Cęgi prądowe DC: jak korzystać z narzędzia elektrycznego

Podczas pracy z elektrycznością nie można obejść się bez specjalnych urządzeń i narzędzi. Takie urządzenia obejmują zaciski prądu stałego. Pozwalają zmierzyć wskaźnik napięcia bez uprzedniego przerwania obwodu. Podczas pracy z narzędziem wykorzystywane są różne techniki. Przed wyborem odpowiedniego modelu warto zapoznać się z jego charakterystyką techniczną, mocnymi i słabymi stronami.

Stosowanie kleszczy

Tylko cęgi elektryczne umożliwiają pomiar natężenia prądu stałego lub przemiennego płynącego przez przewody bez przerywania samego obwodu. Żadne inne narzędzie nie poradzi sobie z tym zadaniem. Takie pomiary są niezbędne do kontrolowania ilości energii elektrycznej zużywanej przez urządzenia i instalacje bez zatrzymywania ich pracy. Podczas zabiegu można wykonać instalację lub naprawę sprzętu gospodarstwa domowego.

Dzięki tej funkcji docisk elektryczny jest po multimetrze drugim najpopularniejszym narzędziem dla elektryków. Projekt jednostki obejmuje następujące elementy:

• obwód magnetyczny w postaci szczypiec;
• przycisk do jego ujawnienia;
• przełącznik metody pomiarowej;
• wyświetlacz;
• trzy gniazda na różne sondy;
• przycisk, który naprawia wyniki.

Metody pomiaru

Urządzenie posiada dwa rodzaje czułych elementów, które wykonane są na bazie specjalnego transformatora. W zależności od typu analizatora podzielone są cęgi, które mogą mierzyć zarówno prąd przemienny, jak i stały, a także tylko drugi wskaźnik.

Częściej używane narzędzie wymagane podczas pracy z prądem przemiennym. Wynika to z jego konstrukcji i niskiego kosztu. Urządzenie działa na zasadzie wykorzystania efektu wzmocnienia transformatorowego. Sam pomiar odbywa się w kilku etapach:

• przewodnik jest wprowadzony do przesuwnego obwodu magnetycznego;
• element będzie pełnić rolę uzwojenia pierwotnego transformatora;
• napięcie na wyjściu elementu będzie mierzone jako funkcja ilości prądu przemiennego przechodzącego przez przewodnik.

Innym rodzajem przyrządu są cęgi prądowe DC - pojawił się po odkryciu efektu Halla. Zmienia się napięcie pola magnetycznego wewnątrz przewodnika, co przyczynia się do powstawania potencjału w mierzonym punkcie. W tym przypadku wskaźnik jest równy wartości strumienia przyłożonego do półprzewodnika. Na podstawie tego efektu opracowano czujnik, który wykazuje wrażliwość na bezpośrednie i zmienne pola magnetyczne. Takie urządzenia działają szybko, więc łatwo za ich pomocą wykryć krótkie przepięcia elektryczne.

Praca z narzędziem

Istnieje kilka sposobów pomiaru prądu za pomocą cęgów. Główne parametry, które są brane pod uwagę w tym:

• prąd przepływający przez jeden przewodnik;
• prąd kilku materiałów przewodzących;
• wzmocnienie sygnałów.

Najpopularniejszym sposobem jest pomiar prądu przepływającego przez jeden materiał. W szczypce wkłada się przewodnik, ustawiając jego płaszczyznę prostopadle do instrumentu. Konieczne jest ustawienie na nim odpowiedniego zakresu wskaźników, po którym zostanie wyświetlona wynikowa wartość.

Do obwodu magnetycznego można wprowadzić jednocześnie kilka przewodów. W takim przypadku urządzenie mierzące prąd pokaże różnicę wartości przepływającej energii elektrycznej. Na przykład, jeśli zmierzysz jednoczesne wskaźniki zerowe i fazowe dla sieci domowej 220 V, wówczas przyrząd pokaże upływ prądu w obciążeniu.

Gdy konieczne jest znalezienie wskaźnika małych ilości, zaleca się doprowadzenie wzmocnionego sygnału do czujnika poprzez nawinięcie przewodnika na obwód magnetyczny. Ale rzeczywista wartość przepływającej energii elektrycznej będzie musiała zostać obliczona niezależnie. Aby to zrobić, podziel liczbę pokazaną przez narzędzie przez liczbę zwojów przewodnika.

Odmiany urządzenia

W zależności od funkcjonalności i parametrów istnieje kilka rodzajów mierników cęgowych. Podstawowe narzędzia:

• ze wskazaniem wskaźnika;
• z wyświetlaczem cyfrowym;
• do podłączenia do innych przyrządów pomiarowych;
• urządzenie wysokiego napięcia.

Pierwszymi urządzeniami, w których zaczęto stosować pomiar prądu transformatorowego, był miernik z czujnikiem zegarowym. Podczas pracy można zmienić liczbę uzwojeń w obwodzie wtórnym. Urządzenie ma minimalny koszt, pomiary przeprowadzane są z dużą dokładnością. Wadą jest wąski zakres częstotliwości. Kleszcze tego typu są wrażliwe na uszkodzenia mechaniczne. Najmniejszy wpływ może zmniejszyć dokładność pracy.

Nowoczesne urządzenia posiadają wbudowany układ mikrokontrolera przetwarzający sygnały. Dzięki temu odczyty są łatwiejsze do odczytania, dodatkowo stosowana jest kalibracja zakresu pomiarowego. Zapisy aktualnych wartości mogą pozostać w pamięci urządzenia. Szczypce są łatwe w użyciu, ale mają znaczną wadę - dokładność pomiaru spada w przypadku, gdy kształt impulsów elektrycznych różni się od sinusoidy.

Aby rozszerzyć funkcjonalność oscyloskopów i multimetrów, wykorzystywane są urządzenia, które się z nimi łączą. Osobliwością takich przyrządów jest brak jakichkolwiek wskazań mierzonych wartości. Zaciski umożliwiają pracę z prądem o prawie dowolnej częstotliwości, ale do normalnego pomiaru należy wybrać dodatkowe urządzenie, które ma wyświetlacz lub wskaźnik zegarowy.

Do pracy z sieciami wysokiego napięcia konieczne jest użycie specjalnych narzędzi. Takie urządzenia do pomiaru prądu mają podwyższoną izolację elektryczną, co gwarantuje bezpieczeństwo specjalisty podczas pracy. Zaciski umożliwiają monitorowanie prądu w podstacjach i centrach dystrybucyjnych. Ale możliwe jest zmierzenie tylko prądu przemiennego o wąskim zakresie częstotliwości.

Dodatkowe funkcje

Wiele urządzeń jest uniwersalnych, ponieważ ich urządzenie ma już przetwornik ADC (przetwornik analogowo-cyfrowy) wymagany do pomiaru sygnału analogowego. Ale niektórzy producenci dodają dodatkowe funkcje - możliwość pomiaru temperatury, rezystancji i napięcia. Wybrane modele łączą w sobie możliwości cęgów elektrycznych oraz multimetru lub oscyloskopu. Ich koszt nie jest znacznie wyższy niż cena analogów, ale taniej będzie kupić osobno multimetr.

Szczypce do adapterów mierzą prąd AC i DC, ale nie mają żadnych dodatkowych funkcji. Przed wyborem odpowiedniego przyrządu określa się możliwości, jakie powinien posiadać, dokładność pomiaru, zakres częstotliwości i parametry.

Dane te są porównywane z ceną, co pozwoli wybrać najlepszą opcję, a następnie efektywnie wykorzystać cęgi prądowe.