Каким прибором пользуются для измерения силы тока?

Содержание

Сила тока $I$ — важная характеристика в электричестве. Она напрямую зависит от величины электрического заряда $q$, переносимого частицами, и от времени $t$, за которое этот заряд проходит через поперечное сечение проводника.

Далеко не всегда есть возможность заглянуть внутрь проводника, измерить переносимый заряд и рассчитать силу тока по формуле $I = \frac{q}{t}$. Зато есть возможность измерить силу тока с помощью специального прибора.

Этот прибор называется амперметром. В данном уроке вы узнаете, как с его помощью измерять силу тока и как правильно подключать его к электрической цепи.

Лучшие недорогие модели

Представленные мультиметры пригодятся при ремонте, любительском конструировании, настройке аппаратуры в домашней лаборатории. Это лучшие модели начального уровня.

ТОП-4 недорогих цифровых мультиметров для дома.

РЕСАНТА DT 838

Практичная и простая в использовании модель РЕСАНТА DT 838 — недорогой, универсальный цифровой мультитестер, предназначенный для бытового использования.

Представленное измерительное оборудование обеспечит точное измерение постоянного и переменного напряжения, тока, сопротивления, температуры, коэффициента усиления транзисторов, прозвонку соединений, проверку диодов.

Мультиметр обладает несущественной базовой погрешностью, составляющей 0,5%.

В комплекте поставки присутствует батарея типа «Крона», измерительные щупы, фирменный температурный датчик.

Безопасность изделия соответствует классу IP21. Максимальное рабочее напряжение составляет 1000 В.

Технические характеристики:

• быстродействие — 3 измерения в секунду;
• базовый класс точности — 0,5%;
• постоянное напряжение (U-) — 0,2-1000 В (0,5%);
• переменное напряжение (U~) — 200-750 В (1,2%);
• постоянный ток (A-) — 0,002-10 А (1%);
• сопротивление (R) — 200 Ом-2 МОм (0,8%);
• температура — -20°…1370°;
• питание — элемент 6F22 (9 вольт);
• габаритные размеры — 70×126×28 мм;
• масса прибора — 137 г;
• особенности — прозвонка цепи, проверка диодов/транзисторов, ручное переключение измерений, звуковой сигнал.

Преимущества

• компактность;
• измерение температуры;
• широкий диапазон;
• демократичный ценник.

Недостатки

• присутствует погрешность;
• долгая прозвонка;
• щупы не лучшего качества.

ROBITON DMM-200

Недорогой цифровой мультиметр ROBITON DMM-200 обеспечит точное измерение ключевых параметров электроцепей с выдачей результатов на удобном и ярком дисплее.

Модель является вольтметром, амперметром и омметром в одном лице.

Устройство умеет определять исправность диодов и транзисторов.

С помощью прибора удобно проверять коэффициент усиления полупроводниковых приборов, целостность электрической цепи.

Мультиметр снабжен системой ручного выбора диапазона измерений, для этих целей имеется удобный поворотный переключатель на передней панели.

Питание осуществляется от батареи «Крона», входящей в комплект поставки.

Технические характеристики:

• быстродействие — 2 измерения в секунду;
• базовый класс точности — 2%;
• постоянное напряжение (U-) — 0,2-1000 В (1%);
• переменное напряжение (U~) — 200-750 В (2%);
• постоянный ток (A-) — 0,02-10 А (2%);
• сопротивление (R) — 200 Ом-2 МОм (1%);
• питание — элемент 6F22 (9 вольт);
• габаритные размеры — 70×126×26 мм;
• масса прибора — 111 г;
• особенности — прозвонка цепи, проверка диодов/транзисторов, ручное переключение измерений, звуковой сигнал, индикатор перегрузки.

Преимущества

• доступная цена;
• функциональность;
• простота использования;
• подробная инструкция пользователя.

Недостатки

• сигнал прозвонки цепи с задержкой;
• погрешность в измерениях по напряжению;
• отсутствие подсветки.

ФАZA M830B

Легкий и компактный цифровой мультиметр ФАZA M830B — это измерительный прибор начального уровня, позволяющий осуществлять замеры постоянного и переменного напряжения, тока и сопротивления.

Также девайс поддерживает диодный и транзисторный тест. В качестве источника питания используется батарейка напряжением 9 вольт («Крона»).

Устройство выделяется доступной стоимостью и наличием необходимых опций.

Базовая погрешность оборудования не превышает 1%. Изделие укомплектовано измерительными щупами, футляром, подробной технической документацией.

Технические характеристики:

• быстродействие — 3 измерения в секунду;
• базовый класс точности — 1%;
• постоянное напряжение (U-) — 0,2-1000 В (1%);
• переменное напряжение (U~) — 200-750 В (1%);
• постоянный ток (A-) — 0-10 А (2%);
• сопротивление (R) — 200 Ом-2 МОм (5%);
• питание — элемент 6F22 (9 вольт);
• габаритные размеры — 126×70×26 мм;
• масса прибора — 88 г;
• особенности — прозвонка цепи, проверка диодов/транзисторов, ручное переключение измерений, память, подсветка, автоотключение.

Преимущества

• демократичный ценник;
• необходимый набор функций на борту;
• простота использования;
• качественная сборка.

Недостатки

• отсутствие измерения температуры;
• тусклая подсветка;
• небольшая погрешность.

РЕСАНТА DT 830B

Многофункциональная компактная модель РЕСАНТА DT 830B с 3,5-разрядным LCD-дисплеем — необходимое устройство в арсенале любого радиолюбителя и электромонтера.

Девайс является амперметром, вольтметром и омметром в одном корпусе.

Дополнительно прибор снабжен возможностью тестирования диодов и транзисторов.

Мультиметр обеспечен защитой и индикацией перегрузок, обладает высокой чувствительностью (100 мкВ) и небольшой погрешностью (1%).

В комплекте поставки присутствует техническая документация, измерительные щупы.

Технические характеристики:

• быстродействие — 3 измерения в секунду;
• базовый класс точности — 1%;
• постоянное напряжение (U-) — 0,2-1000 В (0,5%);
• переменное напряжение (U~) — 200-750 В (1,2%);
• постоянный ток (A-) — 0,0002-10 А (2%);
• сопротивление (R) — 200 Ом-2 МОм (5%);
• питание — элемент 6F22 (9 вольт);
• габаритные размеры — 70×126×28 мм;
• масса прибора — 137 г;
• особенности — проверка диодов/транзисторов, ручное переключение измерений, индикатор перегрузки.

Преимущества

• доступная цена;
• качество сборки;
• приемлемая точность;
• надежность конструкции.

Недостатки

• не зафиксирован провод в щупе;
• отсутствие звуковой прозвонки;
• тонкие провода щупов.

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.

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

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.

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 Особенности прокалывающего зажима СИП

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

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.

Помимо этого, обязательной является функция замеров сопротивлений и цепных прозвонов.

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.

Мультитестер с указанием диапазона измерения более распространён, прежде всего из-за того, что стоит значительно дешевле.

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.