Как измерить напряжение без мультиметра
Как выбрать мультиметр (2018)
Электричество давно уже стало неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, и мультиметр – прибор для измерения параметров электрической цепи – может пригодиться каждому. Не станешь же вызывать электрика для решения таких бытовых вопросов как: цел ли кабель, «жива» ли батарейка, почему не горит лампочка, под напряжением ли провод и т.д.
Автолюбителям мультиметр поможет контролировать работу автоэлектрики и электроники.
А уж если вы сами следите за электрикой в своем доме, мультиметр вам просто необходим.
Области применения мультиметров
Мультиметры – общее название для целого класса электроизмерительных приборов. Они способны проверять целостность электрических цепей, изоляции и заземления; измерять параметры цепи без контакта с проводниками и определять характеристики радиоэлектронных компонентов.
— электриками при обслуживании электрических линий и потребителей;
— электронщиками при сборке, настройке и ремонте радиоэлектронной аппаратуры;
— сервисными инженерами при установке, обслуживании и ремонте электротехники;
— монтажниками при прокладке и расключении линий связи и электропередач;
— автоэлектриками при диагностике и ремонте автомобильной электрики;
Какой именно мультиметр нужен вам – можно понять, определившись измеряемыми параметрами и необходимой точностью прибора.
Характеристики мультиметров
В основном в магазинах предлагаются три типа приборов: мультиметры, тестеры и токовые клещи.
Модели посложнее способны определить такие характеристики, как емкость конденсатора, частота переменного тока, коэффициент усиления транзистора и т.д. Чем больше параметров определяет мультиметр, чем больше наборов диапазонов их измерений и чем выше точность – тем дороже прибор.
В продаже встречаются мультиметры двух видов – аналоговые (со стрелочным индикатором) и цифровые (с дисплеем).
Цифровые мультиметры предоставляют намного больший функционал, обеспечивают удобство считывания параметров и высокую точность измерения.
На стрелочном индикаторе просто невозможно измерить какое-либо значение с точностью нескольких знаков после запятой. Считать показание на стрелочном индикаторе тоже сложнее. Несколько шкал, неравновесные деления, в некоторых случаях полученное значение еще нужно умножить на коэффициент – неподготовленного человека все это может запутать.
Зато стрелочный индикатор намного удобнее при наблюдении за меняющимися параметрами. Цифровой мультиметр меняет показания на экране от 1 до 4 раз в секунду. И, если частота обновления экрана мультиметра будет близка к частоте измеряемого сигнала, провести измерение не получится. Колебания стрелки аналогового прибора будут намного нагляднее.
Тестер также проводит измерение некоторых параметров цепи, но, в отличие от мультиметра, не выводит полученные значения на экран, а использует их для определения состояния тестируемого объекта и выдачи соответствующего сигнала или сообщения.
Мультиметр можно использовать и для тестирования кабелей и приборов, но тогда вывод о состоянии объекта придется делать самостоятельно
Мультиметр универсальнее, но, во многих случаях, тестером пользоваться проще и быстрее. Впрочем, мультиметры часто содержат в себе и тестеры некоторых параметров, чаще всего – целостности цепи.
Простейшие тестеры способны только определять обрыв цепи, тестеры посложнее могут определить короткое замыкание, наличие тока в цепи, переполюсовку линии постоянного тока.
Самые сложные и дорогие тестеры способны проверить на соответствие требованиям безопасности и нормативных документов множества параметров– сопротивления изоляции, сопротивления заземления, тока утечки срабатывания защиты и т.д.
Токовые клещи – это специализированный мультиметр, способный измерить силу тока в отдельном проводе без разрыва цепи и нарушения изоляции. Для этого используется способность электрического тока индуцировать (возбуждать) ток в проводниках, находящихся поблизости. Такие проводники и скрыты в клещах, которые – для измерения тока – следует наложить на провод. Токовые клещи незаменимы для определения нагрузки на линии электропередач, определения потребляемой мощности и т.д.
