Как замерять напряжение в сети мультиметром

Мультиметр DT83X имеет всего два предела измерения переменных напряжений 750 и 200, естественно, это в вольтах, хотя на приборах пишут только цифры. Таким образом, если возникла потребность померить напряжение в розетке, то надо выбрать предел 750, в остальных случаях 200. Тут следует обратить внимание на такую тонкость: переменное напряжение должно быть синусоидальной формы с частотой 50…60 Гц, только в этом случае точность измерения будет приемлемой.

Если измеряемое напряжение имеет прямоугольную или треугольную форму, а его частота намного выше, чем 50Гц, хотя бы 1000…10000 Гц, то показания на дисплее, конечно, появятся, но что они символизируют неизвестно. Здесь можно лишь с уверенностью сказать, что переменное напряжение есть, схема, вроде бы, работает.

Условные обозначения на лицевой панели мультмиетра

Но, давайте, пока отвлечемся от процесса измерений и внимательно посмотрим на лицевую панель мультиметра. Здесь, кроме цифр, можно увидеть много различных символов, напоминающих друдлы (картинки – каракули, к которым надо придумать объяснение, подпись). На рисунке 1 показаны все друдлы, которые можно увидеть на мультиметрах, и их разгадки – объяснения.

Рисунок 1. Обозначения на лицевой панели мультиметра

Эти обозначения следует выучить наизусть, как таблицу умножения, и никогда не забывать, поскольку они помогут не только правильно пользоваться мультиметром, получать правильные результаты измерений, но и уберегут прибор от выхода из строя при неправильном пользовании.

Несколько слов о подключении мультиметра к измеряемой цепи

Все мультиметры комплектуются измерительными щупами, причем, у всех моделей приборов они одни и те же: на одном конце однополюсная вилка для подключения к мультиметру, на другом измерительный щуп, не очень, правда, удобной конструкции. Щупы, как правило, красного и черного цвета, что позволяет соблюдать полярность подключения. Лучше всего это сделать, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Подключение измерительных щупов к мультиметру

Но, если разобраться, то соблюдение полярности не особо и нужно. При измерении переменного напряжения полярность подключения прибора роли вообще не играет, результат будет одним и тем же. При измерении постоянных напряжений, если полярность перепутана, на дисплее перед значением напряжения или тока просто появится знак «-», величина же напряжения будет правильной.

И все же, измерительные щупы лучше подключить так, как показано на рисунке 2: черный щуп в гнездо с надписью «COM» (общий), а красный в гнездо расположенное выше, что позволит проводить все измерения, кроме измерения токов на пределе 10A, что приходится делать не слишком часто.

Особенно следует соблюдать полярность подключения щупов в режиме «прозвонки» полупроводников: на красном щупе будет присутствовать плюсовое напряжение омметра, что позволит правильно подключить исследуемую деталь. Подробнее о проверке полупроводников будет рассказано чуть ниже. Подключение щупов для проверки диода показано на рисунке 3.

Рисунок 3. На красном щупе «плюс» омметра

Провода в измерительных щупах крепятся только пайкой, а на выходе из пластмассовых наконечников свободно болтаются и мотаются, а со временем отматываются совсем и вылетают. Чтобы этого не произошло, следует укрепить провода в щупах с помощью термоусадочной трубки или изоленты.

Маленькое замечание

Нетрудно видеть, что в режиме омметра плюсовое напряжение присутствует на красном щупе, равно как и при измерении постоянных напряжений. Если придется пользоваться стрелочным тестером, то следует запомнить, что в этом случае плюс омметра будет на щупе, который является «минусом» в режиме измерения постоянных напряжений. Но вернемся к современному мультиметру.

Измерение токов

Для измерения «больших» токов придется переключить красный щуп в гнездо с надписью 10A. Около этого гнезда можно увидеть предупредительную надпись, гласящую о том, что этот предел не защищен предохранителем, и измерения можно производить всего 10 секунд, после чего делать перерыв на 15 минут. Почему?

Чтобы правильно ответить на этот вопрос не поленимся открыть прибор, что приходится делать, просто для замены батарейки. На рисунке 4 показан фрагмент платы мультиметра.

Рисунок 4. Входные гнезда мультиметра

На рисунке показан небольшой фрагмент печатной платы мультиметра, а именно три входных гнезда. Верхнее, как раз для измерения тока 10A, нижнее — общий, среднее гнездо для всех остальных измерений. Толстая проволочная скоба слева, это как раз и есть измерительный шунт предела 10A. Диаметр проволоки не менее 1,5 мм, что позволяет надеяться, что она выдержит ток 10 и более ампер достаточно долго, а не 10 секунд, о которых предупреждается на корпусе прибора. Тогда еще одно почему?

Дело в том, что штатные измерительные щупы внутри себя содержат очень даже тонкий провод, вот к нему-то и относится предупредительная надпись. Автору статьи довелось быть очевидцем, но не исполнителем, как мультиметр, включенный на десятиамперный диапазон, воткнули в розетку! Раздался средней силы взрыв, прибор уже был оплакан, и почти похоронен.

Но после детальной проверки оказалось, что бабахнули только щупы, а сам прибор остался цел и невредим: тонюсенький проводок внутри измерительных щупов сработал как предохранитель. Поэтому, если потребуется длительное наблюдение за токами в пределах 5…10A, достаточно просто штатные щупы заменить на более «крепкие».

Мультиметры бюджетных серий DT83X могут измерять только постоянные токи, режима измерения переменных токов в них просто нет. Да, как-то не всегда он нужен, хотя более дорогие модели переменный ток, конечно же, меряют. Наибольший предел измерения тока ни много ни мало 20A! А комплектуются эти приборы теми же измерительными щупами.

На рисунке 4 виден плавкий предохранитель, который защищает мультиметр на пределах измерения токов 2000µ, 20m, 200m. Так что не надо удивляться, если на этих пределах мультиметр не хочет мерить ток, а сразу снимать заднюю крышку и смотреть предохранитель.

В правом верхнем углу рисунка находится четверть какого-то светлого кружка. Это часть пьезоизлучателя, того самого, который пищит в режиме прозвонки. Именно от этого «звонка» и говорят, что надо «прозвонить» схему.

Что значит «прозвонить»

Те, кто пользовался стрелочными тестерами, знают, что прежде, чем приступить к измерению сопротивлений, надо установить стрелку на ноль шкалы. Для этого просто соединить между собой измерительные щупы и покрутить соответствующую ручку.

Хотя у цифровых мультиметров ноль выставлять не требуется, но соединять щупы все равно приходится: это еще одно хорошее правило пользования прибором. Тем самым проверяется в первую очередь целостность щупов (штатные щупы обрываются очень часто), а заодно и ноль шкалы. Если мультиметр находится в режиме «прозвонки» (как показано на рисунке 5), раздается звуковой сигнал.

Рисунок 5. Мультиметр в режиме «прозвонки»

Звуковой сигнал раздается лишь в том случае, если сопротивление между измерительными щупами не превышает 47…50Ω. Это свойство используется при проверке целостности проводников и дорожек на печатных платах. С режимом прозвонки проводов совмещен и режим проверки полупроводников.

Если входные щупы не замкнуты, или в исследуемой схеме обрыв, или проверяемый диод включен в обратной полярности, на дисплее мультиметра высвечивается 1, как показано на рисунке 6.

Рисунок 6. Мультиметр показывает обрыв

То же самое можно увидеть на дисплее, если попытаться сопротивление 200КОм измерить на пределе 200Ом. Другими словами измеряемое сопротивление выше, чем предел измерения, прибор «думает», что цепь разорвана.

Такая же картина будет, если напряжение 24В измерять на диапазоне 20, — прибор зашкалил. Только не надо на диапазон 20 подавать напряжение вольт 100…200, поскольку прибор может не выдержать такого издевательства и просто сгорит.

Измерение сопротивлений

Пока не ушли далеко от рисунка 5, рассмотрим, как измерить сопротивление резисторов или высокоомных проводников. Для переключения в режим измерения сопротивлений достаточно повернуть переключатель режимов работы по часовой стрелке, где имеется несколько пределов.

Первые два предела содержат символ Ω, что говорит о том, что цифры на дисплее покажут величину сопротивления в Омах. На пределе 200Ω можно измерить сопротивление резисторов величиной до 200Ω, предел 2000Ω предназначен для измерения сопротивлений до 2КОм.

Если на измеряемом резисторе маркировка 1К5, то прибор покажет 1350…1650 Ω, сказывается допуск резистора ±10%. Об этом надо помнить при измерении сопротивлений.

Остальные три предела содержат букву k (хотя должно быть K), и результат измерений получится в килоомах. Предел 2000k позволяет измерить сопротивления до 2MΩ, результат измерения показывается в килоомах.

При измерении резистора с номиналом 1MΩ на дисплее можно увидеть результат 995…1000, опять же сказывается допуск. Резистор с номиналом 560K покажет 560.

Если же на этом пределе измерять резистор 5K6, то на индикаторе будет только 5, — дробная часть числа просто отбрасывается. Более точных результатов в этом случае можно достичь, если проводить измерения на пределе 20K: на дисплее индицируется 5,61. Поэтому всегда надо выбирать предел, обеспечивающий более точный результат.

Если при измерении токов и напряжений измерения рекомендуется начинать с максимального предела из опасений сжечь прибор, то при измерении сопротивлений следует действовать как раз наоборот, начиная измерения с самого меньшего предела. Почему? Все достаточно просто.

Предположим, что установлен предел измерения сопротивлений 200Ω, а сопротивление измеряемого резистора (будем считать, что оно нам неизвестно) 51КОм. Совершенно очевидно, что пределы 200Ω, 2000Ω, 20k маловаты для измерения такого сопротивления, и на дисплее покажется единица (рис. 6). И только, когда произойдет переключение на предел 200k, получится достоверный результат. Дальнейшее переключение пределов уже не потребуется.

Проверка диодов и транзисторов

Проводится в режиме «прозвонки», как показано на рисунке 5. Для примера на рисунке 7 показано подключение низкочастотного выпрямительного диода 1N4007 (прямой ток 1А, обратное напряжение 1000В).

Рисунок 7. Проверка выпрямительного диода в прямом направлении

Широкое светлое кольцо на правом конце диода, как правило, символизирует вывод катода, таким образом, щупы подключены в проводящем направлении. При этом на дисплее высвечивается прямое падение напряжения на p-n переходе диода, что соответствует полупроводникам на основе кремния. Результат показан на рисунке 8.

Рисунок 8. Прозвонка диода в прямом направлении

Если таким же образом прозвонить диод с барьером Шоттки, то результат получится несколько иной.

Рисунок 9. Прямое падение напряжения на диоде с барьером Шоттки

Если щупы поменять местами, то диод окажется включенным в обратном направлении, на дисплее появится единица, как на рисунке 6. Такие результаты получаются, если диод исправен. Но возможны и еще два варианта.

Если при подключении щупов прибор запищит, раздастся звуковой сигнал, то диод просто замкнут накоротко, или пробит. При переключении щупов в обратную полярность, звуковой сигнал, скорее всего, не прекратится.

Другой вариант, — независимо от направления включения щупов на дисплее высвечивается единица. В этом случае говорят, что диод находится в обрыве, или попросту сгорел, что называется, до дыр. В точности также при прозвонке мультиметром ведут себя p-n переходы транзисторов. Проверить их ничуть не сложнее, чем отдельный диод.

Как проверить биполярный транзистор

При прозвонке транзистора мультиметром транзистор следует рассматривать не как усилительный прибор со всеми присущими ему свойствами, а как последовательно соединенные, к тому же встречно диоды, как показано на рисунке 10.

Рисунок 10. Транзистор, как последовательно соединенные диоды. Схема для прозвонки

Теперь к выводу базы надо подключить красный (плюсовой) вывод омметра, а черным коснуться по очереди выводов эмиттера и коллектора, показания будут такими же, как при прозвонке диода в прямом направлении. Процесс измерения и результат показаны на рисунках 11 и 12.

Рисунок 11. Зажимы «крокодил» всегда помогут

Рисунок 12. На дисплее показывается падение напряжения на p-n переходах транзистора при прямом включении омметра

Если вместо красного щупа к базе подключить черный, то переходы сместятся в обратном направлении, закроются, и на дисплее появится единица, как будто при обрыве. Именно так ведет себя при проверке исправный транзистор.

Но может случиться, что при прозвонке p-n перехода раздастся звуковой сигнал, или высветится единица при любом направлении включения измерительных щупов. Это говорит о том, что транзистор неисправен.

Даже при исправном поведении коллекторного и эмиттерного переходов судить об исправности транзистора еще рано. Следует не забыть прозвонить в обоих направлениях выводы К-Э. В любом направлении на дисплее должна показаться все та же единица. Но иногда случается, что даже при исправных переходах Б-Э, Б-К выводы К-Э замкнуты накоротко и слышится звуковой сигнал.

Сказанное справедливо для транзисторов структуры n-p-n. Теми же соображениями следует руководствоваться и при проверке p-n-p транзисторов, но в этом случае красный и черный щупы придется поменять местами. Подробнее об этом читайте здесь: Как проверить транзистор

Электроприборы относят к источникам повышенной опасности. И чтобы снизить вероятность поражения током разработаны приборы, позволяющие измерить напряжение. И стоит рассмотреть разновидности этих приборов, принципы их работы. И как измерить напряжение в розетке мультиметром.

Краткое содержимое статьи:

Разновидности тестеров

Мультиметр (или мультитестер) это портативный прибор, позволяющий определить несколько параметров, касающихся электрической сети и подключенных к ней приборов. К ним относят показатели:

• постоянного или переменного напряжения;
• постоянного или переменного тока;
• сопротивления;
• емкости;
• проводящих свойств кабелей и проводов;
• работоспособности диодов.

Решая, чем проверить напряжение в розетке, можно выбрать аналоговый или цифровой мультиметр. Эти типы устройств отличаются по конструкции, точности предоставляемых данных и удобству.

Когда требуется измерить напряжение

Согласно статистике, в быту используется несколько типов электрических сетей. Стандартным вариантом считается система, дающая напряжение в 220 вольт с частотой в 50 Гц. Она представлена двумя проводами: фазой и нулем. При этом розетка выполняет функцию выхода.

В некоторых домах с недавнего времени стали устанавливать трехфазную систему электропитания, дающей напряжение в 380 В. Это позволяет обеспечить энергией более мощные устройства, на которые традиционная проводка не рассчитана.

Поэтому измерить номинальное напряжение в розетках необходимо, чтобы понять разумность подключения нового прибора в систему. И способность проводки выдержать дополнительную нагрузку.

Подобная процедура потребуется в ряде других ситуаций:

• если в люстре не горит исправная лампочка;
• при проверке исправности проводов;
• при определении работоспособности розетки или выключателя.

Напряжение, или вольтаж, — это один из параметров электрического тока, показывающий разницу потенциалов на участке цепи. Он равнозначен электродвижущей силе, и фактически является одним из самых важных факторов для работы любых электроприборов.

Проверка напряжения — едва ли не самая частая операция, которую приходится выполнять в работе с электротехникой, вне зависимости от того, обслуживание это промышленной или бытовой (домашней) электросети. От его величины, а также от самого факта наличия, зависит, будет ли работать электроприбор, а также может ли он выйти из строя. В настоящее время для измерения напряжения используется аппарат под названием мультиметр.

Общее назначение

Это многофункциональное устройство, предназначенное для измерения целого ряда параметров электрического тока. Современный мультиметр, даже полупрофессиональный, предназначенный для бытовых нужд, способен измерять:

• переменное и постоянное напряжение;
• переменный и постоянный ток (силу тока);
• сопротивление.

Это минимальный перечень функций, которыми обладает даже самое простое устройство. Более сложные имеют функции прозвонки диодов и транзисторов, проверки целостности кабелей и т.п. Есть модели, которые позволяют мерить даже температуру.

Обычный бытовой прибор используется в сетях, напряжение которых не выше 1000 вольт постоянного или 750 вольт переменного тока. Чтобы измерить высокое напряжение, применяется только профессиональный высоковольтный мультиметр.

Устройство

Мы будем рассматривать цифровые мультиметры (они же — тестеры), поскольку. аналоговые (снабженные стрелкой и полем со шкалой значений) в настоящее время уже почти вышли из обихода.

На рынке существует большое разнообразие мультиметров, но у всех из них есть следующие элементы:

• цифровой дисплей;
• переключатель для выставления параметров;
• 2-4 гнезда для подключения контактных щупов;
• два контактных щупа.

Работает прибор от батарейки. Мы будем рассматривать самое простой мультиметр для домашнего использования, измеряющий три основных параметра — напряжение, силу тока и сопротивление электрического проводника. Подавляющее большинство других функций в быту не нужны, за исключением функции прозвонки. Но прежде чем переходить к измерению напряжения, разберемся, какое оно бывает.

Разница между переменным и постоянным напряжением

Правильнее будет говорить о разнице между постоянным и переменным током. Различные электроприборы работают либо от постоянного тока, либо от переменного.

Переменный означает, что направление движения электронов в проводнике меняется от плюса к минусу с заданной частотой, то есть меняется полярность тока. В бытовой розетке по стандарту действующее напряжение 220 В, (амплитудное 311 В) а частота изменения тока 50 Гц. От такого напряжения работают все включающиеся в розетку приборы.

А вот аккумуляторы и батарейки — это источники постоянного тока. Они всегда имеют фиксированные плюс и минус (полярность). Частота у постоянного тока, естественно, отсутствует.

Подключение штекеров

Перед тем, как измерять напряжение, мультиметр надо выставить в соответствующий режим. Для маркировки напряжения используются либо аббревиатуры ACV — переменное, и DCV — постоянное, либо пиктограммы, дополняющие обозначение V — вольтаж. Так, V

— это переменное напряжение. V с горизонтальной длинной чертой, под которой три коротких — это постоянное.

Обратите внимание! Если на вашем приборе есть только обозначение V, значит, он способен автоматически определять, переменное оно или постоянное.
Кроме пиктограмм, обозначающих тип напряжения, на корпус мультиметра нанесены диапазоны величин. Большинство бытовых приборов имеют границы измерения до 750 В переменного и до 1000 В постоянного напряжения.

Перед тем, как замерить напряжение в розетке, на аккумуляторе или другом приборе, подключите к мультиметру щупы. Их два — черный и красный. А вот гнезд может быть и два, и три, и четыре — в зависимости от класса прибора.

Черный щуп — это либо минус, либо «ноль». Он всегда устанавливается в гнездо мультиметра, обозначенное COM. Красный щуп — либо плюс, либо «фаза». Для его подключения выбирается гнездо, снабженное соответствующей маркировкой. Если гнезд только 2 — вопрос снят, если больше — выбирайте то, около которого есть символ V.

