Меню

Как изменить ток потребления

Микросхемы с подпороговыми рабочими напряжениями питания – революционный подход к снижению тока потребления

imageimage

Последнее время в своей работе постоянно сталкиваюсь с задачами по снижению потребления разрабатываемых микросхем. Наиболее популярными на текущей момент решениями являются динамическое управление тактированием и напряжением питания. Т.е. если для решения текущей задачи не требуется тот или иной блок микросхемы, то для него отключается тактирование, снижается или вовсе отключается напряжение питания. Такие гранды как Texas Instruments и Renesas пока меряются пи…. потреблением своих микроконтроллеров на уровне 100 мкА/МГц. При этом история показывает, что первую роль в этом направлении очень часто играли стартапы. Так в период примерно с 2008 год по 2012 безусловным лидером в этом направлении была норвежская стартап-компания Energy Micro, которая в 2013 году была приобретена компаний Silicon Labs за примерно $170 миллионов. Последнее время появилось несколько новых стартапов уверяющих, что их решения позволят снизить потребление в разы. Так компания Ambiq Micro заявляет, что их микроконтроллер на базе ARM Cortex-M4F будет потреблять всего 30 мкА/МГц. В целом основная идея все та же – снижение напряжения питания, но в данном случае напряжение питания снижено ниже уровня порога транзистора.

Потребляемая микросхемой энергия обусловлена двумя причинами:
— статический ток утечки в транзисторах даже в том случае если они не переключаются.
— динамический ток, требующийся для перезарядки емкости цепей когда происходят переключения.
Для обычных схем при работе динамический ток преобладает, особенно для высоких уровней питающего напряжения, которые сейчас используются. Зависимость токов потребления от напряжения питания показаны на следующем рисунке.

image

Так как динамический ток потребления пропорционален квадрату напряжения питания, то именно снижение напряжения питания является основным ключом к снижению общего потребления микросхемы (при этом мы имеет обратный, но не такой драматический эффект роста статического тока потребления). Например, если сравнить обычную схему с 1,8В питанием и схему работающую в около пороговой области на 0,5В, то динамическое потребление снижается в 13 раз. А для схемы работающей на под пороговом напряжении 0,3В потребление может быть снижено в 36 раз.

Традиционный дизайн цифровых микросхем предполагает два состояния транзистора – «открыт» и «закрыт» — и это основа концепции реализации цифровой логики. Аналоговые разработчики могут оперировать с транзисторами в режиме усиления, т.е. на уроне порогов. Использование подпороговых напряжений означает, что транзистор никогда не будет «открыт». И таким образом «логической единице» будет соответствовать практически не отличимое от «закрытого» состояние транзистора. А это означает, что для реализации микросхем по такой схеме требуются новые подходы и решения.

Подпороговые решения известны уже несколько десятилетий.

Разработка схем с подпороговыми напряжениями питания не являются чем то сверхновым. Еще в 70-х года швейцарские часовщики заметили потенциал использования транзисторов в подпороговом режиме. Эта идея используется для кардиостимуляторов и RFID меток, но пока кроме этого более нигде активно не применялась. После затишья, которое длилось несколько десятилетий, данная тема снова обрела академический интерес в конце 90-х начала 2000-х годов. К этому времени стало очевидным значение тока потребления в коммерческой электронике и начались исследования различных методов в области снижения токов потребления. Учредители Ambiq были частью данных академических исследований, когда работали в Университете штата Мичиган. Основным направлением их исследований была коммерциализация данной технологии.

Возникает вопрос, почему если возможность работать с подпороговыми напряжениями питания были известна с 70-х годов, то она до сих пор не применяется. Возможно, что недостатки этого подхода не позволяют применить его в обычных условиях. Проще говоря: «Если это так просто, то почему все не делают так ?» Ответ прост: «Потому что это очень не просто». В этой технологии нет фатальных недостатков, но переход к методам работы с подпороговыми напряжениями питания не тривиален. Можно так же спросить, что изменилось с 70-х годов, когда появились первые подпороговые коммерческие устройства. В первую очередь изменились масштабы. Старые разработки использовали максимум несколько десятков транзисторов работающих в подпороговом режиме и такая схема могла быть рассчитана и оптимизирована вручную. Сейчас микросхемы содержат миллионов транзисторов. Рассчитать такую схему вручную невозможно и для их разработки приходится использовать стандартные программные инструменты, которые ориентированы в первую очередь на работу со стандартной надпороговой логикой. И адаптация стандартных инструментов и подходов для работы с подпороговым напряжением питания позволили компании Ambiq коммерциализировать эту технологию.

Проблемы подпорогового режима

Адаптация стандартных надпороговых подходов для разработки схем с подпороговым напряжением питания имеют несколько ключевых проблем.

Плохие модели транзисторов

Модель транзистора эта основа основ всего в разработке современной микроэлектронике. Все симуляторы, все абстракции и автоматизации всего процесса разработки завязаны на точность модели транзистора.

image

Большинство современных моделей транзисторов сфокусированы на его работу при высоких напряжениях питания, т.е. они достаточно точно описывают его поведение при питании значительно выше порога. Но при питании от 0В до порога эти модели не работают вовсе или выдают неадекватные данные.

Логические переключения и шумы

В подпороговом режиме для обнаружения изменение тока через транзистор при переходе из «открытого» в «закрытое» состоянии и обратно требуется большая чувствительность. И хотя токи изменяются в геометрической прогрессии от изменения напряжения, но они все равно остаются чрезвычайно малыми. В подпороговом режиме ток через «открытый» транзистор всего в 1000 раз больше тока «закрытого» транзистора, в то время как для обычного режиме это соотношение превышает несколько миллионов. Таким образом, внешним шумам значительно легче исказить работу схемы.

image

Чувствительность к условиям эксплуатации

Подпороговый режим работы транзистора также гораздо более чувствителен к отклонениям процесса изготовления и условий окружающий среды. Например, при отклонении процесса изготовления кристаллов в медленную сторону ток через транзистор будет в 10-100 раз меньше чем при типовом процессе. С учетом того что и так соотношение токов «открытого» и «закрытого» составляют порядка тысячи такое изменение не может быть проигнорировано.

image

Перепады температуры так же оказывают огромное влияние на токи транзисторов. При этом изменения токов в подпороговом режиме на порядки превосходят изменения токов в обычном режиме. Таким образом, при разработке схемы с использованием подпороговых напряжений питания разработчикам требуется дополнительные усилия, что бы схема была работоспособна в различных условиях эксплуатации.

Инфраструктурные проблемы

Современное процесс производства микросхем основан на использовании надпороговых напряжений питания, и перестают работать при применение под пороговой технологии. Это связано с различными проблемами, например, тестовые установки и измерительные приборы с помощью которых контролируются процессы изготовления не обладают достаточной точностью, требуемой для работы с под пороговыми напряжениями питания. Эти измерительные приборы позволяют измерять микроамперы, а нужно нано- и даже пикоамперные диапазоны.