Даже недорогие клещи способны с приемлемой точностью измерять силу тока до 1000 А и напряжение до 1000 В. Дорогие клещи могут измерять силу тока до 2500 А и используют метод TrueRMS, повышающий точность измерения параметров переменных токов.
Виды измерений параметров электрической цепи. Для бытового использования достаточно, если прибор сможет измерять:
— один-два диапазона измерения переменного напряжения (0-200 В, 0-400 В) – для потребительских сетей;
— два-три диапазона измерения постоянного напряжения (0-200 мВ, 0-2 В, 0-20 В, 0-100 В) – для батареек и аккумуляторов;
— несколько диапазонов (0-20 мА, 0-2 А, 0-10 А, 0-100 А) силы тока в цепях постоянного и переменного тока – для определения нагрузки на кабель и потребляемой мощности электроприборов;
— несколько диапазонов измерения сопротивления – для определения целостности цепей и проверки кабелей и бытовой техники на короткое замыкание.
Для проверки радиодеталей потребуется наличие дополнительных возможностей:
— измерение сопротивления резисторов и проводников;
— измерение индуктивности катушек и дросселей;
— измерение коэффициента усиления транзисторов;
— измерение емкости конденсаторов;
— проверка диодов.
Также некоторые мультиметры предлагают возможность измерения частоты переменного тока, потребляемой мощности электроприборов и температуры – последнее обычно реализуется с помощью измерения напряжения (термоЭДС) на концах термопары, входящей в комплект поставки.
Обратите внимание на максимальное рабочее напряжение. Это – то напряжение, которое может выдержать электроника прибора. Его превышение с высокой вероятностью приведет к поломке.
Важной характеристикой, во многом определяющей цену прибора, является погрешность измерений. Погрешность измерения каждого параметра различна и складывается из базовой погрешности АЦП и погрешности преобразования параметра в каждом конкретном диапазоне. Базовая погрешность дает только приблизительное представление о точности прибора. Всегда следует обращать внимание на погрешности измерения по каждому из параметров в конкретных диапазонах – они могут превышать базовую в разы.
Количество единиц счета мультиметра показывает, на сколько промежутков делится измерямый диапазон и определяет величину дискретизации. Так, для диапазона 0-100 мА у мультиметра с 6000 единицами счета величина дискретизации будет 100/6000 ≈ 0,017 мА. И значение 0,034 на экране этого мультиметра вовсе не означает, что сигнал измерен с точностью до 0,001 мА: значение 0,035 он просто не способен отобразить. Разумееся, при большой погрешности нет смысла в большом количестве единиц счета. Поэтому производители подбирают этот параметр в соответствии с погрешностью измерения.
При оценке точности прибора следует обращать внимание и на количество единиц счета, и на погрешность, и на диапазон измеряемого параметра. Рассмотрим для примера два прибора:
1. Погрешность измерения тока: 2% ± 1 единица счета. Минимальный диапазон измерения тока: 0-600 мА. Количество единиц счета: 6000.
2. Погрешность измерения тока: 2% ± 1 единица счета. Минимальный диапазон измерения тока: 0-50 мА. Количество единиц счета: 6000.
На первый взгляд приборы похожи. Для оценки точности вычислим абсолютную погрешность в диапазоне 0-5 мА каждого прибора:
Таким образом, в этом диапазоне второй прибор в 100 раз точнее первого. Именно по этой причине два прибора с одинаковой базовой погрешностью могут отличаться по цене на порядок.
Частота обновления экрана показывает, сколько раз в секунду на экране будет обновляться измеренное значение. Высокая частота (более 1) полезна для выявления «дребезжащего» сигнала, с кратковременными всплесками или, наоборот, падениями. Только следует иметь в виду, что если в измеряемом диапазоне погрешность намного больше одной единицы счета, «дребезг» может быть вызван погрешностью самого прибора.
Для тех, кому важна точность измерений, следует обратить внимание на приборы класса True RMS – корректно измерять параметры переменного тока несинусоидальной формы могут только такие мультиметры.
Подсветка экрана будет весьма кстати при слабом освещении. Электрошкафы и шкафы автоматики часто располагаются в темных углах и плохо освещенных помещениях, лампы подсветки в них есть не всегда, да и те, что есть, при диагностике и ремонте часто бывают обесточены. Подсветкой экрана мультиметра в этом случае просто необходима.
