Как проверить сопротивление мультиметром: закон Ома, как правильно измерять приборами, выбор омметра

Зачем нужен замер сопротивления электропроводки?

Опасность электричества известна каждому человеку — при непосредственном контакте тела с предметом, находящимся под напряжением, человек, который к нему прикоснется, может получить очень серьезный вред здоровью — вплоть до летального исхода.

Кроме того, разряд, проходящий через электрический провод, может воздействовать на окружающие предметы, вызывая выход из строя электроники и воспламенение дерева или подобных материалов. Чтобы этого не произошло, в проводах используется изолирующая оболочка. Он имеет очень высокий уровень сопротивления, что не позволяет току течь через него.

Однако со временем свойства такой оболочки могут значительно ухудшаться, что приводит к снижению показателя сопротивления и возможности прохождения разряда через защитную изоляцию. Измерение сопротивления электрических проводов призвано помочь вовремя обнаружить такую ​​проблему, а также принять все необходимые меры для ее устранения.

Средства воспроизведения сопротивления

Как выбрать перфоратор

Для определения измерений электрического сопротивления используют:

• Блок сопротивлений представляет собой специальный набор радиоэлементов разного номинала. Эти компоненты специально изготовлены с учетом эталонного сопротивления проводников. При подключении электрического проводника с постоянным или переменным током к резисторной коробке можно подобрать подходящий по размерам резистор и получить на выходе определенное напряжение, которое затем можно измерить вольтметром;
• Катушка – это устройство, работающее по принципу, аналогичному лавочному. Подключив его ко входу устройства, вы можете с помощью имеющихся рычагов и переключателей регулировать значение сопротивления устройства и получать необходимое напряжение на выходе.

Государственный эталон сопротивления

Этот стандарт состояния под индексом ГЭТ 14-91 обычно описывается в следующем виде.

Значения и характеристики эталонного сопротивления

Воспроизводимое значение в омах	6453 и 12906
Сохраненное значение в омах	один
Погрешности для первого типа (А) в частях на миллиард	25
Погрешности для второго типа (B) в частях на миллиард	35
Сумма стандартной неопределенности, ppb	45
увеличение неопределенности в два раза, ppb	90

Статическое и динамическое сопротивление

Согласно теории нелинейных цепей величина сопротивления делится на статическую и динамическую. Первый идентичен закону Ома и равен отношению между напряжением на элементе и током. Динамическое значение нелинейного элемента — это значение, полученное путем деления минимального увеличения напряжения на соответствующее увеличение тока.

Зависимость величины от характеристик проводника

В проводнике носителями электрического тока являются свободные отрицательно заряженные частицы. Поведение в материи подобно газу. Плотность свободных частиц зависит от плотности среды.

Исходя из этого, плотность и структура кристаллической решетки определяются типом проводящего материала и его размерами. Из-за этого на проводимость влияют площадь поперечного сечения и температура. Сопротивление по площади поперечного сечения считается расчетной величиной.

Как проводится замер сопротивления электропроводки?

Для такой исследовательской операции необходим специальный прибор — мегомметр, который может получать информацию об очень больших показателях сопротивления, измеряемых миллионами ом.

Это устройство может быть как ручным, создающим разряд за счет вращения рукоятки, так и автоматизированным, снабженным собственным внутренним источником питания достаточно большой мощности.

При измерении сопротивления нулевой фазы работу необходимо начинать с выполнения всех процедур по технике безопасности.

В частности, перед исследованием линия отключается от источника питания и подключается к временному заземлению примерно на полчаса. После этого заземление снимается, а контакты мегаомметра соединяются с жилами проводов. Сопротивление измеряют последовательно между каждой парой жил, а также между одной из жил и общей оболочкой кабеля или его броней.

