Utilizarea aparatelor de masura - multimetrul

Utilizarea aparatelor de masura - multimetrul

Multimetrul

Utilizarea corecta si in conditii de siguranta a unui aparat de masura este o deprindere extrem de importanta pentru orice electrician sau electronist. Aceasta utilizare prezinta un anumit risc de electrocutare datorita tensiunilor si curentilor prezenti in circuitul de masurat. Din aceasta cauza, trebuie actionat foarte atent atunci cand utilizam aparatele de masura.

Cel mai utilizat aparat de masura electric poarta numele de multimetru. Denumirea vine de la faptul ca aceste aparate sunt capabile sa masoare o plaja larga de variabile, precum tensiune, curent, rezistenta si altele. In mainile unei persoane competente, multimetrul reprezinta un instrument de lucru eficient dar si un dispozitiv de protectie. In mainile unei persoane ignorante sau neatente, acesta poate deveni o reala sursa de pericol la conectarea intr-un circuit alimentat.

Prezentarea generala a unui multimetru

Cu siguranta ca exista o multitudine de modele, fiecare cu caracteristici diferite, totusi, multimetrul prezentat aici este unul general, utilizat pentru prezentarea principiilor sale de baza.

Putem observa ca afisajul este digital, din acest motiv, acest tip de multimetru mai poarta numele de multimetru digital. Selectorul rotativ (setat pe pozitia Off (inchis) in acest caz) se poate gasi in 5 pozitii diferite: 2 pozitii "V" (tensiune), 2 pozitii "A" (curent), si o pozitie Ω (rezistenta). De asemenea, pozitia marcata cu o pereche de linii orizontale, paralele, una continua si cealalta intrerupta, reprezinta curentul continuu, iar pozitia reprezentata cu ajutorul unei forme de unda sinusoidale, reprezinta curentul alternativ. Cu alte cuvinte, intern, multimetrul utilizeaza metode diferite pentru masurarea curentului si a tensiunii in curent continuu respectiv curent alternativ, de aici si necesitatea existentei a doua pozitii pentru fiecare dintre cele doua variabile.

Pe suprafata multimetrului exista trei prize in care putem introduce sondele de test. Sondele nu sunt altceva decat conductori speciali utilizati pentru realizarea legaturii dintre circuit si multimetru. Conductorii sunt acoperitii de o izolatie colorata, neagra sau rosie, pentru a preveni contactul direct, iar varfurile sunt ascutite si rigide.

Sonda neagra va fi tot timpul introdusa in priza neagra a multimetrului, cea marcata cu "COM" (comun). Sonda rosie va fi introdusa fie in priza marcata pentru tensiune si rezistenta (V Ω) sau in cea pentru curent (A), in functie de ce variabila dorim sa masuram.

Utilizarea multimetrului - exemple

Masurarea unei tensiuni de curent continuu

Primul exemplu consta din masurarea unei tensiuni de c.c. la bornele unei baterii. Observati prizele la care sunt conectate cele doua sonde ale multimetrului (V Ω si COM) si faptul ca selectorul este setat pe "V" in curent continuu.

Masurarea unei tensiuni de curent alternativ

Singura diferenta consta in schimbarea pozitiei selectorului pe pozitia "V" in curent alternativ. Din moment ce efectuam tot o masuratoare de tensiune, sondele multimetrului vor ramane conectate in aceleasi prize.

Surse de pericol

In ambele cazuri de mai sus, este extrem de important sa nu atingem varfurile celor doua sonde intre ele, atunci cand acestea se afla in contact cu punctele lor respective din circuit. Daca acest lucru are loc, se va forma un scurt-circuit, lucru pe care nu-l dorim.

Masurarea tensiunilor este probabil cea mai utilizata functie a unui multimetru. Este cu siguranta cea mai folosita metoda pentru asigurarea impotriva electrocutarilor, si din acest motiv, trebuie foarte bine inteleasa de catre utilizatorul acestuia. Fiindca tensiunea este tot timpul relativa intre doua puncte, aparatul de masura trebuie sa fie conectat intre doua puncte din circuit pentru a putea oferi un rezultat satisfacator. Acest lucru inseamna ca ambele sonde trebuie tinute de mainile utilizatorului pentru crearea contactelor. Dar stim deja ca cea mai periculoasa cale pentru curent, in cazul electrocutarilor, este intre cele doua maini, deoarece curentul in acest caz trece direct prin inima; din aceasta cauza, o astfel de masuratoare reprezinta tot timpul un potential pericol.

