Комплексные поставки запорной арматуры
и деталей трубопроводов →

Тел: +7 (3522) 55-48-26

Переменный ток как измерить


Особенности измерения переменных напряжений и токов| Elektrolife

Пример 2. Цифровым вольтметром постоянного тока, у которого измерительный узел реагирует на средневыпрямленное значение напряжения, измеряется напряжение на выходе двухполупериодного
выпрямителя (рис. 1, б). Прибор показывает 50 В. Из табл. 1 определяем коэффициенты формы и амплитуды для измеряемого двухполупериодного напряжения: Ка = 1,41 и Кф= 1,11. Находим действующее значение измеряемого напряжения Uд = КфUcpв = 1,11 50 = 55,5 (В), а затем амплитудное значение Ua = Ка Uд = 1,4155,5 = 78,3 (В). Чтобы убедиться в правильности расчетов, понадобятся квадратичный вольт­метр и осциллограф (или пиковый вольтметр). Подключенный к вхо­ду двухполупериодного выпрямителя квадратичный вольтметр должен показать 55,5 В. Определенная по изображению на экране ос­циллографа амплитуда напряжения должна составить примерно 78,3 В. При отсутствии осциллографа можно измерить амплитудное значение напряжения пиковым вольтметром, воспользовавшись при­веденной на рис. 3 схемой. Показание вольтметра в этом случае так­же должно составить 78,3 В.
Если переменное напряжение той же величины (55,5 В действую­щего значения) будет подано на однополупериодный выпрямитель, то подключенный к нагрузке вольтметр постоянного тока покажет вдвое меньшее, по сравнению с предыдущим случаем, значение — 25 В.

Как измерить силу электрического тока в цепи: 3 способа

В процессе эксплуатации различного оборудования возникает  необходимость проверки основных электрических параметров его работы. Это нужно как для проверки определенных характеристик, так и для ремонтных работ. Одним из наиболее сложных и опасных измерений является определение величины токовой нагрузки. Поэтому для всех начинающих электриков будет актуально узнать, как измерить силу электрического тока в цепи правильно и безопасно.

Используемые приборы

Измерить силу тока можно различными способами, однако далеко не все из них применимы в повседневной жизни. К примеру, различные измерительные трансформаторы, подключаемые в  цепь, крайне неудобно переносить по дому и даже хранить на полке в гараже. Поэтому актуальными средствами измерительной техники являются амперметры, мультиметры и клещи. Далее рассмотрим детально особенности работы и применения каждого из них. 

Амперметр

Это один из наиболее простых измерительных приборов, который реагирует на изменение токовой нагрузки.  С электротехнической точки зрения амперметр представляет собой нулевой или бесконечно малое сопротивление. Поэтому в случае приложения напряжения только к прибору, в нем возникнет ток короткого замыкания, из-за чего амперметр включается в цепь последовательно замеряемой нагрузке. Для наглядности стоит пояснить, что измерить силу тока в розетке нельзя, так как без нагрузки (в случае разомкнутой цепи) ток в ней не протекает, на контактах розетки присутствует только напряжение, поэтому подключение амперметра напрямую приведет к замыканию.

Под электрическим током подразумевается направленное движение заряженных частиц, которое проходит через поперечное сечение проводника  за определенную единицу времени. Поэтому запомните, что токовая нагрузка возникает лишь от включения бытового электроприбора к источнику питания. Включение амперметра отдельно к точке электроснабжения или отдельно к рабочему двухполюснику никоим образом не даст информации о силе тока. Если рассмотреть пример на схеме, то чтобы замерить амперы вы должны включить прибор в линию последовательно к объекту измерения:

Рис. 1. Пример подключения амперметра

Как видите, основная сложность заключается в том, что процесс измерения происходит непосредственно в момент протекания электрической энергии, соответственно, велика вероятность поражения электрическим током в случае нарушения технологии.

Чтобы избежать плачевных последствий, необходимо соблюдать такие правила:

  • Подключение производится только при отсутствии напряжения;
  • Измерительные провода должны быть заизолированы, а места подключения удалены от человека, при необходимости исключена возможность прикосновения к ним;
  • Выведение амперметра из цепи измерения тока также выполняется при снятом напряжении.

Так как амперметр является узконаправленным прибором для измерения силы тока, его редко кто хранит у себя дома. Поэтому если вы хотите приобрести приспособление, куда выгоднее обзавестись мультиметром, который обладает значительно более широким функционалом.

Мультиметр

Этот прибор также называют тестером, Ц-эшкой, поэтому в обиходе можно встретить разные поколения мультиметра. Принцип использования мультиметра в качестве средства для измерения тока в цепи полностью аналогично амперметру, как по схеме включения, так и по предъявляемым мерам предосторожности. Однако следует отметить, что мультиметр мультиметру рознь, поэтому перед включением тестера обязательно посмотрите, подходит ли он, чтобы измерить ток в вашем случае.

Из конструктивных особенностей сразу отметим:

  • Диапазон измерения – выставляется переключателем на определенную величину силы тока. Выбирается таким, чтобы предполагаемая нагрузка его не превышала, но была соизмеримой.
  • Род тока – переменный или постоянный, заметьте, что некоторые модели мультиметров предоставляют возможность измерить только один вариант.
  • Разделение на слаботочные и силовые измерения – такие приборы имеют отдельную шкалу на мА, мкА и отдельную для А. Также в них могут располагаться отдельные разъемы, чтобы подключить щупы.
  • Наличие защиты от перегрузки при подключении измерительных устройств, обозначается отметкой unfused. Которая свидетельствует о наличии предохранителя, способного предотвратить выход со строя мультиметра от протекания чрезмерной силы тока.

По способу отображения информации все мультиметры подразделяются на циферблатные и дисплейные. Первые из них – довольно устаревшая модель, ориентироваться по ним смогут только искушенные электрики, знакомые с основами метрологии. Новичок же может запутаться в показаниях на шкале, цене деления или какими единицами измеряется нагрузка. Поэтому применение цифрового прибора куда проще и удобнее, на дисплее отображается конкретное число.

Токоизмерительные клещи

Это наиболее удобный прибор, так как чтобы измерить силу тока токоизмерительными клещами, нет нужды разрывать цепь. Конструктивно клещи представляют собой разъемный магнитопровод,  в который и помещается проводник, на котором вы хотите померить силу тока. Токоизмерительные клещи имеют схожесть с тем же мультиметром, а в более продвинутых моделях вы встретите такой же переключатель с функцией определения мощности, напряжения, сопротивления, силы тока и разъемы для подключения щупов.

Как измерить силу тока в цепи

Для измерения электрического тока в цепи куда удобнее использовать современные устройства – мультиметры или клещи, особенно для одноразовых операций. А вот стационарный амперметр подойдет для тех ситуаций, когда вы планируете постоянно контролировать силу тока, к примеру, для контроля заряда батарейки или аккумулятора в автомобиле.

Постоянного тока

Разрыв электрической цепи организовывается до начала измерений при отключенном напряжении. Даже в низковольтных цепях вы можете вызвать замыкание батарейки, которое моментально приведет к потере электрического заряда. Далее рассмотрим пример измерения в цепи постоянного тока с помощью мультиметра, для этого:

Рис. 2. Использование мультиметра для измерения постоянного тока
  • подключите щупы к соответствующим вводам в тестер – черный в COM, красный в разъем с пометкой mA, A или 10A, в зависимости от устройства;
  • при помощи «крокодилов» соедините щупы тестера с цепью измерения последовательно;
  • установите переключателем нужный род тока и предел измерений;
  • можете подключить нагрузку и произвести измерения, на дисплее мультиметра отобразится искомое значение.

Но заметьте, подключать мультиметр следует на короткий промежуток времени, так как он может перегреться и выйти со строя.

Переменного тока

Цепь переменного напряжения может измеряться как мультиметром, так и токоизмерительными клещами. Но, в связи с опасностью переменного бытового напряжения для жизни человека, эту процедуру целесообразнее выполнять клещами без измерительных щупов и без разрыва цепи.

Рис. 3. Использование клещей для измерения переменного тока

Для этого вам нужно:

  • переключить ручку в положение переменных токов на нужную позицию нагрузки, если она изначально неизвестна, то сразу выбирают максимальный диапазон;
  • нажать боковую скобу, которая разомкнет клещи;
  • поместить внутрь клещей токоведущую жилу и отпустить кнопку.
  • данные измерений отобразятся на дисплее, при необходимости их можно зафиксировать соответствующей кнопкой.

Производить измерения можно как на изолированных, так и на оголенных жилах. Но заметьте, в область обхвата должен попадать только один проводник, сразу в двух измерить не получится.

Реальные примеры измерения тока

Далее рассмотрим несколько вариантов того, как подключить измерительный прибор в бытовых нуждах. При замерах батареек вам необходимо один щуп приложить к контакту батарейки, а второй к контакту нагрузки, второй контакт нагрузки подключается к свободной клемме батарейки.

Рис. 4. Измерение силы тока в цепи батарейки

Если вы хотите проверить токовую нагрузку в обмотках трехфазного электродвигателя, измерительный прибор подключается поочередно в каждую фазу или если у вас есть три амперметра,  можете использовать их одновременно. Для этого щупы подключаются одним концом к выводам обмоток в борно, а вторым, к питающему проводу соответствующей фазы.

Рис. 5. Измерение силы тока в цепи электродвигателя

Способы на видео

Как измерить силу тока мультиметром

Несколько слов о силе тока, и для чего ее бывает нужно измерять

Для начала вспомним, что же это такое – сила электрического тока.

Этот показатель (I) измеряется в амперах и входит в число основных физических величин, определяющих параметры той или иной электрической цепи. К двум другим относят напряжение (U, измеряется в вольтах) и сопротивление нагрузки (R, измеряется в омах).

Как преподносилось в школьном курсе физики, электрический ток является направленным движением заряженных частиц по проводнику. Если рассматривать с большим упрощением, вызывается он электродвижущей силой, возникающей из-за разности потенциалов (напряжения) на полюсах (клеммах, контактах) подключенного источника питания. По своей сути сила тока показывает количество этих самых заряженных частиц, проходящих через конкретную точку (элемент схемы) в единицу времени (секунду).