После этого временное заземление восстанавливают, так как в линии может остаться электрический заряд большой мощности, и тогда ее снова подключают к источнику питания и потребителям. Цены электролаборатории на эту операцию сравнительно невелики – они позволяют провести исследовательскую работу в срок без малейших проблем.

Нормативные показатели для замера сопротивления электропроводки

При этом, чем выше достигнутый уровень, тем лучше для установки, так как это позволит ей избежать протечек при нормальной эксплуатации. Уровни регулирования будут различаться в зависимости от типа проводки, а также уровня напряжения в ней. Для ознакомления с ними следует изучить данные следующей таблицы:

Как мультиметр измеряет сопротивление

Принцип измерения сопротивления основан на законе Ома, который в упрощенном варианте гласит, что сопротивление проводника равно отношению между напряжением на этом проводе и проходящим по нему током. Формула выглядит так: R (сопротивление) = U (напряжение) / I (ток). То есть сопротивление 1 Ом говорит о том, что по проводу протекает ток номиналом 1 ампер и напряжением 1 вольт.

Следовательно, при пропускании через проводник заранее измеренного тока известного напряжения можно рассчитать сопротивление. По сути, омметр (прибор, измеряющий сопротивление) — это источник тока и амперметр, шкала которого отградуирована в омах.

Какой мультиметр использовать

Измерительные приборы делятся на универсальные (мультиметры) и специализированные, которые предназначены для выполнения операции, но выполняют ее максимально быстро и точно. В мультиметре омметр просто неотъемлемая часть прибора, и его еще нужно включить в правильный режим.

Специализированные же устройства тоже требуют некоторых навыков в использовании — нужно уметь правильно их подключать и интерпретировать полученные данные.

Специализированные измерительные приборы

Из закона Ома понятно, что стандартным мультиметром измерить большие сопротивления не получится, так как в качестве источника питания используется стандартный пальчиковый тип, или батарейка «Крона» — прибору просто не хватает мощности.

Если часто возникает необходимость измерять высокое сопротивление, например изоляции, нужно купить мегаомметр.

В качестве источника питания в нем используется динамо-машина или мощная батарея с повышающим трансформатором — в зависимости от класса устройства он может генерировать напряжение от 300 до 3000 вольт.

Из этого следует вывод, что задача, например, как измерить сопротивление заземления мультиметром, не может иметь однозначного ответа – в этом случае нужно использовать специализированный прибор, предназначенный именно для этой цели.

Измерение проводится по определенным правилам, и использование таких приборов есть у многих специалистов – без специальных знаний получить правильный результат достаточно проблематично.

Теоретически можно проверить сопротивление заземления тестером, но для этого потребуется установка дополнительной электросхемы, для чего потребуется как минимум мощный трансформатор, аналогичный тому, что используется на сварочных аппаратах.

Цифровой и аналоговый мультиметры

Внешне эти единицы легко отличить – цифровые данные отображаются цифрами, а аналоговый циферблат градуирован, а стрелка указывает на нужное значение. Следовательно, цифровое устройство проще в использовании, так как оно сразу показывает готовое значение, а при работе с аналоговым приходится еще и интерпретировать вывод.

Кроме того, при работе с такими приборами необходимо учитывать, что цифровой мультиметр имеет датчик разрядки блока питания — если тока батареи будет недостаточно, он просто откажется работать.

Аналог в такой ситуации ничего не будет значить, а просто даст неправильные результаты.

В остальном для бытовых целей подойдет любой мультиметр, на шкале которого указан достаточный предел для измерения сопротивления.

Включение мультиметра в режим омметра и выбор пределов измерений

Управление мультиметром осуществляется с помощью круглой поворотной ручки, вокруг которой нарисована шкала, разделенная на сектора. Они отделены друг от друга линиями или отличаются по цвету только надписи на них.