Daca izolatia sondelor este deteriorata sau crapata, degetele utilizatorului pot intra in contact direct cu conductorii de curent in timpul masuratorilor. Daca putem folosi doar o singura mana pentru ambele sonde, aceasta ar fi cea mai sigura metoda de efectuare a masuratorilor. Cateodata este posibila "agatarea" uneia dintre sonde pe circuit, nefiind nevoiti sa o mai tinem in mana; acest lucru reprezinta o reducere a pericolului electrocutarii. Pentru aceasta operatie, exista accesorii speciale ce pot fi atasate pe varful sondelor.

Tineti minte ca sondele aparatului de masura sunt parte integranta a aparatului insusi. Daca aveti nevoie de accesorii speciale pentru sonde, consultati catalogul producatorului aparatului de masura sau cataloagele altor producatori de echipamente de masura. Nu incercati sa va construiti propriile sonde! Proiectarea sau realizarea lor defectuoasa va pot pune intr-un real pericol atunci cand lucrati intr-un circuit alimentat!

De asemenea, trebuie tinut minte ca multimetrele digitale realizeaza diferenta dintre c.c. si c.a. Dupa cum am vazut mai devreme, atat tensiunile de curent continuu cat si cele de curent alternativ se pot dovedi periculoase; prin urmare, cand folositi un multimetru pentru asigurarea unui circuit impotriva electrocutarii, fiti siguri ca ati efectuat masuratorile atat in c.c. cat si in c.a., chiar daca nu v-ati astepta sa le gasiti pe amandoua!

Numarul masuratorilor necesare

Atunci cand verificam prezenta unor posibile tensiuni periculoase, trebuie sa luam in calcul toate punctele din scenariul respectiv.

De exemplu, sa presupunem ca deschidem un panou electric si gasim trei conductori ce alimenteaza o sursa in curent alternativ. Oprim alimentarea prin intermediul intrerupatorului, incercam sa pornim sarcina pentru a verifica absenta oricarei tensiuni si vedem ca nu se intampla nimic. Urmatorul pas il reprezinta masurarea tensiunii cu ajutorul aparatului de masura.

Prima data verificam aparatul de masura asupra unei surse de tensiune cunoscute, pentru a ne asigura de functionarea sa corecta (priza de c.a., de exemplu). Facem acest lucru si observam ca multimetrul functioneaza corect. Apoi, trebuie sa masuram caderea de tensiune dintre aceste fire ale panoului. Dar tensiunea reprezinta o valoare intre doua puncte, prin urmare, ce puncte trebuie sa luam in considerare?

Adevarul este ca trebuie sa masuram caderea de tensiune intre toate combinatiile posibile, A cu B, B cu C si A cu C. Daca masuram o cadere de tensiune diferita de zero, in oricare din aceste scenarii, circuitul nu se afla intr-o stare de energie zero. Dar asta nu e tot. Un multimetru nu va inregistra tensiunile de c.c. atunci cand selectorul este pozitionat pe c.a. si invers; prin urmare, trebuie sa mai efectuam un set de trei masuratori pentru fiecare din cele doua stari.

Totusi, nici in acest caz nu am reusit sa acoperim toate posibilitatile. Tineti minte ca tensiunile periculoase pot sa apara intre oricare dintre conductori si pamant (in cazul de fata, carcasa metalica a panoului electric). Prin urmare, trebuie sa masuram caderile de tensiune si intre fiecare din cele trei puncte si pamant, atat in c.c cat si in c.a. Acest lucru duce numarul masuratorilor la 12, pentru un scenariu aparent simplu. Desigur, dupa ce toate masuratorile au fost incheiate, trebuie sa re-testam functionarea corecta a multimetrului, prin masurarea unei caderi de tensiune cunoscute (priza, de exemplu).

Masurarea rezistentelor

In cazul masurarii rezistentelor, sondele vor ramane conectate in aceleasi prize ale multimetrului ca si in cazul masuratorilor de tensiune, dar selectorul trebuie pozitionat pe Ω (vezi figura). Masuratoarea se realizeaza simplu, prin pozitionarea varfurilor celor doua sonde pe capetele libere ale rezistorilor.

