Der er så mange elektroniske gadgets og apparater tilgængelige i disse dage, designet til en bred vifte af formål. Den fælles faktor er, at de alle er drevet af elektricitet. Sidstnævnte kommer i to former: jævnstrøm (DC) og vekselstrøm (AC). Evnen til at måle disse strømme er afgørende for at identificere problemer i et elektronisk kredsløb eller et apparat. Vi viser dig, hvordan du måler strøm med et digitalt multimeter.
Forstå aktuelt i enkle vendinger
Elektrisk strøm er let at forstå ved hjælp af analogien af et vandstrømssystem inde i en bygning, hvor vand pumpes fra jorden til overliggende tank, og vandet strømmer tilbage til jorden gennem rør. Et elektrisk system er ret ens: elektroner bevæges gennem kredsløbet i stedet for vand. Andre komponenter i det elektriske system kan også visualiseres ved brug af samme model.
Ligheder mellem begge systemer
Den positive terminal på strømkilden (f.eks. et batteri) svarer til niveauet af den overliggende tank og den negative terminal til jordniveauet. Denne potentialforskel mellem begge terminaler kaldes spænding og måles i volt, forkortet "V".
Jo højere tanken er, jo større er vandtrykket. Tilsvarende gælder, at jo højere potentialeforskellen mellem batteripolerne er, jo større er det elektriske tryk (spænding). Det er denne spænding, der driver strømmen gennem kredsløbet. Jo større spænding, jo mere strøm cirkulerer i kredsløbet. Strøm måles i ampere, forkortet "A".
Spændingen måles på tværs af strømkildens terminaler (ligesom måling af højden af den overliggende tank). Strøm måles inde i kredsløbet (svarende til at måle vand med en flowmåler). Strøm måles ved hjælp af et amperemeter, som er inkluderet i et multimeter.
Et multimeters aktuelle målefunktioner
Et digitalt multimeter har en LCD, en drejeknap og porte til at forbinde sondens ledninger. Det er normalt drevet af et 9V batteri. To prober skal forbindes til de respektive porte afhængigt af måletypen. Den sorte sonde er forbundet til COM (forkortelse for "common"), forbundet til jord. Hvad angår den røde sonde, bruges mA-porten til lave strømme; til høje strømme bruges 10A-porten.
For 10A viser advarslen på vores multimeter "UNFUSED 10A MAX I 10 SECONDS MAX" (din kan variere). Det betyder, at multimeteret kan modstå et vedvarende flow på 10A i maksimalt 10 sekunder, før ledningerne indeni bliver varme nok og muligvis vil smelte.
Måling af strømmen af DC elektroniske komponenter
Et testtavle er sat op med en batteripakke, LED'er, buzzer, en lavhastighedsmotor og en højhastighedsmotor. Ved hjælp af kontakterne tændes hver af disse for at måle strømmen.
Dette er testkortets kredsløbsdiagram. Strøm kan måles ved at forbinde multimeteret i serie ved enhver del af kredsløbet.
For nemheds skyld er proberne forbundet tættere på batteriet. Dette vil hjælpe med at måle strøm, når nogen eller alle kontakterne er tændt. Den sorte sonde er forbundet til batteriets negative terminal, og den røde sonde er forbundet til den anden ledning for at danne et seriekredsløb.
Før du går videre til at måle strømmen med et multimeter, er det klogt at have et groft skøn over den strøm, der vil blive målt. Dette er påkrævet, fordi den røde sonde skal tilsluttes den korrekte port på multimeteret.
For at estimere, se efter specifikationerne for komponenten. For eksempel, hvis en 5V DC-motor har en 0,5W effekt:
- Strøm = Strøm / Spænding
- Strøm = 0,5/5
- Strøm = 0,1A = 100mA
Nu hvor du har en omtrentlig værdi af strømmen, skal du tilslutte ledningen til den almindelige mA-port og indstille multimeterets drejekontakt til 200mA.
I praksis er det dog hurtigere at starte med en højere værdi på multimeter-drejeknappen og flytte til lavere værdier for præcision. Hvis du ikke har adgang til specifikationen af den elektroniske komponent, er det, hvad du skal gøre.
LED'er er kendt for at bruge lavt strømforbrug, så multimeteret er indstillet til at måle strøm i milliampere (mA). Ved måling er det vist, at de to lyse LED'er kun bruger 7,43mA.
På samme måde bruger summer ikke meget strøm. Den er endnu mere sparsommelig ved 2,04mA.
Måling af strømmen af lavhastighedsmotoren viser 0,37A (370mA). Bemærk, at multimeterporten og drejeknappen er blevet ændret til 10A.
Højhastighedsmotoren forbruger som forventet endnu mere ved 0,53A (530mA).
Måling af AC-strøm
I modsætning til jævnstrøm finder vekselstrøm (AC) ikke mange anvendelser i lavspændingselektronik. Det er grunden til, at mange multimetre ikke har et AC amperemeter. Men for dem, der gør det, er måling af AC en lignende proces som DC; drejeknappen skal dog indstilles til AC.
Måling af strøm i AC-apparater
Den primære fordel ved AC er det minimale strømtab under transmission over lange afstande. AC-spændingen trappes ned ved hjælp af transformere og føres til apparaterne. Mindre apparater konverterer strømmen til DC og bruger den (eksempler inkluderer telefonopladere og bærbare computere). Større apparater bruger AC direkte (eksempler inkluderer vandvarmere og motorer).
Spændingen, der tilføres disse apparater, varierer mellem 120V og 230V afhængigt af de standarder, der er vedtaget af forskellige lande. Det er vigtigt at bemærke, at disse spændinger er høje nok til at forårsage skade eller endda sætte menneskeliv i fare, hvis de håndteres uden passende forholdsregler. Da strøm måles inde i et kredsløb, er det stærkt tilrådeligt IKKE at bruge et multimeter, når der måles højspændings-vekselstrøm.
Det du kan gøre er at bruge en klemmemåler at måle vekselstrøm. Måleren bruger det elektromagnetiske felt af vekselstrøm til at måle strøm og behøver ikke at være i kontakt med ledningen, så det er sikkert. Klemmen skal placeres rundt om ledningen, og aflæsningen vil blive vist; den kan måle strømme helt op til 1000A.
Der er dog et problem med klemmemålere. Klemmen bør kun placeres omkring én ledning for at opnå en aflæsning. Men strømledninger til apparater er normalt en masse af tre ledninger (strømførende, neutral og jord). Altså, a væg stikkontakt amperemeter ville være ideel til at måle apparatstrømme.
Måling og overvågning af strøm i 5 volt gadgets
Mange moderne gadgets drives af 5V USB-adaptere og powerbanks. Det er nyttigt at måle strømmen for at forstå de vitale funktioner, for eksempel for ikke at overoplade batterierne under opladning. Dette kan gøres ved at bruge et almindeligt multimeter: du kan bruge et USB-forlængerkabel, fjerne ærmet, klippe den positive ledning over, derefter forbinde dens ender med multimeterets sonder og måle strømmen. Det er dog en besværlig løsning.
Hvad der er nemmere er at bruge en USB multimeter der er specielt designet til at måle de to vigtige parametre, spænding og strøm. Bare tilslut den på linje, og udlæsningerne vil blive vist med mellemrum.
Måleren er enkel, men igen en meget nyttig gadget. Lad os sige, at du køber en ny iPhone Pro Max 14 uden den officielle Apple-oplader. Du køber en tredjepartsoplader separat, bevarer din tillid til klistermærkerne og tilslutter den. Hvad der så sker, afhænger af, hvor heldig du er. De mulige resultater varierer mellem et bip og en kaboom.
Et klogere valg er at tjekke adapteren, før du sætter den i din dyre telefon. Hvis der er et problem, er det værste, der kan ske, at det billige USB-måler ville sprænge i luften i stedet for din telefon til $1000+.
Du kan også bruge USB-måleren til at tjekke computerporte og sikre dig, at spændingen er rigtig, og at der leveres nok strømstyrke til at drive de eksterne enheder såsom en USB-harddisk.
USB-måleren kan også bruges til kontinuerlig overvågning. Telefoner, der ikke kommer med LED-opladningsindikatorer, skal tjekkes ved at tænde for skærmen for at se, om opladningen er fuldført. Et USB-amperemeter viser den kontinuerlige strøm, der løber gennem kredsløbet. En høj strømaflæsning betyder, at telefonen stadig oplader; en lav betyder, at opladningen er færdig.
Singleboard-computere som Raspberry Pi er også drevet af 5V USB. Ydeevnen af Pi er direkte påvirket af kvaliteten af strømforsyningen. Du bemærker muligvis et blinkende rødt lys på Pi-kortet, hvilket indikerer en utilstrækkelig strømforsyning. Med USB-multimeteret kan du overvåge spændingen og strømmen, der går til Pi, korrigere strømforsyningen og udvinde den bedste ydeevne.
Det er nemt at forstå og måle strøm
Du ved nu, hvordan du måler strøm med et digitalt multimeter, og også et klemmemeter eller USB-multimeter. Sammen med strømmåling kan et multimeter bruges til at måle spænding, modstand og mange andre elektriske parametre. At lære at bruge en er indgangen til at forstå elektronikkens verden.