На величину силу тока в цепи влияют два других параметра. Напряжение связано прямой пропорциональностью – так, например, его увеличение вызывает и повышение силы тока. Сопротивление – наоборот, то есть с его ростом при том же напряжении сила тока снижается.

А слева на иллюстрации показано графическое, удобное для восприятия, изображение закона Ома, показывающего эти взаимосвязи. Из этой «пирамиды» легко составляются формулы в их привычном написании:

U = I × R

I = U / R

R = U / I

Итак, сила тока измеряется в амперах. С некоторым упрощением можно объяснить так, что 1 ампер – это ток, который возникнет в проводнике сопротивлением 1 ом, если к нему приложить напряжение, равное одному вольту.

Кроме основной единицы, используют и производные. Так, довольно часто приходится иметь дело с миллиамперами. Из самого термина понятно, что 1 мА = 0.001 А.

Кстати, сразу упомянем, и про мощность. Ток в 1 ампер, вызванный напряжением 1 вольт, выполнит работу в 1 джоуль. А если это привести к единице времени (секунде), то получится значение мощности, равное 1 ватту.

Это определяется формулой закона Джоуля-Ленца:

P = U × I

где Р – мощность, выраженная в ваттах.

Для чего все это рассказывалось? Да просто потому, что большинство случаев замера силы тока, так сказать, на бытовом уровне, так или иначе связано с определением других параметров. Согласитесь, мало кому придет в голову мысль: «а дай-ка я проверю силу тока просто так», то есть без дальнейшего практического приложения. Тем более что, как уже упоминалось выше, работа с амперметром – наиболее сложная и зачастую небезопасная.

Например, в каких случаях чаще всего замеряют силу тока:

  • Для уточнения реальной потребляемой мощности того или иного бытового электроприбора. Промерив значения силы тока и напряжения несложно по формуле вычислить и мощность.
  • Этот же промер и последующий расчет позволяют оценить, советует ли подводимая линия питания таким нагрузкам.
  • Случается, что подобные «ревизии» позволяют выявить пока еще скрытые, незамеченные дефекты прибора – когда значение силы тока (и мощности, соответственно) намного отличаются от заявленного в паспорте номинала в ту или иную сторону.
  • Измерения силы тока позволяют оценить степень заряженности автономных источников питания – аккумуляторов и батареек. Проверка их по напряжению никогда не дает объективной картины. Вольтметр может показать, скажем, положенные 1.5 вольта, но уже спустя несколько минут элемент питания безнадежно «сядет». То есть проверку следует проводить именно измерением силы тока.
  • Таким измерением можно выявить утечку тока, там, где ее по идее быть не должно. Это часто практикуется автомобилистами, если у них есть подозрения, что аккумулятор слишком активно разряжается, когда машина «отдыхает» в гараже или на стоянке. Проведенная проверка позволяет локализовать участок утечки и избежать, кстати, немалых проблем, к которым она может привести.

Иногда требует проверки зарядное устройство аккумулятора – выдает ли оно необходимое значение тока зарядки.

Возможны и иные случаи, когда требуется иметь объективные данные о реальной силе тока. Но основные случаи все же перечислены.

Как измерить силу постоянного тока мультиметром

Измерение постоянного тока выполняется по такой же методике, как и при замерах батареек. Просто в данном случае мультиметр используется еще и для проверок более мощных устройств. В первую очередь это аккумуляторные батареи или выпрямители, применяемые в промышленности и в быту.

Для замеров с помощью мультиметра выбираются две любые точки, между которыми последовательно подключается измерительный прибор. Подключение должно быть выполнено с обязательным соблюдением полярности. Если мультиметр подключен неправильно, то на дисплее высветится значение со знаком «минус».

В том случае когда значение предполагаемой силы тока больше самого верхнего предела измерений, необходимо выставить переключатель в положение «10А». Одновременно из гнезда «V ΩmA» измерительный щуп перемещается в гнездо «10А».

Измерение силы тока

Главным параметром электричества, измеряемым мультиметром, является сила тока. Чтобы проверить силу тока аккумулятора мобильника, автомобильных аккумуляторных батарей или простой батарейки мультиметром, нужно настроить прибор на режим измерения постоянного тока. У дешевых моделей, таких как М-831, переключения нет — он всегда работает на постоянный ток, однако более сложные устройства могут работать и с переменным током.

После этого к гнездам (портам) на корпусе устройства подключаются щупы — два кабеля, красного и черного цвета, с оголенными контактами на концах. Черный щуп (минусовой) вставляется в гнездо, обычно помеченное надписью COM. Красный (плюсовой) — в один из дополнительных портов. Они могут иметь разную маркировку; обычно имеется два гнезда: одно — для небольших величин (до 200 мА), второе —до 10 А. Точную маркировку можно узнать из инструкции к конкретному устройству.

Важно! Несмотря на то, что стандартная сила тока в розетке меньше 10 А, измерять мультиметром этот параметр бытовой электросети нельзя. Случится короткое замыкание, и прибор взорвется

Кликните для увелечения

Измерение силы токаПеред тем как измерить силу тока мультиметром, нужно выбрать подходящий диапазон значений. Для этого нужно приблизительно знать ожидаемый результат. В секции силы тока на корпусе прибора можно найти разные пределы (обычно от 200 мкА до 200 мА), отдельно — 10 А. Если даже примерной информации нет, лучше выбрать вариант побольше — в крайнем случае измерение получится неточным, тогда можно будет снизить предел и провести тест снова. Профессиональные электрики пользуются цифровыми устройствами, которые самостоятельно выставляют нужный диапазон, автоматически определяя проходящие через цепь амперы.

После настройки прибора при измерении силы тока зарядного устройства, АКБ или другого потребителя свободные концы щупов прикладываются к контактам последовательно (с разрывом цепи). Делать это следует, дав нагрузку, чтобы не сжечь прибор. Рекомендуется соблюдать полярность, но это не обязательно — при ошибке на экране мультиметра просто появится число с минусом. Подключать прибор параллельно нельзя, в т. ч. исследуя аккумулятор мультиметром под нагрузкой!

Важно также знать о том, как измерить ток утечки в автомобиле мультиметром. Этот параметр характеризует потребление энергии при выключенном двигателе, и для разных моделей машин варьируется между 10 и 80 мА

Он влияет на скорость деградации аккумуляторов.

Измеряется утечка так же, только при отключении всего оборудования, способного потреблять электрическую энергию.

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

Требования для измерения силы тока

Чтобы померить силу заряда в розетке, нужно обязательно следить за выполнением некоторых требований:

  • Важным условием для измерения силы тока является включение резисторов или обычных ламп в цепь ограничения сопротивления. Этот элемент защитит прибор от нагрева и возгорания из-за слишком большой нагрузки.
  • Если текущая сила в цепи не отображается на индикаторе, выбранное предельное значение является неправильным и должно быть уменьшено на одну позицию. (Так надо продолжать до тех пор, пока на экране не появится истинное значение). Требуется быстрое измерение — время контакта с кабелем составляет менее одной или двух секунд. Это особенно актуально для аккумуляторов с низким энергопотреблением.

Важно! Предел выбирается с учетом наибольших возможных отклонений полученных измерений от ожидаемого результата. Приборы для измерения силы тока должны также соответствовать утвержденным стандартам ГОСТа:

Приборы для измерения силы тока должны также соответствовать утвержденным стандартам ГОСТа:

  • показывающие устройства должны иметь точность в пределах от 1 до 2,5,
  • приборы на подстанциях допускаются 4 класса точности,

Класс по точности приборов, установленных на трансформаторах указаны в таблице:

Класс прибора Класс измерительных трансформаторов Класс шунта и добавочного сопротивления
4,0 3,0
2,5 1,0 (3,0) 0,5
1,5 0,5 (1,0) 0,5
1,0 0,5 0,5
0,5 0,2 0,2

Измеряем силу тока

Что нужно сделать в первую очередь:

  • устанавливаем щупы: черный в черное гнездо, красный в красное с обозначением ампера – «А»;
  • переключаем тумблер, который показывает, какой ток надо будет проверять: переменный «AC» или постоянный «DC»;
  • устанавливается интервал измеряемых пределов так, чтобы не спалить сам прибор, то есть, предел установить таким, который будет выше ожидаемого уровня силы тока в электрической цепи.

Подготовительный этап закончен, мультиметр готов, можно проводить измерение силы тока.

Внимание! Перед тем как проводить замеры, необходимо электрическую сеть обесточить. Не стоит проводить тестирование во влажной среде или в помещении с высокой влажностью

Придерживайтесь обязательно требований техники безопасности.

К примеру, как проверить участок электропроводки. Для этого концы участка надо оголить (удалить изоляцию на проводах) и подключить к ним два щупа от мультиметра. Кстати, на конце черного провода установлен «крокодил», так что подсоединить его к проводке не составит труда. На красном проводе установлен именно щуп в виде шила. Его придется вручную подсоединять, прикладывая щуп к оголенному концу.

Итак, если все приготовления закончены, можно подавать на участок проводки напряжение. На дисплее мультиметра должны показаться цифровые обозначения силы тока. Если на экране высветились нули, то это или обрыв сети, или неправильно установлен предел измерений. Поэтому выключите подачу тока на участок, отсоединить мультиметр и настройте его под другую ожидаемую величину. И все, то же самое, проведите заново.

Проверка блока питания

Как проверить амперы мультиметром на блоке питания? Делается это также на разрыв с обязательным применением нагрузки. Сам принцип мало отличается от проверки других источников. Необходимо лишь отметить, что БП обладают довольно большой мощностью, поэтому замеры следует проводить быстро, не допуская нагрева проводов щупов мультиметра.

Как мы видим, мультиметр может быть очень полезен в быту и востребован в совершенно разных областях, поэтому получение самых минимальных знаний по его использованию совсем не будет лишним.

Что приготовить из яиц без вреда для фигуры? Познакомьтесь с интересным списком блюд, включающих яйца. Эти рецепты совершенно не навредят фигуре.

20 фото кошек, сделанных в правильный момент Кошки — удивительные создания, и об этом, пожалуй, знает каждый. А еще они невероятно фотогеничны и всегда умеют оказаться в правильное время в правил.

11 странных признаков, указывающих, что вы хороши в постели Вам тоже хочется верить в то, что вы доставляете своему романтическому партнеру удовольствие в постели? По крайней мере, вы не хотите краснеть и извин.

