В каждом типе двигателя присутствуют обмотки. Вы можете отдельно произвести прозвонку как обмотки статора, так и обмотки ротора. Обмотка, в которой произошел обрыв, будет показывать бесконечное сопротивление. При этом исправная обмотка покажет значение сопротивления, которое обычно колеблется от единиц до десятков Ом. Обмотки, выявленные как неисправные, необходимо перематывать тем же эмальпроводом, который использовался до момента выхода из строя мотора.
Как правильно измерить сопротивление мультиметром?
Цифровой мультиметр — это современный и многофункциональный измерительный прибор, который позволяет определять различные электрические параметры цепей, в частности, сопротивление. Для получения максимально точных результатов при измерениях требуется придерживаться ряда ключевых правил и рекомендаций. В данной статье мы подробно рассмотрим, как правильно измерить сопротивление с использованием мультиметра.
- 1 Сопротивление и закон Ома: основополагающая теория
- 2 Несколько важных правил
- 3 Процесс измерения сопротивления мультиметром
- 3.1 Первоначальный выбор режима и диапазона
- 3.2 Правильное подключение щупов к мультиметру
- 3.3 Этапы измерения и их особенности
Сопротивление и закон Ома: основополагающая теория
Со школьных лет многим знакомо определение электрического тока — это направленное перемещение заряженных частиц, происходящее под воздействием электромагнитного поля, начиная от одного полюса замыкания электронной цепи и движущегося к другому.
Электрическое сопротивление характеризует способность проводника ограничивать или препятствовать протеканию тока. Чем больше препятствий испытывают электроны на своем пути, тем менее энергичными они становятся. Это явление и есть проявление электрического сопротивления.
Сопротивление измеряется в Омах (обозначается Ом или греческой буквой Ω, и в дальнейших обсуждениях мы будем использовать этот символ как сокращение для слова «сопротивление»). В формульных обозначениях оно часто обозначается как R.
На активное сопротивление влияют такие факторы, как материал проводника, его длина и сечение. Чем больше сечение, тем выше проводимость. Напротив, увеличение длины проводника приводит к снижению проводимости. Таким образом, сопротивление имеет обратную зависимость от проводимости: чем больше сопротивление, тем меньше проводимость.
Сопротивление Ω проявляется, например, в том, как проводник нагревается при протекании тока. Нагревание зависит от соотношения сечения проводника и силы тока: чем меньше первое и больше второе, тем больше будет температура материала.
Суть измерения Ω сводится к закону Ома, который позволяет нам определить, что сопротивление равно отношению напряжения к силе тока. Это можно выразить математической формулой: R = U / I, где R — сопротивление, U — напряжение, I — сила тока. Значение 1 Ом указывает на то, что ток в 1 Ампер течёт по проводнику, когда на него приложено 1 Вольт напряжения.
Для измерения сопротивления используется специальный прибор — омметр.
Если же у вас имеется мультиметр, который выполнен с функцией омметра, вы также можете произвести измерение значения Ω.
Однако следует помнить, что при помощи стандартного мультиметра вы не сможете измерить высокие сопротивления, так как источником питания в таких приборов обычно служат батарейки типа «пальчик» или батарейка «Крона» с напряжением 9 вольт в форме прямоугольника с двумя полюсами на одном из торцов.
Для осуществления измерений больших значений сопротивления, например, в случае проверки изоляции, требуется использовать мегаомметр. В приведённом видео показано, как проверять сопротивление с помощью омметра:
Вот несколько рекомендаций о том, как выбрать нужный диапазон измерения (если тестер не обладает функцией автоматической настройки):
- Если вы приблизительно представляете, какого значения сопротивления стоит ожидать, выбирайте ближайшее к этому значению большее.
- Если вы понятия не имеете о приблизительном значении, начните с наибольшего диапазона, постепенно переключаясь к меньшему.
- Если критически важна точность, обязательно учтите допустимые погрешности. Например, у резистора указано значение 1 кОм с допуском ±10%, что означает, что реальное сопротивление может варьироваться от 900 до 1100 Ом. Дополнительно стоит отметить, что если установить максимальный диапазон, например, 2000 kОм, то тестер может вывести 1. В этом случае стоит переключиться на диапазон 2 kОм, и скорее всего, вы получите более точные показания.
Правильное подключение щупов
На корпусе мультиметра можно заметить несколько гнёзд; именно сюда вставляются щупы. Чаще всего черный щуп помещают в гнездо с обозначением СОМ, а красный подключается в отверстие VΩmА. Тем не менее, различия в надписях могут иметь место, поэтому обязательно ознакомьтесь с инструкцией к вашему мультиметру. Также полезно ознакомиться со статьей о том, как пользоваться мультиметром, чтобы понять, какие щупы к каким гнездам подключаются, а также в других аспектах использования прибора.
