Al giorno d'oggi sono disponibili così tanti gadget e apparecchi elettronici, progettati per una vasta gamma di scopi. Il fattore comune è che sono tutti alimentati dall'elettricità. Quest'ultimo si presenta in due forme: corrente continua (DC) e corrente alternata (AC). La capacità di misurare queste correnti è fondamentale per identificare i problemi in un circuito o apparecchio elettronico. Ti mostreremo come misurare la corrente con un multimetro digitale.
Comprendere la corrente in termini semplici
La corrente elettrica è semplice da capire con l'aiuto dell'analogia di un sistema di flusso d'acqua all'interno di un edificio, dove l'acqua viene pompata dal terreno al serbatoio sopraelevato e l'acqua scorre di nuovo a terra attraverso il tubi. Un sistema elettrico è abbastanza simile: gli elettroni vengono spostati attraverso il circuito invece dell'acqua. Utilizzando lo stesso modello è possibile visualizzare anche altri componenti dell'impianto elettrico.
Somiglianze tra i due sistemi
Il terminale positivo della fonte di alimentazione (ad esempio, una batteria) è simile al livello del serbatoio aereo e il terminale negativo al livello del suolo. Questa differenza di potenziale tra i due terminali è chiamata tensione ed è misurata in volt, abbreviato in "V".
Più alto è il serbatoio, maggiore è la pressione dell'acqua. Allo stesso modo, maggiore è la differenza di potenziale tra i terminali della batteria, maggiore è la pressione elettrica (tensione). È questa tensione che guida la corrente attraverso il circuito. Maggiore è la tensione, più corrente circola nel circuito. La corrente è misurata in ampere, abbreviata in "A".
La tensione viene misurata attraverso i terminali della fonte di alimentazione (proprio come misurare l'altezza del serbatoio sopraelevato). La corrente viene misurata all'interno del circuito (simile alla misurazione dell'acqua con un flussometro). La corrente viene misurata utilizzando un amperometro, che è incluso in un multimetro.
Funzioni di misurazione della corrente di un multimetro
Un multimetro digitale ha un display LCD, un selettore rotativo e porte per collegare i fili della sonda. Di solito è alimentato da una batteria da 9V. Due sonde devono essere collegate alle rispettive porte a seconda del tipo di misurazione. La sonda nera è collegata a COM (abbreviazione di "comune"), collegata a terra. Come per la sonda rossa, per basse correnti si utilizza la porta mA; per correnti elevate viene utilizzata la porta 10A.
Per 10A, l'avviso sul nostro multimetro mostra "UNFUSED 10A MAX For 10 SECONDS MAX" (il tuo potrebbe essere diverso). Ciò significa che il multimetro può sopportare un flusso sostenuto di 10 A per un massimo di 10 secondi prima che i fili all'interno diventino abbastanza caldi e possano sciogliersi.
Misurazione dell'assorbimento di corrente dei componenti elettronici CC
Una scheda di test è configurata con un pacco batteria, LED, cicalino, un motore a bassa velocità e un motore ad alta velocità. Utilizzando gli interruttori, ognuno di questi verrà acceso a sua volta per misurare la corrente.
Questo è lo schema elettrico della scheda di test. La corrente può essere misurata collegando il multimetro in serie in qualsiasi parte del circuito.
Per comodità, le sonde sono collegate più vicino alla batteria. Questo aiuterà a misurare la corrente quando uno o tutti gli interruttori sono accesi. La sonda nera è collegata al terminale negativo della batteria e la sonda rossa è collegata all'altro filo per formare un circuito in serie.
Prima di procedere alla misurazione della corrente con un multimetro, è opportuno avere una stima approssimativa della corrente che verrà misurata. Questo è necessario perché la sonda rossa deve essere collegata alla porta corretta del multimetro.
Per stimare, cercare le specifiche del componente. Ad esempio, se un motore a 5 V CC ha una potenza nominale di 0,5 W:
- Corrente = Potenza / Tensione
- Corrente = 0,5 / 5
- Corrente = 0,1 A = 100 mA
Ora che hai un valore approssimativo della corrente, collega il cavo alla normale porta mA e imposta il selettore rotativo del multimetro su 200 mA.
In pratica, però, è più veloce iniziare con un valore più alto sulla manopola del multimetro e passare a valori più bassi per la precisione. Se non hai accesso alle specifiche del componente elettronico, questo è ciò che dovresti fare.
È noto che i LED consumano poca energia, quindi il multimetro è impostato per misurare la corrente in milliampere (mA). Al momento della misurazione, i due LED luminosi consumano solo 7,43 mA.
Allo stesso modo, i cicalini non consumano molta energia. È ancora più frugale a 2,04 mA.
La misurazione della corrente del motore a bassa velocità mostra 0,37 A (370 mA). Si noti che la porta del multimetro e il selettore rotativo sono stati modificati in 10A.
