Електровимірювальні кліщі – принципи роботи

Кліщі струмовимірювальні є приладом, основним призначенням якого є вимірювання електричного струму без розриву електричного ланцюга і порушення його функціонування.

Додатково цей прилад здатний також вимірювати напругу, частоту, температуру (у деяких моделях).

Відповідно до вимірюваних величин поділяються на амперметри, вольтметри, ватметри, фазометри, ампервольтметри.

До найпоширеніших відносяться кліщові амперметри для вимірювання змінного струму, що отримали назву струмовимірювальних кліщів. З їх допомогою можна швидко виміряти струм у провіднику, не розриваючи та не відключаючи електричний ланцюг. Електровимірювальні кліщі можуть застосовуватися в електроустановках до 10000В.

Про призначення багатьох електричних приладів та інструментів відомо будь-якому обивателю – всі знають, навіщо потрібний паяльник чи електричний дриль. Але далеко не у кожного, навіть не на кожному підприємстві знайдуться кліщі.

Незважаючи на це, струмові кліщі призначені для широкого використання, просто дуже багато хто не знає про існування такого приладу і не вміє ним користуватися.

Де застосовуються електровимірювальні кліщі?

Кліщі струмовимірювальні можуть стати незамінним помічником як для побутових споживачів, так і на підприємствах різних масштабів. З їх допомогою можливо:

• - визначати фактичне навантаження у мережі. Щоб визначити навантаження однофазної мережі, здійснюється замір на вступному кабелі, отримане значення струму в амперах множиться на напругу в мережі та косинус кута між фазами (cos φ). Якщо відсутнє реактивне навантаження (потужні індуктивні елементи, дроселі, двигуни), то останнє значення набуває рівної одиниці (cos φ = 1).
• - Вимірювання потужності різних приладів. У разі необхідності вимірюється сила струму ділянки ланцюга з підключеним споживачем. Потужність визначається за описаною вище формулою.
• - для перевірки функціонування приладів обліку споживання електроенергії, наприклад, звіряння показань лічильників із фактичним споживанням.

Конструкція та позначення

В склад електровимірювальних кліщівбудь-якої модифікації входять такі основні частини: кліщі-магнітопровід, перемикач діапазонів та функцій, дисплей, вихідні роз'єми, кнопка фіксації вимірювань. У даній статті розглядаються струмові кліщі марки mastech M266.

Перемикач може бути встановлений в одне із положень режимів вимірювання:

1. - DCV – постійна напруга;
2. - ACV – змінна напруга;
3. - DCA – постійний струм;
4. - ACA – змінний струм;
5. - Ω – опір;
6. - значок діода – перевірка діодів;
7. - значок сигналу – дзвінка із зумером.

Три вхідні роз'єми приладу мають захист від перевантаження. При підключенні приладу чорний провід щупів приєднується до гнізда «COM», а червоний – до гнізда «VΩ». Третій роз'єм, позначений як EXT, застосовується для підключення вимірювача ізоляції.

Порядок вимірювання струму

Перемикач меж встановлюється в положення, яке відповідає необхідному діапазону вимірювання змінного струму. Токові кліщі підключаються до вимірюваного провідника.

Якщо на дисплеї спостерігається лише значення «1», необхідно перемикач меж встановити на більш високе значення, так як виникло перевантаження.

Порядок вимірювання напруги

Червоний провід щупа приєднати до роз'єму «VΩ», чорний – до «COM». Перемикач меж встановити в положення, що відповідає вимірюваному діапазону.

Щупи приєднати до вимірюваного навантаження або джерела напруги. На екрані приладу буде спостерігатися напруга, що вимірюється, а також його полярність. Якщо екрані спостерігається лише значення «1», то перемикач меж необхідно переключити більш високе значення, оскільки виникла навантаження.

Порядок виміру опору

Щупи приладу так само, як і при вимірі напруги. Перемикач діапазонів встановити на діапазон Ω. Якщо прилад використовується для продзвонювання, перемикач потрібно встановити у відповідне положення. Якщо опір вимірюваної ділянки схеми менше 50 Ом, то звучатиме сигнал зумера.

Електровимірювальні кліщі – принципи роботи

У роботу найпростіших струмовимірювальних кліщів змінного струму покладено принцип одновиткового трансформатора струму.

Його первинна обмотка є нічим іншим, як дріт чи шину, у якій вимірюється струм. Вторинна обмотка, що має більше витків, намотана на роз'ємний магнітопровід і знаходиться в самих кліщах. До вторинної обмотки підключено амперметр.

Вимірявши струм, який протікає у вторинній обмотці з урахуванням відомого коефіцієнта трансформації вимірювального трансформатора можна отримати величину струму, що вимірюється в провіднику.

Зауважимо, що за допомогою струмовимірювальних кліщівВимірювати струм (а по суті - навантаження) в ланцюгу зовсім не складно і дуже зручно. Сам процес виміру полягає в наступному.

За допомогою рукоятки виставляється величина, що вимірюється. Кліщі розмикаються, у яких пропускається провідник, рукоятка відпускається і кліщі замикаються. Подальший порядок використання електровимірювальних кліщів такий самий, як і при поводженні зі звичайним тестером.

Приєднувати кліщі можна як до ізольованого, так і до неізольованого дроту. Найголовніше – охоплюватись повинна лише одна шина. На індикаторі приладу відображається величина струму вимірюваного ланцюга.

Таким чином, якщо охопити провідник і натиснути кнопку, після розмикання магнітокопроводу на екрані приладу збережеться зафіксоване вимірюване показання приладу.

По струмопровідній частині, яка охоплена магнітопроводом, проходить змінний струм. У магнітопроводі створюється змінний магнітний потік, в результаті якого у вторинній обмотці виникає електромагнітна індукція – по ній (вторинній обмотці) починає протікати струм, що вимірюється амперметром.

Сучасні струмовимірювальні кліщівиконуються за схемою, в якій поєднується трансформатор струму та прилад. Вона дозволяє висновки вторинної обмотки приєднувати до вимірювального пристрою через набір шунтів, а не безпосередньо.

Як користуватися струмовимірювальними кліщами

Як виміряти навантаження мережі у квартирі?

Перемикач діапазонів встановлюється в положення АСА 200. Розкривши струмові кліщі, на введенні в квартиру охопити ними ізольований провід, зафіксувати показання, що з'явилися на екрані приладу.

Отримана величина множиться на напругу мережі 220, косинус береться рівним одиниці.

приклад. Допустимо, прилад показує 6А. Це означає, що навантаження мережі квартири складає:

Р = 6 · 220 = 1320 Вт = 1.32 кВт.

За цими даними можна перевірити правильність роботи лічильника споживаної електроенергії, відповідність фактичного навантаження вступного кабелю та ін.

Маленька хитрість при вимірах

Як можна виміряти невеликий струм за допомогою електровимірювальних кліщів?

Для того, щоб виміряти струмовимірювальними кліщаминевелику силу струму, необхідно провід, на якому потрібно дізнатися про струм, намотати кілька разів на розімкнений магнітопровід. Межу вимірювання встановити на мінімальне значення.