Этапы измерения сопротивления
Теперь необходимо прикоснуться стержнями щупов к элементу, сопротивление которого хотите измерить.
Не забывайте, что человеческое тело также проводит электрический ток и само обладает определённым сопротивлением. Следовательно, избегайте касаний рук к контактным щупам. В крайнем случае, вы можете поддерживать контакт только одной рукой, прижимая одним пальцем щуп к контакту, но другой рукой это делать нельзя, иначе ваши показания окажутся неверными.
Основы функционирования резистора
Устройство и принцип работы
Резистор (от латинского «resisto», что означает «сопротивляться») — компонент, представляющий постоянное электрическое сопротивление. Под постоянным тут имеется в виду линейность вольт-амперной характеристики и отсутствие зависимости от силы тока, частоты, приложенного к нему напряжения (R=const). Однако, некоторые специальные резисторы имеют нелинейные характеристики, при этом их эксплуатационные параметры зависят от приложенного напряжения, температуры, света и прочих факторов (более подробно об этом речь пойдёт в следующем разделе — Разновидности резисторов).
На представленном изображении показано общее устройство выводных резисторов. Основу составляет трубка из керамики (для SMD-резисторов используется керамическая пластина) с нанесённым резистивным материалом, который обладает электрическим сопротивлением, или же проволока из сплава с высокой резистивностью (такие как манганин, константан, нихром). Более подробную информацию о материалах мы рассмотрим в следующем разделе. По концам трубки впрессованы металлические чашки с выводами, предназначенными для подключения к электрической цепи.
Принцип работы резистора чрезвычайно прост: когда ток проходит через цепь, он демонстрирует своё сопротивление, преобразовывая часть поступающей энергии в тепло. Количество выделяющегося тепла рассчитывается по формуле:
где Q — количество выделившегося тепла в джоулях; I — сила тока в цепи в амперах; R — сопротивление в омах; t — время, в течение которого ток проходил через резистор в секундах.
Падение напряжения на резисторе — то есть разность потенциалов между его выводами, можно рассчитать с помощью формулы, которая является следствием закона Ома:
где U — разность потенциалов между выводами в вольтах; I — сила тока в цепи; R — сопротивление.
Исходя из этой формулы, если R является постоянным, падение напряжения будет прямо пропорционально току. То есть резистор выступает как линейный и высокоточный преобразователь ток-напряжение, который интегрируется в схемы для измерения электрических параметров.
Условное графическое изображение резистора
На электрических принципиальных схемах резистор обозначается в виде трубочки с выводами, что очень похоже на его физическую конструкцию, как и в случае с конденсатором. Так же как и в формульных обозначениях, сопротивление обозначается буквой R. На изображении приведены следующие основные типы резисторов:
- R1 — постоянный резистор;
- R2 — переменный резистор;
- TH — термистор (терморезистор);
- RV — варистор;
- RP — фоторезистор.
Рядом с условным изображением обычно указывается основная характеристика — электрическое сопротивление:
Наименование дольной /
кратной единицыСтепень Обозначение миллиом 10-3 Приставка «м» для единицы милли- не обозначается ввиду сходства с приставкой кратной единицы мега- «М». Сопротивление указывается в десятичной дроби, например, «0.01». На американских схемах часто первичное ноль не пишется, и одна сотая ома записывается как «.01» ом 100 Ω, Ом, Ohm или без литер, например, «100» килоом 103 КΩ, К, кОм, kOhm, к примеру, «10К» мегаом 106 МΩ, М, Мом, MOhm, к примеру, «1М» Материалы, используемые для изготовления резисторов
Углеродистые резисторы
Эти резисторы стали одними из первых, которые были разработаны. Их резистив продаётся на основе углеродного порошка (графита), который наносится на керамическую трубку или пластину, с добавлением связующих материалов и металлических добавок. За счёт толщины, ширины и состава слоя достигнуты необходимые значения сопротивления с типичным допуском в пределах ±10%.
Металлоплёночные резисторы
Эта модификация является более прогрессивной, где резистивный материал представлен сплавом металлов, нанесённым на изоляционную подложку. Их физико-химический состав определяет сопротивление. Технология, используемая в производстве, позволяет выполнять допуски ±1% и даже более точные. Мощность, рассекаемая такими резисторами, как и углеродистыми, составляет не более 2–3 ватт. Сопротивление может варьироваться от единиц Ом до десятков гигаом.
