Струмовимірювальні кліщі – що це таке і як ними користуватися

Струмовимірювальні кліщі – що це таке і як ними користуватися

Правила вимірювань свідчать, що вольтметр підключається до необхідної ділянки електричного кола паралельно, а амперметр – послідовно. Отже, щоб заміряти силу струму, треба штучно створити розрив ланцюга і підключити до нього вимірювальний прилад. Для спрощення і прискорення вимірювань використовуються кліщі струмовимірювальні, які працюють за принципово іншого методу – їх пристрій дозволяє заміряти інтенсивність електромагнітного поля, що завжди виникає навколо провідника.

Пристрій струмовимірювальних кліщів

Спочатку, електровимірювальні кліщі представляли собою трансформатор, до якого підключений вимірювальний прилад – амперметр.

Кліщі, які є видимою частиною пристрою, одночасно є первинною обмоткою трансформатора. Якщо всередині неї помістити провідник, по якому протікає електричний струм, то завдяки електромагнітному полю він активується на обмотку трансформатора. Далі струм переходить на вторинну обмотку, з якої вже знімаються показання амперметром.

Перші моделі кліщів створювалися як доповнення до вимірювальних приладів, просто дозволяє зручніше контактувати з вимірюваним ділянкою ланцюга.

Показання амперметра, які виходили з їх допомогою, доводилося додатково перераховувати, враховуючи коефіцієнт трансформації, що вказувався на приладі. Також сам принцип роботи дозволяв вимірювати значення тільки змінного струму, так як з постійним трансформатор не працює – щоб його заміряти потрібно було користуватися іншими пристроями.

Сучасні прилади можуть бути використані як для змінного, так і як кліщі для точного вимірювання постійного струму, але в останньому випадку на таких пристроях використовується не амперметр, а датчик Холла, який безпосередньо вловлює наявність і напруженість електромагнітного поля.

Такі моделі трохи дорожче, але відрізняються більш високою якістю і точністю роботи.

Також використання вимірювальних кліщів в парі з цифровим мультиметром позбавляє оператора від необхідності обчислювати вимірюється значення струму, так як калькулятор вже вбудований в схему приладу.

Можливості струмовимірювальних кліщів

Якщо спочатку кліщі створювалися як доповнення до професійних вимірювальних приладів, то подальші можливості промисловості по мініатюризації і спрощення пристроїв зробили цей прилад відносно недорогим і доступним рядовим користувачам для побутового застосування.

При цьому сфера його використання стає дедалі більше і тільки стандартні завдання, які можна виконувати з його допомогою включають такі пункти:

  • Вимірювання сили струму в окремо взятому провіднику, який мало того, що ні від’єднаний від схеми, а й перебуває під напругою.
  • Визначення фактичної потужності будь-якого електроприладу в різні моменти часу і в залежності від навантаження.
  • Визначення фактичної навантаження на всю електромережу будинку або квартири «в реальному часі».
  • Перевірка електромережі на предмет несанкціонованого підключення.
  • Перевірка наявності витоку струму на корпус електроприладу.

Переваги і недоліки

Струмовимірювальні кліщі набули широкого поширення завдяки ряду переваг, що визначають вибір на їхню користь, при необхідності мати «на підхваті» відповідний пристрій:

  • Максимально можлива простота, розміри пристрою і точність вимірювань.
  • Можливість використання для замірів в високовольтних ланцюгах і мікрострумів.
  • Принцип роботи кліщів дозволяє створювати пристрої різного дизайну і функціоналу.

  • Простота інтеграції з іншими електровимірювальними пристроями. Наприклад, дуже ефективними показали себе струмові кліщі, суміщені з мультиметром – кордони можливостей для побутового застосування у таких пристроїв дуже складно собі уявити, так як вони можуть бути укомплектовані датчиком температури і іншими «пляшками», що розширюють функціонал.

Пристрій максимальне просте у використанні його освоєння навіть на інтуїтивному рівні є будь-якій людині мало-мальськи знайомому з основами електротехніки.