13 признаков, что у вас самый лучший муж Мужья – это воистину великие люди. Как жаль, что хорошие супруги не растут на деревьях. Если ваша вторая половинка делает эти 13 вещей, то вы можете с.

10 загадочных фотографий, которые шокируют Задолго до появления Интернета и мастеров «Фотошопа» подавляющее большинство сделанных фото были подлинными. Иногда на снимки попадали поистине неверо.

Зачем нужен крошечный карман на джинсах? Все знают, что есть крошечный карман на джинсах, но мало кто задумывался, зачем он может быть нужен. Интересно, что первоначально он был местом для хр.

Как измерить ток и напряжение мультиметром?

1)Значок сопротивления. Этот значок говорит нам о том, что мы собираемся мерять сопротивление. На фотографии показан диапазон сопротивления, который мы можем измерить мультиметром — от 0 Ом до 200 МегаОм.

2)Значок постоянного напряжения. Означает, что ставя переключатель на него, мы сможем измерять постоянный ток. В данном приборе, диапазон измерения постоянного напряжение от 0 миливольт до 1000 Вольт.

3)Значок переменного напряжения. Диапазон измерения в данном случае от 0 миливольт до 750 Вольт.

4)Значок для измерения коэффициента усиления транзисторов . Но я им не пользуюсь, потому как нет надобности.

5)Значок емкости конденсаторов. Емкость измеряется в Фарадах. Диапазон от 0 и до 200 микроФарад.

6)Значок измерения силы тока постоянного напряжения. Диапазон от 0 до 20 Ампер.

7)Значок измерения силы тока переменного напряжения. Диапазон от 0 до 20 Ампер.

8)Диодная прозвонка. Показывает именно падение напряжения на замеряемом элементе в миллиВольтах. Да-да, можно не протирать глаза, чтобы еще раз прочитать предыдущее предложение ;-). Прелесть данной функции в том, что если высвечивается падение напряжения меньше, чем 100 миллиВольт (для различных моделей оно разное), из мультиметра доносится пикающий сигнал. Очень удобная для проверки диодов, а также целостности проводов, предохранителей (в конце статьи ссылки, как это сделать). Покупая мультиметр, берите такой, чтобы эта функция была однозначно, иначе мультиметр резко теряет свой функционал.

Измеряем силу тока.

Запомните одно правило при измерениях: при измерении силы тока, щупы соединяются последовательно с нагрузкой, а при измерении других величин — параллельно.

На рисунке ниже показано, как надо правильно соединять щупы и нагрузку для того, чтобы замерить силу тока:

Черный щуп, который воткнут в гнездо СОМ — его не трогаем, а красный переносим в гнездо, где написано mA или хA, где вместо х — максимальное значение силы тока, которую может замерить прибор. В моем случае это 20 Ампер, так как рядом с гнездом написано 20 А. В зависимости от того, какое значение силы тока вы собираетесь мерять, туда и втыкаем красный щуп. Если вы не знаете, какая примерно сила тока будет протекать в цепи, то ставим в гнездо хА:

Давайте проверим, как все это работает в деле.

В нашем случае нагрузкой является кулер от компа. Наш блок питания имеет встроенную индикацию для показа силы тока, а как вы знаете с курса физики, сила тока измеряется в Амперах. Выставляем 12 Вольт, на мультиметре ручкукрутим на измерение постоянного тока. Мы выставили предел измерения на мультике до 20 Ампер. Собираем как по схеме выше и смотрим показания на мультике. Оно в точности совпало со встроенным амперметром на блоке питания.

Конструктивные особенности

Итак, в мультиметре есть два вида выходов, они обозначены цветом: красным и черным. А вот гнезд может быть на разных моделях разное количество: два, четыре или больше. Черный выход – это масса, то есть, общий (обозначается или «com», или минусом). Красный используется именно для измерений, то есть, является потенциальным. Здесь может быть несколько гнезд для измерения каждого параметра электрической цепи, то есть, сопротивления, напряжения и силы тока. На мультиметре такие гнезда обозначаются единицей измерения параметров, так что не ошибетесь.

Второй внешний элемент – это рукоятка, вращающаяся по кругу. С ее помощью устанавливается предел измерений. Так как перед нами стоит вопрос, как можно измерить силу тока мультиметром, то нас должна интересовать шкала с амперами. Хотелось бы отметить, что таких пределов на аналоговых тестерах меньше, чем на цифровых. Плюс ко всему последние комплектуются разными полезными опциями, к примеру, звуковым сигналом.

А вот теперь один из важных моментов. У каждого мультиметра есть предел по току, который является максимальным. Поэтому выбирая проверяемую электрическую сеть, необходимо сопоставить проверяемую ситу тока цепи с пределом в тестере. К примеру, если в проверяемой электрической цепочке предполагается, что проходящий по ней ток будет иметь показатель 200 А, то не стоит проверять эту цепь мультиметром с максимальным пределом в 10 А. Предохранители прибора тут же сгорят, как только вы начнете тестирование. Кстати, максимальный показатель обязательно указывается на корпусе прибора или в его паспорте.

Сопротивление

При измерении сопротивления, равно как и при прозвонке цепи на целостность или короткое замыкание, щупы подключаются так же, как и в предыдущем случае. Переключатель на лицевой панели мультиметра должен быть выставлен на необходимые показатели диапазона, который отмечает значок сопротивления — омега (Ω).

Если необходимо проверить работоспособность лампы или наличие разрыва в цепи, можно воспользоваться функцией прозвона. В том же диапазоне сопротивления имеется значок в виде точки и уходящих от нее вправо черточек. Это обозначение звукового сигнала. При переключателе, включенном в этом положении, если между щупами происходит короткое замыкание, раздается звуковой сигнал. Это очень удобно, не нужно постоянно смотреть на дисплей.

У подобных устройств измеряться будет диапазон сопротивлений от 0 до 200 МОм.


Подключение для измерения величины и сопротивления

Как проверить напряжение аккумулятора мультиметром?

Для того чтобы проверить заряд литий-ионного аккумулятора необходимо выполнить следующие действия:

  • Перевести мультиметр в режим вольтметра (измерение напряжения) и установить диапазон от 0 до 20V;
  • Отсоединить аккумулятор от электропроводки автомобиля;
  • Подсоедините красный щуп к положительному гнезду;
  • Подсоедините черный щуп к отрицательному гнезду;
  • Запишите показания.

Если мультиметр показывает, что напряжение равно 12,6 вольт, то это свидетельствует о том, что батарея не нуждается в зарядке и полностью работоспособна. Если показания ниже 12,6 – это обозначает необходимость дозарядки аккумулятора.

В том случае, если мультиметр показывает менее двенадцати вольт, то аккумулятор полностью разряжен, и необходимо срочно зарядить его. Если показания меньше одиннадцати вольт – использование такого аккумулятора может сжечь генератор или зарядное устройство, а значит, от него лучше избавиться и купить новый.

Важно помнить о том, что для получения актуальных данных нужно проверять заряд нужно подождать 5-6 часов после того как аккумулятор будет отключен от автомобиля. Как проверить зарядку аккумулятора от генератора мультиметром? Точно таким же образом, но теперь для замера показателей необходимо будет отключить генератор от аккумулятора, получить нужные данные, и при необходимости снова поставить его на дозарядку

Как проверить зарядку аккумулятора от генератора мультиметром? Точно таким же образом, но теперь для замера показателей необходимо будет отключить генератор от аккумулятора, получить нужные данные, и при необходимости снова поставить его на дозарядку.

Измерение напряжения

Далее следует узнать, как измерить напряжение мультиметром. В отличие от силы тока, напряжение можно определять и у постоянного, и у переменного тока даже при использовании самых бюджетных устройств.

Узнать определенное напряжение постоянного тока потребуется, например, если понадобится измерить остаточную емкость аккумулятора мультиметром. Перед тем как приступать к измерениям, нужно выбрать тип тока и диапазон значений. Предел устанавливается исходя из тестируемого объекта — у пальчиковых батареек стандартное напряжение равно 1,5 вольт, у автомобильной батареи — 12–12,5 вольт и т. д. точные цифры всегда написаны на электроприборах. Предел ставится ближайший к предполагаемому значению с округлением в большую сторону.

Кликните для увелечения

Далее нужно сделать следующее:

  1. Подключить черный щуп к порту COM.
  2. Подключить красный щуп к порту для измерения напряжения (отмечен буквой V).
  3. Подключить свободные концы щупов к контактам исследуемого объекта.

В школе на уроках физики учат, как измерить напряжение вольтметром, — включать прибор в цепь нужно параллельно потребителю. Здесь принцип тот же: подключать щупы нужно параллельно клеммам автомобильного аккумулятора, участку кабеля и т. д.

Постоянный ток измеряется, если нужно узнать напряжение аккумулятора или другого источника; если же исследуется электросеть, нужно переключить мультиметр в режим переменного тока, далее порядок действий аналогичен. Напряжение спокойно можно измерять и в розетке.

Исходя из первых двух параметров можно измерить мощность прибора, просто перемножив эти величины.

Как проверить внутреннее сопротивление?

Для проверки внутреннего сопротивления стоит знать не только вольты, но и амперы. Поскольку мы уже бывалые в деле замеров, то сразу перейдем к действиям.

Берем галогеновую лампу в 60 Вт, которая потребляет 5 А. Если ампераж равен ста амперам, то потеря не может быть более 1 В. Это значит, что для 5 А показатель напряжения должен составлять 0,05 В.

Подключаем нашу лампу к батарее. После того как она засветилась, определяем напряжение на клеммах аккумулятора. Замеряем вольты, выключаем лампу, определяем напряжение повторно.

В итоге, если разница между значениями будет составлять не более 0,05 В, то наша батарея исправна. Если значение больше, значит сопротивление повысилось. Исходя из этого можно судить о состоянии АКБ.

Основные принципы замера силы тока

Главной особенностью работы с мультитестером в режиме амперметра является то, что он обязательно должен быть включен в разрыв цепи. Такое подключение называется последовательным. По сути, прибор становится частью этой цепи, то есть весь ток должен пройти именно через него. А как известно, сила тока на любом участке неразветвленной электрической цепи постоянна. Проще говоря, сколько «вошло» столько должной и «выйти». То есть место последовательного подключения амперметра особого значения не имеет.