Для переключения мультиметра в режим омметра поверните ручку в область в секторе, отмеченном значком «Ω» (омега). Цифры, которые будут обозначать режимы работы, могут быть подписаны тремя способами:

• ом, кОм – х1, х10, х100, МОм. Обычно такие обозначения используются на аналоговых устройствах, где то, что показывает стрелка, еще нужно перевести в известные значения. Если шкала градуирована, например, от 1 до 10, то отображаемый результат необходимо умножать на указанный коэффициент при включении каждого из режимов.

• 200, 2000, 20к, 200к, 2000к. Такая регистрация используется на электронных мультиметрах и показывает, в каком диапазоне можно измерять сопротивление при установке переключателя в определенное положение. Приставка «к» расшифровывается как приставка «кило», которая в Единой системе измерений соответствует числу 1000. Если выставить мультиметр на 200к и он показывает число 186, это означает, что сопротивление равно 186000 Ом.
• Ω — Если на корпусе омметра имеется только такой значок, то мультиметр способен автоматически определять диапазон. Циферблат такого прибора обычно может отображать не только цифры, но и буквы, например, 15 кОм или 2 МОм.

Первые два способа разметки шкалы имеют прямую зависимость между точностью отображения результатов и их погрешностью. Если сразу включить максимальный диапазон, сопротивление порядка 100-200 Ом, скорее всего, будет отображаться неправильно.

Щупы прибора должны быть подключены к правильным гнездам — черному в «СОМ» и красному в том, что, помимо прочих обозначений, является значком «Ω».

Сопротивление и основы его определения

Электрический ток — это движение зарядов в цепи. Путь движения электронов в проводнике не является прямой линией; скорее, это зигзаг, являющийся результатом множества столкновений с атомами материи. Разность потенциалов между двумя контактами стимулирует движение зарядов, а нарушения их движения называются сопротивлением.

Хорошей аналогией для понимания физической сущности величины является сравнение с течением воды по трубе. В этой модели сопротивление потоку зарядов аналогично эффектам трения между жидкостью и поверхностью трубы.

Электрическое сопротивление – это свойство вещества, желательное или нежелательное для конкретного материала с точки зрения его применения. Как свойство проводников, полупроводников и диэлектриков, он используется в широком диапазоне приложений от бытовой электроники до электрических сетей.

Стандартная метрическая единица сопротивления называется ом и обозначается греческой буквой омега (Ом). Основное уравнение, описывающее взаимосвязь между электрическими величинами, называется законом Ома. Названный в честь своего первооткрывателя, немецкого физика, он является одним из важнейших фундаментальных законов электричества. Выражение выглядит как U=IR, где:

• R — сопротивление участка цепи;
• Я настоящая сила в нем;
• U — напряжение на концах.

Устройство и использование

Самый простой способ измерить R — это косвенные вычисления. По закону Ома достаточно знать напряжение и силу тока на участке цепи, чтобы с достаточной точностью определить значение Ω. Хотя этот способ и дает хорошие результаты, сам по себе он не очень практичен для бытовых нужд.

Сопротивление удобно измерять более подходящими для этого приборами — омметрами, по сути, представляющими собой источник напряжения, вольтметр и амперметр, совмещенные в одном корпусе. Наибольшее распространение получили универсальные устройства, включающие эту функцию.

Аналоговые мультиизмерители

Шкала этого прибора реагирует на ток, протекающий через компонент во время испытания. Высокое сопротивление соответствует низкому току, что отражается положением стрелки на левой стороне циферблата, соответственно высокому на правой.

Одной из особенностей устройства является то, что перед использованием его необходимо откалибровать. Это делается замыканием щупов и установкой шкалы на ноль в этот момент.