Функция hold предназначена для фиксации показания на экране. Эта функция может быть удобна, когда по каким-то причинам в процессе измерения экран не попадает в поле зрения. Тогда при измерении нажимается кнопка hold, а показания можно будет просмотреть позже.
Очень полезна функция автоматического определения диапазона измеряемой величины. Ошибка в ручном задании диапазона (например, выбор диапазона 0-200 мВ при напряжении в 100 В) может привести к поломке прибора. Наличие функции автоматического определения диапазона предотвратит опасную ситуацию и подберет диапазон, в котором измерение будет производиться с наибольшей точностью.
Некоторые приборы можно подключать к персональному компьютеру и, с помощью соответствующего ПО, сохранять результаты на компьютере для последующей обработки и анализа.
Варианты выбора
Для домашнего применения будет вполне достаточно недорогого мультиметра с возможностью «прозвонки» цепи и измерения напряжения, тока и сопротивления.
Для ремонта и настройки радиоэлектроники потребуется мультиметр с низкой погрешностью и возможностью измерять параметры электронных компонентов.
Если измеряемые вами параметры могут случайным образом меняться в большом диапазоне, или если вы просто не хотите каждый раз подбирать диапазон, выбирайте среди моделей с автоматическим определением диапазона.
Если у вас нет желания вникать в цифры, а прибор нужен только для проверки цепей на замыкание/обрыв/наличие напряжения, выбирайте среди простых тестеров.
Если вам необходимо часто измерять силу тока в кабелях, находящихся под напряжением, наличие токовых клещей намного упростит эту задачу.
Как проверить батарейку на работоспособность — с мультиметром и без него?
Как с помощью мультиметра или тестера узнать, заряжена батарейка или нет? Как ее проверить в полевых условиях, когда под рукой вообще нет никаких приборов?
И как при этом разобраться — пора ли ее выбрасывать или она еще прослужит какое-то время? Сколько на исправном элементе питания должно быть вольт?
В детстве самым универсальным способом проверки было попробовать батарейку на вкус. Щиплется – значит еще заряжена.
Особенно удобна в этом плане крона.
Для пальчиковых, язык нормального здорового человека не годится. Слишком далеко друг от друга разнесены плюс и минус.
Одно время довольно популярны были модели Duracell со специальной сигнальной полоской, которая показывает уровень заряда.
Достаточно было нажать на две кнопочки и полоска окрашивалась в разные цвета, демонстрируя оставшуюся емкость.
На самом деле никакую емкость она не измеряла. Данная полоса изготавливается из термокраски и меняет свой цвет в зависимости от температуры.
Паяльник не даст соврать.
Умельцы зачастую вырезали с негодных батареек этот датчик и применяли его в других целях. Сейчас подобные устройства встречаются почему-то довольно редко.
Еще одним оригинальным способом проверки является метод компаса.
Подносите компас к батарейке и проводите им вдоль корпуса. Если стрелка выстраивается строго по одной оси и не отклоняется в разные стороны, значит заряд еще есть.
Красный участок стрелы должен тянуться к минусу, белый – к плюсу.
Чем больше гуляет стрелка, тем меньше заряда осталось в банке.
Обратите внимание – на панели мультиметра есть две шкалы:
Нам понадобится “постоянка”. Устанавливаете переключатель в положение 20V.
Два щупа вставляете в следующие разъемы:
Находите на батарейке плюсовой и минусовой контакт и прикладываете черный щуп к минусу, а красный к плюсу.
Если перепутаете плюс и минус, то на экране просто высветятся показания с отрицательными значениями (перед цифрой будет стоять значок “минус”).
Номинальное напряжение батарейки обычно указывается на ее корпусе.
Значения, которые покажет мультиметр должны соответствовать этим данным, либо быть чуть больше.
Например, алкалиновая (щелочная) батарейка типоразмера АА (пальчиковая), имеет номинальное напряжение 1,5 вольт. На исправном и заряженном элементе мультиметр должен показать 1,5 – 1,6V.
