В інтернеті та різних інших джерелах багато інформації про те, як навчитися користуватися мультиметром, як вимірювати напругу, струм, опір. Всі показують, розповідають, але початківці майстра продовжують робити помилки при проведенні вимірювань. Ці помилки дорого обходяться - виходять з ладу вимірювальні прилади, іноді згорають пристрою в яких проводять виміри, або того гірше, люди отримують удари струмом та інші травми. Мета цієї статті - на конкретних прикладах показати і дохідливо пояснити чому не можна робити деякі речі при проведенні вимірювань. Людина повинна не запам'ятати чому не можна, а зрозуміти, як треба і чому не можна інакше.

Почнемо з цілей заради яких проводяться вимірювання.

Неможливо візуально, шляхом зовнішнього огляду, визначити режими роботи елементів електричного кола або схеми.

Для цього вимірювальними приладами проводять вимірювання, тобто визначають, чи немає перевантаження окремих елементів, чи відповідають нормі живлять напруги і т.д.

А тепер головне, вимірювальний прилад не повинен впливати на схему при його підключенні до неї, інакше виміряні значення не будуть відповідати тим значенням, які вони мають насправді. Іншими словами, стан схеми без підключеного вимірювального приладу має залишатися таким же і після того, як прилад підключили.

Як це реалізується в різних режимах:

1. Вимірювання напруги. Напруга - це різниця потенціалів між двома точками. Наприклад, є дві точки А і Б.

Потенціали у них різні, отже - між ними існує напруга. Нам потрібно його виміряти. Щоб його виміряти необхідно до цих крапок підключити вольтметр. Вольтметр не повинен при підключенні змінити стан точок А і Б. Це можливо в тому випадку, коли вольтметр буде мати нескінченно великий опір (реально це десятки, а то і сотні мегаом) і при його підключенні до точок А і Б практично не буде струму, інакше наявність струму вплине на величину потенціалів точок. Чим вище клас вольтметра, тим вище його внутрішній опір і менше вплив на схему при проведенні вимірювань.

Висновок - вольтметр має нескінченно великий внутрішній опір, підключається до вимірюваних точок паралельно, при включеному харчуванні. Перед вимірюванням необхідно вибрати режим - постійна напруга або змінне, виставити межа вище очікуваного результату вимірювань і зробити вимір.

1. Вимірювання струму. Електричний струм - це спрямований рух електронів. Для протікання струму між точками А і Б необхідно виконання двох умов: наявність різниці потенціалів (напруги) між точками А і Б і наявність електричного кола, що з'єднує ці точки. Величина струму буде визначатися величиною напруги між точками А і Б і величиною опору електричного кола. Це закон Ома I = U / R. На малюнку нижче електричним колом є лампочка, її характеристики - напруга 12 В і струм 5 А.

Щоб виміряти струм амперметр потрібно включити в ланцюг. Для цього її потрібно розірвати і пустити струм лампочки через амперметр. Згідно принципу мінімального впливу на електричну ланцюг, зрозуміло, що опір амперметра повинно бути мінімальним. Реально опір хорошого амперметра долі ома іноді навіть тисячні. Фактично ми амперметром замінимо шматок дроту.

Висновок - амперметр має нескінченно мале внутрішній опір, підключається в розрив існуючої електричного кола, при вимкненому живленні. Перед вимірюванням необхідно вибрати режим - постійний струм або змінний, виставити межа вище очікуваного результату вимірів, включити харчування і уможливити відбір проб.

А тепер найголовніше. Є розетка, у неї дві точки, назвемо їх так само, А і Б. На розетці написано ̴ 6 А, 220 В.

Деякі початківці майстра побачивши це думають, а ну ка я перевірю свій набутий прилад.

Бачить напис ̴ 220 В. Він ставить режим вимірювання змінної напруги, межа виставляє більше цього значення, наприклад, 750 В, і щупи в розетку, бачить результат вимірювань 220 В. Тут все правильно. Це аналогічно наш приклад вимірювання напруги на початку цієї статті.

А тепер я вимірюю ток, покаже він мені ці 6 А, як зазначено на розетці. На розетці написано 6 А, ставить межу приладу на 10 А і щупи в розетку !!! Іскри, бахи і приладу немає !!! Пощастить, якщо пробки спрацюють. Скільки приладів згоріло від таких вимірювань. Ось як це виглядає при моделюванні ситуації в програмі «Начала електроніки»:

Давайте детально розберемо чому, щоб не запам'ятати, що так не можна, а зрозуміти.

