В наши дни има толкова много електронни джаджи и уреди, предназначени за широк спектър от цели. Общото е, че всички те се захранват с електричество. Последният се предлага в две форми: постоянен ток (DC) и променлив ток (AC). Способността за измерване на тези токове е от основно значение за идентифициране на проблеми в електронна верига или уред. Ще ви покажем как да измервате ток с цифров мултицет.
Разбиране на текущото с прости думи
Електрическият ток е лесен за разбиране с помощта на аналогията на система за воден поток вътре в сграда, където водата се изпомпва от земята към горния резервоар и водата се връща обратно към земята през тръби. Електрическата система е доста подобна: електроните се движат през веригата вместо водата. С помощта на същия модел могат да се визуализират и други компоненти на електрическата система.
Прилики между двете системи
Положителният извод на източника на захранване (напр. батерия) е подобен на нивото на горния резервоар, а отрицателният извод на нивото на земята. Тази потенциална разлика между двата терминала се нарича напрежение и се измерва във волтове, съкратено като "V".
Колкото по-висок е резервоарът, толкова по-голямо е налягането на водата. По същия начин, колкото по-голяма е потенциалната разлика между клемите на батерията, толкова по-голямо е електрическото налягане (напрежение). Именно това напрежение задвижва тока през веригата. Колкото по-голямо е напрежението, толкова повече ток циркулира във веригата. Токът се измерва в ампери, съкратено като "A".
Напрежението се измерва през клемите на източника на захранване (точно както се измерва височината на горния резервоар). Токът се измерва вътре във веригата (подобно на измерването на вода с разходомер). Токът се измерва с помощта на амперметър, който е включен в мултицет.
Характеристики за измерване на ток на мултиметър
Цифровият мултиметър има LCD дисплей, въртящ се селектор и портове за свързване на проводниците на сондата. Обикновено се захранва от 9V батерия. Две сонди трябва да бъдат свързани към съответните портове в зависимост от вида на измерването. Черната сонда е свързана към COM (съкращение от "обща"), свързана към маса. Що се отнася до червената сонда, за ниски токове се използва mA портът; за големи токове се използва 10A порт.
За 10A предупреждението на нашия мултицет показва „UNFUSED 10A MAX For 10 SECONDS MAX“ (вашето може да се различава). Това означава, че мултиметърът може да издържи на продължителен поток от 10 A за максимум 10 секунди, преди проводниците вътре да се нагорещят достатъчно и евентуално да се стопят.
Измерване на потреблението на ток на DC електронни компоненти
Настроена е тестова платка с батерия, светодиоди, зумер, нискоскоростен двигател и високоскоростен двигател. Използвайки превключвателите, всеки от тях ще бъде включен на свой ред, за да измери тока.
Това е електрическата схема на тестовата платка. Токът може да бъде измерен чрез свързване на мултиметъра последователно във всяка част на веригата.
За удобство сондите са свързани по-близо до батерията. Това ще помогне за измерване на тока, когато някои или всички превключватели са включени. Черната сонда е свързана към отрицателния извод на батерията, а червената сонда е свързана към другия проводник, за да образува последователна верига.
Преди да пристъпите към измерване на тока с мултицет, е разумно да имате груба оценка на тока, който ще бъде измерен. Това е необходимо, защото червената сонда трябва да бъде свързана към правилния порт на мултиметъра.
За да оцените, потърсете спецификациите на компонента. Например, ако 5V DC мотор има номинална мощност 0,5W:
- Ток = мощност / напрежение
- Ток = 0,5 / 5
- Ток = 0.1A = 100mA
Сега, след като имате приблизителна стойност на тока, свържете проводника към обикновения mA порт и настройте въртящия се превключвател на мултиметъра на 200 mA.
На практика обаче е по-бързо да започнете с по-висока стойност на въртящия се диск на мултиметъра и да преминете към по-ниски стойности за прецизност. Ако нямате достъп до спецификацията на електронния компонент, трябва да направите това.
Известно е, че светодиодите консумират ниска мощност, така че мултиметърът е настроен да измерва тока в милиампери (mA). При измерване двата ярки светодиода показват, че консумират само 7,43 mA.
По същия начин зумерите не консумират много енергия. Още по-пестелив е при 2,04mA.
Измерването на тока на нискооборотния двигател показва 0.37A (370mA). Имайте предвид, че портът на мултиметъра и въртящият се диск са променени на 10A.
