Измерения напряжения в розетке 220В тестером

Один из основных параметров питающей сети — величина напряжения. От нее зависит не только надежная и длительная работа электрооборудования, но и его работоспособность. Это относится и к бытовым электроприборам. Для измерения напряжения используются специальные приборы — вольтметры. Есть такая функция и у распространенного в быту мультиметра. В этой статье мы выясним, как проверить напряжение в розетке мультиметром самостоятельно.

Как измерить напряжение

Итак, нам кажется, что лампочки горят тускло. Мы решили измерить напряжение в розетке мультиметром. Возьмем наиболее распространенный китайский прибор. Стоит он недорого, а точность и возможности имеет достаточные для бытового использования. Для начала познакомимся с прибором, который в силу своей многофункциональности еще называют тестером. Вот он:

Сверху мы видим дисплей, с которого считываются показания, в центре – поворотный переключатель выбора режима и предела измерения. Смотрим против часовой стрелки:

• OFF – прибор выключен.
• DCV – секция измерения постоянных напряжений.
• Ω – секция измерения сопротивления.
• Проверка полупроводниковых диодов и прозвонка.
• Генератор прямоугольных импульсов (опция).
• Проверка транзисторов (синее гнездо слева).
• DCA – секция измерения тока в цепях постоянного напряжения.
• ACV – секция измерения переменных напряжений.

Справа внизу мы видим три разъема для подключения щупов:

• 10ADC – измерение постоянного тока от 200 мА до 10 А.
• VΩmA – измерение напряжения (постоянное и переменное), сопротивления и тока до 200 мА.
• COM – общий для всех измерений.

Важно! При измерении постоянных напряжений и токов щуп, подключенный к гнезду COM, является минусовым.

Нас интересует секция ACV и два гнезда — VΩmA и COM. Вставляем щупы в гнезда. Обычно чтобы не путаться, черный щуп устанавливается в гнездо COM — это позволяет быстро определить полярность измеряемого постоянного напряжения и диодов. Возьмите это за правило, хотя в нашем случае цвет роли не играет, поскольку переменное напряжение полярности не имеет. Переключатель устанавливаем на секцию ACV, предел измерения — 750 В, поскольку 200 слишком мало, мы просто сожжем мультиметр. На фото выше предел уже выбран. Вставляем щупы в гнезда розетки и на дисплее считываем показания в вольтах.

Наш прибор показал 225 вольт — идеально, поскольку по старым стандартам (ГОСТ 13109-97) оно должно составлять 220 В ±10%, а по новым (ГОСТ 29322-2014) — 230 В ±10%.

Возможно ли определить наличие фазы одним щупом

Хотя переменное напряжение неполярное, сети переменного тока имеют фазу и ноль. Часто при ремонте и монтаже проводки необходимо выяснить, где нулевой провод, а где фазный. Это критично, к примеру, при монтаже выключателей и подключении стационарного оборудования.

Обычно для этих целей используют указатели напряжения, в быту именуемые индикаторными отвертками. Светится индикатор — мы попали на фазу. Не светится — ноль или обрыв. Можно ли такой же фокус провернуть с мультиметром, используя один щуп? Увы, мультиметром вы ничего не определите. Для того чтобы в указателе засветился индикатор, через него должен течь ток. И ток этот течет через наше тело.

Его величина благодаря токоограничивающему резистору, встроенному в отвертку, очень мала и безопасна. Если вы во время измерения не коснетесь контакта, расположенного на противоположном торце указателя, он ничего не покажет.

То же самое произойдет, если мы коснемся провода одним щупом мультиметра. Результата не будет. Взяться за второй щуп, чтобы организовать цепь, через которую потечет ток? Да, если первый щуп установлен на контакт под фазным напряжением, ток потечет, и мультиметр покажет величину этого напряжения. Но ток потечет и через нас! Он будет настолько велик, что мы в лучшем случае получим искры из глаз, в худшем — остановку сердца. Впрочем, фазу таким образом мы найдем, но зарегистрирует сей факт уже врач скорой.

На заметку. Найти фазу мультиметром можно. Для этого нужно замерить напряжение (ACV 700 В) между проверяемым контактом и любым заземленным предметом. К примеру, железной водопроводной трубой или трубой централизованного отопления. Если прибор покажет напряжение, то это фаза. Если нет — ноль или обрыв.

Можно ли померить силу тока в розетке

Определимся, что такое ток и напряжение и чем они отличаются друг от друга.

• Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц (носителей электрического заряда) в веществе или вакууме.
• Напряжение — разность потенциалов между двумя точками (в нашем случае между контактами розетки).

