Studiind această temă, veți fi capabili:
1. să identifici măsurătorile în circuitele electrice;
2. să execuți măsurări electrice cu multimetrul;
3. să execuți măsurări electrice cu cleștele amperimetric;
3.1. Măsurători în circuitele electrice
Măsurarea tensiunii electrice (Figura 1).
Măsurarea tensiunii electrice se realizează cu ajutorul unui instrument numit voltmetru.
Voltmetrul este conectat în paralel la sursa de tensiune, luând în considerare polaritatea.
Iată câteva informații generale despre măsurarea tensiunii electrice:
Tipuri de voltmetre:
Voltmetrul analogic (Figura 2): Este compus dintr-un indicator analogic (un ac sau o bandă mobilă) care se deplasează pe o scară numerică. Pentru a măsura tensiunea, voltmetrul trebuie conectat în paralel cu componenta sau circuitul unde se dorește măsurarea.
Voltmetrul digital (Figura 3): Afișează direct valoarea numerică a tensiunii. Acesta se conectează și el în paralel cu componenta sau circuitul.
Figura 2 Voltmetrul Figura 3 Voltmetrul analogic digital
Figura 1 Măsurarea tensiuni la bateria de acumulatoare (UBA) şi la bec (Ubec)
Setarea scării: Pentru a obține o citire precisă, asigură-te că scara voltmetrului este setată în intervalul corespunzător valorii așteptate a tensiunii. Dacă tensiunea este necunoscută, începe cu scara cea mai mare și ajustează-o treptat.
Conectarea voltmetrului: Conectează borna roșie a voltmetrului la polul cu potențial mai mare (pozitiv) și borna neagră la polul cu potențial mai mic (negativ). În cazul unui circuit deschis (fără curent), această conexiune nu va afecta circuitul.
Citirea valorii: Odată ce voltmetrul este conectat, citește valoarea tensiunii direct de pe afișajul digital sau de pe scala numerică a voltmetrului analogic.
Precauții:
Asigură-te că voltmetrul are o rezistență internă suficient de mare pentru a nu perturba circuitul la care este conectat. Respectă polaritatea corectă atunci când conectezi voltmetrul pentru a evita citiri incorecte sau deteriorarea instrumentului.
Măsurarea intensității curentului electric (Figura 4).
Măsurarea intensității curentului electric se realizează cu ajutorul unui instrument numit ampermetru. Acesta este conceput pentru a măsura cantitatea de curent electric care trece printr-un circuit într-un anumit moment.
Iată câteva informații generale despre măsurarea intensității curentului electric:
Tipuri de ampermetre: Ampermetrul analogic (Figura 5): Similar cu voltmetrul analogic, are un indicator analogic care se deplasează pe o scară numerică. Pentru a măsura curentul, ampermetrul trebuie conectat în serie cu componenta sau circuitul unde se dorește măsurarea.
Ampermetrul digital (Figura 6): Afișează direct valoarea numerică a curentului. Acesta se conectează și el în serie cu componenta sau circuitul.
Figura 4 Măsurarea intensității curentului electric
Figura 5 Ampermetrul analogic
Figura 6 Ampermetrul digital
Procedura de măsurare:
Setarea scării: Așază ampermetrul în circuit și setează scala acestuia în funcție de gama de curent pe care o aștepți. Începe cu cea mai mare scară și ajustează-o treptat pentru a obține o citire precisă.
Conectarea ampermetrului: Conectează ampermetrul în serie cu circuitul, adică în calea curentului. Deschide circuitul și conectează borna roșie a ampermetrului la polul pozitiv și borna neagră la polul negativ al sursei de curent sau componentei.
Citirea valorii: Odată ce ampermetrul este conectat, citește valoarea curentului direct de pe afișajul digital sau de pe scala numerică a ampermetrului analogic.
Precauții:
Asigură-te că ampermetrul are o rezistență internă mică pentru a nu afecta semnificativ curentul în circuit.
Verifică polaritatea corectă a conexiunilor pentru a evita erori de măsurare sau deteriorarea instrumentului.
Măsurarea rezistenței electrice (Figura 7 şi 8).
Măsurarea rezistenței electrice se realizează cu ajutorul unui instrument numit ohmmetru sau multimetru, care poate include o funcție de măsurare a rezistenței.
Valoarea rezistenței poate fi determinată prin măsurători directe sau indirecte.
Măsurarea directă utilizând un ohmmetru: Pentru a putea măsura direct valoarea rezistenței, componenta trebuie să fie deconectată de la sursa de tensiune, iar ohmmetrul trebuie să fie conectat în paralel cu rezistorul (Figura 7).
Figura 7 Măsurarea directă a rezistenței (componentul deconectat)
Figura 8 Măsurarea directă a rezistenței (rezistorul R1 separat de rezistorul conectat paralel R2)
Precauții:
Nerespectarea acestor condiții poate cauza deteriorarea ohmmetrului, făcându-l neutilizabil!
Dacă rezistorul ce urmează a fi măsurat este conectat în paralel cu un al doilea rezistor, primul trebuie sa fie deconectat de la circuitul electric (Figura 8). Nerespectarea acestei condiții duce la o valoare măsurată incorectă.
Măsurarea indirectă: Aceasta se realizează prin măsurarea tensiunii și a curentului rezistorului. Rezistența este calculată din valorile măsurate în conformitate cu Legea lui Ohm.
Iată câteva informații generale despre măsurarea rezistenței:
Tipuri de ohmmetre:
Ohmmetru analogic (Figura 9): Acest tip de ohmmetru utilizează un indicator analogic (un ac sau o bandă mobilă) pentru a indica valoarea rezistenței. Ohmmetrele analogice au o scară numerică pe care acul se va deplasa pentru a indica valoarea rezistenței măsurate. Sunt mai tradiționale și pot oferi o vizualizare rapidă a variațiilor în valoarea rezistenței.
Ohmmetru digital (Figura 10): Ohmmetrele digitale afișează valoarea rezistenței sub formă numerică pe un afișaj digital. Sunt ușor de citit și oferă o precizie mai mare decât ohmmetrele analogice. Unele ohmmetre digitale pot avea caracteristici suplimentare, cum ar fi măsurarea automată a gamei, detecția automată a polarității, și pot furniza rezultate rapide și precise. Astfel de ohmmetre, de obicei, sunt încorporate în multimetre.
Figura 9 Ohmmetru analogic
Figura 10 Ohmmetru digital încorporat în multimetru
Pașii de bază pentru a măsura rezistența electrică:
1. Opriți alimentarea: Asigurați-vă că circuitul sau componenta pe care o măsurați este oprită și deconectată de la sursa de alimentare electrică. Acest lucru este esențial pentru siguranța dumneavoastră și a echipamentului.
2. Selectați scala de măsurare: Pe ohmmetrul sau multimetrul dumneavoastră, selectați scala de măsurare a rezistenței. Alegeți o scală care este suficient de mare pentru a cuprinde valoarea rezistenței pe care o așteptați.
3. Conectați instrumentul: Conectați bornele instrumentului la capetele componentei sau circuitului ale cărui rezistență doriți să o măsurați. Asigurați-vă că bornele sunt conectate corect: borna roșie la polul pozitiv și borna neagră la polul negativ.
4. Citiți rezistența: Citirea se face direct pe afișajul ohmmetrului sau multimetrului. Dacă măsura este prea mică pentru scala selectată, încercați o scară mai mică. Dacă măsura este prea mare, treceți la o scară mai mare.
5. Notează-ți rezistența: Înregistrați valoarea citită. Este important să aveți grijă să interpretați corect unitățile de măsură afișate (de obicei, ohmi).
6. Analizați rezultatele: Comparați rezistența măsurată cu valorile așteptate sau specificațiile. O rezistență anormală poate indica o problemă în circuit sau cu componenta măsurată.
Este important să rețineți că măsurarea rezistenței trebuie să fie realizată în absența tensiunii pentru a evita daunele la instrument sau riscurile pentru utilizator. De asemenea, asigurați-vă că ați selectat o scară de măsurare corespunzătoare pentru a obține rezultate precise.
3.1. Multimetre
Multimetrul este un instrument electronic folosit pentru a măsura diferite mărimi electrice și electronice, precum tensiunea, curentul și rezistența. Multimetrele pot avea și alte funcții, cum ar fi măsurarea capacității, frecvenței, temperaturii sau testarea diodelor și a tranzistoarelor.
Există două tipuri principale de multimetre: digitale și analogice.
Multimetrele digitale (Figura 11): au un ecran LCD care afișează valorile măsurate într-un format numeric. Acest lucru face mai ușoară citirea și interpretarea rezultatelor. Multimetrele digitale sunt, în general, mai precise și mai ușor de utilizat pentru măsurătorile obișnuite. Aceste multimetre au adesea funcții automate care pot detecta automat tipul de măsurătoare (tensiune continuă, tensiune alternativă, curent continuu, curent alternativ, etc.). Au o rezistență internă mare, ceea ce face ca influența lor asupra circuitului măsurat să fie minimă.
Multimetrele analogice: folosesc un afișaj cu ac indicator pentru a arăta mărimile măsurate. Citirea valorilor poate fi mai dificilă decât la multimetrele digitale, deoarece necesită interpretarea poziției acului pe scala indicatoarelor. Multimetrele analogice sunt încă preferate în anumite situații, cum ar fi măsurătorile rapide de variații ale unei mărimi.
Indiferent de tipul de multimetru pe care îl utilizați, urmați instrucțiunile furnizate de producător pentru a asigura o utilizare corectă și sigură. În plus, multimetrele moderne pot avea și alte caracteristici utile, cum ar fi măsurarea capacității, diode, continuitate și chiar funcții de testare a tranzistoarelor.
Figura 11 Multimetrul digital
Utilizarea multimetrului:
Utilizarea multimetrului poate varia în funcție de tipul și modelul specific al acestuia, dar aici sunt pașii de bază pe care îi puteți urma pentru a efectua măsurători comune cu un multimetru digital:
1. Pregătirea multimetrului: Asigurați-vă că multimetrul este în stare de funcționare și că bateria este suficient de încărcată sau că este conectat la o sursă de alimentare, dacă este cazul.
2. Setarea selectorului de funcții: Selectați funcția dorită pe selectorul multimetrului. De exemplu, pentru a măsura tensiunea continuă (DC), rotiți selectorul la simbolul V pentru DC.
3. Stabilirea scalei de măsurare: Alegeți scala corespunzătoare pentru a vă asigura că citiți corect rezultatele. Dacă tensiunea estimată este, de exemplu, sub 20 de volți, setați scala la 20V.
4. Conectarea cablurilor de test: Conectați cablurile de test la multimetru. Multimetrele au două cabluri, unul cu o mufă roșie și unul cu o mufă neagră. În general, mufa roșie este pentru măsurătoarea pozitivă, iar mufa neagră este pentru măsurătoarea negativă.
5. Conectarea la circuit: Conectați sondele de test la punctele din circuit unde doriți să efectuați măsurătoarea. Asigurați-vă că sonda roșie este conectată la partea pozitivă a circuitului, iar sonda neagră la partea negativă.
6. Citirea rezultatelor: Citiți valoarea afișată pe ecranul multimetrului. Asigurați-vă că interpretați unitățile corect și că sunteți pe scala potrivită pentru a obține rezultate precise.
7. Oprirea și deconectarea: După ce ați efectuat măsurătorile necesare, deconectați multimetrul de la circuit și opriți-l.
Acești pași de bază se aplică măsurătorilor de bază ale tensiunii, curentului și rezistenței. Pentru alte funcții specifice, cum ar fi măsurarea capacității sau testarea diodelor, consultați manualul de utilizare al multimetrului specific pentru instrucțiuni detaliate.
Este important să vă familiarizați cu funcțiile și indicațiile specifice ale multimetrului dumneavoastră, deoarece acestea pot varia în funcție de model și producător. De asemenea, asigurați-vă că urmați întotdeauna măsurile de siguranță corespunzătoare atunci când lucrați cu tensiuni electrice.
3.1. Cleștele ampermetric
Cleştele ampermetric (Figura 12) este folosit pentru măsurarea curentului printr-un cablu fără a întrerupe circuitul de funcționare.
Cleştele ampermetric este indicat pentru măsurarea curenţilor mari, dar versiunile moderne ale testerului pot măsura şi valori mici ale curentului miliamperi.