Даже набор характеристик схем на подпороговом напряжении питания должен быть переосмыслен по отношению к традиционным схемам. Типичный набор свойств не может быть достаточным, что бы доказать, что схема с подпороговом напряжением питания будет работать полностью правильно во всех режимах эксплуатации.

Решение от Ambiq

Разработанная Ambiq SPOT технология позволяет лучше понять поведение транзистора в этих условиях. Ambiq охарактеризовала некоторый выбранный набор транзисторов из обычной технологии изготовления для работы в подпороговом режиме. При этой характеризации были обмерены большое число однотипных транзисторов для получения качественных статистических данных разброса параметров, это необходимо для того что бы обнаружить и понять различные эффекты, вызванные отклонением процесса изготовления, влиянием окружающей среды.

После того как были получены качественные модели транзисторов на их основе была разработана библиотека стандартных цифровых ячеек, которые смогут работать в подпороговом режиме. Данная библиотека так же тщательно исследована и охарактеризована. При разработке библиотеки стандартных ячеек приходилось решать две взаимоисключающие задачи — приходилось делать схемы с крайне высокой чувствительностью, и при этом минимизировать собственное потребление ячейки.

Разработка аналоговых схемы требуют дополнительных усилий. В то время как разработка цифровых ячеек для подпорогового режима была во многом построена по переработке уже существующих решений, то для разработки аналоговых блоков требуется другие схемотехнические решения, которые принципиально отличаются для тех, которые обычно применяются. При разработке схем с подпороговым уровнем питания нет общих подходов, подходящих для всех случаев. В некоторых случаях реализовать схему на подпороговом режиме транзисторов не удавалось, и приходилось использовать транзисторы в обычном режиме с обычным питанием, и применение таких схем в малых количествах не сильно сказывается на общем потреблении. Хорошим примером этого служит энергонезависимая память, в которой хранятся настройки и калибровочные коэффициенты пока устройство выключено. При включении питания схема начинает работать в режиме с питанием выше порога. После того как настройка завершена и калибровочные коэффициенты переписаны в настоечные регистры питание снижается до подпорогового уровня, а энергонезависимая память больше не используется. В случаях когда требуется повышенная производительность и подпорогового напряжения уже не хватает для обеспечения требуемой скорости, напряжение может быть поднято до порогового уровня или даже выше. Очевидно, что в этом случае растет и потребление. Так же для стабильной работы схемы приходится динамически отслеживать внешние факторы, например, такие как температура, и в зависимости от них перестраивать режимы работы подпороговых схем, для обеспечения их качественной работы.

Много усилий было потрачено на то, что бы технология работы в подпороговых режимах обеспечивала работоспособность в рамках стандартных процессов изготовления кристаллов. Специальные процессы изготовления кристаллов могли бы облегчить жизнь, но они значительно удорожили изготовление. Технология Ambiq работает в тех процессах, которые уже хорошо известны и проверены и широко применяются.

Процесс разработки основан на специальной библиотеке охарактеризованной для специальных условий работы в подпороговых режимах. Этот процесс во многом повторяет те задачи которые стоят при разработке схемы для 28-нм процесса. Ambiq просто сделала тоже самое для более простых и доступных технологий, что позволило значительно снизить потребление.

Очень большое внимание было уделено задачам тестирования схем. Так как обычное измерительное оборудование не может с достаточной точностью измерить потребление микросхемы. Так же отбраковочное тестирование микросхем требует большей тщательности, нежели это принято для обычных микросхем, так как требуется измерить микросхему в большем числе комбинаций внешних условий.

В целом все этапы разработки микросхем были переосмыслены и изменены для обеспечения работоспособности схемы в подпороговом режиме и снижения тока потребления. Разработка схем по новой технологии требует, что бы они были проверены, что они работают в течении длительного времени жизни. Для разработчиков аппаратуры надежность микросхем является не менее важным параметром на ряду с потреблением. По этому микросхемы от Ambiq были подвержены целой серии испытаний на надежность, в том числе в условиях экстремальных воздействий внешних факторов. В том числе были проведены другие стандартные испытания, например на устойчивость к статическому электричеству. Все испытания доказали, что микросхемы обладают необходимой надежностью.

Заключение

В настоящее время компания Ambiq уже выпустила серию микросхем часов реального времени с потреблением не более 55 нА. И планирует начать выпуск микроконтроллеров серии Apollo c предельно низким уровнем потребления 30 мкА/МГц.

Основные характеристики микроконтроллеров Apollo:

  • Сверх малое потребление в активном режиме 30 мкА/МГц
  • Сверх малое потребление в спящем режиме 100 нА (RTC включен)
  • Высокопроизводительное ядро ARM Cortex-M4F
  • Тактовая частота до 24 МГц
  • Память программ до 512 Кбайт Flash
  • Память данных до 64 Кбайт
  • АЦП 10 бит, 13 каналов со скоростью до 1 Мвыб/с
  • Стандартный набор периферии I2C, SPI, UART
  • Напряжение питания от 1,8В до 3,8В
  • Компактные корпуса 64 выводной BGA и 42 выводной CSP

Сравнение микроконтроллера Apollo с другими микроконтроллерами:

Источник

Как повысить силу тока, не изменяя напряжения?

Николай ПетровичАвтор: Николай Петрович

Из статьи вы узнаете как повысить силу тока в цепи зарядного устройства, в блоке питания, трансформатора, в генераторе, в USB портах компьютера не изменяя напряжения.

Что такое сила тока?

Электрический ток представляет собой упорядоченное перемещение заряженных частиц внутри проводника при обязательном наличии замкнутого контура.

Появление тока обусловлено движением электронов и свободных ионов, имеющих положительный заряд.

В процессе перемещения заряженные частицы могут нагревать проводник и оказывать химическое действие на его состав. Кроме того, ток может оказывать влияние на соседние токи и намагниченные тела.

Сила тока — электрический параметр, представляющий собой скалярную величину. Формула:

I=q/t, где I — сила тока, t — время, а q — заряд.

Стоит знать и закон Ома, по которому ток прямо пропорционален U (напряжению) и обратно пропорционален R (сопротивлению).

I=U/R.

Сила тока бывает двух видов — положительной и отрицательной.

Ниже рассмотрим, от чего зависит этот параметр, как повысить силу тока в цепи, в генераторе, в блоке питания и в трансформаторе.

Приведем проверенные рекомендации, которые позволят решить поставленные задачи.

От чего зависит сила тока?

Чтобы повысить I в цепи, важно понимать, какие факторы могут влиять на этот параметр. Здесь можно выделить зависимость от:

  • Сопротивления. Чем меньше параметр R (Ом), тем выше сила тока в цепи.
  • Напряжения. По тому же закону Ома можно сделать вывод, что при росте U сила тока также растет.
  • Напряженности магнитного поля. Чем она больше, тем выше напряжение.
  • Числа витков катушки. Чем больше этот показатель, тем больше U и, соответственно, выше I.
  • Мощности усилия, которое передается на ротор.
  • Диаметра проводников. Чем он меньше, тем выше риск нагрева и перегорания питающего провода.
  • Конструкции источника питания.
  • Диаметра проводов статора и якоря, числа ампер-витков.
  • Параметров генератора — рабочего тока, напряжения, частоты и скорости.
Читайте также:  Мощность потребителя в цепи переменного тока

Как повысить силу тока в цепи?