Чтобы стало понятнее, ниже размещена схема, в которой показывается разница в подключении мультиметра в разных режимах работы.

  • Итак, при замере силы тока мультиметр включается в разрыв цепи, сам становясь одним из ее звеньев. То есть будет проблема, как этот разрыв цепи организовать практически. Решают по-разному – это будет показано ниже.
  • При замере напряжения (в режиме вольтметра) цепь, наоборот, не разрывается, а прибор подключается параллельно нагрузке (участку цепи, где требуется узнать напряжение). При замере напряжения источника питания щупы подключаются напрямую к клеммам (контактам розетки), то есть мультиметр сам становится нагрузкой.
  • Наконец, если меряется сопротивление, то внешний  источник питания вообще не фигурирует. Контакты прибора подключаются непосредственно к той или иной нагрузке (прозваниваемому участку цепи). Необходимый ток для проведения измерений поступает из автономного источника питания мультитестера.

Вернемся к теме статьи — к замерам силы тока.

Очень важно изначально правильно установить на мультиметре, помимо постоянного или переменного тока, диапазон измерений. Надо сказать, что у начинающих с этим часто возникают проблемы

Сила тока – величина крайне обманчивая. И «спалить» свой прибор, а то и наделать больших бед, неправильно установив верхний предел измерений – проще простого.

Поэтому настоятельная рекомендация – если вы не знаете, какая сила тока ожидается в цепи, начинайте измерения всегда с максимальных величин. То есть, например, на том же DT 830 красный щуп должен быть установлен в гнездо на 10 ампер (показано на иллюстрации красной стрелкой). И рукоятка переключатель режимов работы также должно показывать на 10 ампер (голубая стрелка). Если измерения покажут, что предел завышен (показания получаются менее 0,2 А), то можно, чтобы получить более точные значения, переставить сначала красный провод в среднее гнездо, а затем ручку переключателя – в положение 200 мА. Бывает, что и этого многовато, и приходится переключателем снижать еще на разряд и т.д. Не вполне удобно, не спорим, но зато безопасно и для пользователя, и для прибора.

Кстати, о безопасности

Никогда не следует пренебрегать мерами предосторожности. И особенно если речь идет об опасных напряжениях (а сетевое напряжение 220 В – чрезвычайно опасно) и высоких токах

Мы здесь спокойно ведём разговор об амперах, а между тем, безопасным для человека считается ток не выше 0.001 ампера. А ток всего в 0.01 ампера, прошедший через тело человека, чаще всего приводит к необратимыми последствиям.

Проведение замеров силы тока, особенно если работа ведется в самом высоком диапазоне, рекомендуется проводить максимально быстро. В противном случае мультитестер может просто перегореть.

Об этом, кстати, могут информировать и предупреждающие надписи около гнезда подключения измерительного провода.

Обратите внимание. Слово «unfused» в данном случае обозначает, что прибор в этом режиме не защищен плавким предохранителем

То есть при перегреве он просто выйдет полностью из строя. Указано и допустимое время замера – не более 10 секунд, да и то не чаще одного раза в 15 минут («each 15 m»). То есть после каждого такого замера придется еще и выдерживать немалую паузу.

Справедливости ради – далеко не все мультиметры настолько «привередливые». Но если такое предупреждение есть – пренебрегать им не стоит. И в любом случае замер силы тока проводить максимально быстро.

Как измерить ёмкость

Мультиметр можно использовать и как тестер для измерения ёмкости аккумулятора. Замер ёмкости аккумулятора можно произвести с помощью контрольного разряда батареи. Чтобы проверить ёмкость потребуется вначале полностью зарядить аккумулятор. Затем необходимо убедиться что батарея максимально заряжена, сделав замер напряжения и плотности электролита.

Далее необходимо подключить нагрузку известной мощности, например лампу накаливания мощностью 24 Вт, и отметить точное время начала данного эксперимента. Когда напряжение батареи упадёт до 50% процентов от ранее установленного показания полностью заряженного аккумулятора, лампочку следует отключить.

Измерение ёмкости, которое выражается в а/ч, осуществляется путём перемножения силы тока в цепи при подключённой нагрузке, на количество часов, в течение которых осуществлялся контрольный разряд батареи. Если получится значение, максимально приближенное к номинальному показателю а/ч, то батарея находится в отличном состоянии.

Как измерить силу переменного тока мультиметром

Перед началом замеров необходимо точно определить, какой ток будет измеряться – переменный или постоянный. После этого переключатель мультиметра устанавливается в нужное положение. Далее нужно установить ориентировочную силу в данной цепи, для того чтобы подключить измерительный щуп в соответствующий разъем. Если сила тока предполагается до 200мА, щуп включается в гнездо «V ΩmA», а при силе тока более 200мА – в разъем «10А».

Иногда случается так, что информация о силе тока отсутствует вообще. Поэтому измерения следует начинать с максимальной величины. Если на дисплее появляется ток меньшего значения, значит штекер требуется переставить в другой разъем. В случае когда ток вновь меньше требуемого, штекер снова переставляется. При необходимости ручку регулятора следует выставить на более низкую отметку силы тока. Перед началом измерений нужно внимательно изучить все обозначения, нанесенные на мультиметр и в дальнейшем выбирать только нужную символику. Все замеры должны проводиться от максимальных значений к минимальным, это является обязательным требованием при работе с мультиметром.

Схемы распайки соединительных кабелей оборудования применяемого в торговле!

Как измерить силу тока трансформатора мультиметром

Течение электрического тока в трансформаторе осуществляется исключительно в замкнутом контуре. Для того чтобы произвести измерения тока, нужно вначале подключить какую-нибудь нагрузку, а затем последовательно с ней в цепь включается мультиметр. В данном случае переключатель также выставляется в режим измерений переменного тока. Провод красного цвета подключается к отдельному выходу.

На подготовительном этапе нужно сделать следующее:

  • Щуп с проводом черного цвета устанавливается в соответствующее черное гнездо, а щуп с красным проводом – в красное гнездо, где имеется обозначение «А», то есть, ампер.
  • Тумблер переключается в нужное положение: для измерений переменного тока – АС, постоянного тока – DC.
  • Предел измерений устанавливается таким образом, чтобы он был выше предполагаемого уровня силы тока в цепи. Это поможет уберечь прибор от перегорания.

После подготовки можно переходить к непосредственным измерениям. С этой целью мультиметр нужно последовательно включить в разрыв электрической цепи между трансформатором и нагрузкой. Величина тока, проходящего через прибор, отобразится на дисплее мультиметра. При отсутствии нагрузки в цепочку можно включить ограничительное сопротивление – обычную лампочку или резистор.

Если на дисплее не отображается значение силы тока, значит предел измерений выбран неверно и его необходимо уменьшить на одну позицию. При отсутствии результата процедуру нужно повторить и продолжать делать это до того момента, пока на дисплее не появится какое-либо значение.

Способы измерения силы тока в цепи постоянного и переменного тока

Пошаговая инструкция, объясняющая, как измерить силу тока в цепи постоянного тока и переменного. Какие приборы лучше использовать для измерения силы тока.

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.

Содержание:

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.

Примеры измерения тока

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

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:

  • Закон Ома простыми словами
  • Активная, реактивная и полная мощность
  • Как выбрать мультиметр для дома и работы
  • Перевод ампер в киловатты
Опубликовано: 12.11.2019 Обновлено: 12.11.2019 нет комментариев

Как измерить переменный ток? - Электроника

Спасибо откликнувшимся. Ну цели у меня две. Первая о минимуме. А именно. Вот есть КЛЛ (экономка). На корпусе пишется, сколько ватт, и сколько мА она потребляет. А в действительности, при измерении тока цешкой (ц4352 с кнопкой защиты), прибор показывает примерно вполовину меньше тока, который указан на корпусе лампы (на пластмассовом корпусе). Или прибор вполовину меньше врёт, или на лампах пишут в два раза больше реального?

 

О максимуме. Есть некий бензогенератор (не инверторный) киловатт до двух. Как измерить максимальную его вырабатываемую мощность? Вариант такой-беру 2 кВт активной нагрузки (ТЭН), и через симисторный регулятор плавно нагружаю гену. Например, на АБ1 стоит вольтметр и амперметр. Плавно нагружая гену, и смотря по вольтметру (когда напряжение начнёт снижаться на 4-5 вольт, запоминаем показания амперметра. И когда напряжение понизится на 20 вольт, тоже запоминаем показания амперметра), можно понять, сколько нагрузки может тянуть генератор.

Ведь генераторам особо без разници, активка или реактивка. Он не сможет дать больше, чем может.

Например, АБ реально хорошо тянет 1.5 кВт. без снижения напряжения.

Как измерить частоту переменного тока?

Обзор приборов для измерения частоты переменного тока. Технология измерения частоты в сети мультиметром.


Не так часто приходится узнавать именно частоту переменного тока, по сравнению с такими показателями, как напряжение и сила тока. Например, для того чтобы измерить силу тока можно воспользоваться измерительными клещами, для этого даже необязательно контактировать с токопроводящими частями, да и напряжение проверяет любой стрелочный или цифровой мультиметр. Однако, чтобы проверить частоту, с какой меняется полярность в цепях переменного тока, то есть количество его полных периодов, используется частотомер. В принципе, прибор с таким же названием может измерять и количество механических колебаний за определённый период времени, но в этой статье речь пойдёт исключительно об электрической величине. Далее мы расскажем, как проводится измерение частоты переменного тока мультиметром и частотомером. Содержание:

Какие приборы можно использовать


Как выполняется измерение частоты

Перед тем как пользоваться мультиметром, а в частности, частотомером, внимательно нужно ознакомиться ещё раз с теми параметрами, которые он имеет возможность измерять. Для того чтобы правильно произвести их замер нужно освоить несколько этапов:

  1. Включить прибор соответствующей кнопкой на корпусе, чаще всего она выделена ярким цветом.
  2. Установить переключатель на измерение частоты переменного тока.
  3. Взяв в руки два щупа и подключив их, согласно инструкции в соответствующие гнёзда, произведём опробование измерительного устройства. Для начала нужно попробовать узнать частоту напряжения в стандартной сети 220 Вольт, она должна равняться 50 Гц (отклонение может быть в несколько десятых). Эта величина чётко контролируется поставщиком электрической энергии, так как при её изменении могут выйти из строя электроприборы. Поставщик отвечает за качество предоставляемой электроэнергии и строго соблюдает все её параметры. Кстати, такая величина является стандартной не во всех странах. Присоединив выводы частотомера к выводам розетки, на приборе высветится величина около 50 Гц. Если показатель будет отличаться, то это будет его погрешностью и при следующих измерениях это нужно будет обязательно учесть.

