Какой мультиметр выбрать для дома: советы от электрика

Амперметр

Амперметр — это прибор для измерения силы тока в электрической цепи.

По принципу работы и внешнему виду амперметр очень похож на гальванометр. Его устройство изменено, чтобы можно было не просто фиксировать наличие тока в цепи, но и измерять его силу.

В каких единицах градуируют шкалу амперметра? Так как он измеряет силу тока, то и его шкала будет проградуирована в амперах.

Различные виды амперметров могут отличаться друг от друга в зависимости от сферы использования. На рисунке 1, а изображен демонстрационный амперметр. Такие приборы чаще всего используют в школе при демонстрации опытов.

На рисунке 1, б представлен амперметр, который чаще используют для лабораторных работ.

Рисунок 1. Демонстрационный и лабораторный амперметры

Как вы видите, эти два амперметра рассчитаны на измерение определенного диапазона значений силы тока. Шкала первого амперметра покажет максимальное значение в $3 \space А$, а второго — в $2 \space А$. Превышать эти значения не рекомендуется, так как приборы могут выйти из строя.

Проводники и диэлектрики

Некоторые делят мир на черное и белое, а мы — на проводники и диэлектрики.

• Проводники — это материалы, которые проводят электрический ток. Самыми лучшими проводниками являются металлы.
• Диэлектрики — материалы, которые не проводят электрический ток. Изи!

То, что диэлектрик не проводит электрический ток, не значит, что он не может накапливать заряд. Накопление заряда не зависит от возможности его передавать.

Правила подключения амперметра в электрическую цепь

1. Амперметр необходимо включать в цепь последовательно с тем прибором/проводником, силу тока в котором нужно измерить (рисунок 3)

Рисунок 3. Последовательное подключение амперметра в электрическую цепь

1. У амперметра имеется две клеммы для подсоединения проводников. Клемму, на которой стоит знак “+” нужно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока. И, соответственно, клемму, на которой стоит знак “-” нужно соединять с проводом, идущим от отрицательного полюса источника тока (рисунок 4).

Рисунок 4. Правильное подсоединение амперметра с учетом положительного и отрицательного полюсов источника тока

1. Нельзя подключать амперметр к цепи, в которой нет потребителя (приемника) тока (рисунок 5). Это может привести к выходу прибора из строя.

Рисунок 5. Невозможность подключения амперметра в цепь без потребителя электроэнергии

Какая погрешность измерений должна быть?

Для каждого измерения (например, переменного и постоянного тока или напряжения) есть своя погрешность, которая в обязательном порядке должна указываться в паспорте товара. В среднем в бытовых мультиметрах погрешность всех измерений «плавает» в диапазоне от 0,025 до 5 %. Для многих замеров, которые мы делаем для несложных задач, погрешность даже в 5 % не так велика. Однако, все же лучше брать устройство с минимальными погрешностями.

Ресанта DT 830B

Приведем пример: у мультиметра Ресанта DT 830B погрешность измерения сопротивления составляет всего 0,8 %, тогда, как у более дорогого прибора IEK Professional MY61 целых 5 %. Конечно прибор от IEK имеет множество других полезных функций, которых нет у его более дешевого собрата, но, если для вас важна точность замеров именно сопротивления, тогда лучше взять DT 830B.

Измерение силы тока амперметром

Первое правило подключения амперметра в цепь говорит о его последовательном подключении. А есть ли разница, где именно при таком подсоединении мы расположим амперметр?

Давайте соберем электрическую цепь. Она будет состоять из источника тока, ключа, электрической лампочки и амперметра (рисунок 6).

Рисунок 6. Последовательное подключение амперметра (вариант №1)

После замыкания цепи, зафиксируем силу тока, которую показал амперметр.

А теперь давайте переместим амперметр в цепи так, чтобы он стоял после лампы, а не до нее (рисунок 7).

Амперметр покажет нам ту же величину силы тока, что и в предыдущем случае.

Рисунок 7. Последовательное подключение амперметра (вариант №2)

А теперь подключим в цепь сразу два амперметра (рисунок 8). И что мы увидим? Они будут показывать одинаковые значения силы тока, точно такие же, как и в предыдущих опытах.

Рисунок 8. Последовательное подключение двух амперметров в электрическую цепь

О чем это нам говорит?

В цепи с последовательным подключением проводников (так, что конец одного проводника соединяется с началом другого) сила тока во всех участках цепи одинакова.

Почему она одинакова? Дело в том, что заряд, который проходит через любое поперечное сечение проводников цепи за $t = 1 \space с$, одинаков. Ведь ток равномерно протекает по всем проводам цепи, нигде не накапливаясь. Его течение можно сравнить с протеканием воды по трубам.

Принцип работы

Первый прибор в начале XIX века изобрел Швейгер, но он тогда назывался гальванометром. Рисунок простейшего амперметра выглядит так. На оси кронштейна расположен якорь из стали со стрелкой. Эта конструкция расположена параллельно постоянному магниту, который воздействует на якорь и придает ему магнитные свойства.

Вдоль магнита и стрелки проходят силовые линии, что соответствует нулевому положению на шкале. Как только начнет проходить электрический ток по шине, то произойдет образование магнитного потока. Его силовые линии будут расположены перпендикулярно линиям постоянного магнита.

Под таким воздействием якорь будет стараться повернуться на 90°, а магнитный поток воспрепятствует его возвращению в исходное положение. От величины и направления тока, который проходит по шине, зависит взаимодействие магнитных потоков. Соответственно этой величине стрелка отклонится от нуля по шкале.