Бывают ситуации, когда требуется повысить I, который протекает в цепи, но при этом важно понимать, что нужно принять меры по защите электроприборов, сделать это можно с помощью специальных устройств.

Рассмотрим, как повысить силу тока с помощью простых приборов.

Для выполнения работы потребуется амперметр.

По закону Ома ток равен напряжению (U), деленному на сопротивление (R). Простейший путь повышения силы I, который напрашивается сам собой — увеличение напряжения, которое подается на вход цепи, или же снижение сопротивления. При этом I будет увеличиваться прямо пропорционально U.

К примеру, при подключении цепи в 20 Ом к источнику питания c U = 3 Вольта, величина тока будет равна 0,15 А.

Если добавить к цепи еще один источник питания на 3В, общую величину U удается повысить до 6 Вольт. Соответственно, ток также вырастет в два раза и достигнет предела в 0,3 Ампера.

Подключение источников питания должно осуществляться последовательно, то есть плюс одного элемента подключается к минусу первого.

Для получения требуемого напряжения достаточно соединить в одну группу несколько источников питания.

В быту источники постоянного U, объединенные в одну группу, называются батарейками.

Несмотря на очевидность формулы, практические результаты могут отличаться от теоретических расчетов, что связано с дополнительными факторами — нагревом проводника, его сечением, применяемым материалом и так далее.

В итоге R меняется в сторону увеличения, что приводит и к снижению силы I.

Повышение нагрузки в электрической цепи может стать причиной перегрева проводников, перегорания или даже пожара.

Вот почему важно быть внимательным при эксплуатации приборов и учитывать их мощность при выборе сечения.

Величину I можно повысить и другим путем, уменьшив сопротивление. К примеру, если напряжение на входе равно 3 Вольта, а R 30 Ом, то по цепи проходит ток, равный 0,1 Ампер.

Если уменьшить сопротивление до 15 Ом, сила тока, наоборот, возрастет в два раза и достигнет 0,2 Ампер. Нагрузка снижается почти к нулю при КЗ возле источника питания, в этом случае I возрастают до максимально возможной величины (с учетом мощности изделия).

Дополнительное снизить сопротивление можно путем охлаждения провода. Такой эффект сверхпроводимости давно известен и активно применяется на практике.

Чтобы повысить силу тока в цепи часто применяются электронные приборы, например, трансформаторы тока (как в сварочниках). Сила переменного I в этом случае возрастает при снижении частоты.

Если в цепи переменного тока имеется активное сопротивление, I увеличивается при росте емкости конденсатора и снижении индуктивности катушки.

В ситуации, когда нагрузка имеет чисто емкостной характер, сила тока возрастает при повышении частоты. Если же в цепь входят катушки индуктивности, сила I будет увеличиваться одновременно со снижением частоты.

Чтобы повысить силу тока, можно ориентироваться на еще одну формулу, которая выглядит следующим образом:

I = U*S/(ρ*l). Здесь нам неизвестно только три параметра:

  • S — сечение провода;
  • l — его длина;
  • ρ — удельное электрическое сопротивление проводника.

Чтобы повысить ток, соберите цепочку, в которой будет источник тока, потребитель и провода.

Роль источника тока будет выполнять выпрямитель, позволяющий регулировать ЭДС.

Подключайте цепочку к источнику, а тестер к потребителю (предварительно настройте прибор на измерение силы тока). Повышайте ЭДС и контролируйте показатели на приборе.

Как отмечалось выше, при росте U удается повысить и ток. Аналогичный эксперимент можно сделать и для сопротивления.

Для этого выясните, из какого материала сделаны провода и установите изделия, имеющие меньшее удельное сопротивление. Если найти другие проводники не удается, укоротите те, что уже установлены.

Еще один путь — увеличение поперечного сечения, для чего параллельно установленным проводам стоит смонтировать аналогичные проводники. В этом случае возрастает площадь сечения провода и увеличивается ток.

Если же укоротить проводники, интересующий нас параметр (I) возрастет. При желании варианты увеличения силы тока разрешается комбинировать. Например, если на 50% укоротить проводники в цепи, а U поднять на 300%, то сила I возрастет в 9 раз.

Как повысить силу тока в блоке питания?

В интернете часто можно встретить вопрос, как повысить I в блоке питания, не изменяя напряжение. Рассмотрим основные варианты.

Блок питания на 12 Вольт работает с током 0,5 Ампер. Как поднять I до предельной величины? Для этого параллельно БП ставится транзистор. Кроме того, на входе устанавливается резистор и стабилизатор.

При падении напряжения на сопротивлении до нужной величины открывается транзистор, и остальной ток протекает не через стабилизатор, а через транзистор.

Последний, к слову, необходимо выбирать по номинальному току и ставить радиатор.

Кроме того, возможны следующие варианты:

  • Увеличить мощность всех элементов устройства. Поставить стабилизатор, диодный мост и трансформатор большей мощности.
  • При наличии защиты по току снизить номинал резистора в цепочке управления.

Имеется блок питания на U = 220-240 Вольт (на входе), а на выходе постоянное U = 12 Вольт и I = 5 Ампер. Задача — увеличить ток до 10 Ампер. При этом БП должен остаться приблизительно в тех же габаритах и не перегреваться.

Здесь для повышения мощности на выходе необходимо задействовать другой трансформатор, который пересчитан под 12 Вольт и 10 Ампер. В противном случае изделие придется перематывать самостоятельно.

При отсутствии необходимого опыта на риск лучше не идти, ведь высока вероятность короткого замыкания или перегорания дорогостоящих элементов цепи.

Трансформатор придется поменять на изделие большего размера, а также пересчитывать цепочку демпфера, находящегося на СТОКЕ ключа.

Следующий момент — замена электролитического конденсатора, ведь при выборе емкости нужно ориентироваться на мощность устройства. Так, на 1 Вт мощности приходится 1-2 мкФ.

Также рекомендуется поменять диоды с выпрямителями. Кроме того, может потребоваться установка нового диода выпрямителя на низкой стороне и увеличение емкости конденсаторов.

После такой переделки устройство будет греться сильнее, поэтому без установки вентилятора не обойтись.

Как повысить силу тока в зарядном устройстве?

В процессе пользования зарядными устройствами можно заметить, что ЗУ для планшета, телефона или ноутбука имеют ряд отличий. Кроме того, может различаться и скорость, с которой происходит заряд девайсов.

Здесь многое зависит от того, используется оригинальное или неоригинальное устройство.

Чтобы измерить ток, который поступает к планшету или телефону от зарядного устройства, можно использовать не только амперметр, но и приложение Ampere.

С помощью софта удается выяснить скорость заряда и разрядки АКБ, а также его состояние. Приложением можно пользоваться бесплатно. Единственным недостатком является реклама (в платной версии ее нет).

Главной проблемой зарядки аккумуляторов является небольшой ток ЗУ, из-за чего время набора емкости слишком большое. На практике ток, протекающий в цепи, напрямую зависит от мощности зарядного устройства, а также других параметров — длины кабеля, его толщины и сопротивления.

С помощью приложения Ampere можно увидеть, при какой силе тока производится заряд девайса, а также проверить, может ли изделие заряжаться с большей скоростью.

Для использования возможностей приложения достаточно скачать его, установить и запустить.

После этого телефон, планшет или другое устройство подключается к зарядному устройству. Вот и все — остается обратить внимание на параметры тока и напряжения.

Кроме того, вам будет доступна информация о типе батареи, уровне U, состоянии АКБ, а также температурном режиме. Также можно увидеть максимальные и минимальные I, имеющие место в период цикла.

Если в распоряжении имеется несколько ЗУ, можно запустить программу и пробовать делать зарядку каждым из них. По результатам тестирования проще сделать выбор ЗУ, обеспечивающего максимальный ток. Чем выше будет этот параметр, тем быстрее зарядится девайс.

Измерение силы тока — не единственное, на что способно приложение Ampere. С его помощью можно проверить, сколько потребляется I в режиме ожидания или при включении различных игр (приложений).

Например, после отключения яркости дисплея, деактивации GPS или передачи данных легко заметить снижение нагрузки. На этом фоне проще сделать вывод, какие опции в большей степени разряжают аккумулятор.

Что еще стоит отметить? Все производители рекомендуют заряжать девайсы «родными» ЗУ, выдающими определенный ток.

Но в процессе эксплуатации бывают ситуации, когда приходится заряжать телефон или планшет другими зарядными, имеющими большую мощность. В итоге скорость зарядки может оказаться выше. Но не всегда.

Мало, кто знает, но некоторые производители ограничивают предельный ток, который может принимать АКБ устройства.

Например, устройство Самсунг Гэлекси Альфа поставляется вместе с зарядным на ток 1,35 Ампер.

При подключении 2-амперного ЗУ ничего не меняется — скорость зарядки осталась той же. Это объясняется ограничением, которое установлено производителем. Аналогичный тест был произведен и с рядом других телефонов, что только подтвердило догадку.

С учетом сказанного выше можно сделать вывод, что «неродные» ЗУ вряд ли причинят вред аккумулятору, но иногда могут помочь в более быстрой зарядке.

Рассмотрим еще одну ситуацию. При зарядке девайса через USB-разъем АКБ набирает емкость медленнее, чем если заряжать устройство от обычного ЗУ.

Это объясняется ограничением силы тока, которую способен отдавать USB порт (не больше 0,5 Ампер для USB 2.0). В случае применения USB3.0 сила тока возрастает до уровня 0,9 Ампер.

Кроме того, существует специальная утилита, позволяющая «тройке» пропускать через себя больший I.

Для устройств типа Apple программа называется ASUS Ai Charger, а для других устройств — ASUS USB Charger Plus.

Как повысить силу тока в трансформаторе?

Еще один вопрос, который тревожит любителей электроники — как повысить силу тока применительно к трансформатору.

Здесь можно выделить следующие варианты:

  • Установить второй трансформатор;
  • Увеличить диаметр проводника. Главное, чтобы позволило сечение «железа».
  • Поднять U;
  • Увеличить сечение сердечника;
  • Если трансформатор работает через выпрямительное устройство, стоит применить изделие с умножителем напряжения. В этом случае U увеличивается, а вместе с ним растет и ток нагрузки;
  • Купить новый трансформатор с подходящим током;
  • Заменить сердечник ферромагнитным вариантом изделия (если это возможно).

В трансформаторе работает пара обмоток (первичная и вторичная). Многие параметры на выходе зависят от сечения проволоки и числа витков. Например, на высокой стороне X витков, а на другой — 2X.

Это значит, что напряжение на вторичной обмотке будет ниже, как и мощность. Параметр на выходе зависит и от КПД трансформатора. Если он меньше 100%, снижается U и ток во вторичной цепи.

С учетом сказанного выше можно сделать следующие выводы:

  • Мощность трансформатора зависит от ширины постоянного магнита.
  • Для увеличения тока в трансформаторе требуется снижение R нагрузки.
  • Ток (А) зависит от диаметра обмотки и мощности устройства.
  • В случае перемотки рекомендуется использовать провод большей толщины. При этом отношение провода по массе на первичной и вторичной обмотке приблизительно идентично. Если на первичную обмотку намотать 0,2 кг железа, а на вторичную — 0,5 кг, первичка сгорит.

Как повысить силу тока в генераторе?

Ток в генераторе напрямую зависит от параметра сопротивления нагрузки. Чем ниже этот параметр, тем выше ток.

Если I выше номинального параметра, это свидетельствует о наличии аварийного режима — уменьшения частоты, перегрева генератора и прочих проблем.

Для таких случаев должна быть предусмотрена защита или отключение устройства (части нагрузки).

Кроме того, при повышенном сопротивлении напряжение снижается, происходит подсадка U на выходе генератора.

Чтобы поддерживать параметр на оптимальном уровне, обеспечивается регулирование тока возбуждения. При этом повышение тока возбуждения ведет к росту напряжения генератора.

Частота сети должна находиться на одном уровне (быть постоянной величиной).

Рассмотрим пример. В автомобильном генераторе необходимо повысить ток с 80 до 90 Ампер.

Для решения этой задачи требуется разобрать генератор, отделить обмотку и припаять к ней вывод с последующим подключением диодного моста.

Кроме того, сам диодный мост меняется на деталь большей производительности.

После этого требуется снять обмотку и кусок изоляции в месте, где должен припаиваться провод.

При наличии неисправного генератора с него откусывается вывод, после чего с помощью медной проволоки наращиваются ножки такой же толщины.

После припаивания место стыка изолируется термоусадкой.

Следующим этапом требуется купить 8-диодный мост. Найти его — весьма сложная задача, но нужно постараться.

Перед установкой желательно проверить изделие на исправность (если деталь б/у, возможен пробой одного или нескольких диодов).

После установки моста крепите конденсатор, а далее — регулятор напряжения на 14,5 Вольт.

Можно приобрести пару регуляторов — на 14,5 (немецкий) и на 14 Вольт (отечественный).

Теперь высверливаются клепки, отпаиваются ножки и разделяются таблетки. Далее таблетка подпаивается к отечественному регулятору, который фиксируется с помощью винтов.

Читайте также:  Преимущества трехфазной системы токов

Остается припаять отечественную «таблетку» к иностранному регулятору и собирать генератор.

Итоги

Как видно из статьи, повысить силу тока, не изменяя напряжение в сети, реально.

Главное — разобраться с особенностями конструкции устройства, которое подлежит корректировке, и иметь практические навыки работы с измерительными приборами и паяльником. Кроме того, важно осознавать потенциальные риски от внесения корректировок.

