Стоимость цифровых измерительных клещей в зависимости от характеристик
В зависимости от цены все приборы можно разделить на эконом-сегмент в ценовом диапазоне от 4 000 до 15 000 рублей и профессиональные стоимостью от 15 000 до 60 000 рублей. Так как большинство приборов имеет расширенный функционал независимо от цены, сравнение проводилось исходя из основных характеристик приборов и их прямого назначения.
Основные характеристики устройств в зависимости от ценового сегмента
| Эконом-сегмент | Профессиональные | |
| Диапазон измерений | ||
| Постоянное напряжение | от 0,1 до 750В | от 0,01 до 1000В |
| Переменное напряжение | от 0,1 до 750В | от 0,01 до 1100В |
| Постоянный ток | от 0,1 до 1000А | от 0,001 до 2000А |
| Переменный ток | от 0,1 до 1000А | от 0,001 до 2000А |
| Погрешность | ||
| Базовая погрешность | 1,5 – 4,0% | 0,5 – 1,5% |
Измеряем утечку тока в авто
Любая машина имеет своё минимальное количество утечки тока, которое варьируется, в амперах, от 0,01 до 0,08. Для начала стоит разобраться с причинами утечки тока в автомобиле. Одной из них может быть то, что владелец просто забыл выключить световые приборы, например.
Существуют автомобили, в которые встроена дурная заводская задумка. Таковой можно считать стекольный обогрев, который ведёт свою цепочку питания, минуя замок зажигания. Не забываем про детей, которые так любят посидеть на водительском сиденье, покрутив различные рычаги приборов.
Второй глобальной причиной может быть неправильное подключение. Так, в период глобального интереса автолюбителей к музыке и магнитолам заряд батареи таял на глазах. Происходило это потому, что установщики не умели правильно подключать приборы. Один проводок зажигания, пропущенный через замок зажигания, делал своё дело. Если вам установили противоугонную систему, а наутро вы обнаружили пустой аккумулятор, то и гадать нечего.
Ещё советуем не оставлять регистраторы, радары и прочие приборы в прикуривателях и розетках. Не все машины обеспечивают их при неработающем зажигании.
Для того чтобы определить утечку тока, необходимо выполнить некоторые действия. Итак, открыв капот, открутите клемму с минусом от аккумулятора. Далее, сняв её, устанавливайте мультиметр в режим ампеража. В разрыв промеж клеммой и контактом АКБ поместите щуп. На табло появляются цифры, которые отражают величину утечки. Если вы видите показания в мА, то можете быть спокойны. Если же измерения представлены в амперах, то поспешите принять определённые меры.
Приборы для измерения силы тока
Мультиметр это — специальный измерительное устройство , выполняющее ряд функций. В малом комплекте это: омметр, вольтметр, амперметр . Для простых задач более всего годятся миниатюрные модели мультиметров с цифровой шкалой.В современных экземплярах легкодоступны следующие функции:
- Измерение постоянного/переменного напряжения от 400 мВ до 1000 В;
- Измерение постоянного/переменного тока от 42 пА до 10 А;
- Прозвонка —замер электрического сопротивления с оповещением о низком сопротивлении цепи;
- Измерение сопротивления ? испытание диодов — испытание целостности полупроводниковых диодов и установление их «прямого напряжения»;
- Замер электрической емкости, замер электрической индуктивности, температур;
- Замер частоты сигнала гармонического.
Замер силы постоянного тока состоит в определении его значения и полярности. Для проведения прямых замеров постоянного электротока нередко употребляются магнитоэлектрические амперметры. По сопоставлению с другими амперметрами амперметры магнитоэлектрические – гарантируют наибольшую точность измерений и обладают максимальной чувствительностью .
Спектр значений измеряемых токов для амперметров магнитоэлектрической схемы располагается в пределах от 10-7 А до 50А (при измерении токов больше 0,05А используются внутренние шунты). Для замера значительных постоянных токов(от 50А до многих килоампер) применяются килоамперметры с наружными шунтами и магнитоэлектрические амперметры . Для замеров малых токов (в пределах от 10-12А) часто применяются магнитоэлектрические гальванометры.
