Danas je na raspolaganju toliko mnogo elektroničkih naprava i uređaja, dizajniranih za širok raspon namjena. Zajedničko im je to što ih sve pokreće električna energija. Potonji dolazi u dva oblika: istosmjerna struja (DC) i izmjenična struja (AC). Sposobnost mjerenja ovih struja ključna je za prepoznavanje problema u elektroničkom krugu ili uređaju. Pokazat ćemo vam kako mjeriti struju digitalnim multimetrom.
Jednostavnim razumijevanjem struje
Električnu struju je jednostavno razumjeti uz pomoć analogije sustava protoka vode unutar zgrade, gdje se voda pumpa iz zemlje u gornji spremnik, a voda teče natrag u zemlju kroz cijevi. Električni sustav je prilično sličan: elektroni se kreću kroz krug umjesto vode. Ostale komponente električnog sustava također se mogu vizualizirati pomoću istog modela.
Sličnosti između oba sustava
Pozitivni terminal izvora napajanja (npr. baterije) sličan je razini gornjeg spremnika, a negativni terminal razini tla. Ova potencijalna razlika između oba priključka naziva se napon i mjeri se u voltima, skraćeno "V".
Što je spremnik viši, to je veći pritisak vode. Slično, što je veća potencijalna razlika između stezaljki baterije, to je veći električni tlak (napon). Upravo taj napon pokreće struju kroz krug. Što je veći napon, veća struja cirkulira u krugu. Struja se mjeri u amperima, skraćeno "A".
Napon se mjeri na stezaljkama izvora napajanja (kao što se mjeri visina gornjeg spremnika). Struja se mjeri unutar kruga (slično mjerenju vode pomoću mjerača protoka). Struja se mjeri pomoću ampermetra, koji je uključen u multimetar.
Značajke multimetra za mjerenje struje
Digitalni multimetar ima LCD, rotirajući birač i priključke za spajanje žica sonde. Obično se napaja baterijom od 9V. Dvije sonde moraju biti spojene na odgovarajuće priključke ovisno o vrsti mjerenja. Crna sonda spojena je na COM (skraćenica za "zajedničko"), spojena na masu. Što se tiče crvene sonde, za niske struje koristi se mA priključak; za velike struje koristi se priključak od 10A.
Za 10A, upozorenje na našem multimetru pokazuje "UNFUSED 10A MAX For 10 SECONDS MAX" (vaše se može razlikovati). To znači da multimetar može izdržati neprekidni protok od 10 A maksimalno 10 sekundi prije nego što se žice unutar njega dovoljno zagriju i moguće rastope.
Mjerenje struje istosmjernih elektroničkih komponenti
Testna ploča je postavljena s baterijom, LED diodama, zujalicom, motorom niske brzine i motorom velike brzine. Koristeći prekidače, svaki od njih će se uključiti za mjerenje struje.
Ovo je dijagram strujnog kruga ispitne ploče. Struja se može mjeriti spajanjem multimetra u seriju na bilo kojem dijelu kruga.
Radi praktičnosti, sonde su spojene bliže bateriji. Ovo će pomoći u mjerenju struje kada su neki ili svi prekidači uključeni. Crna sonda je spojena na negativni pol baterije, a crvena sonda je spojena na drugu žicu kako bi formirala serijski krug.
Prije nego što nastavite s mjerenjem struje multimetrom, pametno je imati grubu procjenu struje koja će se mjeriti. Ovo je potrebno jer crvena sonda mora biti spojena na ispravan priključak multimetra.
Za procjenu potražite specifikacije komponente. Na primjer, ako 5V DC motor ima snagu od 0,5W:
- Struja = snaga / napon
- Struja = 0,5 / 5
- Struja = 0,1 A = 100 mA
Sada kada imate približnu vrijednost struje, spojite kabel na uobičajeni mA priključak i postavite okretni prekidač multimetra na 200 mA.
U praksi je, međutim, brže započeti s višom vrijednošću na okretnom kotaču multimetra i prijeći na niže vrijednosti radi preciznosti. Ako nemate pristup specifikaciji elektroničke komponente, trebate učiniti ovo.
Poznato je da LED diode troše malo energije, pa je multimetar podešen da mjeri struju u miliamperima (mA). Nakon mjerenja, pokazalo se da dvije svijetle LED diode troše samo 7,43 mA.
Slično tome, zujalice ne troše mnogo energije. Još je štedljiviji na 2,04 mA.
Mjerenje struje motora niske brzine pokazuje 0,37 A (370 mA). Imajte na umu da su priključak multimetra i okretni kotačić promijenjeni na 10A.
Motor velike brzine, očekivano, troši još više na 0,53A (530mA).
Mjerenje izmjenične struje
Za razliku od istosmjerne struje, izmjenična struja (AC) ne nalazi mnogo primjena u niskonaponskoj elektronici. To je razlog zašto mnogi multimetri nemaju AC ampermetar. Ali za one koji to rade, mjerenje izmjenične struje je sličan proces kao istosmjerna; okretni kotačić ipak mora biti postavljen na AC.
Mjerenje struje u AC aparatima
Primarna prednost AC je minimalni gubitak energije tijekom prijenosa na velike udaljenosti. AC napon se snižava pomoću transformatora i dovodi do uređaja. Manji uređaji pretvaraju struju u istosmjernu i koriste je (primjeri uključuju punjače za telefone i prijenosna računala). Veći uređaji izravno koriste izmjeničnu struju (primjeri uključuju grijače vode i motore).
Napon koji se dovodi do ovih uređaja varira između 120 V i 230 V, ovisno o standardima usvojenim u različitim zemljama. Važno je napomenuti da su ti naponi dovoljno visoki da uzrokuju ozljede ili čak dovedu u opasnost ljudski život ako se njima rukuje bez odgovarajućih mjera opreza. Budući da se struja mjeri unutar strujnog kruga, strogo je preporučljivo NE koristiti multimetar pri mjerenju visokonaponske izmjenične struje.
Ono što možete učiniti je koristiti a mjerač klešta za mjerenje izmjenične struje. Mjerač koristi elektromagnetsko polje izmjenične struje za mjerenje struje i ne mora biti u kontaktu sa žicom, stoga je siguran. Stezaljku je potrebno postaviti oko žice i očitanje će se prikazati; može mjeriti struje do 1000A.
Međutim, postoji jedan problem s mjernim kleštama. Stezaljka treba biti postavljena samo oko jedne žice kako bi se dobilo očitanje. No, kabeli za napajanje uređaja obično su hrpa od tri žice (pod naponom, neutralna i zemlja). Dakle, a ampermetar za zidnu utičnicu bilo bi idealno za mjerenje struje uređaja.
Mjerenje i praćenje struje u uređajima od 5 volti
Mnogi moderni gadgeti napajaju se 5V USB adapterima i baterijama. Korisno je izmjeriti struju kako biste razumjeli vitalne značajke, na primjer kako ne biste prepunili baterije tijekom punjenja. To se može učiniti pomoću običnog multimetra: možete upotrijebiti USB produžni kabel, ukloniti čahuru, prerezati pozitivnu žicu, zatim spojiti njezine krajeve na sonde multimetra i izmjeriti struju. Međutim, to je glomazno rješenje.
Ono što je lakše je koristiti a USB multimetar koji je posebno dizajniran za mjerenje dva važna parametra, napona i struje. Samo ga povežite u liniju i očitanja će se povremeno prikazivati.
Mjerač je jednostavan, ali opet vrlo koristan gadget. Recimo da kupite novi iPhone Pro Max 14 bez službenog Apple punjača. Punjač treće strane kupujete zasebno, zadržali ste povjerenje u naljepnice i priključite ga. Što će se dalje dogoditi ovisi o tome koliko ste sretni. Mogući rezultati kreću se između zvučnog signala i buke.
Pametniji izbor je provjeriti adapter prije nego što ga uključite u svoj skupi telefon. Ako postoji problem, najgore što se može dogoditi je da jeftini USB mjerač eksplodira umjesto vašeg telefona od 1000 $ i više.
Također možete upotrijebiti USB mjerač za provjeru priključaka računala i uvjeriti se da je napon ispravan i daje li dovoljno struje za pogon perifernih uređaja kao što je USB tvrdi disk.
USB mjerač također se može koristiti za kontinuirano praćenje. Telefone koji ne dolaze s LED indikatorima punjenja potrebno je provjeriti uključivanjem ekrana da vidite je li punjenje završeno. USB ampermetar pokazuje kontinuiranu struju koja teče kroz krug. Visoko očitanje struje znači da se telefon još puni; niska znači da je punjenje završeno.
Računala s jednom pločom kao što je Raspberry Pi također se napajaju preko 5V USB-a. Na performanse Pija izravno utječe kvaliteta napajanja. Možda ćete primijetiti trepćuće crveno svjetlo na Pi ploči, što ukazuje na neadekvatno napajanje. Pomoću USB multimetra možete pratiti napon i struju koja ide na Pi, ispraviti napajanje i izvući najbolje performanse.
Razumijevanje i mjerenje struje je jednostavno
Sada znate kako mjeriti struju digitalnim multimetrom, a također i mjernim kleštama ili USB multimetrom. Uz mjerenje struje, multimetar se može koristiti za mjerenje napona, otpora i mnogih drugih električnih parametara. Naučiti koristiti jedan je put do razumijevanja svijeta elektronike.