Источник

Как проверить основные параметры аккумулятора мультиметром

Мультиметр является многофункциональным устройством для измерения различных параметров электрического тока, поэтому с его помощью может быть произведена и проверка заряда аккумулятора. Для выполнения данной работы можно использовать различные виды мультиметров. Стоимость изделия не имеет значения, главное чтобы цифровой или аналоговый измерительный прибор был в исправном состоянии. О том как проверить аккумулятор мультиметром будет рассказано далее.

Какие параметры можно проверить?

С помощью мультиметра можно измерить напряжение с высокой точностью. По величине электрического напряжения можно определить заряжена ли аккумуляторная батарея или элемент необходимо зарядить постоянным током.

С помощью мультиметра, можно проверить напряжение не только кислотных аккумуляторов, но и элементы питания сотовых телефонов. Чтобы проверить мобильник на величину заряда батареи, прибор переводится в режим измерения постоянного тока до 20 В. В этом режиме цифровой прибор, позволяет измерить напряжение, с точностью до сотых долей вольта.

Аккумулятор шуруповёрта, также можно легко проверить мультиметром. Номинальное напряжение прибора, в данном случае, можно узнать из документации электроинструмента, и если напряжение меньше этого значения, то батарею необходимо зарядить.

Ёмкость аккумулятора также можно проверить мультиметром. Для этой цели можно воспользоваться несколькими способами.

Проверить с помощью мультиметра можно утечку тока. Если необходимо измерить данный параметр на автомобиле, то кроме утечки тока на корпус, проверяется и утечка в бортовой сети автомобиля.

Таким образом можно предотвратить быстрый разряд АКБ и повысить её эксплуатационный ресурс.

Как измерить напряжение

Если необходимо проверить только аккумуляторного напряжения, то мультиметр переводится в режим DC. Если нужно проверить источник электроэнергии, напряжение которого не превышает 20 вольт, то в данном секторе переключатель режимов устанавливается в положение 20 В.

Затем чёрный щуп мультиметра следует присоединить к минусовой клемме, а красный — к плюсу АКБ, на дисплее устройства, в этот момент, будет показано напряжение постоянного тока.

Обычно, исправный и полностью заряженный автомобильный аккумулятор имеет напряжение 12,7 В. Если при таком напряжении плотность электролита находится в норме, то источник электроэнергии может быть использован по назначению.

Аналогичным образом измеряется напряжение литий-ионных батарей сотовых телефонов, а также щелочных или гелевых батарей, которые применяются для запуска двигателей различной мототехники, дизельных генераторов и иных устройств, для начала работы которых, необходим определённый заряд электричества.

Как измерить ёмкость

Мультиметр можно использовать и как тестер для измерения ёмкости аккумулятора. Замер ёмкости аккумулятора можно произвести с помощью контрольного разряда батареи. Чтобы проверить ёмкость потребуется вначале полностью зарядить аккумулятор. Затем необходимо убедиться что батарея максимально заряжена, сделав замер напряжения и плотности электролита.

Далее необходимо подключить нагрузку известной мощности, например лампу накаливания мощностью 24 Вт, и отметить точное время начала данного эксперимента. Когда напряжение батареи упадёт до 50% процентов от ранее установленного показания полностью заряженного аккумулятора, лампочку следует отключить.

Измерение ёмкости, которое выражается в а/ч, осуществляется путём перемножения силы тока в цепи при подключённой нагрузке, на количество часов, в течение которых осуществлялся контрольный разряд батареи. Если получится значение, максимально приближенное к номинальному показателю а/ч, то батарея находится в отличном состоянии.

Проверить внутреннее сопротивление

Чтобы проверить АКБ на исправность с помощью мультиметра, требуется измерить внутреннее сопротивление аккумулятора. Проверить работоспособность источника питания можно с применением мультиметра и мощной лампочки на 12 В. Проверить батарею необходимо в такой последовательности:

Если разница измерения не превышает значения 0,05 В, то аккумулятор находится в исправном состоянии.

В том случае, когда значение падение напряжения больше, внутреннее сопротивления источника питания будет выше, что косвенно будет обозначать значительное ухудшение технического состояния аккумулятора.

Таким образом удаётся довольно точно проверить источник электроэнергии на исправность.

Как проверить ток утечки

Аккумулятор может самостоятельно разряжаться, даже в том случае, когда его клеммы не подключены к потребителям электроэнергии. Величина саморазряда указывается в документации к аккумулятору и является естественным процессом. Особенно заметно потеря электроэнергии может наблюдаться в кислотных АКБ.

Дополнительно к естественным утечкам электрического тока, в цепи могут быть участки, которые находятся во влажном состоянии или с истончённой изоляцией. В этом случае, даже в момент, когда все потребители электроэнергии находятся в выключенном состоянии, происходит дополнительная утечка тока, которая может привести к полному разряду батареи, а в некоторых случаях, и к возгоранию повреждённого места.

Особенно, такое явление может быть опасно в бортовой сети автомобиля, у которого отрицательным проводником является весь кузов и агрегаты, на которых может находиться достаточное количество огнеопасных веществ для образования открытого пламени даже от небольшой искры или электрической дуги.

Чтобы выявить, такое «несанкционированное» расходование электричества, необходимо выключить зажигание автомобиля, а также отключить устройства работающие в «дежурном режиме», например магнитолу и сигнализацию.

Измерить силу тока на аккумуляторе с помощью мультиметра, можно только в том случае, если измерительный прибор переведён в режим измерения силы тока, обозначенный значком «10 А». Для этого круговой переключатель переводится в соответствующий режим, а красный штекер в гнездо обозначенное знаком «10 ADС».

Красный щуп мультиметра соединяется с «+» аккумулятора, а чёрный, с отсоединённой клеммой. В этот момент должны полностью отсутствовать какие-либо показания прибора. Если мультиметр покажет любое значение, то ток утечки является значительным, и необходимо произвести детальную диагностику бортовой сети автомобиля.

Подобным образом производится замер утечки в других электронных системах. При проведении диагностики следует проявлять осторожность, и при подозрении на значительную утечку электрического тока, которая проявляется искрением при отсоединении или подключении клеммы, от замера тока утечки мультиметром следует отказаться.

Если пренебречь этим правилом, то можно «спалить» прибор, который не рассчитан на проверку больших значений силы тока.

Как проверить заряд аккумулятора мультиметром и не повредить хрупкую электронную «начинку» устройства?

Чтобы для тестера проверка аккумулятора не оказалась последней, необходимо правильно выбрать диагностический режим. Если требуется проверить ампераж, то категорически запрещается это делать без дополнительной нагрузки, которая не должна превышать мощности 120 Вт.

Выбирая режим измерения постоянного тока, следует проявлять осторожность, чтобы по ошибке, не включить мультиметр в режим измерения сопротивления, который находится, в большинстве моделей мультиметров, рядом с положением переключателя для измерения постоянного тока.

Источник

Как измерить ампераж (силу тока) мультиметром

Как измерить силу тока мультиметром

Мультиметр — это прибор для измерения различных электрических параметров. Он позволяет измерить постоянное и переменное напряжение, силу тока, сопротивление, а также множество специфических параметров, таких как работоспособность диодов, транзисторов, частоту сигналов. Для того чтобы знать, как измерить силу тока мультиметром, необходимо разобраться в основных принципах работы этого прибора.

  • Проверка показаний мультиметром
  • Измерение постоянного тока
    • Проверка батареек
    • Тест аккумуляторов измерительным прибором
    • Замер тока при зарядке аккумулятора
  • Измерение переменного тока
  • Определение величины напряжения

Проверка показаний мультиметром

Силу тока важно измерять при контроле правильной работоспособности приборов. Часто нужно проверить уровень зарядного тока аккумулятора для машины, ноутбука, планшета, power-bank .

Измерение тока различного характера производится разными способами внутри измеряющего прибора. Поэтому на мультиметре всегда есть элемент, задача которого выбрать параметр, режим измерения и уровень сигнала. Иногда, в более совершенной аппаратуре, уровень сигнала определяется автоматически.

Обычно параметр и режим измерения выбираются поворотом ручки на корпусе мультиметра. Выбираемые характеристики сгруппированы по их типам. Обозначаются они, как правило, так:

Проверка показаний мультиметром

  • Постоянный ток: A -, DCA, I -;
  • Переменный ток: A

;

  • Постоянное напряжение: В-, DCV, U -;
  • Переменное напряжение: В

    ;

  • Сопротивление: Ω, R, Ом;
  • Определение ёмкости конденсаторов часто обозначено значком конденсатора, или буквой С;
  • Прозвонка диодов обычно обозначается значком диода.
  • Измерение постоянного тока

    Чтобы померить нужные показатели, сначала нужно определить, ток какого типа протекает в проверяемой цепи. Это зависит от источника питания цепи. Например, аккумуляторы и батарейки — это постоянные источники питания. Для измерения постоянного тока нужно установить поворотную ручку мультиметра на значок A -, DCA или I -, или нажать кнопку на передней панели, соответствующую нужному режиму. Как переменный, так и постоянный ток измеряется в амперах. Поэтому значение на экране измерительного прибора будет отображаться в этой величине.

    Чтобы понять, как замерить амперы мультиметром, нужно знать, что ток на участке цепи всегда одинаков. При включении амперметра в цепь последовательно (то есть щупы прибора присоединить к разным точкам разрыва цепи), он не будет создавать ощутимого изменения параметров схемы. При этом сможет отобразить верное значение протекающего тока. Важно присоединить измеритель в правильной полярности, то есть красный щуп — к ветви, которая идет к плюсу источника питания, а черный — к минусу. В противном случае прибор покажет отрицательные значения.

    Измерение постоянного тока

    При подготовке к измерению очень важно знать, какой уровень сигнала нужно проверить. Если в цепи протекают миллиамперы, то красный щуп нужно подключить к гнезду измерителя, на котором написано V Ω мА, или стоит конкретный предел измерения (обычно это 300 — 400 мА). Если проверяется силовая цепь, значения в которой измеряются единицами ампер, то щуп нужно присоединить к гнезду с надписью, А или NA (обычно тут протекает от 5 до 10 ампер). Пренебрежение этим правилом может вывести из строя измерительный прибор. Существуют и более мощные амперметры, но они используются для специальных целей.

    Правильно подключив прибор можно приступать к работе. Порядок действий, как замерить ампераж мультиметром, таков:

    1. Установить щупы в подходящие гнезда измерителя, соответствующие уровню сигнала.
    2. Выбрать режим постоянного тока регулятором или нажатием соответствующей кнопки на передней панели.
    3. При необходимости следует выбрать уровень измеряемого сигнала регулятором или кнопкой. Уровень нужно выбирать чуть выше ожидаемого значения.
    4. Подсоединить мультиметр в разрыв цепи ветви схемы, соблюдая полярность подключения.
    5. Включить источник питания.

    Проверка батареек

    Проверка батареек

    Для того чтобы оценить работоспособность простейшего переносного аккумулятора — батарейку мультиметром, достаточно проверить ее вольтаж и ампераж, при этом необязательно использовать нагрузку. Для проверки нужно установить красный провод в отверстие с надписью, А (NA), выбрать режим постоянного тока и предел измерений на передней панели мультиметра, и приложить щупы в соответствии с полярностью к выводам элемента питания — красный к плюсу, черный к минусу. Через несколько секунд на экране измерителя отобразится генерируемый элементом постоянный ток.

    Если значения находятся в диапазоне 4 — 6 ампер, то батарейка «свежая» и готова к работе. При показаниях ниже 4 ампер ее можно использовать только в приборах пониженной мощности. При значениях ниже 2,5 А лучше отказаться от использования такого элемента.

    Корректные значения напряжения должны соответствовать указанным на батарейке.

    Тест аккумуляторов измерительным прибором

    Среди параметров аккумуляторов выдаваемый ток является немаловажным. Проверить его можно мультиметром, но при этом последовательно с измерителем нужно подключить нагрузку. Нагрузкой может выступать обычная лампа накаливания. Ее сопротивление не превышает нескольких сотен Ом, и его тоже можно измерить мультиметром в режиме измерения сопротивления. Для этого нужно приложить щупы измерителя к резьбе цоколя лампы и центральному выводу. На экран будет выведено значение сопротивления.

    Тест аккумуляторов измерительным прибором

    Если считать сопротивление мультиметра не вносящим больших изменений в значения тока, то его величина должна быть равна:

    I = U / R, где I — ток в цепи, ампер, U — напряжение, выдаваемое аккумулятором, а R — сопротивление нагрузки (лампы).

    С этой расчетной величиной нужно сравнивать показания измерительного прибора. Если показания отличаются — возможен недозаряд аккумулятора.

    Также можно проверить ток утечки аккумулятора. Если отцепить плюсовую клемму, и между ней и плюсовым выводом АКБ установить мультиметр, то он покажет утечку в бортовую сеть автомобиля. Вытаскивая предохранители в авто, можно даже узнать, какова величина утечки в разных частях бортовой сети. При некотором опыте реально не только узнать, как измерить амперы мультиметром, но и определять причины некоторых неисправностей электрики авто.

    Замер тока при зарядке аккумулятора

    Большинство зарядных устройств для аккумулятора автомобиля имеют индикаторы, отображающие параметры зарядки. Но если они неисправны или отсутствуют, ток заряда может показать мультиметр. При подзаряде аккумуляторной батареи можно включить в цепь зарядки измерительный прибор. Для отображения верных показаний нужно:

    1. Установить красный щуп в отверстие прибора, маркированное надписью, А (NA), черный щуп обычно подключается к входу с надписью COM;
    2. Выбрать режим измерения постоянного тока и уровень сигнала;
    3. Последовательно соединить плюсовую клемму зарядного с черным щупом мультиметра, красный щуп измерителя соединить с плюсовым выводом аккумулятора, а минусовой вывод АКБ соединить с минусовой клеммой зарядного устройства;
    4. Далее, нужно включить зарядник в сеть. Мультиметр отобразит ток, который не должен превышать 10% от значения емкости АКБ.