Для протікання електричного струму, як сказано вище, необхідно дві умови: різниця потенціалів і електричний ланцюг, по якій цей струм буде протікати.

Різниця потенціалів в розетці є, ми її виміряли, вона становить 220 В. А електричного кола немає, до розетки нічого не підключено. Коли ми підключили амперметр до розетки він і став електричним колом, а оскільки опір амперметра мінімальне, всього частки Ом, то струм в ланцюзі складається тільки з амперметра відповідно до закону Ома (I = U / R) прагне до максимально великим значенням і буде рости стільки, скільки дозволить потужність джерела живлення або міцність елементів ланцюга. Порахуйте, який буде ток якщо опір амперметра, наприклад, 0,01 Ом. Згідно із законом Ома I = 220 В: 0,01 Ом. Виходить 22000 Ампер. Опір електропроводки істотно не обмежить цей струм, наприклад для міді, перетином 2,5 мм / кв воно становить 0,007 Ом / м. Природно такого значення струм не досягне, бо при 10 А спрацює автомат, а якщо там «жучок», то згорить провід в найтоншому місці. Ось в цьому і є причина аварії. Іншими словами - таке підключення амперметра рівносильно короткого замикання.

Напис на розетці 6А і 220 В позначає, що контакти розетки і її ізоляція розраховані на струми до 6 А і напруги до 220 В. Це означає, що до цієї розетки не можна підключати навантаження, яка споживає струм більше 6А. При напрузі 220 В це відповідає потужності до 1320 Вт.

Для перевірки стану електричної мережі служби експлуатації проводять вимірювання петлі фаза-нуль. Один зі спеціальних приладів який використовується для цих цілей називається MZC-300 (фірми Sonel). Принцип роботи приладу заснований на вимірюванні падіння напруги на каліброваному опорі навантаження, як і рекомендовано ГОСТом 50571.16-99.

Сенс цих вимірів полягає в тому, що відповідно до вимог ПТЕЕС (правила технічної експлуатації електроустановок споживачів) і ПУЕ (правила улаштування електроустановок) струм короткого замикання електричної мережі повинен в рази перевищувати струм спрацьовування автоматичних вимикачів, для запобігання пожеж.

1. Вимірювання опору. Принцип вимірювання опору заснований на вимірюванні струму що протікає через елемент ланцюга, опір якого ми вимірюємо. При цьому джерелом струму є батарейка приладу. Звідси висновок - інших джерел струму або напруги не повинно бути, інакше кажучи, харчування ланцюга, елементи якої ми перевіряємо, має бути відключено. В іншому випадку величина виміряного опору не буде відповідати дійсності або, того гірше, прилад може вийти з ладу. І ще одна важлива деталь при вимірюванні опору - вимірювальний струм від батарейки приладу повинен протікати тільки через один елемент ланцюга, той, опір якого ми вимірюємо. Для цього потрібно отпаять від загальної схеми хоча б один контакт перевіряється елемента.

Приклад вимірювання опору:

Всі резистори мають номінал 1кОм.

Вимірювання опору при підключеному харчуванні схеми, всього 1,5 В. Прилад показує 736 Ом, а не 1 кОм. Причин дві:

1. У схемі підключена батарейка, яка створює додатковий струм через вимірюваний опір.
2. Паралельно вимірюваній опору підключені ще опору і через них також протікає вимірюваний струм.

Вимірювання опору при відключеному харчуванні схеми, але вимірюваний резистор НЕ Випаяв зі схеми. Прилад показує 833 Ом, а не 1 кОм. Причина в тому, що батарейка в схемі відключена, але паралельно підключені опору залишилися.

Вимірювання опору при відключеному хоча б одному висновку. Це правильний метод вимірювання опору, на приладі ми бачимо справжнє значення опору перевіряється резистора, 1000 Ом що дорівнює 1кОм. Струм омметра протікає тільки через вимірюваний опір.

При використанні вимірювачів ємності конденсаторів і приладів для вимірювання індуктивності необхідно дотримуватися вищевказаних інструкцій.

Матеріал статті продубльований на відео: