Cách sử dụng đồng hồ vạn năng để đo dòng điện

Ngày nay có rất nhiều tiện ích và thiết bị điện tử, được thiết kế cho nhiều mục đích khác nhau. Yếu tố chung là chúng đều chạy bằng điện. Loại thứ hai có hai dạng: dòng điện một chiều (DC) và dòng điện xoay chiều (AC). Khả năng đo các dòng điện này đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các sự cố trong mạch điện tử hoặc thiết bị. Chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn cách đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số.

Hiểu hiện tại bằng các thuật ngữ đơn giản

Có thể hiểu đơn giản dòng điện là sự tương tự của hệ thống dòng nước bên trong một tòa nhà, nơi nước được bơm từ mặt đất lên bể chứa trên cao, và nước chảy trở lại mặt đất qua các đường ống. Một hệ thống điện khá giống nhau: các electron được di chuyển trong mạch thay vì nước. Các thành phần khác của hệ thống điện cũng có thể được hình dung bằng cách sử dụng cùng một mô hình.

Điểm giống nhau giữa cả hai hệ thống

Đầu cực dương của nguồn điện (ví dụ: pin) tương tự như mức của bể chứa trên cao và đầu cực âm với mức đất. Hiệu điện thế này giữa cả hai đầu được gọi là điện áp và được đo bằng vôn, viết tắt là “V”.

Bể càng cao thì áp suất của nước càng lớn. Tương tự, hiệu điện thế giữa các cực của pin càng cao thì áp suất điện (hiệu điện thế) càng lớn. Chính hiệu điện thế này sẽ thúc đẩy dòng điện chạy qua mạch. Hiệu điện thế càng lớn thì dòng điện chạy trong mạch càng nhiều. Dòng điện được đo bằng ampe, viết tắt là “A”.

Điện áp được đo trên các cực của nguồn điện (giống như đo chiều cao của bể chứa trên cao). Dòng điện được đo bên trong mạch (tương tự như đo nước bằng đồng hồ đo lưu lượng). Dòng điện được đo bằng ampe kế, được bao gồm trong đồng hồ vạn năng.

Các tính năng đo hiện tại của đồng hồ vạn năng

Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số có màn hình LCD, bộ chọn xoay và các cổng để kết nối các dây thăm dò. Nó thường được cung cấp bởi pin 9V. Hai đầu dò cần được kết nối với các cổng tương ứng tùy thuộc vào loại phép đo. Đầu dò màu đen được kết nối với COM (viết tắt của “common”), kết nối với đất. Đối với đầu dò màu đỏ, đối với dòng điện thấp, cổng mA được sử dụng; đối với dòng cao, cổng 10A được sử dụng.

Đối với 10A, cảnh báo trên đồng hồ vạn năng của chúng tôi hiển thị “TỐI ĐA 10A KHÔNG ĐƯỢC SỬ DỤNG CHO 10 GIÂY TỐI ĐA” (của bạn có thể khác). Điều này có nghĩa là đồng hồ vạn năng có thể chịu được dòng duy trì 10A trong tối đa 10 giây trước khi các dây bên trong đủ nóng và có thể sẽ nóng chảy.

Đo vẽ hiện tại của các thành phần điện tử DC

Một bảng kiểm tra được thiết lập với một bộ pin, đèn LED, còi, một động cơ tốc độ thấp và một động cơ tốc độ cao. Sử dụng các công tắc, từng công tắc này sẽ được bật nguồn lần lượt để đo dòng điện.

Đây là sơ đồ mạch của bảng kiểm tra. Dòng điện có thể được đo bằng cách mắc nối tiếp đồng hồ vạn năng tại bất kỳ phần nào của mạch.

Để thuận tiện, các đầu dò được kết nối gần pin hơn. Điều này sẽ giúp đo dòng điện khi bất kỳ hoặc tất cả các công tắc được bật. Đầu dò màu đen được kết nối với cực âm của pin và đầu dò màu đỏ được kết nối với dây còn lại để tạo thành một mạch nối tiếp.