Замер постоянного тока с увеличенной точностью делается косвенным способом. Для этого типовой резистор подключается в цепь измеряемого тока и на нем с помощью высокоточного цифрового вольтметра или компенсатора измеряется падение напряжения . Точно так же (применяя преобразование ток-напряжение) действуют цифровые и электронные аналоговые амперметры
Цифровой мультиметр
Самым удобным можно назвать мультиметр, в котором достаточно просто установить конкретный измерительный режим. Диапазон допуска дополнительно указывать не надо, так как устройство само подстраивается под показатели цепи, проводит замеры и выдаёт необходимый результат.
На представленном ниже изображении в первой позиции показана рукоятка, имеющая несколько положений, демонстрирующих напряжение переменное и постоянное. Первое обозначается V AC (значок ~), последнее DC (—), в диапазоне вольт и милливольт. Аналогичной является и сила тока А, не имеющая разделения на токовые типы, но имеющая градацию в амперах и миллиамперах.
Внизу располагается несколько гнёзд, использующихся для активизации проводов измерения. Обозначенное второй позицией СОМ гнездо используется для главного провода чёрного цвета. Третья позиция показывает гнездо для проведения основных измерений с использованием красного шнура. Ниже указаны допустимые пределы измерения напряжения и тока. Четвёртое гнездо, обозначающееся на изображение 4 позицией, используют для замера в амперах токовой силы, с максимальным пределом не больше 10 А. Все показания появляются на дисплее с цифровой графикой, который обозначена 5 позицией.
Используя мультиметр, необходимо указывать и режим работы, и токи переменные, постоянные. В этом же секторе устанавливается переключатель в необходимом измерительном диапазоне, выраженном в мА, µА и А. На показанном примере продемонстрировано 4 гнездовые подключения. Два из них для красных проводов, измеряющие до 200 мА и до 10 А. Напряжение, сопротивление, ёмкость и другие показатели измеряются при помощи отдельного гнезда.
Метод измерения тока с помощью катушки Роговского
Катушка Роговского названа в честь немецкого физика Вальтера Роговского. Катушка Роговского выполнена с использованием спиральной катушки с воздушным сердечником и намотана на целевой проводник для измерения тока.
На изображении выше показана катушка Роговского с дополнительной схемой. Дополнительная схема является интегральной цепью. Катушка Роговского обеспечивает выходное напряжение в зависимости от скорости изменения тока в проводнике. Для создания выходного напряжения, пропорционального току, требуется дополнительная схема интегратора.
Преимущества:
- Это хороший метод для обнаружения быстрого высокочастотного изменения тока
- Безопасная работа с точки зрения обращения с вторичной обмоткой
- Недорогое решение
- Гибкость в использовании благодаря конструкции с разомкнутым контуром
- Температурная компенсация не сложна
Недостатки:
- Подходит только для переменного тока
- Имеет более низкую чувствительность, чем трансформатор тока
Катушка Роговского имеет широкий спектр применения. Например, измерение тока в больших силовых модулях, особенно на полевых МОП-транзисторах или мощных транзисторах IGBT. Катушка Роговского обеспечивает гибкость измерения. Поскольку отклик катушки Роговского очень быстр по переходным процессам или высокочастотным синусоидальным волнам, это хороший выбор для измерения высокочастотных переходных процессов в линиях электропередачи. В приложениях распределения мощности или в интеллектуальной электросети катушка Роговского обеспечивает превосходную гибкость для измерений тока.
Электрический ток
Это похоже на оглавление в книге, сразу виден план повествования, а в схеме ясно представляется, что именно каждая часть схемы делает. Третья часть состоит из передающих устройств — проводов и других установок, обеспечивающих уровень и качество напряжения.
Это бытовая, обыденная ассоциация, которая скорее всего возникнет у не специалиста в электротехнике.
Пример расчет электрических цепей постоянного тока Расчет будем выполнять с применением законов Кирхгофа, предварительно преобразовав треугольник сопротивлений в звезду.
Даже у металлических проводников при достаточно больших токах наблюдается отклонение от линейного закона Ома, так как электрическое сопротивление металлических проводников растет с ростом температуры. Резисторы 1 и 2 имеют сопротивления R1 и R2. Параллельное соединение источников тока При параллельном способе соединения источников тока соединяют между собой все положительные и все отрицательные полюсы. При неправильном источники соединяются одинаковыми полюсами подключении источников их общее ЭДС и сопротивление рассчитывается по формулам: В обоих случаях общее сопротивление источников увеличивается.