Далее, можно смело производить необходимые замеры, помня что частота есть только у переменного вида напряжения, постоянный ток не имеет изменяющегося периодически значения.

Другие альтернативные методы измерения

Самый эффективный и простой способ проверки частоты — это использование осциллографа. Именно осциллографом пользуются все профессиональные электронщики, так как на нём можно визуально увидеть не только цифры, но и саму диаграмму. При этом нужно обязательно отключить встроенный генератор. Новичку в электронике будет довольно проблематично выполнить данные измерения с помощью этого прибора. О том, как пользоваться осциллографом, мы рассказали в отдельной статье.

Второй вариант — это измерение с помощью конденсаторного частотомера, имеющего диапазон измерений 10 Гц-1 МГц и погрешность около 2%. Он определяет среднее значение тока разрядки и зарядки, которое будет пропорционально частоте и измеряется косвенно с помощью магнитоэлектрического амперметра, со специальной шкалой.

Ещё один метод называется резонансный и основан он на явлении резонанса, возникающего в электрическом контуре. Тоже имеет шкалу с механизмом точной подстройки. Однако промышленную величину в 50 Гц этим способом невозможно проверить, работает он от 50 000 Гц.

Также вы должны знать, что существует реле частоты. Обычно на предприятиях, подстанциях, электростанциях — это основное устройство, которым контролируют изменение частоты. Данное реле воздействует на другие устройства защиты и автоматики для поддержания частоты на необходимом уровне. Есть разные типы реле частоты с разным функционалом, об этом мы расскажем в других публикациях.

Все же мультиметры и электронные цифровые частотомеры работают на обычном счёте импульсов, которые являются неотъемлемой частью, как импульсного так и другого переменного напряжения, необязательно синусоидального за определенный промежуток времени, обеспечивая при этом максимальную точность, а также широчайший диапазон.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Теперь вы знаете, как выполнить измерение частоты тока в сети мультиметром и частотомером. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной!
Будет интересно прочитать:

  • Как пользоваться мультиметром
  • Как проверить напряжение в розетке
  • Измерение сопротивления заземления


Нравится0)Не нравится0)

Как измерить ток с помощью мультиметра »Электроника

Мультиметр обеспечивает один из самых простых способов измерения переменного и постоянного тока (AC и DC). Мы даем некоторые из основных рекомендаций. . .


Учебное пособие по мультиметру Включает:
Основы работы с измерителем Аналоговый мультиметр Как работает аналоговый мультиметр Цифровой мультиметр DMM Как работает цифровой мультиметр Точность и разрешение цифрового мультиметра Как купить лучший цифровой мультиметр Как пользоваться мультиметром Измерение напряжения Текущие измерения Измерения сопротивления Тест диодов и транзисторов Диагностика транзисторных цепей


Часто бывает необходимо знать, как измерить ток с помощью мультиметра.Измерения тока выполнить легко, но они выполняются несколько иначе, чем измерения напряжения и другие измерения. Однако измерения тока часто необходимо проводить, чтобы выяснить, правильно ли работает цепь, или чтобы обнаружить другие факты, связанные с ее потреблением тока.

Ток является одним из основных электрических / электронных параметров, поэтому часто необходимо измерить ток, протекающий в цепи, чтобы проверить ее работу.

... как цифровые, так и аналоговые мультиметры могут очень легко измерять ток ....

Измерения тока можно производить с помощью различных измерительных приборов, но наиболее широко используемым измерительным оборудованием для измерения тока является цифровой мультиметр. Это испытательное оборудование широко доступно по очень разумным ценам.

Измерение тока: основы

Измерения тока выполняются иначе, чем измерения напряжения и другие измерения.Ток состоит из потока электронов вокруг цепи, и необходимо иметь возможность контролировать общий поток электронов. В очень простой схеме показана ниже. В нем есть батарейка, лампочка, которую можно использовать как индикатор, и резистор. Чтобы изменить уровень тока, протекающего в цепи, можно изменить сопротивление, а количество протекающего тока можно измерить по яркости лампы.

Простая схема для измерения тока

При использовании мультиметра для измерения тока единственный способ, который может быть использован для определения уровня протекающего тока, - это разорвать цепь, чтобы ток проходил через измеритель.Хотя временами это может быть сложно, это лучший вариант. Типичное измерение тока можно выполнить, как показано ниже. Из этого видно, что цепь, в которой протекает ток, должна быть разорвана, а мультиметр вставлен в цепь. В некоторых схемах, где часто может потребоваться измерение тока, могут быть добавлены клеммы с перемычкой для облегчения измерения тока.

Как измерить ток с помощью мультиметра

Чтобы мультиметр не влиял на работу цепи, когда он используется для измерения тока, сопротивление счетчика должно быть как можно меньшим.Для измерений около ампера сопротивление метра должно быть намного меньше ома. Например, если измеритель имел сопротивление в один Ом и протекал ток в один ампер, то на нем возникло бы напряжение в один вольт. Для большинства измерений это было бы неприемлемо высоким. Поэтому сопротивление счетчиков, используемых для измерения тока, обычно очень низкое.

Как измерить ток аналоговым мультиметром

Использовать аналоговый измеритель для измерения электрического тока довольно просто.Есть несколько незначительных отличий в способах проведения измерений тока, но используются те же основные принципы.

... аналоговые мультиметры также могут легко и точно измерять ток ....

При использовании аналогового мультиметра можно выполнить несколько простых шагов:

  1. Вставьте датчики в правильные соединения - это необходимо, потому что может быть несколько различных соединений, которые можно использовать.Убедитесь, что вы выбрали правильные соединения, поскольку могут быть отдельные соединения для диапазонов очень низкого или очень высокого тока.
  2. Установите переключатель на правильный тип измерения (т. Е. Для измерения тока) и диапазон, в котором будет проводиться измерение. При выборе диапазона убедитесь, что максимум для конкретного выбранного диапазона выше ожидаемого. При необходимости диапазон мультиметра может быть позже уменьшен. Однако выбор слишком большого диапазона предотвращает перегрузку измерителя и любое возможное повреждение движения самого измерителя.
  3. При снятии показаний оптимизируйте диапазон для наилучшего считывания. Если возможно, отрегулируйте его так, чтобы можно было добиться максимального отклонения счетчика. Таким образом будет получено наиболее точное показание.
  4. Как только считывание будет завершено, рекомендуется поместить щупы в гнезда для измерения напряжения и повернуть диапазон в положение максимального напряжения. Таким образом, если счетчик случайно подключен, не задумываясь о том, какой диапазон будет использоваться, вероятность повреждения счетчика мала.Это может быть неправдой, если он оставлен на текущее значение, а счетчик случайно подключен к точке высокого напряжения!

Как измерить ток цифровым мультиметром

Чтобы измерить ток цифровым мультиметром, можно выполнить несколько простых шагов:

  1. Включите счетчик
  2. Вставьте зонды в правильные соединения - на многих счетчиках существует несколько различных соединений для зондов. Часто один помечен как обычный, в который обычно помещается черный зонд.Другой зонд должен быть вставлен в соответствующее гнездо для измерения тока. Иногда используется специальное соединение для измерения тока, а иногда - отдельное соединение для измерений низкого или высокого тока. Выберите правильный вариант для текущего измерения.
  3. Установите главный селекторный переключатель на переключателе измерителя на правильный тип измерения (т. Е. Ток) и диапазон, в котором будет проводиться измерение. При выборе диапазона убедитесь, что максимальный диапазон превышает ожидаемое значение.При необходимости диапазон цифрового мультиметра может быть уменьшен. Однако выбор слишком большого диапазона предотвращает перегрузку счетчика.
  4. При измерении тока оптимизируйте диапазон для получения наилучшего показания. Если возможно, разрешите всем начальным цифрам не читать ноль, и таким образом можно будет прочитать наибольшее количество значащих цифр.
  5. Как только считывание будет завершено, рекомендуется поместить щупы в гнезда для измерения напряжения и установить максимальное напряжение.Таким образом, если счетчик случайно подключен без учета используемого диапазона, вероятность повреждения счетчика мала. Это может быть неправдой, если он оставлен на текущее значение, а счетчик случайно подключен к точке высокого напряжения!

Следуя этим шагам, очень легко измерить ток с помощью любого цифрового мультиметра.

Альтернативные методы измерения силы тока

Самый очевидный метод измерения тока с помощью мультиметра - разорвать цепь и быстро приблизить измеритель к цепи.Однако это не единственный метод, который можно использовать.

Есть несколько методов, которые могут быть реализованы, которые не требуют разрыва цепи и последовательного подключения счетчика.

Эти методы часто используются там, где важно не разорвать цепь, и используются методы, которые тем или иным образом определяют ток.

Точность часто может быть почти такой же хорошей, как при включении измерителя в цепь, но для этого может потребоваться, чтобы компоненты уже были на месте или использовались другие типы датчиков.

Использование последовательного резистора для измерения тока

Этот метод измерения тока может дать некоторые преимущества при некоторых обстоятельствах, когда предполагается, что ток может потребоваться регулярно измерять в цепи.

Этот метод измерения тока предполагает включение в схему небольшого резистора подходящего номинала. Обычно один конец резистора находится под потенциалом земли, чтобы избежать риска случайного замыкания на землю высокого напряжения при проведении теста.

Метод измерения тока путем вставки в цепь последовательного резистора.

Путем измерения напряжения на резисторе можно легко рассчитать ток.

Например, резистор 10 Ом помещен в цепь и на нем обнаружено значение 100 мВ, тогда, используя закон Ома, можно сделать вывод, что ток составляет V / R = 0,1 / 10 = 10 мА.

При использовании этого метода измерения тока сопротивление резистора должно быть достаточно точным для проведения измерений.Любой допуск на резистор e даст аналогичный допуск, но не при измерении. К счастью, многие измерения в этой ситуации не требуют особой точности, и поэтому даже 10% резисторов будут достаточно точными - 2% также может быть адекватным в зависимости от необходимых допусков.

В показанном случае последовательный резистор, используемый для измерения тока, помещается рядом с землей, а также он обходится конденсатором для обхода любого сигнала на землю. Это особенно важно, если схема используется на радиочастотах, РЧ, поскольку это поможет предотвратить излучение любого сигнала по выводам измерительного прибора.

Метод измерения тока с использованием датчика тока / катушки

Если невозможно каким-либо образом прорваться в цепь, можно использовать датчик тока.

Датчики тока обычно бывают в виде датчика, который размещается вокруг проводника с током. Он может обнаруживать ток, протекающий в проводнике, и таким образом давать показания.

Эти датчики часто входят в состав законченного измерителя, поэтому часто невозможно использовать стандартный мультиметр для этого типа теста.

Существует несколько различных типов датчиков / измерителей, которые можно использовать с этим методом измерения тока.

  • Трансформатор тока: Одна из наиболее распространенных форм датчика тока называется токовыми клещами. Он состоит из разрезного кольца из феррита или мягкого железа, на которое намотана катушка - по одной на каждую половину. Сердечник пропускается по проводнику, в котором необходимо измерить ток, и две половины сердечника зажимаются на месте. Таким образом, сборка действует как трансформатор, а катушки зажима улавливают магнитное поле от тока, протекающего в проводнике.Поскольку вся сборка фактически представляет собой трансформатор, этот метод измерения тока работает только для переменного тока. Также расходомеры, использующие это, обычно поставляются как отдельные «клещи».
  • Датчик Холла: Датчик Холла, использующий другую технологию. Он может измерять как переменный, так и постоянный ток, протекающий в проводнике. Его часто используют вместе с осциллографами и цифровыми мультиметрами высокого класса, хотя их использование становится все более распространенным.

Существуют и другие аналогичные методы измерения тока с использованием датчиков, но токовые клещи и датчики на эффекте Холла являются наиболее распространенными.

Как измерить переменный ток мультиметром

Часто бывает необходимо измерить переменный ток. Хотя для измерения переменного тока используются те же основные шаги, что и при нормальном измерении постоянного тока, есть несколько дополнительных моментов, на которые следует обратить внимание.

  • Требуется настройка переменного тока: Различия в измерениях возникают из-за того, что мультиметр должен исправлять переменную форму волны, чтобы он мог измерять переменный ток.Основное отличие цифрового мультиметра состоит в том, что переключатель типа измерения должен быть установлен на измерение переменного тока, а не постоянного.
  • Для аналоговых счетчиков требуется выпрямитель: Для аналогового мультиметра ситуация немного иная. Поскольку аналоговый мультиметр не содержит активной электроники, диодный выпрямитель, используемый для выпрямления переменного сигнала, имеет определенное напряжение включения, и это повлияет на низкое напряжение на некоторых шкалах. Некоторые измерители могут быть не в состоянии измерять переменный ток или у них будут очень ограниченные диапазоны.

Хотя измерение электрического тока не так распространено, как измерение напряжения, тем не менее, способность измерять ток является важной и важной возможностью. Также важно знать, как измерять ток, чтобы получить лучшее от мультиметра.

Другие темы тестирования:
Анализатор сети передачи данных Цифровой мультиметр Частотомер Осциллограф Генераторы сигналов Анализатор спектра Измеритель LCR Дип-метр, ГДО Логический анализатор Измеритель мощности RF Генератор радиочастотных сигналов Логический зонд Тестирование и тестеры PAT Рефлектометр во временной области Векторный анализатор цепей PXI GPIB Граничное сканирование / JTAG
Вернуться в меню тестирования.. .

.

Измерения электроники: как измерить переменный ток

  1. Программирование
  2. Электроника
  3. Компоненты
  4. Измерения электроники: как измерить переменный ток

Дуг Лоу

При постоянном токе легко определить напряжение, которое присутствует между двумя точками в электронной схеме: вы просто измеряете напряжение с помощью вольтметра. Однако с переменным током измерить напряжение не так просто.Это потому, что напряжение в цепи переменного тока постоянно меняется.

На самом деле существует три способа измерения напряжения в цепи переменного тока. Три способа:

  • Пиковое напряжение: Измерение максимального напряжения между 0 В и наивысшей точкой цикла переменного тока. Это максимальное напряжение переменного тока.

  • Размах напряжения: Разница между самым высоким и самым низким пиками переменного напряжения.В большинстве случаев переменного напряжения размах напряжения вдвое превышает пиковое напряжение.

  • Действующее значение напряжения: Среднее напряжение цепи; также называется средним напряжением . RMS означает среднеквадратичное значение , но это важно только в том случае, если вы готовитесь к экзамену или чему-то еще. Среднеквадратичное значение напряжения - это, несомненно, наиболее распространенный способ определения напряжения цепи переменного тока.

    Например, когда мы говорим, что напряжение в домашней электрической розетке составляет 120 В переменного тока, на самом деле мы имеем в виду, что среднеквадратичное напряжение составляет 120 В.

    Если переменное напряжение повторяет истинную синусоидальную волну, среднеквадратичное напряжение равно 0,707 пикового напряжения. Или, чтобы перевернуть его, пиковое напряжение примерно в 1,4 раза больше среднеквадратичного напряжения. Таким образом, фактическое пиковое напряжение в бытовой электросети составляет около 168 В.

Истинное среднеквадратичное значение напряжения немного сложно вычислить, так как оно требует довольно сложной математики. Среднеквадратичное значение рассчитывается путем измерения фактического напряжения с очень малыми временными интервалами.Затем напряжения выборки возводятся в квадрат, квадраты напряжений складываются и вычисляется среднее значение всех квадратов значений. Наконец, вычисляется квадратный корень из среднего. Это фактическое значение RMS.

Для истинной синусоиды предыдущий расчет очень близок к умножению пикового напряжения на 0,707. Однако для напряжений переменного тока, которые не являются истинными синусоидальными волнами, фактическое среднеквадратичное значение может отличаться от того, которое указывает ярлык «умножить на 0,707».

Почти все вольтметры переменного тока сообщают о среднеквадратичном напряжении, но только более дорогие вольтметры переменного тока вычисляют фактическое среднеквадратичное значение, измеряя входное напряжение и выполняя функцию суммы квадратов.Недорогие вольтметры просто измеряют пиковое напряжение и умножают его на 0,707. К счастью, этого достаточно для большинства целей.

Об авторе книги
У Дуга Лоу все еще есть набор экспериментатора электроники, который дал ему отец, когда ему было 10 лет. Хотя он стал программистом и написал книги по различным языкам программирования, Microsoft Office, веб-программированию и компьютерам (включая 30+ книг для чайников), Дуг никогда не забывал свою первую любовь: электронику.

.

Зависимость переменного тока (AC) от постоянного (DC)

Поразительно!

Откуда австралийская рок-группа AC / DC получила свое название? Почему, переменный ток и постоянный ток, конечно же! И переменный, и постоянный ток описывают типы протекания тока в цепи. В постоянного тока (DC) электрический заряд (ток) течет только в одном направлении. Электрический заряд в переменного тока (AC), напротив, периодически меняет направление.Напряжение в цепях переменного тока также периодически меняется на противоположное, потому что ток меняет направление.

Большая часть создаваемой вами цифровой электроники будет использовать постоянный ток. Однако важно понимать некоторые концепции переменного тока. Большинство домов подключены к сети переменного тока, поэтому, если вы планируете подключить свой проект музыкальной шкатулки Tardis к розетке, вам нужно будет преобразовать переменный ток в постоянный. Переменный ток также обладает некоторыми полезными свойствами, такими как способность преобразовывать уровни напряжения с помощью одного компонента (трансформатора), поэтому переменный ток был выбран в качестве основного средства передачи электроэнергии на большие расстояния.

Что вы узнаете

  • История создания переменного и постоянного тока
  • Различные способы генерации переменного и постоянного тока
  • Некоторые примеры приложений переменного и постоянного тока

Рекомендуемая литература

и nbsp

и nbsp

Переменный ток (AC)

Переменный ток описывает поток заряда, который периодически меняет направление. В результате уровень напряжения также меняется на противоположный вместе с током.AC используется для подачи питания в дома, офисные здания и т. Д.

Генератор переменного тока

переменного тока может производиться с использованием устройства, называемого генератором переменного тока. Это устройство представляет собой особый тип электрического генератора, предназначенный для выработки переменного тока.

Петля из проволоки скручена внутри магнитного поля, которое индуцирует ток по проволоке. Вращение провода может происходить с помощью любого количества средств: ветряной турбины, паровой турбины, проточной воды и так далее. Поскольку провод вращается и периодически меняет магнитную полярность, напряжение и ток на проводе чередуются.Вот короткая анимация, демонстрирующая этот принцип:


(Видео предоставлено: Хуррам Танвир)

Генератор переменного тока можно сравнить с нашей предыдущей аналогией с водой:

Чтобы генерировать переменный ток в комплекте водопроводных труб, мы подключаем механический кривошип к поршню, который перемещает воду в трубах вперед и назад (наш «переменный» ток). Обратите внимание, что защемленный участок трубы по-прежнему оказывает сопротивление потоку воды независимо от направления потока.

Осциллограммы

AC может быть разных форм, если напряжение и ток чередуются. Если мы подключим осциллограф к цепи переменного тока и построим график ее напряжения с течением времени, мы можем увидеть несколько различных форм сигналов. Наиболее распространенный тип переменного тока - синусоидальный. Переменный ток в большинстве домов и офисов имеет колебательное напряжение, которое создает синусоидальную волну.

Другие распространенные формы переменного тока включают прямоугольную волну и треугольную волну:

Прямоугольные волны часто используются в цифровой и переключающей электронике для проверки их работы.

Треугольные волны используются при синтезе звука и используются для тестирования линейной электроники, такой как усилители.

Описание синусоидальной волны

Мы часто хотим описать форму волны переменного тока в математических терминах. В этом примере мы будем использовать обычную синусоидальную волну. Синусоидальная волна состоит из трех частей: амплитуда, частота и фаза .

Рассматривая только напряжение, мы можем описать синусоидальную волну как математическую функцию:

V (t) - это наше напряжение как функция времени, что означает, что наше напряжение изменяется с изменением времени.Уравнение справа от знака равенства описывает, как напряжение изменяется во времени.