Il motore ad alta velocità, come previsto, consuma ancora di più a 0,53 A (530 mA).
Misurazione della corrente alternata
A differenza della corrente continua, la corrente alternata (AC) non trova molte applicazioni nell'elettronica a bassa tensione. È il motivo per cui molti multimetri non dispongono di un amperometro AC. Ma per quelli che lo fanno, misurare AC è un processo simile a DC; il selettore rotante deve essere impostato su AC, però.
Misurazione della corrente negli apparecchi CA
Il vantaggio principale dell'AC è la minima perdita di potenza durante la trasmissione su lunghe distanze. La tensione CA viene ridotta mediante trasformatori e alimentata agli apparecchi. Gli apparecchi più piccoli convertono la corrente in CC e la utilizzano (gli esempi includono caricabatterie per telefoni e laptop). Gli apparecchi più grandi utilizzano direttamente la corrente alternata (gli esempi includono scaldabagni e motori).
La tensione che viene fornita a questi apparecchi varia tra 120V e 230V a seconda degli standard adottati dai diversi paesi. È importante notare che queste tensioni sono sufficientemente elevate da causare lesioni o addirittura mettere a rischio la vita umana se maneggiate senza le dovute precauzioni. Poiché la corrente viene misurata all'interno di un circuito, è fortemente consigliabile NON utilizzare un multimetro quando si misura la corrente alternata ad alta tensione.
Quello che puoi fare è usare a pinza amperometrica per misurare le correnti AC. Il misuratore utilizza il campo elettromagnetico della corrente alternata per misurare la corrente e non ha bisogno di essere in contatto con il filo, quindi è sicuro. Il morsetto deve essere posizionato attorno al filo e verrà visualizzata la lettura; può misurare correnti fino a 1000A.
Tuttavia, c'è un problema con i multimetri a pinza. Il morsetto deve essere posizionato attorno a un solo filo per ottenere una lettura. Ma i cavi di alimentazione degli apparecchi sono generalmente un gruppo di tre fili (vivo, neutro e terra). Quindi, un amperometro da parete sarebbe l'ideale per misurare le correnti degli apparecchi.
Misurazione e monitoraggio della corrente in gadget a 5 Volt
Molti gadget moderni sono alimentati da adattatori USB da 5 V e power bank. È utile misurare la corrente per capire i parametri vitali, ad esempio per non sovraccaricare le batterie durante la carica. Questo può essere fatto utilizzando un normale multimetro: puoi usare una prolunga USB, rimuovere il manicotto, tagliare il filo positivo, quindi collegare le sue estremità alle sonde del multimetro e misurare la corrente. Tuttavia, questa è una soluzione ingombrante.
Quello che è più facile è usare a Multimetro USB che è specificamente progettato per misurare i due parametri importanti, tensione e corrente. Basta collegarlo in linea e le letture verranno visualizzate in modo intermittente.
Il misuratore è semplice, ancora una volta un gadget molto utile. Supponi di acquistare un nuovo iPhone Pro Max 14 senza il caricabatterie Apple ufficiale. Acquista separatamente un caricabatterie di terze parti, mantieni la tua fiducia negli adesivi e lo colleghi. Quello che succede dopo dipende da quanto sei fortunato. I possibili risultati variano tra un segnale acustico e un kaboom.
Una scelta più saggia è controllare l'adattatore prima di collegarlo al tuo telefono costoso. Se c'è un problema, il peggio che potrebbe accadere è che il misuratore USB economico salti in aria piuttosto che il tuo telefono da $ 1000 +.
È inoltre possibile utilizzare il misuratore USB per controllare le porte del computer e assicurarsi che la tensione sia corretta e che venga erogato un amperaggio sufficiente per pilotare le periferiche come un disco rigido USB.
Il misuratore USB può essere utilizzato anche per il monitoraggio continuo. I telefoni che non sono dotati di indicatori di carica a LED devono essere controllati accendendo lo schermo per vedere se la ricarica è completa. Un amperometro USB mostra la corrente continua che scorre attraverso il circuito. Una lettura ad alta corrente indica che il telefono è ancora in carica; uno basso significa che la ricarica è completa.
Anche i computer a scheda singola come il Raspberry Pi sono alimentati da 5V USB. Le prestazioni del Pi sono direttamente influenzate dalla qualità dell'alimentazione. Potresti notare una luce rossa lampeggiante sulla scheda Pi, che indica un'alimentazione inadeguata. Con il multimetro USB, puoi monitorare la tensione e la corrente che vanno al Pi, correggere l'alimentazione ed estrarre le migliori prestazioni.
Comprendere e misurare la corrente è facile
Ora sai come misurare la corrente con un multimetro digitale e anche una pinza amperometrica o un multimetro USB. Oltre a misurare la corrente, un multimetro può essere utilizzato per misurare tensione, resistenza e molti altri parametri elettrici. Imparare a usarne uno è la porta per comprendere il mondo dell'elettronica.
