Как измерить ток и напряжение мультиметром и не испортить прибор

Мультиметр — универсальный измерительный прибор, который совмещает функции вольтметра, амперметра и омметра в одном корпусе. Одним устройством можно измерить напряжение, силу тока и сопротивление. Многие современные модели умеют также измерять ёмкость, частоту, температуру и выполнять прозвонку цепей.

На корпусе цифрового мультиметра обычно расположены дисплей, переключатель режимов и три или четыре гнезда для подключения щупов. Перед началом измерений с помощью переключателя выбирают нужный режим работы прибора. Рядом с ним нанесены условные обозначения, которые показывают, какую величину будет измерять мультиметр:

• DCV или V⎓ — постоянное напряжение;
• ACV или V~ — переменное напряжение;
• DCA или A⎓ — постоянный ток;
• Ω — сопротивление.

Некоторые мультиметры сами выбирают предел измерения, а в других его нужно установить вручную. Если заранее неизвестно, какое значение покажет прибор, сначала выбирают максимальный диапазон. После первого измерения при необходимости можно перейти на меньший — так показания будут точнее.

На большинстве бытовых моделей используются три основных гнезда:

• COM — для чёрного щупа. Он подключается сюда всегда.
• VΩmA (или mAVΩ) — для измерения напряжения, сопротивления и небольших токов. Максимальный ток зависит от модели прибора и обычно составляет от 200 до 500 мА. Это гнездо, как правило, защищено предохранителем.
• 10A — для измерения больших токов до 10 А. На некоторых мультиметрах этот вход не защищён предохранителем, поэтому перед его использованием стоит заглянуть в инструкцию к прибору.

Если ты только начинаешь работать с измерительными приборами, удобнее использовать цифровой мультиметр: результат сразу отображается на экране, тогда как аналоговый тестер требует умения читать шкалу.

Щупы — это два провода, с помощью которых мультиметр подключают к источнику питания или электрической цепи. На одном конце у них находятся штекеры для подключения к прибору, на другом — металлические наконечники для измерений.

Чёрный щуп всегда подключается в гнездо COM. Красный щуп — в зависимости от того, что предстоит измерять:

• в VΩmA, если измеряются напряжение, сопротивление или небольшой ток. Максимальный ток для него указан в инструкции к конкретной модели мультиметра.
• в 10A, если нужно измерить ток до 10 А.

Если только что измерялся ток через гнездо 10A, а теперь нужно проверить напряжение, щуп обязательно возвращают в гнездо VΩmA.

Если оставить красный щуп в гнезде 10A и попытаться измерить напряжение, получится почти короткое замыкание. Через мультиметр пойдёт очень большой ток, из-за чего обычно перегорает предохранитель, а иногда выходит из строя и сам прибор. Поэтому перед каждым измерением стоит быстро проверить, в какое гнездо подключён красный щуп.

Это необходимо потому, что в режиме вольтметра входное сопротивление большинства цифровых мультиметров составляет около 10 МОм, поэтому прибор практически не влияет на работу электрической цепи.

Как измеряют напряжение аккумулятора или батарейки

Порядок действий простой:

• чёрный щуп — в COM;
• красный — в VΩmA;
• переключатель — в режим постоянного напряжения (DCV или V⎓).

Если мультиметр не выбирает диапазон автоматически, устанавливают подходящий предел измерения. Например, для автомобильного аккумулятора 12 В обычно сразу выбирают диапазон 20 В. Полностью заряженный свинцово-кислотный аккумулятор в состоянии покоя показывает 12,6–12,8 В.

Красный щуп прикладывают к плюсовому контакту батарейки или аккумулятора (+), а чёрный — к минусовому (−). Если на дисплее появляется отрицательное значение, значит, щупы перепутаны местами. Для мультиметра это безопасно — достаточно поменять их местами.

Постоянное и переменное напряжение

Режим измерения зависит от источника питания.

• Для батареек, аккумуляторов, блоков питания и устройств на Arduino выбирают режим DCV — измерение постоянного напряжения.
• Для бытовой электросети используют режим ACV — измерение переменного напряжения.

При измерении переменного напряжения полярность щупов значения не имеет.

Это необходимо потому, что ток должен проходить через сам прибор.

Если подключить прибор в режиме амперметра параллельно источнику питания, получится почти короткое замыкание. Поэтому сначала цепь разрывают, затем подключают мультиметр в этот разрыв и только после этого подают питание.

Порядок действий:

• чёрный щуп — в COM;
• красный — в 10A, если ожидается большой ток, или в VΩmA (либо mA) для небольших токов;
• переключатель — в режим измерения тока (DCA или A⎓). Для небольших токов выбирают диапазон mA, для больших — A.

Если величина тока заранее неизвестна, используют общее правило: начинают с максимального диапазона измерения, а затем при необходимости переходят на меньший. Переключать режимы измерения лучше после отключения цепи и отсоединения щупов, особенно при переходе между измерением напряжения и тока.

Чтобы измерить ток, который отдаёт источник питания, обязательно нужна нагрузка — например, лампочка, резистор или электронное устройство. Правильная схема выглядит так: источник питания → мультиметр → нагрузка → источник питания.

После завершения измерений сначала отключают питание, затем снимают щупы.

Большинство неисправностей мультиметров возникает по одним и тем же причинам:

• красный щуп остался в гнезде 10A при измерении напряжения;
• выбран неподходящий диапазон;
• мультиметр неправильно подключён к цепи;
• режим измерения изменён при подключённых щупах.

Если после проверки этих пунктов мультиметр по-прежнему показывает 0 А или не измеряет ток, возможно, перегорел внутренний предохранитель. Обычно он находится внутри корпуса рядом с батарейным отсеком.

Проверить предохранитель можно другим мультиметром в режиме измерения сопротивления или прозвонки. Исправный предохранитель имеет сопротивление, близкое к 0 Ом. Если прибор показывает OL, символ бесконечности или 1 (в зависимости от модели), предохранитель перегорел и его нужно заменить на аналогичный по номиналу.

Бытовой цифровой мультиметр подходит не для всех измерений. Чтобы работать безопасно, важно понимать его возможности и ограничения.

Ток потребления телефона или другого USB-устройства действительно можно измерить, включив мультиметр последовательно в разрыв питающего провода.

Для первых измерений лучше использовать:

• батарейки AA и AAA;
• аккумуляторы 18650;
• блоки питания напряжением до 24 В;
• учебные проекты на Arduino и других микроконтроллерах.

Если нужно измерить ток потребления телефона или другого USB-устройства, удобнее воспользоваться специальным USB-тестером. Он подключается между зарядным устройством и телефоном и сразу показывает напряжение и ток.

На корпусе каждого мультиметра указана категория безопасности CAT. Она показывает, для работы в каких электрических цепях предназначен прибор. Использовать его нужно только по назначению.

Работа с напряжением 220 В требует соблюдения правил электробезопасности и использования исправного мультиметра. Измерять силу тока непосредственно в бытовой розетке крайне опасно. Неправильное подключение мультиметра может привести к короткому замыканию, поломке прибора и поражению электрическим током.

Запомни пять простых правил:

1. Чёрный щуп всегда подключается в гнездо COM.
2. Напряжение измеряется параллельно, ток — в разрыв цепи.
3. Если значение неизвестно, сначала выбирают максимальный диапазон измерения.
4. Перед сменой режима отключают цепь и отсоединяют щупы.
5. После измерения тока красный щуп обязательно возвращают из гнезда 10A в VΩmA.

Эти правила помогут избежать большинства ошибок, сохранить мультиметр исправным и получить точные результаты измерений.