Полупроводниковые резисторы
Почти все модели, имеющие нелинейную вольт-амперную характеристику, изготавливаются из полупроводниковых материалов (узнайте подробнее о полупроводниках). Эти резисторы включают термисторы, варисторы, фоторезисторы, терморезисторы и многие другие. Также резисторы постоянного сопротивления, находящиеся внутри интегральных схем, изготавливаются из полупроводниковых материалов.
Проволочные резисторы
Эти резисторы представляют собой одну из простейших конструкций. В их основе используется проволока, выполненная из высокорезистивного материала. Благодаря относительно массивной конструкции они имеют максимальную рассеиваемую мощность, которая может варьироваться от нескольких ватт для моделей, применяемых в радиоаппаратуре, до десятков киловатт для элементов, используемых в силовой электротехнике. Обычно их номиналы не превышают единиц килоом и в основном находятся в диапазоне от долей до десятков Ом.
Общая конструкция мультиметра
Конструкция мультиметра имеет форму пластикового или прорезиненного корпуса, который может быть прямоугольным или овальным.
На задней стороне устройства, как правило, располагается слот для батареи. Мультиметры обычно работают на аккумуляторах типа АА или от 9-вольтовой батареи «Крона». В некоторых моделях на обратной стороне прибора могут находиться также LED-фонарь и NCV-датчик, позволяющий определять наличие тока, например, в стене, что полезно при поиске скрытой проводки.
На передней панели мультиметра расположены цифровой LCD-дисплей, механизм переключения режимов работы прибора, а также разъемы для подключения щупов.
Краткое описание измеряемых параметров и их обозначения
Если говорить о режимах измерений, то стоит учесть, что в разных моделях количество режимов может заметно различаться. Вот обзор наиболее распространенных параметров:
- DCV (DC Voltage) — Режим измерения постоянного напряжения.
- ACV (V~) — Режим измерения переменного напряжения (ACV расшифровывается как alternating current voltage).
- DCA (DC Amperes) — Режим измерения постоянного тока.
- hFE — Режим для измерения коэффициента передачи по току биполярных транзисторов.
Методы проверки электрических компонентов
В зависимости от того, что именно вы планируете проверять на работоспособность, необходимо использовать соответствующий метод и подходящие приёмы измерений.
Проверка нового резистора
Проверка сопротивления нового резистора с помощью мультиметра не вызывает сложностей. Измерения следует проводить без касания рукой; нельзя прикасаться к щупам и выводам резистора во время снятия показаний.
Вы можете зафиксировать резистор на какой-либо диэлектрической подложке с выемкой или отверстием, положив его в это углубление и прижав струны щупов к выводам резистора.
Рекомендуется сразу приобретать щупы с крокодилами – это позволит осуществлять замеры на лету, не затрачивая время на поиск поверхности с углублением.
На дисплее прибора отобразится измеренное значение сопротивления. Например, если выбрана позиция 20 кОм, а резистор имеет сопротивление в 5,1 кОм, то омметр выведет 5,10 кОм. Допуск обычных (не высокоточных) резисторов обычно составляет ±10%, что означает, что вы получите значение в диапазоне от 4,59 до 5,61 кОм.
В случае переменных резисторов можете отслеживать, как сопротивление изменяется в зависимости от положения ползунка. Например, если ползунок установлен на 10 кОм так, что он находится посередине между крайними положениями, то он покажет значение порядка 5 кОм. Если показания вдруг меняются на бесконечность (единица на индикаторе) – это может означать, что токопроводящая дорожка резистора повреждена в данной точке.
Проверка резистора в составе собранного устройства
Когда ваше устройство, купленное или собранное, работает неправильно или не подаёт признаков жизни, вам следует поочередно проверять элементы на исправность. При проверке резистора один его вывод необходимо выпаять и произвести прозвонку на весу. Дело в том, что если резистор подключён согласно принципиальной схеме, например, к выводам транзистора, он не выдаст ожидаемое значение сопротивления.
Сопротивление одного из полупроводниковых переходов транзистора, равное десяткам или сотням Ом, в значительной степени перекроет сопротивление самого резистора, например, 62 кОм. В результате сработает формула расчёта общего сопротивления, соединяемого резистора с эквивалентным, которым является полупроводниковый переход транзистора. Оная формула известна из школьного курса физики: произведение сопротивлений делится на их сумму.
Измерение сопротивления на резисторах, не отключённых от схемы, нежелательно и может привести к ошибочным результатам.