В розетке, к которой не подключена нагрузка, есть разность потенциалов между контактами, но нет направленного движения заряженных частиц (в нашем случае электронов). Ток может течь только в замкнутой цепи. Подключите к розетке настольную лампу, и благодаря разности потенциалов по цепи потечет ток. Разомкните выключатель лампы, и ток прекратится. Поэтому говорить о токе в связи с розеткой, к которой ничего не подключено, бессмысленно, как и не имеет смысла вопрос «Как измерить силу тока в розетке?». Его там просто нет.

Некоторые считают, что ток можно измерить, воткнув в розетку амперметр. Верно. Так мы замкнем цепь, и ток появится. Но так мы измеряем не ток в розетке, а ток, появившийся при подключении нагрузки — мультиметра. А любой амперметр, включая мультиметр, имеет очень малое сопротивление. В противном случае его подключение будет влиять на работу нагрузки. Согласно закону господина Ома ток равен напряжению, деленному на сопротивление.

I = U / R

Напряжение большое (220 В), сопротивление прибора низкое (омы, а то и меньше). При таких значениях ток достигнет огромных величин — сотни ампер — и мы просто сожжем прибор, а, возможно, еще и останемся без глаз, так ничего не измерив и даже не поняв, что случилось.

Важно! Сила тока зависит от сопротивления нагрузки, от ее мощности. Без ее подключения тока в розетке нет и быть не может. Только напряжение, которое вы уже успешно измерили.

Как измерить ток нагрузки

Это уже реальная задача, которую необходимо время от времени решать. Но измерить силу тока в сети переменного напряжения (правильнее тока) напрямую мультиметром нельзя, включив его в разрыв питания нагрузки в режим измерения тока. Прибор в состоянии измерять только постоянные токи (DCA), а в розетке род тока переменный. Но выход есть. Нагрузку нужно подключить через мощный резистор небольшого (единицы, а лучше десятые Ома) заведомо известного сопротивления и измерить напряжение на нем. На схеме это будет выглядеть так:

Дальше – дело техники. Снова воспользуемся формулой Георга Ома:

I = U / R, где:

• I – ток, потребляемый нагрузкой в амперах (А);
• U1 – напряжение на токоизмерительном резисторе (не в розетке!) в вольтах (В);
• R – сопротивление токоизмерительного резистора в омах (Ом).

Предположим, мы включили в розетку ТЭН, а в разрыв цепи его питания подключили резистор сопротивлением 0.1 Ом. При этом напряжение на резисторе составило порядка 2 В. Значит, через цепь резистор течет ток 2 / 0.1 = 20 А. Но последовательно с резистором включен ТЭН, а значит, через него течет такой же ток. Сопротивление резистора во много раз ниже сопротивления нагрузки, так что с очень небольшой погрешностью можно считать, что ток 20 А течет через нагрузку – ТЭН.

Важно! Чем ниже сопротивление токоизмерительного резистора, тем меньше он будет вносить погрешность в измерение тока через нагрузку.

Как посчитать мощность

Вернемся к нашему ТЭНу, потребляющему ток 20 А. Можно ли по известным нам данным определить его мощность? Безусловно. И для этого существует формула, причем простая:

P = I * U, где:

• P – мощность нагрузки в ваттах (Вт).
• I – ток через нагрузку в амперах (А).
• U – напряжение на нагрузке в вольтах (В).

Здесь нам необходим еще один параметр — напряжение на нагрузке. Измеряем мультиметром (см. выше). Можно это сделать прямо в розетке, но лучше провести измерение на клеммах ТЭНа, чтобы исключить влияние сопротивления соединительных проводов. Предположим, измерения показали 218 В. Подставляем значения в формулу и получаем 20 * 218 = 4 360 Вт, или округленно 4,3 кВт.

Просто? С ТЭНом — да. Поскольку он является чисто активной нагрузкой. Верными будут расчеты и для лампочки, утюга, чайника, елочной гирлянды. Все эти приборы представляют собой активную нагрузку. Точно рассчитать потребляемую мощность, скажем, холодильника или напольного вентилятора не получится, поскольку они имеют в  составе электродвигатели, а те, в свою очередь, – реактивную составляющую в нагрузке. И составляющая эта рассчитывается отдельно с учетом еще одного значения – угла сдвига фаз между током и напряжением. Этот параметр указывается в сопроводительной документации на любой электродвигатель и вообще устройство, имеющее ту или иную реактивную составляющую в нагрузке.

Влезать в такие дебри мы сегодня не будем, поскольку это тема для отдельной объемной статьи. Если вас заинтересовал данный вопрос, рекомендуем статью «Амперы в ватты».

Мы выяснили, как при помощи мультиметра измерить напряжение в розетке, а также ток, потребляемый нагрузкой. Как видите, ничего сложного.