Во всех практических случаях реальные источники ЭДС или источники питания не являются идеальными, так как обладают внутренним сопротивлением. Например, у свинцовых аккумуляторов, используемых в автомобилях, сила тока короткого замыкания может составлять несколько сотен ампер.
Должно быть сразу возникает картина в виде источника питания, простой батарейки, потом от неё идут провода, которые подсоединены к лампочке, а её нить накала светится ярким светом. Для того, чтобы отмежеваться от волновых явлений, дальше по тексту сказано, что электромагнитные процессы ограничиваются лишь теми, которые описываются с помощью понятий об ЭДС, токе и напряжении.
На практике большинство приборов могут включаться в цепь сразу обоими способами — последовательно и параллельно. Общее сопротивление батареи при последовательном включении источников равняется сумме внутренних сопротивлений отдельных элементов.
Реальная электрическая цепь может быть представлена в виде активного и пассивного двухполюсников рис. Несколько небольших уточнений: рассматриваемые методы измерений применимы к цепям, не содержащим емкостей и индуктивностей, измерения электрических величин напряжения, тока, сопротивления производятся для участка цепи, имеющего активное сопротивление, поэтому приемлимы как для постоянного напряжения тока так и для переменного, сопротивлением соединительных проводов пренебрегаем. Эти значения соответствуют самым оптимальным условиям работы устройства с точки зрения экономичности, надежности, долговечности и пр. В свою очередь, источник напряжения считается идеализированным элементом цепи, у которого напряжение на зажимах не зависит от протекающего через него электрического тока, а внутреннее сопротивление имеет нулевое значение.
Урок №1. Напряжение и ток. В чем разница?
Влияние силы тока на разные материалы
Одна и та же сила тока оказывает разное влияние при прохождении через различные материалы. Металлы, например, отличаются хорошей проводимостью. Примеси повышают сопротивление, поэтому для улучшения экономических показателей линии электропередач создают из хорошо очищенной меди. Полимерные соединения – диэлектрики, их часто используют для создания изоляции.
Вода проводит электрический ток, благодаря находящимся в ней ионам. Это свойство используют для фильтрации, создания тонких покрытий и автономных источников питания. Достаточно опустить в жидкость пластины с разноименными зарядами, чтобы обеспечить перемещение частиц в противоположных направлениях.
Слабым электрическим током стимулируют мозговую деятельность, оказывают стимулирующее воздействие на кожные покровы. Специализированные аппараты применяют в медицинских учреждениях и салонах красоты. Сильный ток опасен для человека, поэтому при работе с электричеством следует применять соответствующие средства защиты.
Что такое мультиметр?
Мультиметр — это универсальное комбинированное измерительное устройство, которое объединяет функции нескольких измерительных устройств, то есть измеряет практически все показатели цепи. Самый маленький набор функций мультиметра — это измеритель напряжения, силы заряда и сопротивления. Однако современные производители не останавливаются на достигнутом, а вместо этого добавляют ряд функций, таких как емкостное измерение конденсаторов, частоты тока, проверку диодов (измерение падения напряжения на pn-переходе), звуковых датчиков, измерений температуры и измерения определенных параметров транзистора, встроенный генератор низких частот и многое другое.
Мультиметр может быть:
- Аналоговый. В этом типе приборов присутствует индикатор, который имеет несколько шкал (по одной на каждый вид измерения). Аналоговые тестеры имеют ряд недостатков, в первую очередь — это большие ошибки и погрешности в измерении. В конструкцию многих моделей включен специальный подстраиваемый резистор, который при правильной настройке несколько улучшает работу прибора, повышая точность выдаваемых результатов. Но все же сейчас большее распространение получили цифровые модели.
- Цифровой. Единственная внешняя разница между цифровым устройством и аналоговым устройством — это экран, который численно представляет измеренные параметры. Старые модели оснащены дисплеем из светодиодов, более новые варианты оснащены жидкокристаллическим экраном. Недостатком этих устройств является то, что они имеют высокую стоимость: их цена в несколько раз превышает стоимость аналогового тестера.
Вам это будет интересно Особенности набора электрика
Подключение различных мультиметровых приборов в цепь
Направление и величина электрического тока. Количество электричества
Мы неоднократно подчеркивали, что электроны в электрическом поле перемещаются от точек с более низким потенциалом к точкам с более высоким потенциалом. Следовательно, и в электрической цепи, показанной на рис. 1, электроны движутся от отрицательного полюса источника электрической энергии к положительному: поэтому следовало бы считать, что электрический ток идет от минуса (—) к плюсу ( + ).
Рисунок 1. Простейшая электрическая цепь
Однако до объяснения электрических явлений с точки зрения электронной теории, т. е. когда природа электрического тока не была достаточно изучена, полагали, что ток идет от положительного полюса источника к отрицательному.
Чтобы не менять этого установившегося и прочно вошедшего в практику положения, решили сохранить такую условность и считать, что ток идет от плюса к минусу, как показано на рис. 2. В действительности же в металлических проводниках ток проходит в обратном направлении.
Рисунок 2. Направление движения электронов в проводнике и направление тока
С ростом напряженности внешнего электрического поля увеличивается сила, действующая на электроны в проводнике. Электроны начинают перемещаться по проводнйку быстрее, а значит, увеличивается количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника в единицу времени.
Для характеристики интенсивности движения электрических зарядов в проводниках вводится понятие о силе тока или токе.
Определение: Силой тока называется количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника в единицу времени.
Сила тока (ток) обозначается буквой I или i.
Если за время t через поперечное сечение проводника прошло количество электричества q, то ток в проводнике можно определить по формуле:
За единицу тока принимается ампер (сокращенно обозначается буквой А). В ГОСТ приведено следующее определение этой основной электрической единицы: «ампер — сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямоугольным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу, равную 2*10-7 единицы силы на каждый метр длины».
Следует подчеркнуть, что ампер — единственная основная электрическая единица. Все остальные единицы, используемые при электрических и магнитных измерениях, определяются через четыре основные единицы Международной системы единиц (метр — килограмм — секунда — ампер).
Единица измерения тока названа по имени французского физика и математика Андре Мари Ампера (1775—1836), открывшего закон взаимодействия электрических токов и предложившего новую гипотезу для объяснения магнитных свойств вещества.
В радиотехнике часто приходится иметь дело с токами, величина которых в тысячи и даже миллионы раз меньше одного ампера. Такие токи измеряются в миллиамперах (сокращенно обозначается мА или mА) или в микроамперах (сокращенно обозначается мкА или μА). Миллиампер одна тысячная доля ампера, т. е.
1 мА = 0,001 А, или 1 А = 1000 мА.
Микроампер — это одна миллионная доля ампера или одна тысячная доля миллиампера, т. е.
1 мкА = 0,001 мА = 0,000001 А.
Полезно запомнить также следующие соотношения:
1 мА= 1000 мкА = 0,001 А; 1 А = 1000 мА = 1 000 000 мкА.
При рассмотрении вопросов взаимодействия зарядов мы сказали, что количество электричества измеряется в кулонах. При этом количество электричества в 1 кулоне соответствует приблизительно общему заряду 6 • 1018 электронов. Сейчас можно дать более строгое определение кулона:
Определение: кулон — это количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника в течение 1 секунды при неизменяющемся токе в 1 ампер.
Эта единица количества электричества часто называется ампер-секундой (сокращенное обозначение А-с). На практике количество электричества измеряется в ампер-часах (А-ч).
Если известен ток I в проводнике, то количество электричества q, прошедшее через поперечное сечение проводника за время t, можно определить по формуле:
где q — в кулонах; I— в амперах; t — в секундах.
Для измерения тока в цепи применяются приборы, называемые амперметрами. Амперметр включается в цепь так, чтобы через него проходил весь измеряемый им ток (рис. 3).
Рисунок 3. Схема включения амперметра в электрическую цепь. Б — источник напряжения; PA — амерметр; EL — нагрузка (лампа).