Каждый раз перед измерением сопротивления мультиметром в другом диапазоне необходимо проверять отклонение от нуля, так как положение стрелки может меняться в разных режимах. Кроме того, после каждого обрыва тестер необходимо калибровать заново, так как само измерение зависит от состояния аккумулятора. Процесс работы с аналоговым мультиметром состоит из следующих шагов:

1. Выберите элемент, сопротивление которого вы хотите узнать.
2. Подключите датчики к устройству. Как правило, в корпусе имеется несколько розеток для подключения и одна из вилок должна быть в общей розетке, а другая в розетке с маркировкой Ω.
3. Выберите нужную область. Оно должно быть таким, чтобы на шкале определялось наиболее точное значение. Обычно переключатель функций устанавливается в режим максимального сопротивления и после первого теста указывается диапазон.
4. Калибровка (обнуление) прибора.
5. Прицеливается и корректирует дальность.
6. Выключите мультиметр. Рекомендуется изменить переключатель для измерения максимального сопротивления. Таким образом, вы можете застраховать себя от повреждения тестера при следующем включении из-за случайного использования без правильных настроек.

Аналоговые мультиметры широко используются в составе контрольно-измерительного оборудования. Они относительно дешевы, предлагают разумный уровень точности и производительности.

Цифровые многофункциональные приборы

измерить сопротивление цифровым мультиметром намного проще и быстрее, чем аналоговым. В первую очередь потому, что при его использовании нет необходимости сбрасывать счетчик. Несколько простых шагов, необходимых для проверки резистора с помощью мультиметра:

1. Выберите компонент, который хотите протестировать.
2. Подсоедините щупы к правильным гнездам. Большинство устройств имеют красные и черные провода и соответствующую маркировку в местах подключения на крышке. Несколько розеток обычно предназначены для подключения красного цвета. Обязательный отмечен знаком Ω.
3. Выберите правильную область. Общий диапазон может варьироваться от 1 Ом до 1 МОм. Некоторые современные устройства оснащены функцией автоматического выбора. При использовании более простых приборов следует начинать работать в областях с высоким импедансом и при необходимости уменьшать пределы измерений для получения более точного результата.
4. Выключите устройство.

Важно помнить, что измерять сопротивление компонентов допустимо только при выключенном токе в исследуемых цепях. Любые показания прибора теряют смысл, если в проверяемом участке есть разность потенциалов.

Область применения мультиметров

Устройство незаменимо для профессионалов и любителей, работающих с электроникой. С его помощью можно понять, что происходит в цепях, найти неисправность и устранить неполадки. В качестве омметра используется радиолюбителями для измерения сопротивления переменных (потенциометров) и постоянных резисторов. Области, в которых широко используются мультиметры:

1. Линии для тестирования радиодеталей. Резисторы, катушки индуктивности и дроссели должны контролироваться производителем на соответствие указанным допускам сопротивления, поэтому работники по контролю качества оснащены мультиметрами.
2. Заводы, производящие переключатели, контакты, реле и предохранители. Необходимо проверить контактное сопротивление на соответствие установленному пределу.
3. Компании, осуществляющие монтаж силовых кабелей и распределительных устройств. Их работа требует постоянного контроля качества соединений для достижения минимально возможного сопротивления. Если этого не сделать, плохие контакты в разъёмах или переключателях рано или поздно выйдут из строя из-за перегрева.
4. Организации, связанные с обслуживанием электроустановок. Основой контроля при такой деятельности является целостность изоляции кабеля. Сопротивление проводов измеряется мегаомметром, но обычно для устранения неисправностей достаточно прозвонить мультиметром элементы, подозреваемые в неисправности.
5. Сервисные центры по ремонту бытовой техники. Все современное электрооборудование управляется электроникой. Измерение сопротивления элементов цепи является одним из важнейших методов диагностики.

Читайте также: ВВГнг(А) 5х10 цена, купить кабель ВВГнг 5*10 по ГОСТ

Возможные погрешности

Как и любой тестер, мультиметр не дает абсолютно точных результатов. Наибольшее значение они принимают при приближении к границам диапазона измерения устройства. Наиболее распространенные трудности связаны с определением малых сопротивлений. Возможные причины деформации:

1. Грязные контакты. Для правильного измерения важно убедиться, что тестируемый компонент не содержит оксидов и других загрязнителей. Высокое сопротивление контактов не позволит измерить значение без искажений.
2. Провели беспорядки. Если тестирование проводится под воздействием внешних магнитных полей, результаты могут отличаться от реальных. Для минимизации эффекта в таких условиях используются зонды с короткими идеально экранированными проводами. Кроме того, явление термоЭДС из-за образования термопар в месте контакта разных металлов также может искажать результаты.

Прозвонка проводов – проверка целостности участка электрической цепи

Существует два способа прозвонки проводов мультиметром, использование которых зависит от наличия звукового сигнала в приборе. Эта функция, если она есть, может быть включена разным положением переключателя на разных устройствах — поэтому обратите внимание на значки, нарисованные на крышке устройства.

Зуммер показан в виде точки, справа от которой нарисованы три полукруга, каждый последующий больше предыдущего. Такой значок нужно искать либо отдельно, либо над наименьшей цифрой из резисторов, либо возле значка диода, который отображается в виде стрелки на линии, острым концом упирающейся в другую линию, перпендикулярную первой.

Если включить тестер в режим прозвонки, он подаст звуковой сигнал, если сопротивление измеряемого проводника меньше 50 Ом. В некоторых устройствах это может быть 100 Ом, поэтому, если требуется точность, проверьте паспорт устройства.

Последовательность набора номера проста и интуитивно понятна – установите переключатель напротив значка зуммера и коснитесь щупами концов проводника, который нужно «набрать»:

• Если провод цел, мультиметр издаст звуковой сигнал.
• Если провод цел, но из-за его длины сопротивление больше того, при котором срабатывает зуммер, на дисплее появится цифра, показывающая значение.
• Если сопротивление значительно превышает диапазон, на который рассчитан данный режим работы, на дисплее будет отображаться единица, а это значит, что нужно перевести переключатель в другой режим и повторить измерение.
• Если целостность провода нарушена, индикации не будет.

Если для «прозвонки» проводников используется аналоговый мультиметр без звукового сигнала, он устанавливается на минимальный диапазон измерения – если стрелка показывает значение, стремящееся к нулю при касании щупами провода, провод цел. То же самое относится и к цифровым приборам без зуммера.

Перед проверкой сопротивления проводников нужно сначала всегда протестировать сам прибор — прикоснуться щупами друг к другу. Также нужно проверить, как прибор реагирует на тело человека – у некоторых людей сопротивление достаточно низкое, и если руками прижать концы провода к щупам, то прибор может показать, что проводник цел, хотя он не является.

Проведение измерений сопротивления и какие могут возникнуть нюансы

Щупы мультиметра подключаются к одним и тем же гнездам и в целом измерение сопротивления производится почти так же, как и целостность проводов, но так как проверять нужно не только целостность проводника, то это процесс имеет некоторые функции.

• Выбор пределов измерения. Когда измеряемое сопротивление хотя бы приблизительно известно, регулятором устанавливается ближайшее большее значение (если мультиметр не определяет его автоматически). Если сопротивление точно неизвестно, стоит начинать измерения с наибольшего значения, постепенно переключая мультиметр на меньшее.

• Когда требуется точность, необходимо учитывать ошибки. Например, если на резисторе указано сопротивление 1 кОм (1000 Ом), то предварительно необходимо учесть допуски на производство, которые составляют 10%. В итоге реальные цифры могут колебаться от 900 до 1100 Ом.

Во-вторых, если взять такое же сопротивление и выставить мультиметр на максимальное значение, например 2000 кОм, прибор может показать единицу, т.е. 1000 Ом. Если после этого перевести переключатель в положение 2 кОм, скорее всего прибор покажет другое — более точное число, например 0,97 или 1,04.

