電流計を使用して電流を測定する方法
部品と材料
- 6ボルトバッテリー
- 6ボルトの白熱灯
ブレッドボード、端子台、ジャンパー線などの基本的な回路構造コンポーネントも今後利用可能になると想定され、「部品と材料」にリストされているプロジェクトに固有のコンポーネントと材料のみが残ります。
参考資料
電気回路の教訓 、第1巻、第1章:「電気の基本概念」
電気回路の教訓 、第1巻、第8章:「DCメータリング回路」
電流計の使用法の学習目標
- マルチメータで電流を測定する方法
- マルチメータの内部ヒューズを確認する方法
- 適切なメーター範囲の選択
電流計の概略図
電流計のイラスト
実験手順
電流は、回路内の電子の「流れ」の速度の尺度です。単に「アンペア」と呼ばれるアンペアの単位で測定されます(A)。
回路の電流を測定する最も一般的な方法は、回路を開いて「電流計」をシリーズに挿入することです。 (インライン)回路と一致しているため、回路を流れるすべての電子もメーターを通過する必要があります。
この方法で電流を測定するには、メーターを回路の一部にする必要があるため、電圧や抵抗よりも測定が難しいタイプです。
図に示されているユニットのような一部のデジタルメーターには、電流を測定するときに赤いテストリードプラグを挿入するための別個のジャックがあります。
最も安価なアナログメーターのような他のメーターは、電圧、抵抗、および電流の測定に同じジャックを使用します。
電流測定の詳細については、所有しているメーターの特定のモデルに関するオーナーズマニュアルを参照してください。
電流計を回路と直列に配置すると、電流が流れるときに電圧が低下しないのが理想的です。
言い換えれば、それは一本のワイヤーのように機能し、一方のテストプローブからもう一方のテストプローブへの抵抗はほとんどありません。
その結果、電流計は、実質的な電圧源と並列に(端子間で)配置された場合、短絡として機能します。これを行うと、電流が急増し、メーターが損傷する可能性があります。
回路でのヒューズの使用
電流計は通常、小さなヒューズによって過電流から保護されています。 メーターハウジング内にあります。
電流計が誤ってかなりの電圧源に接続された場合、結果として生じる電流のサージによってヒューズが「溶断」し、ヒューズが交換されるまでメーターが電流を測定できなくなります。
このシナリオを回避するように十分注意してください! マルチメータのヒューズの状態をテストするには、マルチメータを抵抗モードに切り替え、テストリード(およびヒューズ)を介して導通を測定します。
抵抗と電流の両方の測定に同じテストリードジャックが使用されているメーターでは、テストリードプラグをそのままにして、2つのプローブを一緒に接触させます。
さまざまなジャックが使用されているメーターでは、次のようにテストリードプラグを挿入してヒューズをチェックします。
ジャンパー線を使用して1つのバッテリー、1つのランプ回路を構築し、バッテリーをランプに接続し、メーターを直列に接続する前にランプが点灯することを確認します。
次に、任意のポイントで回路を切断し、メーターのテストプローブを切断の2つのポイントに接続して、電流を測定します。
いつものように、メーターを手動で調整する場合は、電流の最大範囲を選択することから始め、メーターのディスプレイに範囲を超えずに最も強い表示が得られるまで、セレクタースイッチをより低い範囲の位置に動かします。メーターの表示が「後方」(アナログ針の左の動き、またはデジタルディスプレイの負の読み取り値)の場合は、テストプローブの接続を逆にして、再試行します。
電流計が(「後方」ではなく)通常の読み取り値を示している場合、電子は黒のテストリードに入り、赤から出ています。
これは、メーターを使用して電流の方向を決定する方法です。
6ボルトのバッテリーと小さなランプの場合、回路電流は 1000分の1 の範囲になります。 アンプの、またはミリアンペア 。
デジタルメーターでは、ディスプレイの右側にこのメトリックプレフィックスを示す小さな文字「m」が表示されることがよくあります。
他の場所で回路を遮断し、代わりにメーターをそこに挿入してみてください。測定された電流量について何に気づきましたか?なぜだと思いますか?
次のようにブレッドボード上で回路を再構築します:
電流計をブレッドボード回路に接続する:ヒントとコツ
電流計をブレッドボード回路に接続すると、生徒は混乱することがよくあります。
すべての回路の電流を遮断し、短絡を引き起こさないように、メーターをどのように接続できますか?成功を保証する簡単な方法の1つは、次のとおりです。
- 電流を測定するワイヤまたはコンポーネント端子を特定します。
- そのワイヤーまたは端子をブレッドボードの穴から引き出します。空中に吊るしたままにしておきます。
- もう一方のワイヤまたは端子を引き出したばかりの穴に予備のワイヤを挿入します。このワイヤーのもう一方の端を空中に吊るしたままにします。
- 接続されていない2つのワイヤ端(空中にぶら下がっていた2つ)の間に電流計を接続します。これで安心 最初に識別されたワイヤまたは端子を流れる電流を測定します。
ここでも、上記と同じ接続手順に従って、この回路のさまざまなワイヤを流れる電流を測定します。
これらの現在の測定値について何に気づきましたか?ブレッドボード回路の結果は、自由形式(ブレッドボードなし)回路の結果と同じである必要があります。
実験結果
端子台に同じ回路を構築すると、同様の結果が得られるはずです:
図に示されている24.70ミリアンペア(24.70 mA)の現在の数値は任意の量であり、小さな白熱灯には妥当です。
回路の電流が異なる値である場合、メーターが接続されているときにランプが機能している限り、それは問題ありません。
メーターが回路に接続されているときにランプが点灯を拒否し、メーターがはるかに大きな読み取り値を記録する場合は、メーターを介して短絡状態になっている可能性があります。
メーターが回路に接続されているときにランプが点灯せず、メーターがゼロ電流を記録している場合は、メーター内のヒューズが飛んでいる可能性があります。
このセクションで前述したようにメーターのヒューズの状態を確認し、必要に応じてヒューズを交換します。
関連するワークシート:
- 基本的な電流計の使用
- 電流計の設計
産業技術