Другие гнезда могут быть маркированы либо 10-20А, либо mA — соответственно для измерения силы тока (сверхбольшой или сверхмалой), либо иметь другие обозначения и соответственно предназначения. Гнездо для вольтажа всегда одно.

Установка режима измерения

После установки щупов переведите переключатель мультиметра на подходящий диапазон. Если измеряется напряжение в розетке, выбирайте пороговое значение в 750 ACV, если, к примеру, автомобильного аккумулятора — 20 или 200 DCV.

Обратите внимание! Всегда необходимо устанавливать предел измерения выше предполагаемого напряжения на источнике питания. Иначе вы рискуете сжечь прибор.

Есть правило: вольтаж измеряется путем параллельного подключения мультиметра, (тогда как сила тока — последовательно с нагрузкой). На практике это значит, что для того, чтобы померить напряжение в розетке, необходимо просто вставить в нее оба щупа мультиметра, каждый в свое гнездо. Где ноль, где фаза — не имеет значения.

Прибор показывает напряжение в тех пределах, на которые он отрегулирован. Таким образом, если выставить верхний порог в 750 В — увидите на экране значение в диапазоне 210-230 В. Или меньше, или больше, если скачок напряжения очень велик, но выше 750 В он подняться не может. Но если выставить порог в 200 В, то при фактической величине напряжения выше этой границы на экране появится цифра 1.

Учтите, что ровно 220 В в бытовой розетке бывает не всегда. Допустимы отклонения плюс-минус 10-15 В.

Проверка трехфазной линии осуществляется контактом двух щупов мультиметра с двумя шинами. Между ними должно быть 380 В, между одной шиной и землей будет 220 В (плюс-минус 15).

Проверка батарейки

Как измерить напряжение на батарейке? Необходимо черный щуп законтачить с ее минусом, красный — с плюсом, и выставить границу на 20 DCV. Для любых домашних батарей и аккумуляторов этого достаточно. Для сравнения: аккумулятор легкового автомобиля выдает 13-14 В. Только мощные аккумуляторы грузовиков предназначены для напряжения 24 В и выше.

Мультиметр покажет сохранившийся заряд батареи. Если вы перепутали полярность — ничего страшного, просто на экранчике появится знак «-».
Проверяя батарейку, учтите, что «свежая» батарейка должна выдавать значение вольтажа немного больше, чем указано на ее корпусе.

Прижимая щупы к контактам батарейки или аккумулятора, удара током бояться не стоит: порог чувствительности человеческой кожи — 36 В. Даже 20 В вы не почувствуете. Но проверяя ток во вскрытом электроприборе или розетке, нужно быть осторожным. Нельзя использовать щупы с поврежденной изоляцией.

Возможные неисправности

Если мультиметр перестал измерять напряжение или неправильно его показывает, проверьте другим тестером батарейку, размещенную внутри корпуса, или просто замените ее. Проверьте также, соответствует ли выставленный порог измерения напряжению, которое должно быть у объекта, который вы проверяете. Проверьте, верно ли установлен характер вольтажа — батарея не проверяется в режиме переменного, а розетка — постоянного напряжения.

Если не определяется параметр в одной розетке, проверьте его в другой. Если проблема возникла при проверке маленькой батареи — возможно, дело в плохом контакте щупа и клеммы.

Протестируйте устройство на различных объектах, априори работоспособных. Если мультиметр в принципе перестал измерять вольтаж, то либо иссяк его встроенный источник тока, либо повреждена плата управления, либо — наиболее частый случай — поврежден кабель одного из щупов. Следует осмотреть кабели на предмет разрыва, убедиться в хорошем контакте с гнездом. Если разрыв обнаружен — замените или почините провод, восстановив его целостность.

Если же никаких видимых причин потери работоспособности не обнаружено, то, скорее всего, мультиметр сгорел. Это могло произойти из-за попытки измерить завышенное напряжение, либо мощного сетевого скачка или других причин.