Безопасные и опасные пределы значений силы тока

Работа с электрическими цепями может быть опасной при несоблюдении правил безопасности. Если мы говорим о постоянном токе (величина силы тока и его направление со временем не изменяются), то эффекты воздействия такого тока на человеческий организм приведены в таблице 1.

Таблица 1. Действие постоянного тока на организм человека

Как не травмироваться при замерах?

Чтобы перестраховаться, если имеются сомнения, лучше ознакомиться с инструкцией к электроприбору и проверить верность подсоединения. Выполняя замеры, важно помнить о мерах защиты при работе с электротоком. Травмирование может случиться даже при работе с незначительной токовой мощности аппаратами. Особенно в условиях с высокой влажностью. Необходимо работать в прорезиненной спецодежде.

Вам это будет интересно Проверка емкости конденсатора тестерами

Для исследования СТ, ученые придумали измеряющие электроприборы. Из-за незначительного внутреннего сопротивления, эти измерители не оказывают влияние на параметры электротока в измеряемой токовой цепи. Приборы активно применяются на промобъектах и дома.

Упражнения

Упражнение №1

При включении в цепь амперметра так, как показано на рисунке 9, а, сила тока была $0.5 \space А$. Каковы будут показания амперметра при включении его в ту же цепь так, как изображено на рисунке 9, б?
Рисунок 9. Варианты подключения амперметра в электрическую цепь

Сила тока будет точно такая же. Амперметр покажет значение в $0.5 \space А$. Это объясняется тем, что в данной электрической цепи все элементы соединены последовательно. В этом случае сила тока на всех участках цепи одинакова.

Упражнение №2

Как можно проверить правильность показаний амперметра с помощью другого амперметра, точность показаний которого проверена?
Можно собрать цепь, как на рисунке 6, используя точный амперметр. Зафиксировать значение силы тока, которое он покажет. Потом заменить его другим — тем, правильность показаний которого мы хотим проверить. Далее останется просто сравнить показания этого амперметра с полученными ранее.

Можно сделать это и другим способом. Для этого нужно собрать цепь, как на рисунке 8 с последовательным соединений всех элементов. Мы уже знаем, что в такой цепи два исправных амперметра должны показывать одинаковые значения. Главное при такой проверке — это отметить для себя, какой амперметр показывает точные результаты измерений, чтобы не запутаться.

Упражнение №3

Рассмотрите амперметры, данные на рисунке 1. Определите цену деления шкалы каждого амперметра. Какую наибольшую силу тока они могут измерять? Перерисуйте шкалу амперметра (смотрите рисунок 1, а) в тетрадь и покажите, каково будет положение стрелки при силе тока $0.3 \space А$ и $1.5 \space А$.
Шкала демонстрационного амперметра с рисунка 1, а будет иметь цену деления, равную $0.2 \space А$.

Шкала лабораторного амперметра с рисунка 1, б будет иметь цену деления, равную $0.05 \space А$.

На рисунке 10, а мы изобразили шкалу демонстрационного амперметра, который показывает значение $I = 0.3 \space А$,а на рисунке 10, б — $I = 1.5 \space А$.

Рисунок 10. Значения силы тока на шкале амперметра

Какой основной набор функций должен быть в мультиметре?

Современные тестеры могут обладать десятками различных функций, однако по факту дома мы используем только несколько. Вот набор самых важных на наш взгляд функций, которые должны быть в мультиметре:

• Проверка постоянного и переменного напряжения. Переменное напряжение вы можете измерять в электросети, проверяя на наличие скачков, пониженного/повышенного напряжение. «Постоянка» необходима для замера напряжения аккумуляторных батарей.
• Проверка постоянного и переменного тока. Хотя замеры тока производятся в домашних условиях не так часто, те приборы, которые могут измерять напряжение, обычно «комплектуются» функцией замера тока. Однако, если вам необходимо часто проверять нагрузку на проводах без отключения напряжения, тогда для этих целей лучше всего купить токоизмерительные клещи.
• Прозвонка проводов. Это наиболее полезная функция для поиска повреждения в проводе. Благодаря этой функции вы сможете определить, какая конкретно жила в многожильном проводе повреждена, и соответственно отремонтировать ее. Прозвонка может быть звуковой, световой и в виде изменений показания в приборе. Удобнее всего звуковая прозвонка, так как вам не нужно будет смотреть на экран. Из недорогих со звуковой прозвонкой советуем приобрести Elitech MM 100.

Elitech MM 100

• Измерение сопротивления. Сразу оговоримся, что для качественного измерения сопротивления электроники лучше приобрести специализированный омметр. Однако, если вам нужно просто измерить сопротивление на плате телефона или в какой-то электрической цепи, тогда обычного мультиметра вполне хватит. Подавляющее большинство приборов имеют функцию замера сопротивления.
• Измерение температуры. Дома эта функция чаще все применяется для замера температуры на контактах (для подстанций лучше взять специализированный пирометр). Если температура высокая, значит соединение греется, что свидетельствует о слабом контакте проводников — значит нужно будет раскрутить скрутку, перечистить провод и сделать нормальное соединение. Далеко не все устройства могут измерять температуру. Недорогой мультиметр DT 838 может измерять температуру.

DT 838

Это основной набор функций, который должен быть в мультиметре для комфортного пользования. Однако существует еще множество дополнительных функций и возможностей, которые могут пригодиться в тех или иных работах.

Цифровые измерители тока

Большую популярность в последнее время приобрели цифровые измерители тока, которые включены в состав компактных устройств, называемых мультиметрами. Мультиметром можно также измерять напряжение и сопротивление. Индикация (отображение) измеряемой величины происходит в цифровом виде с большой точностью. Индикаторами служат либо светодиоды, либо жидкие кристаллы.

Рис. 3. Цифровой мультиметр