Похожие материалы:
- Протекание тока
- Электрический ток в металлических проводниках
- Электродвижущая сила (ЭДС) источника энергии
- Электрическое сопротивление проводника. Электрическая проводимость
- Электрический ток в электролитах
- Ток смещения в диэлектрике
- Электрический ток в полупроводниках
- Электрический ток в газах
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
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
Метод сравнения частот с помощью биений
Рис. 8
В данном методе используется эффект биения при сложении двух колебаний. Для анализа биений используется осциллограф. На рис. 8 изображена структурная схема измерителя использующего данный метод.
Если частоты сигналов находятся в диапазоне звуковых волн, то для анализа суммарного сигнала можно использовать наушники. Если измеряемая частота и образцовая частота не равны, в наушниках будет слышно два разных звука. При сложении этих частот возникают биения (рис. 9).
На рис. 9 период биений , сигнал такой формы называется биением с близкими гармониками. Нужно, чтобы биения происходили реже. Когда , измеряемая частота . Частота биений
Рис. 9
Не стоит путать сигнал с биениями (рис. 9) и амплитудно-модулированный сигнал, т. к. спектр АМ сигнала имеет 3 гармоники: центральную и 2 боковые, а в сигнале с биением только 2 гармоники, соответствующие частотам и . Если в наушниках тон звука сливается, то можно сказать, что частоты и равны.
Точность измерения частоты определяется точностью отсчета частоты .резонансный ответвитель плотность колебание
Измерение утечки в автомобильном аккумуляторе
Еще один вариант использования мультиметра и его шкалы — фиксация утечки тока в аккумуляторе машины. Утечки электрического тока в автомобильной электросети — довольно частое явление, приводящее к разряду аккумуляторной батареи, когда машина заглушена, а все устройства, потребляющие электроэнергию, выключены. Этот процесс может, зачастую, происходит по причине повышенной влажности или нарушений изоляции. Хотя утечки допускаются, они должны быть минимальными, и их нормативные показатели прописаны в документах на аккумулятор.
Для измерения реальной утечки электротока, мультиметр устанавливается в режим 10 А или 10ADC. Красный щуп прибора прикладывается к плюсовому проводу, а черный к массе. Если мультиметр не выдает никаких показаний, то значит все в порядке и утечки тока нет. В случае, если показания отличаются от нуля, даже незначительно, где-то происходит утечка. Для определения конкретного места необходимо прозвонить всю бортовую сеть. Но лучше доверить это специалистам на станции техобслуживания.
Измерение емкостей
Определение емкости конденсатора или других устройств емкостного характера также может осуществляться различными способами. Простейший из них — метод амперметра-вольтметра (рис. 6, а).
Рис. 6. Схемы измерения емкости
Он во многом аналогичен такому же методу измерения сопротивлений, с той только разницей, что схема питается переменным синусоидальным напряжением от генератора низкой или высокой частоты (или от сети). Емкостное сопротивление конденсатора определяется по следующей формуле:
где f – частота переменного напряжения.
Емкостное сопротивление находится по закону Ома по показаниям приборов
Измерение малых по величине емкостей удобнее производить методом резонанса (рис. 6, б). Измеряемый конденсатор Сх подключается к известной индуктивности L, образуя колебательный контур. На контур подается синусоидальное напряжение от генератора. С помощью электронного вольтметра измеряют напряжение на контуре. При резонансе оно достигает максимума.
Известно, что резонансная частота контура может быть выражена следующей формулой:
Следовательно, при известной величине индуктивности в контуре и определенной по максимальным показаниям вольтметра частоте резонанса можно найти искомое значение емкости Сх.
Измерение больших емкостей (например, электролитических конденсаторов) проще всего производить путем разряда конденсатора на известное сопротивление R. Известно, что за время, равное постоянной времени цепи разряда конденсатора, его напряжение уменьшается в е раз, где е = 2,71… — основание натурального логарифма. Постоянная времени цепи разряда конденсатора на резистор определяется соотношением
Схема измерения емкости этим методом (рис. 6, в) состоит из источника постоянного напряжения питания, известного по величине сопротивления резистора R, электронного вольтметра PV, переключателя S и клемм для подключения конденсатора. С помощью переключателя S конденсатор Сх заряжается до напряжения источника питания, а после переключения конденсатора на разряд с помощью секундомера измеряют время t, по истечении которого конденсатор разрядится до напряжения Uпит/е. Емкость конденсатора определяется по формуле
Емкости конденсаторов можно измерять также с помощью мостов переменного тока.