    Измерение переменного тока

    Часто возникают ситуации, когда необходимо проверить электрическую сеть здания. Таковой является и обычная электрическая сеть в многоквартирных домах. Зная о том, как замерить силу тока мультиметром в переменной сети, можно делать мелкий ремонт проводки дома.

    Электрическую розетку также нельзя проверять без нагрузки. Лучшей нагрузкой для переменной сети будет лампа накаливания. Для измерений нужно выполнить следующие действия:

    Измерение переменного тока

    1. Установить красный щуп в гнездо прибора, маркированное надписью, А (NA), черный оставить в положенном ему месте;
    2. Выбрать режим измерения переменного тока и уровень сигнала;
    3. Последовательно с измерительным прибором присоединить к розетке нагрузку;
    4. На экране прибора отобразится действующее значение тока, а лампа начнет светиться.

    Так как напряжение в сети имеет переменную синусоидальную форму, то измерительный прибор показывает действующее значение, которое в 1,41 раза меньше амплитудного значения.

    По предложенной методике можно делать проверки любой переменной цепи, включающей трансформаторы, индуктивности, асинхронные и синхронные двигатели.

    Определение величины напряжения

    Значения постоянного и переменного напряжения также можно узнать с помощью мультиметра. Для этого нужно:

    Определение величины напряжения

    1. Красный провод с измерительным щупом подключить ко входу прибора, обозначенному надписью V Ω мА, черный провод нужно оставить в гнезде с надписью COM ;
    2. Регулятором измерительного прибора выбрать режим проверки постоянного или переменного напряжения (в зависимости от характеристик цепи);
    3. Если требуется, выбрать уровень проверяемого сигнала;
    4. Подключить щупы в схему, параллельно участку, на котором требуется измерить напряжение;
    5. На экране мультиметра отобразится нужная величина.

    Мультиметр — незаменимый прибор для эффективной работы с электрическими цепями и сигналами. С помощью такого устройства можно быстро выявить неисправность, определить нужные параметры сигналов, поэтому его важно всегда иметь под рукой.

    Фотография Андрея Алексеевича

    Порошин Андрей

    Источник

    

    Как измерить силу тока мультиметром

    На приборах сила тока, которую они могут выдержать, указывается редко. Основными считаются напряжение и потребляемая мощность. Но в некоторых случаях без определения этой характеристики не обойтись. Мы расскажем, как измерить силу тока мультиметром и как можно использовать полученные данные.

    Для чего измерять силу тока

    Измерение силы тока в электротехнике проводится реже, чем напряжения или сопротивления. Но она необходима:

    • Для определения фактической мощности электроприбора P. Зная напряжение источника U и применив формулу Р=UxI, можно получить значение работы в ваттах.
    • Для проверки цепей или отдельных устройств на соответствие данной нагрузке. Если она слишком большая, возможен перегрев проводников и выход приборов из строя.
    • Для поиска утечки тока в аккумуляторе. Зачастую автовладельцы обнаруживают, что он разрядился при отсутствии нагрузки в гараже или на стоянке. Простая проверка помогает найти активных потребителей и отключить их, тем самым решить проблему.
    • Для расчета необходимой емкости источника. Например, при измерении светодиодной лампы установлено, что сила тока потребления равна 20 мА, а батарейка при данном сопротивлении нагрузки может обеспечить 900 мА. Тогда тока источника хватит на 45 часов работы светодиода.
    • Для поиска неисправностей при ремонте бытовой техники. Какие-либо отклонения в потреблении тока в меньшую сторону будут свидетельствовать о наличии неработающих участков.

    В электротехнике или радиотехнике сила тока не менее важна, чем напряжение. Для ее определения в профессиональной работе раньше использовались амперметры. С появлением универсальных мультиметров эти исследования стали значительно проще и доступнее.

    Особенности измерений

    Если представить, что электрический ток — это текущая по трубе вода, а напряжение — действующий напор, то многие понятия и формулы становятся понятными. Когда труба перекрыта, то напор есть, а воды нет. Пока не появится потребитель, то есть нагрузка, он не потечет. А сопротивление — это подводные камни в русле, мешающие свободному прохождению потока, но заставляющие его работать.

    Сила тока в физическом понимании — это количество заряженных частиц, протекающих в единицу времени через определенную точку системы. Измеряется она в амперах А или миллиамперах мА.

    Измерения проводятся с помощью амперметров, а также бытовых или профессиональных мультиметров. Цифровые измерители просты и удобны в работе. Они позволяют установить не только силу тока и напряжение, но и другие характеристики — сопротивление, емкость конденсаторов, частоту переменного тока и т.д. Опасной для человека считается сила тока, превышающая 15 мА, при которой происходит спазм мышц. А удар в 100 мА — это практически всегда смертельный исход. Поэтому все работы, связанные с сетями под напряжением, должны производиться строго с соблюдением техники безопасности.

    Алгоритм измерения силы тока мультиметром

    Универсальные тестеры с питанием от батареек помогут быстро и точно определить нужные параметры цепи. Порядок стандартных действий:

    • выставляется нужный режим;
    • щупы подключаются к разъемам на измерительном приборе;
    • мультиметр встраивается в цепь;
    • после подключения источника питания снимаются показания.

    Главное условие — обязательно должна присутствовать нагрузка, которая собственно и определяет значение силы тока. Это могут быть любые электроприборы с сопротивлением больше 0.

    Выбор режима

    На корпусе мультиметра расположен переключатель, который нужно перевести в сектор для измерения силы тока. Постоянный ток можно исследовать практически на всех мультиметрах. На шкале для него есть обозначения — А с прямой чертой и 3 пунктирами под ней, DCA и/или значок 10А. Профессиональными приборами можно измерять силу тока до 20 А.

    Если параметры тока неизвестны, рекомендуется устанавливать переключатель на максимальный диапазон. Так вы убережете прибор от короткого замыкания и порчи. Затем, когда порядок величины будет установлен, ручку можно повернуть в другую позицию для получения более точных данных.

    В некоторых моделях не предусмотрено измерение переменного тока. Но покупать другой мультиметр совсем необязательно. В этом случае можно использовать различные приспособления, например, готовые или самодельные резисторы. Их сопротивлением должно соответствовать 1 Ом. Тогда согласно закону Ома I=U/R снимаемое напряжение численно будет равно силе тока на данном участке цепи.

    Также используется метод с выпрямлением диодным мостом. На вход подается переменный ток, а на выходе он постоянный. Затем можно проводить измерения своим мультиметром.

    Подключение щупов

    Щупы, прилагаемые к мультиметру, изготовлены в разных цветах — черный «минусовый» и красный для нагрузки. Они вставляются в гнезда на корпусе:

    • черный в СОМ;
    • красный в VΩmA или 10А.

    Рекомендуется устанавливать проводники в разъемы с заведомо большим диапазоном, то есть сразу в 10 А. Особенно это важно, если верхний предел величины точно не известен. Измеряемый ток будет сначала определяться грубо, а при необходимости переключатель можно перевести в более тонкий регистр.