Високоскоростният мотор, както се очакваше, консумира още повече при 0.53A (530mA).
Измерване на променлив ток
За разлика от постоянния ток, променливият ток (AC) не намира много приложения в електрониката с ниско напрежение. Това е причината много мултиметри да не разполагат с AC амперметър. Но за тези, които го правят, измерването на AC е процес, подобен на DC; въртящият се диск обаче трябва да бъде настроен на AC.
Измерване на ток в AC уреди
Основното предимство на AC е минималната загуба на мощност по време на предаване на дълги разстояния. AC напрежението се понижава с помощта на трансформатори и се подава към уредите. По-малките уреди преобразуват тока в постоянен и го използват (примерите включват зарядни устройства за телефони и лаптопи). По-големите уреди използват директно AC (примерите включват бойлери и двигатели).
Напрежението, което се подава към тези уреди, варира между 120V и 230V в зависимост от стандартите, приети от различните страни. Важно е да се отбележи, че тези напрежения са достатъчно високи, за да причинят нараняване или дори да изложат на риск човешки живот, ако се борави с тях без подходящи предпазни мерки. Тъй като токът се измерва вътре във верига, е силно препоръчително да НЕ използвате мултицет, когато измервате променлив ток с високо напрежение.
Това, което можете да направите, е да използвате a измервателна клеща за измерване на AC токове. Уредът използва електромагнитното поле на променлив ток за измерване на тока и не е необходимо да е в контакт с проводника, така че е безопасен. Скобата трябва да се постави около жицата и показанието ще се покаже; може да измерва токове до 1000A.
Има обаче един проблем с измервателните клещи. Скобата трябва да бъде поставена само около един проводник, за да се получи показание. Но захранващите кабели на уредите обикновено са сноп от три проводника (живо, неутрално и земно). И така, а стенен амперметър би било идеално за измерване на тока на уреда.
Измерване и наблюдение на тока в 5-волтови джаджи
Много съвременни джаджи се захранват от 5V USB адаптери и захранващи банки. Полезно е да измервате тока, за да разберете жизнените показатели, например да не презареждате батериите по време на зареждане. Това може да стане с помощта на обикновен мултицет: можете да използвате USB удължителен кабел, да махнете втулката, да отрежете положителния проводник, след това да свържете краищата му към сондите на мултиметъра и да измерите тока. Това обаче е тромаво решение.
По-лесното е да използвате a USB мултицет който е специално проектиран да измерва двата важни параметъра, напрежение и ток. Просто го свържете в линия и показанията ще се показват периодично.
Глюкомерът е прост, но отново много полезна джаджа. Да кажем, че купувате нов iPhone Pro Max 14 без официалното зарядно устройство на Apple. Купувате отделно зарядно устройство на трета страна, запазвате доверието си в стикерите и го включвате. Какво ще се случи след това зависи от това какъв късмет имате. Възможните резултати варират между звуков сигнал и бум.
По-мъдър избор е да проверите адаптера, преди да го включите в скъпия си телефон. Ако има проблем, най-лошото, което може да се случи, е евтиният USB измервателен уред да се повреди, а не вашият телефон за $1000+.
Можете също така да използвате USB измервателния уред, за да проверите портовете на компютъра и да се уверите, че напрежението е правилно и се доставя достатъчно ампераж за задвижване на периферните устройства, като например USB твърд диск.
USB метърът може да се използва и за непрекъснат мониторинг. Телефоните, които не се доставят с LED индикатори за зареждане, трябва да бъдат проверени чрез включване на екрана, за да видите дали зареждането е приключило. USB амперметър показва непрекъснатия ток, протичащ през веригата. Отчитането на висок ток означава, че телефонът все още се зарежда; ниско означава, че зареждането е приключило.
Едноплатковите компютри като Raspberry Pi също се захранват от 5V USB. Производителността на Pi се влияе пряко от качеството на захранването. Може да забележите мигаща червена светлина на платката Pi, което показва неадекватно захранване. С USB мултиметъра можете да наблюдавате напрежението и тока, преминаващи към Pi, да коригирате захранването и да извлечете най-добрата производителност.
Разбирането и измерването на тока е лесно
Вече знаете как да измервате ток с цифров мултицет, а също и клещи или USB мултицет. Наред с измерването на ток, мултицет може да се използва за измерване на напрежение, съпротивление и много други електрически параметри. Да се научите да използвате такъв е вратата към разбирането на света на електрониката.