Există atât de multe gadget-uri și aparate electronice disponibile în aceste zile, concepute pentru o gamă largă de scopuri. Factorul comun este că toate sunt alimentate de electricitate. Acesta din urmă vine în două forme: curent continuu (DC) și curent alternativ (AC). Capacitatea de a măsura acești curenți este esențială pentru identificarea problemelor dintr-un circuit electronic sau un aparat. Vă vom arăta cum să măsurați curentul cu un multimetru digital.
Înțelegerea curentului în termeni simpli
Curentul electric este ușor de înțeles cu ajutorul analogiei unui sistem de curgere a apei în interiorul unei clădiri, unde apa este pompată de la sol în rezervorul de deasupra capului, iar apa curge înapoi la pământ prin conducte. Un sistem electric este destul de asemănător: electronii sunt mutați prin circuit în loc de apă. Alte componente ale sistemului electric pot fi, de asemenea, vizualizate folosind același model.
Asemănări între ambele sisteme
Borna pozitivă a sursei de alimentare (de exemplu, o baterie) este similară cu nivelul rezervorului de deasupra capului și borna negativă la nivelul solului. Această diferență de potențial dintre ambele terminale se numește tensiune și se măsoară în volți, prescurtat ca „V”.
Cu cât rezervorul este mai mare, cu atât presiunea apei este mai mare. În mod similar, cu cât diferența de potențial dintre bornele bateriei este mai mare, cu atât presiunea electrică (tensiunea) este mai mare. Această tensiune este cea care conduce curentul prin circuit. Cu cât tensiunea este mai mare, cu atât mai mult curent circulă în circuit. Curentul este măsurat în amperi, prescurtat ca „A”.
Tensiunea este măsurată la bornele sursei de alimentare (la fel ca măsurarea înălțimii rezervorului de deasupra). Curentul este măsurat în interiorul circuitului (similar cu măsurarea apei cu un debitmetru). Curentul este măsurat folosind un ampermetru, care este inclus într-un multimetru.
Caracteristici de măsurare curente ale unui multimetru
Un multimetru digital are un LCD, un selector rotativ și porturi pentru a conecta firele sondei. De obicei este alimentat de o baterie de 9V. Două sonde trebuie conectate la porturile respective, în funcție de tipul de măsurare. Sonda neagră este conectată la COM (prescurtare de la „comun”), conectată la masă. În ceea ce privește sonda roșie, pentru curenți mici se folosește portul mA; pentru curenți mari se folosește portul de 10A.
Pentru 10A, avertismentul de pe multimetrul nostru arată „UNFUSED 10A MAX For 10 SECONDS MAX” (al tău poate diferi). Aceasta înseamnă că multimetrul poate rezista la un flux susținut de 10 A timp de maximum 10 secunde înainte ca firele din interior să devină suficient de fierbinți și, eventual, să se topească.
Măsurarea consumului de curent al componentelor electronice DC
O placă de testare este configurată cu un pachet de baterii, LED-uri, sonerie, un motor de viteză mică și un motor de mare viteză. Folosind comutatoarele, fiecare dintre acestea va fi pornit pe rând pentru a măsura curentul.
Aceasta este schema de circuit a plăcii de testare. Curentul poate fi măsurat prin conectarea multimetrului în serie la orice parte a circuitului.
Pentru comoditate, sondele sunt conectate mai aproape de baterie. Acest lucru va ajuta la măsurarea curentului atunci când unul sau toate comutatoarele sunt pornite. Sonda neagră este conectată la borna negativă a bateriei, iar sonda roșie este conectată la celălalt fir pentru a forma un circuit în serie.
Înainte de a continua să măsurați curentul cu un multimetru, este înțelept să aveți o estimare aproximativă a curentului care va fi măsurat. Acest lucru este necesar deoarece sonda roșie trebuie conectată la portul corect al multimetrului.
Pentru a estima, căutați specificațiile componentei. De exemplu, dacă un motor de 5 V CC are o putere nominală de 0,5 W:
- Curent = Putere / Tensiune
- Curent = 0,5 / 5
- Curent = 0,1 A = 100 mA
Acum că aveți o valoare aproximativă a curentului, conectați cablul la portul mA obișnuit și setați comutatorul rotativ al multimetrului la 200mA.
În practică, totuși, este mai rapid să începeți cu o valoare mai mare pe cadranul rotativ al multimetrului și să treceți la valori mai mici pentru precizie. Dacă nu aveți acces la specificațiile componentei electronice, aceasta este ceea ce ar trebui să faceți.
Se știe că LED-urile consumă energie redusă, așa că multimetrul este setat să măsoare curentul în miliamperi (mA). La măsurare, se arată că cele două LED-uri luminoase consumă doar 7,43 mA.
În mod similar, soneriile nu consumă multă energie. Este și mai frugal la 2,04 mA.
Măsurarea curentului motorului de viteză mică arată 0,37 A (370 mA). Rețineți că portul multimetrului și cadranul rotativ au fost schimbate la 10A.
Motorul de mare viteză, așa cum era de așteptat, consumă și mai mult la 0,53 A (530 mA).