Trước khi tiến hành đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng, bạn nên ước lượng sơ bộ về dòng điện sẽ đo. Điều này là bắt buộc vì đầu dò màu đỏ cần được kết nối với đúng cổng của đồng hồ vạn năng.

Để ước tính, hãy tìm các thông số kỹ thuật của thành phần. Ví dụ: nếu động cơ DC 5V có định mức công suất 0,5W:

• Hiện tại = Nguồn / Điện áp
• Hiện tại = 0,5 / 5
• Dòng điện = 0,1A = 100mA

Bây giờ bạn đã có giá trị gần đúng của dòng điện, hãy kết nối dây dẫn với cổng mA thông thường và đặt công tắc xoay của đồng hồ vạn năng thành 200mA.

Tuy nhiên, trong thực tế, việc bắt đầu với giá trị cao hơn trên mặt đồng hồ vạn năng và di chuyển đến các giá trị thấp hơn để có độ chính xác sẽ nhanh hơn. Nếu bạn không có quyền truy cập vào thông số kỹ thuật của linh kiện điện tử, đây là điều bạn nên làm.

Đèn LED được biết là tiêu thụ điện năng thấp, vì vậy đồng hồ vạn năng được đặt để đo dòng điện bằng miliampe (mA). Khi đo, hai đèn LED sáng chỉ tiêu thụ 7,43mA.

Tương tự, còi không tiêu tốn nhiều điện năng. Nó thậm chí còn tiết kiệm hơn ở 2.04mA.

Đo dòng điện của động cơ tốc độ thấp cho thấy 0,37A (370mA). Lưu ý rằng cổng vạn năng và mặt số quay đã được thay đổi thành 10A.

Động cơ tốc độ cao, như mong đợi, thậm chí còn tiêu thụ nhiều hơn ở 0,53A (530mA).

Đo dòng điện AC

Không giống như dòng điện một chiều, dòng điện xoay chiều (AC) không tìm thấy nhiều ứng dụng trong điện tử hạ áp. Đó là lý do nhiều đồng hồ vạn năng không có ampe kế xoay chiều. Nhưng đối với những thứ đó, đo AC là một quá trình tương tự như DC; Tuy nhiên, mặt số quay cần được đặt thành AC.

Đo dòng điện trong thiết bị AC

Lợi ích chính của AC là tổn thất điện năng tối thiểu trong quá trình truyền tải trên một khoảng cách xa. Điện áp xoay chiều được giảm xuống bằng cách sử dụng máy biến áp và cấp cho các thiết bị. Các thiết bị nhỏ hơn chuyển đổi dòng điện thành DC và sử dụng nó (ví dụ như bộ sạc điện thoại và máy tính xách tay). Các thiết bị lớn hơn sử dụng AC trực tiếp (ví dụ bao gồm máy nước nóng và động cơ).

Điện áp cấp cho các thiết bị này thay đổi trong khoảng 120V đến 230V tùy thuộc vào tiêu chuẩn được các quốc gia khác nhau áp dụng. Điều quan trọng cần lưu ý là các điện áp này đủ cao để gây thương tích hoặc thậm chí gây nguy hiểm đến tính mạng con người nếu được xử lý mà không có biện pháp phòng ngừa thích hợp. Vì dòng điện được đo bên trong mạch, nên KHÔNG sử dụng đồng hồ vạn năng khi đo dòng điện xoay chiều cao áp.

Những gì bạn có thể làm là sử dụng đồng hồ kẹp để đo dòng điện xoay chiều. Đồng hồ sử dụng điện từ trường của dòng điện xoay chiều để đo dòng điện, không cần tiếp xúc với dây dẫn nên rất an toàn. Kẹp cần được đặt xung quanh dây và số đọc sẽ được hiển thị; nó có thể đo dòng cao tới 1000A.

