джерел відновлюваної енергії в двадцять першому столітті привів до появи децентралізованих електричних мереж невеликого масштабу зі споживанням електрики фактично на місці виробництва. Для цих енергосистем плюси AC не мають ніякого значення, з цієї причини використання в них постійного струму резонно.
Сучасна високопродуктивна електроніка виконала прогрес в перетворенні енергії і дає можливість трансформувати постійний струм в діапазонах стресів до 800 тис. Вольт з високою ефективністю, ніж в електричних машинах АС. Ці нововведення стали підставою для будівництва високовольтних ліній постійного струму (HVDC) для передачі надлишкової сонячної або вітрової енергії з одних регіонів в інші. Будівництво HVDC обходиться приблизно вдвічі дорожче класичних, однак через невисокі втрат і екологічності всієї системи аналогічні вкладення виправдані.
Все пристойну кількість електричних приладів вимагають постійного струму. Комп’ютери, LED-освітлення і інші електронні пристрої потребують перетворення і випрямленні мережевого електрики. В найближчий час очікується зростання кількості електричних ТС. Сучасні розподільчі системи DC здатні протягом певного часу виключити в побутових завдання та цілі інвертори і дуже легко інтегрувати в промислові і побутові мережі фотоелектричні деталі і накопичувальні батареї.
Передача високовольтного DC зараз вже перевірена і відпрацьована технологія в подібних країнах, як Німеччина і КНР. Однак для практичної повсюдної реалізації залишається ще багато невирішених питань. Як дві технології будуть співіснувати? Що буде ефектними заходами безпеки? Які технічні і юридичні заходи знадобляться для переходу на постійний струм2 Плюси і масштаби схожих змін настільки значні, що, по всій видимості, мова йде про зміну парадигми.