Проверка лампочек и ТЭНов
Процесс проверки лампочки накаливания столь же прост, как и проверка резистора. Нить лампы накаливания имеет конечное сопротивление. Если при прозвонке отображается значение порядка нескольких десятков Ом, то лампочка исправна. Точно так же проверяются спиральные ТЭНы и обычные нихромовые спирали на целостность.
Проверка светодиодов
Светодиоды также можно проверять с использованием мультиметра. Например, светодиоды, используемые в светодиодных лентах, имеют признаком неисправности является состояние пробоя (короткое замыкание), а не обрыв, как у спиральных ламп.
В случае простого светильника – самодельной гирлянды или обычной фары, будь то велосипедный или карманный фонарик, признаком исправности будет отображение значения сопротивления в десятки Ом при прямом токе, проходящем через омметр, и бесконечное сопротивление при обратном значении.
В этом случае в режиме прямого включения светодиод может слегка загореться. Если светодиодная лампочка оборудована драйвером — внутренней пускорегулирующей платой, необходимо разобрать конструкцию и прозвонить каждую деталь и светодиод отдельно в свете матрицы.
Возможные погрешности измерений
Погрешности измерений для цифровых мультиметров не должны превышать 1%, а могут составлять от четверти до трети процента для более строгих норм. Например, если измеряется напряжение 12 В в диапазоне 20 В, допустимое отклонение должно находиться в пределах 11,96 до 12,04 В. Каждое устройство проходит проверку на заводе-изготовителе для контроля точности. У бюджетных мультиметров, как правило, точность и стабильность значительно хуже.
Рекомендуется избегать использования мультиметра при напряжениях, превышающих несколько сотен вольт. На многих мультиметрах имеется обозначение, устанавливающее максимальный предел для измерения переменного напряжения — 750 В.
Хотя прибор может работать (по шкале) с переменным напряжением до 2 кВ, это, скорее, исключение, чем правило.
Кроме того, в электроустановках выше 1 кВ существуют более строгие ограничения, которые следует соблюдать, работая в сетях с напряжениями ниже этого порога. Кроме того, напряжение в 2 кВ, замеренное на пределах допустимого диапазона, может создать статические наводки, что в свою очередь может привести к электрическому пробою чувствительной цифровой электроники.
Обязательно используйте мультиметры с усиленным слоем диэлектрика на щупах и провода с двойной изоляцией. Ручки щупов должны предотвращать скольжение. Контакты и разъемы прибора должны быть защищены от случайного контакта проводов и металлических предметов, а также от загрязнений и капель воды. Работая в электрических установках с напряжением свыше 110 В, рекомендуется использовать защитные очки, диэлектрические перчатки, каску и специальный негорючий комбинезон из плотного материала.
При замерах напряжения убедитесь, что красный щуп не подключён в разъем для измерений в 10 А.
Это связано с тем, что данный разъем предназначен для подключения низкоомного шунта, который может выдерживать значительные токи. Ток короткого замыкания мощных источников питания, выдающих 10 и более ампер при замыкании, может расплавить и поджечь провода прибора. Такой инцидент может привести к ожогам технику. Часто также повреждается и сам мультиметр.
В следующем видео вы сможете увидеть процесс проверки резистора с помощью мультиметра.
Как измерить ток мультиметром
Недостатком простейших мультиметров является отсутствие функции измерения переменного тока. Тем не менее, порядок и принцип измерения обеих разновидностей тока аналогичны. Для начала важно помнить, что ток может быть измерен только в замкнутой цепи. Для этого требуется разъединить цепь в нужном месте и вставить измерительные щупы в образовавшийся разрыв. Они должны быть подключены последовательно с нагрузкой или любым другим элементом цепи.
Переключатель режимов необходимо установить в сектор, обозначенный буквой A, что соответствует амперам. Обычно один из щупов, обычно красного цвета, необходимо подключить в средний разъём, тогда как второй, черный, устанавливается в общий разъём COM. Рядом со средним разъемом, помимо прочих надписей, указано максимальное значение для тока, равное 200 мА. Для измерения больших значений, вплоть до 10 А, щуп необходимо переставить в верхний разъем, рядом с которым указано 10 А. Большие значения измерить данным прибором невозможно, он может выйти из строя. Более мощные мультиметры позволяют измерять ток до 20 А и более.
Если у вас получается, что прибор настроен на измерение до 200 мА, а фактическое значение тока превышает это значение, то, скорее всего, сгорит предохранитель. Чтобы вновь вернуть прибор в рабочее состояние, его потребуется разобрать и заменить перегоревший предохранитель.