Використовуючи електровимірювальні кліщі треба враховувати деякі властиві таким пристроям недоліки:

  • Так як прилад реагує на електромагнітне поле, тобто деяка залежність від положення дроти всередині первинної обмотки (кільця) і його положення – бажано мати у своєму розпорядженні кліщі перпендикулярно измеряемому провіднику.
  • Чутливе пристрій може бути дуже вразливе до струмів наведення, які можуть виникати при наявності великої кількості провідників поруч з вимірюваним.
  • Простота схеми пристрою відкриває широкі можливості для виготовлення неякісних клонів пристроїв зарекомендували себе виробників. Такі копії не комплектуються належними схемами захисту і точність їх показань залишає бажати кращого.

Різновиди струмових кліщів

Залежно від використовуваної схеми і навіть зовнішнього вигляду самого пристрою, електровимірювальні кліщі поділяються на кілька типів:

  • Стрілочні. Прилад аналогового типу, активною частиною якого є одновиткового трансформатор змінного струму, а вимірювальний прилад приєднаний до його вторинної обмотці. Це одні з перших моделей струмовимірювальних кліщів – вони відрізняються невисокою вартістю і наочністю виведення результатів вимірювань в разі зі змінною силою струму. Загальний недолік таких пристроїв – висока чутливість до механічних коливань – якщо прилад не перебуває на твердій поверхні то результат вимірювання може бути показаний неправильно. Також для використання таких приладів потрібен певний навик – найчастіше доводиться вручну переводити показання амперметра в реальні значення відповідно до коефіцієнта трансформації. Ще такий прилад розрахований на певну частоту електричного струму.
  • Цифрові. Висновок показань на дисплей такого приладу визначається мікро контролером, який автоматично робить всі необхідні обчислення і (в залежності від моделі) може бути налаштований на відображення безпосередньо сили струму або потужності.

  • Мультиметр. Універсальний пристрій класу все-в-одному – вимірювальні кліщі вбудовані прямо в корпус приладу, що визначає зручність його використання. Кількість функцій і способів вимірювання визначається моделлю мультиметра, тому правильною назвою пристрою буде не електричні кліщі з мультиметром а навпаки. Найчастіше такі прилади працюють з датчиком Холла, тому їх можна використовувати як струмові кліщі постійного струму.
  • Високовольтні. Основне застосування – електричні ланцюги, з струмом стандартної частоти і напругою, що перевищує 1 кВ. Такі пристрої мають підвищену стійкість ізоляції і додатково можуть кріпитися на діелектричній штанзі, щоб оператор не наближався впритул до провідника, з якого беруться заміри. Це спеціалізоване професійне пристрій, який призначений тільки для однієї єдиної функції – вимір змінного струму. При необхідності заміряти силу постійного струму використовуються інші пристрої і методи.

Порядок роботи з струмовимірювальні кліщі

Способи вимірювання за допомогою струмовимірювальних кліщів в цілому нічим не відрізняються при використанні побутових мультиметров (до 1000 Вольт) або професійних (понад 1000 Вольт) приладів.

Розрахований на домашнє використання тестер з кліщами матиме набагато більше функцій, а спеціалізованим пристроєм в побутових умовах найчастіше буде нічого вимірювати.

Залежно від мети вимірювань, весь процес за допомогою кліщів, суміщених з мультиметром, буде проходити в такий спосіб:

  • Серед проводів виділяються той, з якого треба зняти показання. Якщо обхопити кліщами відразу кілька провідників, то результат вимірювання буде неправильним.
  • На тестері виставляється необхідний режим і діапазон. Якщо вимірюється змінний струм, то це будуть літери AC, а коли прилад підтримує вимір постійного, то DC. При цьому, на шкалі треба вибрати значення трохи більше того, яке планується виміряти. Якщо передбачувана сила струму невідома, то почати вимірювання треба з найбільшою шкали.
  • Кліщі розкриваються і потрібні провідник поміщаються всередині. Для найбільш точного вимірювання провід бажано розташувати по центру контуру, перпендикулярно корпусу приладу.
  • Вимірювання відбудеться автоматично і на дисплеї відобразяться результати.