Măsurarea curentului AC
Spre deosebire de curentul continuu, curentul alternativ (AC) nu găsește multe aplicații în electronica de joasă tensiune. Acesta este motivul pentru care multe multimetre nu au un ampermetru AC. Dar pentru cei care o fac, măsurarea AC este un proces similar cu DC; cadranul rotativ trebuie setat la AC, totuși.
Măsurarea curentului în aparatele de curent alternativ
Avantajul principal al AC este pierderea minimă de putere în timpul transmisiei pe distanțe lungi. Tensiunea AC este redusă folosind transformatoare și alimentată la aparate. Aparatele mai mici convertesc curentul în DC și îl folosesc (exemplele includ încărcătoarele de telefoane și laptopurile). Aparatele mai mari folosesc AC direct (exemplele includ încălzitoare de apă și motoare).
Tensiunea care este alimentată la aceste aparate variază între 120V și 230V în funcție de standardele adoptate de diferite țări. Este important de reținut că aceste tensiuni sunt suficient de mari pentru a provoca răni sau chiar pentru a pune viața în pericol dacă sunt manipulate fără măsurile de precauție adecvate. Deoarece curentul este măsurat în interiorul unui circuit, este foarte recomandabil să NU folosiți un multimetru atunci când măsurați curent alternativ de înaltă tensiune.
Ceea ce poți face este să folosești a clemă metru pentru a măsura curenții de curent alternativ. Contorul folosește câmpul electromagnetic al curentului alternativ pentru a măsura curentul și nu trebuie să fie în contact cu firul, deci este sigur. Clema trebuie să fie plasată în jurul firului și va fi afișată citirea; poate măsura curenți de până la 1000A.
Totuși, există o problemă cu clemele. Clema trebuie plasată în jurul unui singur fir pentru a obține o citire. Dar, cablurile de alimentare ale aparatelor sunt de obicei o grămadă de trei fire (sub tensiune, neutru și pământ). Deci, a ampermetru de priză de perete ar fi ideal pentru a măsura curentii aparatului.
Măsurarea și monitorizarea curentului în dispozitive de 5 volți
Multe gadget-uri moderne sunt alimentate de adaptoare USB de 5V și bănci de alimentare. Este util să măsurați curentul pentru a înțelege elementele vitale, de exemplu pentru a nu supraîncărca bateriile în timpul încărcării. Acest lucru se poate face folosind un multimetru obișnuit: puteți utiliza un cablu prelungitor USB, puteți îndepărta manșonul, tăiați firul pozitiv, apoi conectați capetele acestuia la sondele multimetrului și măsurați curentul. Cu toate acestea, aceasta este o soluție greoaie.
Ceea ce este mai ușor este să folosești a multimetru USB care este conceput special pentru a măsura cei doi parametri importanți, tensiunea și curentul. Doar conectați-l în linie și citirile vor fi afișate intermitent.
Contorul este simplu, dar din nou un gadget foarte util. Să presupunem că cumpărați un nou iPhone Pro Max 14 fără încărcătorul oficial Apple. Cumpărați separat un încărcător terță parte, vă păstrați încrederea în autocolante și îl conectați la priză. Ce se întâmplă în continuare depinde de cât de norocos ești. Rezultatele posibile variază între un bip și un kaboom.
O alegere mai înțeleaptă este să verifici adaptorul înainte de a-l conecta la telefonul tău scump. Dacă există o problemă, cel mai rău lucru care s-ar putea întâmpla este că contorul USB ieftin ar exploda în loc de telefonul tău de peste 1000 USD.
De asemenea, puteți utiliza contorul USB pentru a verifica porturile computerului și pentru a vă asigura că tensiunea este corectă și că este furnizat suficient amperaj pentru a conduce periferice, cum ar fi un hard disk USB.
Contorul USB poate fi folosit și pentru monitorizare continuă. Telefoanele care nu vin cu indicatori LED de încărcare trebuie verificate prin pornirea ecranului, pentru a vedea dacă încărcarea este completă. Un ampermetru USB arată curentul continuu care curge prin circuit. O citire de curent mare înseamnă că telefonul încă se încarcă; unul scăzut înseamnă că încărcarea este completă.
Calculatoarele cu o singură placă, cum ar fi Raspberry Pi, sunt, de asemenea, alimentate de 5V USB. Performanța lui Pi este direct afectată de calitatea sursei de alimentare. Este posibil să observați o lumină roșie intermitentă pe placa Pi, care indică o sursă de alimentare inadecvată. Cu multimetrul USB, puteți monitoriza tensiunea și curentul care merge la Pi, puteți corecta sursa de alimentare și puteți extrage cea mai bună performanță.
Înțelegerea și măsurarea curentului este ușoară
Acum știți cum să măsurați curentul cu un multimetru digital și, de asemenea, cu o clemă de măsură sau cu un multimetru USB. Împreună cu măsurarea curentului, un multimetru poate fi folosit pentru a măsura tensiunea, rezistența și mulți alți parametri electrici. A învăța să folosești unul este poarta de acces către înțelegerea lumii electronice.