V P - амплитуда . Это описывает максимальное напряжение, которое наша синусоида может достигать в любом направлении, а это означает, что наше напряжение может быть + V P вольт, -V P вольт или где-то посередине.

Функция sin () указывает, что наше напряжение будет в форме периодической синусоидальной волны, которая представляет собой плавные колебания около 0 В.

- это константа, которая преобразует частоту из циклов (в герцах) в угловую частоту (радианы в секунду).

f описывает частоту синусоидальной волны. Это дается в виде герц или единиц в секунду . Частота показывает, сколько раз определенная форма волны (в данном случае один цикл нашей синусоидальной волны - подъем и спад) происходит в течение одной секунды.

t - наша независимая переменная: время (измеряется в секундах).Со временем меняется и форма нашего сигнала.

φ описывает фазу синусоидальной волны. Фаза - это мера того, насколько сдвинута форма сигнала во времени. Часто это число от 0 до 360 и измеряется в градусах. Из-за периодической природы синусоидальной волны, если форма волны сдвинута на 360 °, она снова становится такой же, как если бы она была сдвинута на 0 °. Для простоты мы предполагаем, что в остальной части этого руководства фаза равна 0 °.

Мы можем обратиться к нашей надежной розетке за хорошим примером того, как работает форма сигнала переменного тока. В Соединенных Штатах в наши дома подается питание переменного тока с размахом 170 В (амплитуда) и 60 Гц (частота). Мы можем подставить эти числа в нашу формулу, чтобы получить уравнение (помните, что мы предполагаем, что наша фаза равна 0):

Мы можем использовать наш удобный графический калькулятор, чтобы построить график этого уравнения. Если графического калькулятора нет, мы можем использовать бесплатную онлайн-программу для построения графиков, такую ​​как Desmos (обратите внимание, что вам может потребоваться использовать «y» вместо «v» в уравнении, чтобы увидеть график).

Обратите внимание, что, как мы и предсказывали, напряжение периодически повышается до 170 В и понижается до -170 В. Кроме того, каждую секунду происходит 60 циклов синусоидальной волны. Если бы мы измеряли напряжение в розетках с помощью осциллографа, мы бы увидели именно это ( ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: не пытайтесь измерить напряжение в розетке с помощью осциллографа! Это может привести к повреждению оборудования).

ПРИМЕЧАНИЕ: Возможно, вы слышали, что напряжение переменного тока в США составляет 120 В.Это тоже правильно. Как? Говоря об переменном токе (поскольку напряжение постоянно меняется), часто проще использовать среднее или среднее значение. Для этого мы используем метод под названием «Среднеквадратичный корень». (RMS). Когда вы хотите рассчитать электрическую мощность, часто бывает полезно использовать значение RMS для переменного тока. Несмотря на то, что в нашем примере у нас было напряжение, изменяющееся от -170 В до 170 В, среднеквадратичное значение составляет 120 В RMS.

Приложения

В розетках дома и в офисе почти всегда есть кондиционер. Это связано с тем, что генерировать и транспортировать переменный ток на большие расстояния относительно просто.При высоком напряжении (более 110 кВ) при передаче электроэнергии теряется меньше энергии. Более высокие напряжения означают более низкие токи, а более низкие токи означают меньшее тепловыделение в линии электропередачи из-за сопротивления. Переменный ток можно легко преобразовывать в высокое напряжение и обратно с помощью трансформаторов.

AC также может питать электродвигатели. Двигатели и генераторы представляют собой одно и то же устройство, но двигатели преобразуют электрическую энергию в механическую (если вал двигателя вращается, на выводах генерируется напряжение!).Это полезно для многих крупных бытовых приборов, таких как посудомоечные машины, холодильники и т. Д., Которые работают от переменного тока.

Постоянный ток (DC)

Постоянный ток немного легче понять, чем переменный. Вместо того, чтобы колебаться вперед и назад, постоянный ток обеспечивает постоянное напряжение или ток.

Генерация постоянного тока

DC может быть сгенерирован несколькими способами:

  • Генератор переменного тока, оснащенный устройством, называемым «коммутатор», может производить постоянный ток
  • Использование устройства, называемого «выпрямитель», которое преобразует переменный ток в постоянный ток
  • Батареи обеспечивают постоянный ток, который генерируется в результате химической реакции внутри батареи

Используя нашу аналогию с водой снова, DC подобен резервуару с водой со шлангом на конце.

Бак может выталкивать воду только в одном направлении: из шланга. Как и в случае с нашей батареей постоянного тока, когда бак опустеет, вода больше не течет по трубам.

Описание DC

DC определяется как «однонаправленный» ток; ток течет только в одном направлении. Напряжение и ток могут изменяться с течением времени до тех пор, пока направление потока не меняется. Для упрощения предположим, что напряжение является постоянным. Например, мы предполагаем, что батарея AA обеспечивает 1.5 В, что математически можно описать как:

Если мы построим график с течением времени, мы увидим постоянное напряжение:

Что это значит? Это означает, что мы можем рассчитывать на то, что большинство источников постоянного тока обеспечат постоянное напряжение во времени. На самом деле батарея будет медленно терять заряд, а это означает, что напряжение будет падать по мере использования батареи. В большинстве случаев мы можем предположить, что напряжение постоянно.

Приложения

Практически все проекты электроники и запчасти для продажи на SparkFun работают на DC.Все, что работает от батареи, подключается к стене с помощью адаптера переменного тока или использует USB-кабель для питания, зависит от постоянного тока. Примеры электроники постоянного тока включают:

  • Сотовые телефоны
  • D&D Dice Gauntlet на основе LilyPad
  • Телевизоры с плоским экраном (переменный ток переходит в телевизор, который конвертируется в постоянный ток)
  • Фонари
  • Гибридные и электромобили

Битва течений

Почти каждый дом или офис подключен к сети переменного тока.Однако это решение не было мгновенным. В конце 1880-х годов различные изобретения в Соединенных Штатах и ​​Европе привели к полномасштабной битве между распределением переменного и постоянного тока.

В 1886 году электрическая компания Ganz Works, расположенная в Будапеште, электрифицировала весь Рим с помощью переменного тока. Томас Эдисон, с другой стороны, построил 121 электростанцию ​​постоянного тока в Соединенных Штатах к 1887 году. Поворотный момент в битве наступил, когда Джордж Вестингауз, известный промышленник из Питтсбурга, в следующем году приобрел патенты Николы Теслы на двигатели переменного тока и трансмиссии. .

AC против

постоянного тока Томас Эдисон (Изображение любезно предоставлено biography.com)

В конце 1800-х годов постоянный ток было нелегко преобразовать в высокое напряжение. В результате Эдисон предложил систему небольших местных электростанций, которые питали бы отдельные кварталы или участки города. Электроэнергия распределялась по трем проводам от электростанции: +110 вольт, 0 вольт и -110 вольт. Фонари и двигатели могут быть подключены между розеткой + 110 В или 110 В и 0 В (нейтраль).110 В допускает некоторое падение напряжения между установкой и нагрузкой (дома, в офисе и т. Д.).

Несмотря на то, что падение напряжения на линиях электропередачи было учтено, электростанции необходимо было располагать в пределах 1 мили от конечного пользователя. Это ограничение сделало распределение электроэнергии в сельской местности чрезвычайно трудным, если не невозможным.

Используя патенты Tesla, компания Westinghouse работала над усовершенствованием системы распределения переменного тока. Трансформаторы предоставили недорогой метод повышения напряжения переменного тока до нескольких тысяч вольт и его снижения до приемлемого уровня.При более высоких напряжениях та же мощность могла передаваться при гораздо меньшем токе, что означало меньшие потери мощности из-за сопротивления проводов. В результате крупные электростанции могут быть расположены на много миль от них и обслуживать большее количество людей и зданий.

Кампания Эдисона по выявлению мазков

В течение следующих нескольких лет Эдисон провел кампанию по категорическому противодействию использованию AC в Соединенных Штатах, которая включала лоббирование законодательных собраний штатов и распространение дезинформации о AC. Эдисон также приказал нескольким техникам публично казнить животных переменным током, пытаясь показать, что переменный ток опаснее постоянного тока.В попытке показать эти опасности, Гарольд П. Браун и Артур Кеннелли, сотрудники Эдисона, разработали первый электрический стул для штата Нью-Йорк, использующий переменный ток.

Возвышение AC

В 1891 году Международная электротехническая выставка проводилась во Франкфурте, Германия, и на ней была показана первая передача трехфазного переменного тока на большие расстояния, которая питала фары и двигатели на выставке. Присутствовали несколько представителей того, что впоследствии станет General Electric, и впоследствии они были впечатлены выставкой.В следующем году была создана компания General Electric, которая начала инвестировать в технологии переменного тока.

Электростанция Эдварда Дина Адамса на Ниагарском водопаде, 1896 г. (Изображение предоставлено teslasociety.com)

Westinghouse выиграл контракт в 1893 году на строительство плотины гидроэлектростанции, чтобы использовать энергию Ниагарского водопада и передавать переменный ток в Буффало, штат Нью-Йорк. Проект был завершен 16 ноября 1896 года, и в Буффало начали использовать переменный ток. Эта веха ознаменовала упадок DC в США.В то время как Европа примет стандарт переменного тока 220–240 В при 50 Гц, стандартом в Северной Америке станет 120 В при 60 Гц.

Высоковольтный постоянный ток (HVDC)

Швейцарский инженер Рене Тюри в 1880-х годах использовал серию двигателей-генераторов для создания высоковольтной системы постоянного тока, которую можно было использовать для передачи постоянного тока на большие расстояния. Однако из-за высокой стоимости и высокой стоимости обслуживания систем Thury HVDC никогда не применялся в течение почти столетия.

С изобретением полупроводниковой электроники в 1970-х годах стало возможным экономичное преобразование между переменным и постоянным током.Для генерации постоянного тока высокого напряжения (иногда до 800 кВ) можно использовать специальное оборудование. Некоторые страны Европы начали использовать линии HVDC для электрического соединения различных стран.

В линиях

HVDC потери меньше, чем в аналогичных линиях переменного тока на очень больших расстояниях. Кроме того, HVDC позволяет подключать различные системы переменного тока (например, 50 Гц и 60 Гц). Несмотря на свои преимущества, системы HVDC более дороги и менее надежны, чем обычные системы переменного тока.