При выполнении измерений тока и напряжения начинающие радиолюбители часто забывают переключать режимы. Давайте рассмотрим, какие к этому могут быть последствия.
В этом случае крайне важно воспринимать следующее. При выполнении измерений тока, щупы подключаются через шунт мультиметра. Этот шунт обладает низким и очень точным сопротивлением, что позволяет сводить к минимуму погрешность показаний. Более низкое сопротивление шунта расценивается как лучшее решение — его влияние на величину реального тока в электрической цепи должно быть минимальным. На самом деле, прибор измеряет падение напряжения на шунте и переводит его в амперы.
С другой стороны, при измерении напряжения используется совершенно другой шунт мультиметра. Для минимизации погрешностей этот шунт, в отличие от предыдущего, обладает высоким сопротивлением. Исходя из сказанного выше, можно выделить два важных вывода.
- Если вы измеряете ток, а мультиметр настроен на измерение напряжения, то последовательно в цепь будет подключён шунт с высоким сопротивлением, что приведёт к разрыву цепи. В результате прибор не покажет практически никаких показаний тока. Но при этом мультиметр останется в рабочем состоянии.
- Наихудшая ошибка, которую можно допустить при использовании мультиметра, — это попытка измерять напряжение при настройках для измерения тока. В этом случае очень низкое сопротивление шунта подключается щупами к точке измерения напряжения. Это равносильно короткому замыканию данного участка цепи. В результате либо сработает защита устройства, либо перегорит предохранитель мультиметра. В случае последнего, для восстановления работоспособности прибора достаточно заменить предохранитель.
Как измерить сопротивление резистора
Даже у начинающих радиолюбителей часто скапливается множество резисторов различного номинала, которые необходимо классифицировать и распределять по отдельным ящикам или контейнерам. Несмотря на то что номинальные значения каждого резистора можно определить на основании маркировки, это не всегда самый удобный способ. Поэтому ниже мы рассмотрим, как правильно измерить сопротивление резистора с помощью мультиметра. Эта функция доступна в любом мультиметре.
Для измерения не забудьте подготовить два щупа. Один из них, как обычно, помещается в общий разъем (COM), а другой — в разъем, соответствующий греческой букве Омега (Ω). Ручка переключателя переводится в сектор, обозначенный аналогичным символом. Процесс измерения сопротивления резистора осуществляется методом перебора, начиная с максимального значения и постепенно переходя к минимальному, пока на дисплее не отобразится четкое значение. Полученные результаты в начале можно дополнительно сверять с маркировкой.
При измерении высоких значений сопротивления легко допустить ошибку и получить неверные показания. Чтобы избежать этого, следует всегда помнить простое правило: не касайтесь одновременно пальцами обоих выводов резистора или щупов. Тело человека тоже оказывает сопротивление и может экранировать резистор. Чем выше сопротивление резистора, тем больше влияние сопротивления тела на показания прибора. В результате измеренное значение может существенно отличаться от реального. Подробное описание способов определения сопротивления резистора по маркировке представлено в отдельной статье.
Как быстро определить обрыв провода
Обрыв провода можно просто и быстро обнаружить с помощью мультиметра. Для этого прибор следует переключить в режим прозвонки. Ручка переключается напротив значка диода. Щупами дотрагивайтесь к конечным точкам провода. Если провод целый, вы услышите звуковой сигнал. Если проводник имеет обрыв, то сигнала слышно не будет.
Аналогично может быть проведена проверка на короткое замыкание электрической цепи. При наличии короткого замыкания вы также услышите звуковой сигнал. Обрыв обмотки с небольшим сопротивлением определяется аналогичным образом.
Как проверить диод мультиметром
Теперь мы подходим к проверке диодов с помощью любого мультиметра. Сначала давайте кратко рассмотрим, как устроен и функционирует диод. В самом простом виде он представляет собой два соединенных между собой полупроводника противоположной проводимости: n-типа и p-типа. К этим полупроводникам подсоединены выводы. Один вывод, подключенный к полупроводнику n-типа, называется катодом, в то время как вывод, исходящий от полупроводника p-типа, является анодом.
Основное свойство любого диода состоит в том, что он пропускает ток строго в одном направлении. В обратном направлении этот полупроводник не предоставляет току пути и демонстрирует бесконечное сопротивление.
Таким образом, если вы подключите положительный полюс источника питания к аноду, а отрицательный к катоду, ток сможет протекать через полупроводниковый прибор. Поэтому принято считать, что диод находится в открытом состоянии, когда к его выводам приложено прямое напряжение.
