Как использовать амперметр для измерения силы тока

Детали и материалы

• аккумулятор на 6 В
• лампа накаливания на 6 В

Предполагается, что с этого момента будут доступны основные компоненты конструкции схемы, такие как макетная плата, клеммная колодка и перемычки, при этом в разделе «Детали и материалы» останутся только компоненты и материалы, уникальные для данного проекта.

Дополнительная информация

Уроки электрических цепей , Том 1, глава 1:«Основные концепции электричества»

Уроки электрических цепей , Том 1, глава 8:«Цепи измерения постоянного тока»

Цели обучения использованию амперметра

• Как измерить ток мультиметром
• Как проверить внутренний предохранитель мультиметра
• Выбор правильного диапазона измерения

Схема амперметра

Иллюстрация амперметра

Инструкции по эксперименту

Ток - это мера скорости электронного «потока» в цепи. Он измеряется в амперах, называемых просто «ампер» (А).

Самый распространенный способ измерения тока в цепи - разомкнуть цепь и вставить «амперметр» в серию . (на одной линии) со схемой, так что все электроны, протекающие по цепи, также должны проходить через счетчик.

Поскольку для измерения тока таким образом требуется, чтобы измеритель был частью цепи, это более сложный тип измерения, чем измерение напряжения или сопротивления.

Некоторые цифровые измерители, такие как устройство, показанное на иллюстрации, имеют отдельный разъем для подключения красного штекера измерительного провода при измерении тока.

В других измерителях, как и в большинстве недорогих аналоговых измерителей, используются те же гнезда для измерения напряжения, сопротивления и тока.

Для получения подробной информации об измерении силы тока обратитесь к руководству пользователя конкретной модели счетчика.

Когда амперметр включен последовательно со схемой, в идеале он не теряет напряжение, когда через него проходит ток.

Другими словами, он очень похож на кусок провода с очень небольшим сопротивлением от одного щупа к другому.

Следовательно, амперметр будет действовать как короткое замыкание, если он будет размещен параллельно (через выводы) значительного источника напряжения. Если это будет сделано, произойдет скачок тока, который может повредить счетчик:

Использование предохранителя в цепи

Амперметры обычно защищены от чрезмерного тока с помощью небольшого предохранителя . расположен внутри корпуса счетчика.

Если амперметр случайно подключен к источнику значительного напряжения, возникающий в результате скачок тока «сожжет» предохранитель и сделает измеритель неспособным измерять ток до тех пор, пока предохранитель не будет заменен.

Будьте очень осторожны, чтобы избежать этого сценария! Вы можете проверить состояние предохранителя мультиметра, переключив его в режим измерения сопротивления и измерив обрыв цепи через измерительные провода (и через предохранитель).

На измерителе, в котором для измерения сопротивления и тока используются одни и те же разъемы измерительных проводов, просто оставьте разъемы измерительных проводов на месте и соедините два щупа вместе.

В мультиметр, где используются разные гнезда, вот как вы вставляете штекеры тестовых проводов, чтобы проверить предохранитель:

Постройте цепь с одной батареей и одной лампой, используя перемычки для подключения батареи к лампе, и убедитесь, что лампа загорается, прежде чем подключать измеритель к ней последовательно.

Затем разомкните цепь в любой точке и подключите щупы измерителя к двум точкам разрыва, чтобы измерить ток.

Как обычно, если ваш измеритель выставлен вручную, начните с выбора самого высокого диапазона для тока, затем переместите селекторный переключатель в положение более низкого диапазона, пока на дисплее измерителя не будет получена самая сильная индикация без выхода за пределы диапазона. Если индикатор показывает «назад» (движение влево на аналоговой стрелке или отрицательное значение на цифровом дисплее), поменяйте местами подключения тестового датчика и попробуйте снова.

Когда амперметр показывает нормальные показания (не «в обратном направлении»), электроны входят в черный измерительный провод и выходят из красного.

Вот как вы определяете направление тока с помощью измерителя.

Для 6-вольтовой батареи и фонарика ток в цепи будет в пределах тысячных . ампер или миллиампер .

Цифровые измерители часто показывают маленькую букву «м» в правой части дисплея, чтобы указать этот метрический префикс.

Попробуйте разорвать цепь в другом месте и вместо этого вставить туда измеритель. Что вы замечаете в измеряемой величине тока? Как вы думаете, почему?

Восстановите схему на макетной плате следующим образом:

Подключение амперметра к макетной схеме:советы и хитрости

Студенты часто путаются при подключении амперметра к макетной плате.

Как можно подключить счетчик, чтобы улавливать весь ток цепи и не создавать короткого замыкания? Вот один простой способ гарантировать успех:

• Определите, через какой провод или клемму компонента вы хотите измерять ток.
• Вытащите этот провод или клемму из отверстия в макете. Оставьте его висеть в воздухе.
• Вставьте запасной кусок провода в отверстие, из которого вы только что вытащили другой провод или клемму. Другой конец провода оставьте висеть в воздухе.
• Подключите амперметр между двумя неподключенными концами провода (двумя, которые висели в воздухе). Теперь вы уверены измерения тока через первоначально идентифицированный провод или клемму.

Опять же, измерьте ток через разные провода в этой цепи, следуя той же процедуре подключения, описанной выше.

Что вы заметили в этих текущих измерениях? Результаты в схеме макета должны быть такими же, как результаты в схеме произвольной формы (без макета).

Результаты эксперимента

Построение той же цепи на клеммной колодке также должно дать аналогичные результаты:

Текущее значение 24,70 мА (24,70 мА), показанное на иллюстрациях, является произвольной величиной, приемлемой для небольшой лампы накаливания.

Если ток в вашей цепи имеет другое значение, это нормально, пока лампа работает при подключенном измерителе.

Если лампа не загорается, когда счетчик подключен к цепи, и счетчик регистрирует намного большее значение, возможно, у вас короткое замыкание в измерителе.

Если ваша лампа не загорается, когда счетчик подключен к цепи, и счетчик регистрирует нулевой ток, вероятно, вы перегорели предохранитель внутри счетчика.

Проверьте состояние предохранителя измерителя, как описано ранее в этом разделе, и при необходимости замените предохранитель.

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ТАБЛИЦЫ:

• Базовое использование амперметра
• Конструкция амперметра