Tuy nhiên, có một vấn đề với đồng hồ kẹp. Kẹp chỉ nên được đặt xung quanh một dây để có số đọc. Tuy nhiên, dây nguồn của các thiết bị thường là một nhóm ba dây (dây sống, dây trung tính và dây nối đất). Vì vậy, một ampe kế ổ cắm trên tường sẽ là lý tưởng để đo dòng điện của thiết bị.

Đo lường và giám sát dòng điện trong các tiện ích 5 Volt

Nhiều thiết bị hiện đại được cung cấp bởi bộ điều hợp USB 5V và bộ sạc dự phòng. Sẽ rất hữu ích khi đo dòng điện để hiểu các chỉ số quan trọng, chẳng hạn như để không sạc pin quá mức trong quá trình sạc. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng đồng hồ vạn năng thông thường: bạn có thể sử dụng cáp mở rộng USB, tháo ống bọc, cắt dây dương, sau đó kết nối các đầu của nó với đầu dò của đồng hồ vạn năng và đo dòng điện. Tuy nhiên, đó là một giải pháp rườm rà.

Điều dễ dàng hơn là sử dụng đồng hồ vạn năng USB được thiết kế đặc biệt để đo hai thông số quan trọng là điện áp và dòng điện. Chỉ cần kết nối nó theo dòng và các bài đọc sẽ được hiển thị không liên tục.

Máy đo đơn giản nhưng lại là một thiết bị rất hữu ích. Giả sử bạn mua một chiếc iPhone Pro Max 14 mới mà không có bộ sạc chính thức của Apple. Bạn mua riêng bộ sạc của bên thứ ba, tin tưởng vào các nhãn dán và cắm nó vào. Điều gì xảy ra tiếp theo tùy thuộc vào mức độ may mắn của bạn. Các kết quả có thể có trong khoảng giữa tiếng bíp và tiếng kaboom.

Một lựa chọn khôn ngoan hơn là kiểm tra bộ chuyển đổi trước khi cắm nó vào điện thoại đắt tiền của bạn. Nếu có sự cố, điều tồi tệ nhất có thể xảy ra là chiếc đồng hồ USB rẻ tiền sẽ bị nổ tung chứ không phải chiếc điện thoại hơn 1000 đô la của bạn.

Bạn cũng có thể sử dụng đồng hồ đo USB để kiểm tra các cổng máy tính và đảm bảo điện áp đúng và đủ cường độ dòng điện được cung cấp để điều khiển các thiết bị ngoại vi như ổ cứng USB.

Đồng hồ USB cũng có thể được sử dụng để theo dõi liên tục. Cần kiểm tra điện thoại không có đèn báo sạc LED bằng cách bật màn hình để xem quá trình sạc đã hoàn tất chưa. Một ampe kế USB ghi cường độ dòng điện liên tục chạy qua đoạn mạch. Đọc dòng điện cao có nghĩa là điện thoại vẫn đang sạc; mức thấp có nghĩa là quá trình sạc đã hoàn tất.

Các máy tính một bo mạch như Raspberry Pi cũng được cấp nguồn bởi USB 5V. Hiệu suất của Pi bị ảnh hưởng trực tiếp bởi chất lượng của nguồn điện. Bạn có thể nhận thấy đèn đỏ nhấp nháy trên bảng Pi, điều này cho thấy nguồn điện không đủ. Với đồng hồ vạn năng USB, bạn có thể theo dõi điện áp và dòng điện đi đến Pi, điều chỉnh nguồn điện và trích xuất hiệu suất tốt nhất.

Hiểu và đo dòng điện thật dễ dàng

Bây giờ bạn đã biết cách đo dòng điện bằng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số và đồng hồ kẹp hoặc đồng hồ vạn năng USB. Cùng với việc đo dòng điện, đồng hồ vạn năng có thể được sử dụng để đo điện áp, điện trở và nhiều thông số điện khác. Học cách sử dụng một thiết bị là cửa ngõ để hiểu thế giới điện tử.