В конце концов, Эдисон, Тесла и Вестингауз могут осуществить свои желания.Переменный ток и постоянный ток могут сосуществовать, и каждый служит определенной цели.

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь вы должны хорошо понимать разницу между переменным и постоянным током. Переменный ток легче преобразовывать между уровнями напряжения, что делает передачу высокого напряжения более возможной. С другой стороны, постоянный ток присутствует почти во всей электронике. Вы должны знать, что они не очень хорошо сочетаются, и вам нужно будет преобразовать переменный ток в постоянный, если вы хотите подключить большую часть электроники к розетке.С таким пониманием вы должны быть готовы заняться некоторыми более сложными схемами и концепциями, даже если они содержат переменный ток.

Взгляните на следующие руководства, когда будете готовы погрузиться глубже в мир электроники:

и nbsp

.

Как я могу измерить переменный ток?

Физика
Наука
  • Анатомия и физиология
  • Астрономия
  • Астрофизика
  • Биология
  • Химия
  • наука о планете Земля
  • Наука об окружающей среде
  • Органическая химия
  • Физика
Математика
  • Алгебра
  • Исчисление
  • Геометрия
  • Предалгебра
  • Precalculus
  • Статистика
  • Тригонометрия
Гуманитарные науки
.

Основы электроники: что такое переменный ток?

  1. Программирование
  2. Электроника
  3. Компоненты
  4. Основы электроники: что такое переменный ток?

Дуг Лоу

Переменный ток жизненно важен в электронике по одной простой причине: электрический ток, к которому вы можете получить доступ, подключив цепь к розетке, оказывается переменным током.

Электрический ток, который непрерывно течет в одном направлении, называется постоянным током или DC .В цепи постоянного тока ток создается электронами, которые выстраиваются в одну линию и движутся в одном направлении.

Внутри провода постоянного тока электроны прыгают от атома к атому, двигаясь в одном направлении. Таким образом, данный электрон, который начинает свой путь на одном конце провода, в конечном итоге оказывается на другом конце провода.

В переменном токе электроны движутся не только в одном направлении. Вместо этого они какое-то время прыгают от атома к атому в одном направлении, а затем разворачиваются и прыгают от атома к атому в противоположном направлении.Время от времени электроны меняют направление. В переменном токе электроны не движутся равномерно вперед. Вместо этого они просто двигаются вперед и назад.

Когда электроны в переменном токе переключают направление, направление тока и напряжение в цепи меняются на противоположные. В государственных системах распределения электроэнергии в Соединенных Штатах (включая бытовой ток) напряжение меняется на противоположное 60 раз в секунду. В некоторых странах напряжение меняется 50 раз в секунду.

Скорость, с которой переменный ток меняет направление на противоположное, называется его частотой , выраженной в герцах. Таким образом, стандартный бытовой ток в США составляет 60 Гц.

В цепи переменного тока напряжение и, следовательно, ток всегда изменяются. Однако напряжение не меняет полярность мгновенно. Вместо этого напряжение постоянно увеличивается от нуля до тех пор, пока не достигнет максимального напряжения, которое называется пиковым напряжением .

Затем напряжение снова начинает уменьшаться до нуля.Затем напряжение меняет полярность и падает ниже нуля, снова достигая пикового напряжения, но с отрицательной полярностью. Когда он достигает пикового отрицательного напряжения, он снова начинает расти, пока не достигнет нуля. Затем цикл повторяется.

Колебательное изменение напряжения важно из-за основной взаимосвязи между магнитными полями и электрическими токами. Когда проводник (например, провод) движется через магнитное поле, магнитное поле индуцирует ток в проводе. Но если проводник неподвижен относительно магнитного поля, ток не индуцируется.

Для создания этого эффекта не требуется физическое движение. Если проводник остается в фиксированном положении, но затем напряженность магнитного поля увеличивается или уменьшается (то есть, если магнитное поле расширяется или сжимается), в проводнике индуцируется ток, как если бы магнитное поле было фиксированным, а проводник физически перемещался по полю.

Поскольку напряжение переменного тока всегда либо увеличивается, либо уменьшается при изменении полярности с положительной на отрицательную и обратно, магнитное поле, окружающее ток, всегда либо сжимается, либо расширяется.Итак, если вы поместите проводник в это расширяющееся и схлопывающееся магнитное поле, в проводнике будет индуцироваться переменный ток.

Это похоже на волшебство! При переменном токе ток в одном проводе может индуцировать ток в соседнем проводе, даже если между проводами нет физического контакта.

Суть в следующем: переменный ток можно использовать для создания изменяющегося магнитного поля, а изменяющиеся магнитные поля можно использовать для создания переменного тока.Эта взаимосвязь между переменным током и магнитными полями делает возможными три важных устройства:

  • Генератор: Устройство, вырабатывающее переменный ток от источника вращательного движения, такого как турбина, приводимая в действие проточной водой или паром, или ветряная мельница. Генераторы переменного тока работают, используя вращательное движение, чтобы вращать магнит, помещенный в катушку с проволокой. Когда магнит вращается, его магнитное поле движется, что индуцирует переменный ток в спиральном проводе.

  • Мотор: Противоположность генератора переменного тока. Он преобразует переменный ток во вращательное движение. В своей простейшей форме двигатель - это просто генератор переменного тока, подключенный назад. Магнит установлен на валу, который может вращаться; магнит помещен в витки катушки с проволокой.

    Когда на катушку подается переменный ток, возникающее и падающее магнитное поле, создаваемое током, заставляет магнит вращаться, что поворачивает вал.

  • Трансформатор: Состоит из двух катушек провода, расположенных в непосредственной близости.Если на одну из катушек подается переменный ток, сжимающееся и расширяющееся магнитное поле вызовет переменный ток в другой катушке.

Об авторе книги
У Дуга Лоу все еще есть набор экспериментатора электроники, который дал ему отец, когда ему было 10 лет. Хотя он стал программистом и написал книги по различным языкам программирования, Microsoft Office, веб-программированию и компьютерам (включая 30+ книг для чайников), Дуг никогда не забывал свою первую любовь: электронику.

.

Переменный ток - Energy Education

Переменный ток (AC) - это тип электрического тока, вырабатываемого подавляющим большинством электростанций и используемого в большинстве систем распределения электроэнергии. Переменный ток дешевле генерировать и имеет меньше потерь энергии, чем постоянный ток при передаче электроэнергии на большие расстояния. [1] Хотя для очень больших расстояний (более 1000 км) постоянный ток часто может быть лучше. В отличие от постоянного тока направление и сила переменного тока меняются много раз в секунду.

Недвижимость

Рис. 1. Анимация из симуляции PhET [2] переменного тока, которая значительно замедлилась. См. Постоянный ток для сравнения.

Переменный ток изменяет направление потока заряда (60 раз в секунду в Северной Америке (60 Гц) и 50 раз в секунду в Европе (50 Гц)). Обычно это вызвано синусоидально изменяющимися током и напряжением, которые меняют направление, создавая периодическое движение назад и вперед для тока (см. Рисунок 1).Несмотря на то, что этот ток течет вперед и назад много раз в секунду, энергия по-прежнему непрерывно течет от электростанции к электронным устройствам.

Основным преимуществом переменного тока является то, что его напряжение можно относительно легко изменить с помощью трансформатора, который позволяет передавать мощность при очень высоких напряжениях, прежде чем понижать их до более безопасных напряжений для коммерческого и жилого использования. [3] Это минимизирует потери энергии, как показано ниже [4] (более подробную информацию см. В схемах жилых домов):

[математика] P_ {lost} = I ^ {2} R [/ math]

Мощность, передаваемая по линии, однако, имеет другое выражение:

[математика] P_ {передано} = IV [/ математика]

Как видно из первого уравнения, потери мощности при передаче пропорциональны квадрату тока через провод.Следовательно, предпочтительно минимизировать ток в проводе, чтобы уменьшить потери энергии. Конечно, минимизация сопротивления также снизит потери энергии, но ток оказывает гораздо большее влияние на количество потерянной энергии из-за того, что его значение возводится в квадрат. Второе уравнение показывает, что если напряжение увеличивается, ток уменьшается эквивалентно для передачи той же мощности. Следовательно, напряжение в линиях передачи очень высокое, что снижает ток, что, в свою очередь, сводит к минимуму потери энергии при передаче.Вот почему переменный ток предпочтительнее постоянного тока для передачи электричества, так как намного дешевле изменить напряжение переменного тока. Однако существует предел, при котором использование переменного тока больше не выгодно по сравнению с постоянным током (см. Передача HVDC).

Использование и преимущества

Большинство устройств (например, большие заводские динамо-машины), которые напрямую подключены к электросети, работают на переменном токе, а электрические розетки в домах и коммерческих помещениях также подают переменный ток.Устройства, которым требуется постоянный ток, например ноутбуки, обычно имеют адаптер переменного тока, который преобразует переменный ток в постоянный. [5]

Переменный ток является предпочтительным во всем мире, поскольку он имеет много явных преимуществ по сравнению с постоянным током. Для полной разбивки различий между ними см. AC vs DC. Некоторые преимущества включают: [6]

  • Дешевое и эффективное повышение напряжения с помощью трансформаторов. Как объяснялось выше, это позволяет осуществлять энергоэффективную передачу электроэнергии по линиям электропередач.Эта эффективная передача энергии экономит энергетическим компаниям и потребителям много денег и помогает уменьшить загрязнение, поскольку электростанциям не нужно компенсировать потерю электроэнергии за счет использования большего количества топлива.
  • Низкие затраты на обслуживание высокоскоростных двигателей переменного тока.
  • Легко отключить ток (например, с помощью автоматического выключателя), поскольку ток естественным образом стремится к нулю каждые 1/2 цикла. Например, автоматический выключатель может прерывать примерно 1/20 постоянного тока, а не переменного тока.

Phet Simulation

Университет Колорадо любезно разрешил нам использовать следующую симуляцию Фета, которая исследует, как работает переменный ток.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

.

Смотрите также

Сделать заказ

Пожалуйста, введите Ваше имя
Пожалуйста, введите Ваш номер телефона
Пожалуйста, введите Ваше сообщение