Если батарея будет немного разряжена, то и значения будут чуть меньше чем 1,5В.
Здесь действует следующее правило:
- когда мультиметр показывает напряжение 1,35V и выше – элемент питания считается еще более-менее рабочим
Если значение меньше – от 1,2 до 1,35V, не стоит его сразу выбрасывать в мусорку. Батарейки вполне сгодятся для маломощных устройств:
Можете тут же вставить их в пульт и проверить работоспособность, направив глазок в камеру смартфона. На экране телефона должен быть виден инфракрасный сигнал.
Правда современные смартфоны сплошь и рядом оснащены инфракрасным фильтром, плюс многие TV уже управляются по Wi-Fi без всякого ИФ сигнала, поэтому подобный фокус работает не всегда.
У них будут разные токи отдачи и в дальнейшем произойдет окисление контактов.
При напряжении менее 1,2V батарея считается прилично севшей. При 0,9V полностью разряженной.
Ее следует выкинуть или утилизировать (что в наших реалиях одно и то же).
Обратите внимание, если у вас аккумуляторные устройства и они при подобной проверке дают околонулевые значения, это однозначно говорит о том, что АКБ хлам и подлежит утилизации.
Есть грубая методика подсчета процента разряда батарейки в зависимости от ее напряжения.
Для элементов питания 1,5V нужно отнять от фактического остаточного напряжения величину в 1,1V и умножить результат на 200. В итоге вы получите примерную цифру в процентах остаточного заряда.
В батарейке осталось 70% заряда от первоначальной величины.
При значениях 1,35В будут следующие результаты:
Для кроны в 9V нужно отнимать 6,6V и умножать результат на 33,33. Пример расчета:
Как-то так. Еще раз напоминаем, что это очень грубый расчет и ориентироваться на него не стоит.
По такому же принципу проверяется напряжение у плоских таблеток типа CR 2032. Их используют в брелках, материнских платах, электронных игрушках.
Щупы прикладываете вот таким образом и смотрите на результат.
3В – хорошая, менее 2,5В – в мусорку.
С плоскими таблетками на 1,5В (LR44, G13, A76, LR357 и т.д.) то же самое.
1,5В – хорошо, менее 1,25В – плохо.
Фактически вы замерили величину напряжение без нагрузки (ЭДС). Поэтому обязательно проверяйте двумя методами.
Для следующего способа проверки переключатель мультиметра нужно установить в положение – измерение постоянного тока (10А).
Также меняется и положение щупов. Черный остается в разъеме COM, а красный переставляете в гнездо для замеров тока – 10А MAX.
Для измерения тока черный щуп прикладываете к минусу батарейки, красный – к плюсу.
Чего делать не рекомендуется. Для нормального замера желательно иметь дополнительное сопротивление хотя в 10 Ом и более. Провода щупов имеют гораздо меньшее значение.
Даже на дешевой китайской модели есть предупреждающая надпись (не более 10 секунд с перерывом в 15 минут).
Гальванические элементы подобного обращения не любят. Если батарея уже немного разряжена, то после нескольких таких “коротких замыканий” ее придется выбросить.
Это как в анекдоте с ежиком и спичками 😊
Да и мультиметр может выйти из строя при превышении тока на особо емких банках. Чаще всего сгорает встроенный предохранитель.
Для замера тока достаточно всего пары секунд. После чего убираете щупы и запоминаете показания на табло.
На новой исправной батарейке (1,5V) ток должен быть от 4 до 6А.
Показания от 0 до 3А говорят о том, что батарейка села.
При значениях от 3 до 4А ее можно поставить в маломощные устройства.
Например, сборки для аккумуляторного инструмента, батареи эл.самокатов, велосипедов и уж тем более автомобильные АКБ.
Самым правильным способом является замер параметров под нагрузкой. Так называемый нагрузочный тест.
Раньше, когда еще не были распространены цифровые мультиметры, а использовались по большей части стрелочные (типа Э4304), у них у всех был специальный режим для проверки батареек 1,5В.