Atentie insa, masurarea rezistentelor se face doar asupra componentelor nealimentate! Atunci cand multimetrul se afla in modul "rezistenta", acesta se foloseste de o mica baterie interna pentru generarea unui curent mic prin componentul de masurat. Prin sesizarea dificultatii de trecere a curentului prin component, se poate determina rezistenta acestuia. Daca exista o sursa aditionala de tensiune in circuitul format din aparatul de masura si componentul in cauza, masuratorile realizate vor fi gresite. In cel mai rau caz, prezenta unei surse aditionale de tensiune in circuit, poate duce la deteriorarea aparatului de masura.

Continuitatea firelor

Modul "rezistenta" a unui multimetru este foarte folositor si pentru determinarea continuitatii conductorilor. Atunci cand exista un contact bun intre varfurile sondelor, aparatul va indica o valoare aproximativ egala cu 0 Ω. Daca sondele nu ar prezenta nicio rezistenta interna, aceasta masuratoare ar da exact 0 Ω.

Daca sondele nu se afla in contact direct una cu cealalta, sau daca sunt conectate la capetele opuse ale unui conductor intrerupt, acesta va indica o rezistenta infinita, reprezentata de obicei pe afisajul multimetrului prin prescurtarea "O.L." (open loop (eng.) - circuit deschis).

Masurarea curentului cu ajutorul multimetrului

Aceasta reprezinta cea mai complexa si periculoasa aplicatie a multimetrului. Motivul este destul de simplu: curentul de masurat trebuie sa treaca prin aparatul de masura, ceea ce inseamna ca multimetrul trebuie integrat in circuit. Pentru a realiza acest lucru, circuitul initial trebuie oprit, iar multimetrul conectat intre cele doua puncte ale circuitului deschis. Pentru realizarea propriu-zisa a masuratorii, selectorul trebuie sa se afle in pozitia "A", fie in c.a., fie in c.c., iar sonda rosie trebuie introdusa in priza marcata cu "A" (vezi figura).

Urmatorul pas este deschiderea circuitului pentru a putea conecta multimetrul.

Inchiderea circuitul se realizeaza apoi prin multimetru, astfel: conectam varfurile sondelor la capetele libere ale circuitului deschis, sonda neagra la terminalul negativ al bateriei de 9 V, iar sonda rosie la capatul conductorului liber ce duce la bec.

Desi acest circuit, cu o sursa de 9 V, este sigur din punct de vedere al electrocutarilor, in circuitele de putere aceasta metoda reprezinta o adevarata sursa de pericol.

Selectarea curentului sau a tensiunii

La modificarea pozitiei multimetrului din modul "curent" (ampermetru) in modul "tensiune" (voltmetru), se intampla adesea sa schimbam pozitia de pe "A" pe "V" dar sa uitam sonda rosie in priza "A" si nu in priza (V Ω). Daca aparatul de masura este apoi conectat la bornele unei surse de tensiune suficient de mari, rezultatul va fi un scurt-circuit prin aparatul de masura. Atunci cand multimetrul se afla in pozitia "A", acesta este proiectat pentru o rezistenta intre varfurile sondelor ce tinde practic la 0 Ω. In pozitia "V", lucrurile stau exact invers, rezistenta dintre varfurile sondelor este de ordinul mega-ohmilor (MΩ

Pentru a preveni acest lucru, majoritatea multimetrelor produc un avertisment sonor in cazul in care sonda este introdusa in priza "A" iar selectorul este pozitionat pe "V".

Verificarea sigurantei fuzibile interne

Toate multimetrele de calitate sunt echipate cu sigurante fuzibile interne, sigurante ce se ard la trecerea unui curent excesiv prin ele, precum este cazul exemplului anterior. La fel ca toate dispozitivele de siguranta, si aceste sigurante sunt proiectate in primul rand pentru protectia echipamentului si doar apoi pentru protectia utilizatorului.

Un multimetru poate fi utilizat pentru verificarea propriei sigurante prin setarea pe pozitia "Ω", iar sondele pe pozitia "A" respectiv "V Ω". Verificarea se realizeaza prin contactul direct al celor doua sonde.

O siguranta buna va indica o rezistenta foarte mica, pe cand o siguranta arsa va indica tot timpul un circuit deschis (O.L.). Valoarea masuratorii nu este de o importanta foarte mare, atata timp cat este mica.