Figura 12 Cleştele ampermetric şi funcţiile lui
1 - Cleşte de curent
2 - Indicator luminos de tensiune AC fără contact
3 - Maneta de deschidere a cleştelui
4 - Selectrorul de funcţii
5 - Buton de memorare a măsurătorilor
6 - Buton de iluminare a ecranului
7 - Ecran LCD
8 - Butonul de selectare MOD (DC/AC, Ohm/Continuitate/CAP)
9 - Butonul REAK (funcția Reak Hold captează tensiunea sau curentul AC de vârf)
10 - Butonul relativ (pentru ajustarea DCA și capacitate la valoarea zero)
11 - Terminal de intrare comun (COM)
12 - Terminal de intrare V Ω CAP TEMP Hz
13 - Capacul bateriei
Avantajele cheie ale cleștelui ampermetric:
Măsurarea fără întrerupere: Unul dintre rolurile fundamentale ale cleștelui ampermetric este acela de a permite măsurarea curentului fără a întrerupe circuitul electric. Acest lucru este crucial în situațiile în care întreruperea curentului nu este posibilă sau nu este practică.
Siguranță crescută: Utilizarea cleștelui ampermetric elimină necesitatea de a deschide circuitele sau de a conecta direct cablurile la instrument. Acest lucru contribuie la siguranța electricianului sau a tehnicianului care efectuează măsurătorile.
Rapiditate și ușurință în utilizare: Cleștii ampermetrici permit efectuarea rapidă a măsurătorilor fără a necesita deconectarea sau reconectarea cablurilor. Acest lucru face ca instrumentul să fie eficient și ușor de utilizat în atelierele auto în care timpul este important.
Măsurători precise: Cleștii ampermetrici sunt proiectați pentru a furniza măsurători precise ale curentului electric. Calibrarea adecvată și sensibilitatea la curent fac din cleștii ampermetrici instrumente fiabile pentru măsurătorile curentului.
Utilizare în locuri înguste sau periculoase: Datorită designului lor, cleștii ampermetrici pot fi utilizați în locuri înguste sau periculoase în care nu este fezabil să se folosească alte metode de măsurare.
Adaptabilitate la diferite dimensiuni ale conductorului: Cleștii ampermetrici sunt disponibili în diferite dimensiuni, ceea ce îi face adaptați la o gamă variată de conductoare, de la cabluri mai subțiri la cabluri mai groase.
Diverse funcții adiționale: Multe clești ampermetrici moderne au funcții adiționale, cum ar fi măsurarea tensiunii, testarea diodelor, măsurarea rezistenței și altele, extinzându-și versatilitatea.
Pașii de bază pe care trebuie să-i urmați pentru a utiliza un clește ampermetric:
1. Selectați modul adecvat: Cleștii amperimetrici au diferite setări de măsurare pentru curent alternativ (AC) și curent continuu (DC). Asigurați-vă că cleștele sunt setați pe modul corespunzător pentru tipul de curent pe care doriți să-l măsurați.
2. Deschideți cleștele: Cleștii amperimetrici au o gură deschisă în formă de clește. Deschideți cleștele și plasați-l în jurul conductorului pe care doriți să-l măsurați (Figura 13).
3. Închideți cleștele: Asigurați-vă că cleștele sunt complet închise în jurul conductorului. Unele clești au funcții magnetice sau de fixare pentru a menține instrumentul în poziție.
4. Citiți afișajul: După ce cleștele sunt plasați în jurul conductorului, citiți valoarea curentului de pe afișajul cleștelui. Acesta este curentul pe care îl măsurați în conductor.
5. Asigurați-vă că respectați măsurile de siguranță: În timp ce utilizați cleștii amperimetrici, asigurați-vă că respectați toate măsurile de siguranță. Nu atingeți conductorul cu mâinile goale, și evitați să puneți cleștii în jurul conductorului dacă există riscul de șoc electric.
Figura 13 Plasarea cleştelui în jurul conductorului
Utilizarea cleștilor amperimetrici elimină riscul de electrocutare, deoarece nu este necesar să se facă contact direct cu conductorul. Cu toate acestea, este important să se respecte întotdeauna instrucțiunile de siguranță specifice pentru fiecare instrument.