• Если нужно проверить сопротивление детали, припаянной к плате, то хотя бы один из выводов должен быть припаян. В противном случае прибор покажет неверный результат, так как с большой долей вероятности параллельно проверяемой детали имеются другие проводники.

Если проверяется элемент с несколькими выводами, то эту часть необходимо полностью выпаять из схемы.

• Тело человека проводит электричество и имеет определенное электрическое сопротивление. Поэтому, как и в случае впаянных в плату деталей, необходимо исключить возможность контакта с посторонними телами — в данном случае это руки измеряющего.

В крайнем случае можно нажимать на контакт щупа пальцами одной руки, а вот касание другой рукой другой руки категорически недопустимо — результат измерения в этом случае будет заведомо неверным.

• В некоторых случаях необходимо учитывать контактное сопротивление контактов — даже чистый припой или ножки неиспользуемых радиодеталей со временем могут покрыться оксидной пленкой, поэтому желательно зачистить или заскоблить место контакта с конец зонда по крайней мере минимально.

Как проверить сопротивление провода наглядно показано на видео:

Особенности выбора

Сегодня на рынке представлено большое разнообразие приборов, от недорогих бытовых моделей, предназначенных для разовых измерений, до узкоспециализированных тестеров, оснащенных специфическими функциями и возможностями. В таком количестве разных устройств легко запутаться. Выбраться помогут следующие критерии:

1. Площадь. Максимально и минимально возможное значение сопротивления. Мультиметры с расширенными функциями мегаомметров, более востребованные профессиональными электриками, отличаются друг от друга.
2. Точность. Большое влияние на показатель оказывает декларируемая производителем погрешность измерения в определенном диапазоне температур.
3. Длина шкалы. Традиционно мультиметры отображают 4 цифры. Более сложные устройства оснащены расширенным экраном.
4. Выбор района. Автоматическое обнаружение как опция может быть очень полезной для массового тестирования различных компонентов, но эта функция удорожает устройство.
5. Температурный коэффициент. Параметр, существенно влияющий на точность измерений. Как правило, большинство приборов калибруют при температуре окружающей среды 20 °C. Стойкость показаний к перепадам температуры существенно влияет на цену мультиметра.
6. Измерение скорости. Не обязательно для домашнего использования. Большинство омметров снимают примерно одно показание в секунду, но в некоторых случаях этот параметр может определить выбор.
7. Возможность удаленного подключения. Оборудование с портами для передачи данных заметно увеличивает некоторые процессы при большем количестве измерений и обработке измерений.
8. Прочный, влагостойкий и портативный. Определяет условия, при которых тестер будет использоваться.

Общие меры предосторожности

Как и в случае со всеми электрическими устройствами, при измерении сопротивления мультиметром необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности. Соблюдение их помогает уберечь прибор от повреждений и повысить точность результатов. Несколько простых правил, которые следует помнить при работе с мультиметром:

1. Проверяйте только те компоненты, которые отсоединены от цепи. На результаты проверки элементов, включенных в схему, всегда будут влиять все остальные объекты в цепи.
2. Убедитесь, что тестируемая цепь отключена. Иногда бывают обстоятельства, когда измерения отключенных компонентов невозможны. В этом случае очень важно отключить цепь. Помимо того, что любой ток может сделать любое показание недействительным, достаточно высокое напряжение может повредить мультиметры.
3. Разрядите конденсаторы в цепи. Без этого условия измерения непременно будут искажены.
4. Имейте в виду, что диоды в цепи вызывают скачки показаний при изменении направления измерения.
5. Помните, что утечка тока через пальцы может в некоторых случаях исказить показания. При измерении высоких сопротивлений этот эффект становится более заметным.

Большинство устройств способны удовлетворить самые разнообразные потребности домашнего мастера. Покупка даже дешевого мультиметра вряд ли разочарует непрофессионала с большим использованием.

Современные устройства — это надежные конструкции и проверенные годами и десятилетиями алгоритмы обработки данных.