Корисні нюанси проведення вимірювань

Знання деяких фізичних законів і особливостей будови приладу дозволять розширити сферу його застосування.

Якщо струм в провіднику дуже маленький і тестер не може точно його визначити, то можна «допомогти» приладу, намотавши провідник на одну з половинок кліщів. В такому випадку на дисплеї з’явиться сума струмів і щоб дізнатися точне значення треба розділити отриманий результат на кількість витків.

Якщо струм більше того, що може показати тестер, то на дисплеї з’явиться одиниця. В такому випадку треба виставити більший діапазон вимірювань і повторити заміри.

Виявити струм витоку вийде і без пошуку його наявності на заземляющем дроті (приєднаний до корпусу приладу). Для цього можна скористатися здатністю тестера показувати суму струмів кількох поміщених в електровимірювальні кліщі провідників. Якщо обхопити кліщами відразу фазу і нуль, то на дисплеї повинен висвітитися нуль, так як наведені електромагнітні поля взаємно компенсуються (вони повинні бути однаковими по силі і різними по напрямку). У разі наявності витоку, значення на дисплеї буде відмінним від нуля – якщо це так, то треба шукати місце пробою ізоляції на корпус.

Якщо на корпусі вимірювального приладу є кнопка «Hold», це допоможе вимірювати струм в важкодоступних місцях, наприклад, якщо тестером туди можна дотягнутися, а дисплей при цьому видно не буде. В такому випадку треба обхопити струмовими кліщами провід, натиснути на цю кнопку і отриманий результат зафіксується на дисплеї – тепер його можна подивитися в зручному місці.

Що потрібно враховувати при виборі пристрою

На ринку представлена ??велика кількість пристроїв, функціонал яких помітно різниться, що безпосередньо впливає на його вартість. Купуючи кліщі універсальні струмові, треба враховувати, що це все-таки спеціалізований інструмент для визначення сили струму в провіднику, що знаходиться під напругою. Тому варто для себе вирішити – чи потрібні в цьому приладі такі функції, наприклад, як перевірка конденсаторів, діодів і транзисторів.

Все те ж саме вміє робити звичайний мультиметр, тільки його габарити і вага при цьому набагато менше, але, це в будь-якому випадку справа смаку.

Основні завдання, які повинен виконувати прилад:

  • Вимірювання сили струму і напруги (в ідеальному варіанті змінного і постійного).
  • Прозвонка проводів (бажано зі звуковим сигналом)
  • Визначення частоти струму.

Бажані опції, які в деяких випадках полегшують роботу:

  • Фіксація результатів вимірів – кнопка «Hold»
  • Можливість виставлення нуля – якщо сусідні дроти дають наводку.
  • Можливість виміру струму пускового кидка, який в кілька разів більше номінального.
  • Автоматичний вибір діапазону при відображенні результатів.
  • Плюсом буде можливість підключення термощупа для вимірювання температури.
  • Великий дисплей з підсвічуванням.

Також в обов’язковому порядку треба звернути увагу на якість пластика, відсутність на поверхні пристрою металевих деталей і які використовуються елементи живлення (щоб їх можна було без проблем знайти і замінити, якщо буде потреба)

Наочно про струмові кліщі на відео:

Як підсумок – вимірювальні струмові кліщі цей пристрій, що значно спрощує роботу професійного електрика і домашнього майстра, який звик все робити своїми руками. Використання приладу, в цілому, не відрізняється від проведення вимірювань тестером або мультиметром – воно інтуїтивно зрозуміло і доступно навіть людям з мінімальними навичками, але в ряді випадків знадобляться деякі знання для інтерпретації отриманих результатів вимірювань.

Ссылка на основную публикацию