    Измерение

    Мультиметр для определения силы тока всегда подключается в цепь последовательно с нагрузкой или в разрыв. В качестве источника питания можно использовать бытовую электросеть или блок питания. По правилам электробезопасности сначала необходимо собрать всю систему, а затем подключить электричество.

    Если на дисплее мультиметра высветились нули, значит, произошел обрыв и проводимость отсутствует. Иногда это показывает, что предел измерений установлен высоковато. В последнем случае нужно отключить питание и перенастроить мультиметр в соответствии с ожидаемой величиной, то есть переставить в другой разъем красный щуп и выставить более низкий предел измерений.

    Переменный ток

    В большинстве сетей — бытовых или промышленного назначения — протекает переменный ток. Он гораздо легче трансформируется и меньше теряет при передаче на дальние расстояния, чем постоянный.

    При измерении напряжения или сопротивления мультиметр подключается параллельно нагрузке, но для определения силы тестер нужно встроить в разрыв цепи. В этом заключается определенная сложность. Но не обязательно резать провода. Можно использовать разборные разъемы. Например, специальную пару проводников со штырьками на одном конце и с «крокодилами» на другом. Штырьки вставляются в розетку, а «крокодилами» замыкают цепь на клеммах или вилке.

    Самодельные приспособления также удобны. Если приходится проводить много измерений, то без них не обойтись. На рисунке вы видите устройство, которое поможет в работе без всякой опасности получить удар током.

    Важно распределить правильно все проводники: фаза подключается к контакту одной розетки, ноль — к другой, между остальными устанавливается перемычка. Чтобы измерить силу тока, нагрузка подключается к первой розетке, а мультиметр ко второй. При подаче питания в замкнутой цепи легко определить силу тока.

    Не разрывая проводника можно провести измерения с помощью токовых клещей. Они предназначены для работы как с переменным, так и постоянным током. Прибор внешне похожи на мультиметр с двумя круглыми зажимами. Между ними помещается исследуемый провод. Принцип установки режимов и диапазона аналогичен мультитестеру.

    Постоянный ток

    Источники такого тока — это аккумуляторы, блоки питания, генераторы и батареи. Поскольку отсутствует пульсация, «плюс» и «минус» всегда постоянны.

    Постоянный ток при низком напряжении менее опасный, чем переменный. Он не вызывает патологических изменений в организме при разряде до 500 В, но свыше уже становится гораздо разрушительнее постоянного. В любом случае при работе с электричеством необходимо быть очень осторожным. Даже банальная батарейка в 9 В при определенных условиях может выдать достаточно травмирующий ток.

    Измерение силы постоянного тока производится также в разрыве цепи. Допускается напрямую без нагрузки подключать к мультиметру батарейки с малой емкостью, но снимать показания нужно очень быстро, чтобы не вывести тестер из строя. При этом переключатель выставляется на максимум, а красный щуп помещается в разъем на 10 А.

    Определение утечек

    Иногда даже после небольшого простоя автомобильная аккумуляторная батарея отказывается давать необходимый заряд для запуска двигателя. В связи с этим владельцев авто интересует, как измерить силу тока аккумулятора мультиметром и откуда появилась утечка.

    Аккумулятор — это источник постоянного тока с достаточно большой емкостью. Электроэнергия производится в нем в результате химических реакций, а после разрядки батарея вновь может восполнить нехватку тока от зарядного устройства.

    Существует норма утечки тока в системе автомобиля, которая не превышает 30-50 мА. Но даже зимой это не должно стать причиной разрядки аккумулятора. Во время стоянки электроэнергия тратится на работу автомобильных гаджетов — сигнализации, часах, аудиосистемы, навигации и т.д. Энергопотребление их мало — не более нескольких десятков миллиампер.

    Критические утечки, которые приводят к разрядке батареи, возникают из-за дополнительных потребителей или короткого замыкания в цепи. Определить их можно с помощью мультиметра:

    1. Отключить все устройства, потребляющие энергию. Выключить зажигание и вынуть из замка ключ.
    2. Установить режим измерения постоянной силы тока на 10 А.
    3. Устроить в цепи разрыв — «минус» аккумулятора подключить к разъему СОМ мультиметра, красный щуп соединить с помощью крокодила с бортовой сетью автомобиля.

    В таком состоянии утечек, свыше допустимых 30-50 мА, быть не должно. Но если они присутствуют, придется искать причину. Нештатные потребители могут быть среди установленных самостоятельно устройств — магнитолы, противотуманных фар, подогрева сиденья, сигнализации и т.д.

    Чтобы точно определить, что именно из этого является «виновником» энергопотерь, каждый вид оборудования нужно отсоединить от цепи и повторить испытания.

    Часто расположенные вблизи движущихся частей автомобиля провода перетираются, что может стать причиной короткого замыкания. Поэтому все электрические коммуникации обследуются на наличие повреждений и изолируются.

    Если же и после этих мероприятий добиться устранения утечки не удалось, проверка проводится при отключенных предохранителях и реле. Причины также могут крыться в неисправном генераторе или стартере.

    Как измерить силу тока мультиметром в розетке

    На такой вопрос есть единственно правильный ответ — это невозможно. В розетке присутствует только напряжение на контактах. Ток появится лишь после подключения нагрузки — лампочки или электроприбора.

    Если напрямую подключить мультиметр к розетке, при соединении фазы и 0 в цепи произойдет короткое замыкание, поскольку сопротивление ничтожно мало. В лучшем случае сгорит предохранитель и выйдет из строя сам мультитестер, но последствия могут быть гораздо хуже.

    Автоматическая защита домовой сети отреагирует отключением электропитания. Свет погаснет везде, а розетки не будут работать. Кроме того, искры от перегоревшего тестера могут вызвать пожар, ожог и другие неприятности, поэтому не стоит измерять ток в розетке даже ради эксперимента.

    Как мультиметром измерить силу тока зарядного устройства

    Устройство для зарядки аккумуляторов преобразует переменный ток из сети в постоянный с помощью трансформатора, выпрямителя и стабилизатора напряжения. Для автовладельцев производятся пуско-зарядные устройства — ПЗУ, — которые сочетают функции зарядки аккумулятора и запуска двигателя при севшей батарее. При этом заряда может вовсе не быть или в течение нескольких минут создается частичный заряд, необходимый для начала работы мотора.

    В некоторых моделях ЗУ отсутствует индикация заряда, поэтому есть проблема с определением ампеража. Легко проверить силу тока можно обычным мультимером:

    1. Аккумулятор необходимо снять с автомобиля и подключить к зарядке.
    2. На мультиметре выставить шкалу на 10 А, а красный щуп вставить в разъем тоже на 10 А.
    3. «Плюс» зарядного устройства присоединить к положительному полюсу батареи.
    4. «Минус» зарядника соединить черным щупом с базой мультиметра (гнездо СОМ).
    5. Красный щуп подключить ко второй клемме аккумулятора.

    При включении зарядного устройства в сеть мультитестер покажет силу тока в цепи. Задача будет решена даже без амперметра-индикатора.

    Источник