Ориентироваться нужно было по самой верхней шкале. Если при замыкании щупов стрелка прибора отклонялась максимально вправо – батарейка считалась исправной (держала нагрузку без особого падения напряжения).
На современных устройствах редко, но все же можно встретить подобный режим. Вот например, моделька от ProSkit.
На ней можно проверить как батарейки 1,5В, так и крону на 9В.
Есть такая функция и на некоторых электронных девайсах (тип DT830E).
Также продаются специальные тестеры нагрузочники. Как для пальчиковых элементов, так и для плоских таблеток.
Хорошо заряженный элемент 1,5V на мультиметре с функцией нагрузочника будет давать ток в 4мА, а новая крона на 9V – 25мА.
Такой тестер работает только с щелочными элементами, на литий-ионных АКБ его использовать не получится.
Самой простой способ проверки любого типа батареек – вставить их в заведомо исправный прибор. Чаще всего фонарик.
У него хороший ток потребления и в случае неисправности элемента питания, все сразу станет ясно-понятно.
По силе свечения лампочки или светодиода определяется ПРИМЕРНАЯ степень заряда или разряда. Для точных измерений без мультиметра не обойтись.
Плоские батарейки таблетки CR2032 (3V) удобно проверять маленьким единичным светодиодом.
Достать его можно практически из любой китайской игрушки, которая моргает, светится и переливается разными цветами. Например, из машинки или куклы.
Находите на светодиоде плюсовую и минусовую ножку и касаетесь ими корпуса батарейки, вот таким образом.
Как найти на подобном светодиоде плюс и минус? Та ножка, где находится большая пластинка – это минус. Там, где маленькая – плюс.
Если перепутаете полярность, ничего конечно, не сгорит, просто светодиод не будет светится. Те батарейки, где свечение будет еле-еле, можете смело выбрасывать, даже если при замерах напряжения они показывали хорошие результаты.
При этом красный светодиод очень критичен к току. И там, где зеленый, синий и другие загорятся, красный может и не работать!
Поэтому, когда горит красный, батарейка однозначно исправная.
А как отличить хорошую батарейку от разряженной, если под рукой в данный момент нет ни фонарика, ни тестера?
Элементарно. Просто ориентируйтесь насколько высоко будет отскакивать батарейка после ее падения на ровную твердую поверхность.
Новые заряженные банки после того, как вы их бросаете на твердое основание, практически не отскакивают вверх. А вот “севшие”, подпрыгивают как теннисные мячики (БУМ-БУМ-БУМ).
По высоте отскока можно попытаться определить, насколько она разряжена – наполовину или полностью.
За счет чего это происходит?
Это далеко не так. Да, по весу можно узнать о качестве новой банки.
При всех одинаковых параметрах более качественная будет весить немного больше.
Но так можно ориентироваться только при покупке и выборе новых элементов питания.
Что касается подпрыгиваний, то научное объяснение здесь следующее.
Щелочная батарейка имеет положительный анод (цинк) и отрицательный катод (диоксид марганца).
При постепенном разряде цинк превращается в оксид цинка (твердое вещество). Чем больше разряжена батарейка, тем больше в ней оксида цинка, который заполняет все внутреннее пространство банки.
Между частичками оксида цинка возникают мостики, напоминающие множество пружинок.
Такой химический элемент (оксид цинка) даже специально добавляют в мячики для гольфа.
Данный тест хоть и самый простой, но ориентироваться на 100% по нему не стоит. По возможности обязательно перепроверяйте полученные результаты тестером.
Дело в том, что нередко прыгучесть зависит от формы “днища” батарейки. Если оно будет плоским и идеально ровным, то и прыгать такому элементу будет проблематичнее.
В случае выпуклого основания, повышается и прыгучесть.
Более того, подобный фокус применим не ко всем батарейка. Все зависит от их начинки.
Если там изначально набор из нескольких “таблеток”, а не гелеобразная масса, то и вести себя они будут совсем иначе.
Плохо что нельзя проверить на прыгучесть аккумулятор от машины 😊 Хотя и здесь у автолюбителей есть свои оригинальные методы.
