Как правильно измерить сопротивление мультиметром

Мультиметром можно произвести замеры различных показателей электрического тока в сети, в том числе:

• напряжения;
• силы;
• сопротивления.

С помощью тестера, так тоже называют этот прибор, находят порыв кабелей или место короткого замыкания в проводке. В статье речь пойдет о том, как измерить мультиметром сопротивление резисторов, диодов и электрических приборов.

Сопротивление — это физическая характеристика проводника, обозначающая его способность препятствовать движению заряженных частиц, то есть течению электрического тока. Единицей измерения сопротивления является «Ом», а на схемах его обозначают символом «R».

Сопротивление резисторов

Сопротивлением обладают все тела, способные проводить электрический ток. Но в электрической цепи есть специальный элемент, отвечающий за создание сопротивления свободному течению тока. Он называется резистором. Такое название является производным от латинского «resisto», что означает — сопротивляюсь.

В измерении величины сопротивления нет ничего сложного. С этим справится любой мультиметр. Но в случае с аналоговым устройством возникают проблемы из-за того, что для измерения сопротивления резистора в цепи должно присутствовать напряжение. А механические тестеры, не имея батареи, работают без подачи в цепь электричества. Поэтому приходится прибегать к помощи резистивного делителя, подавая в цепь электрический ток от внешнего источника.

Недостатком большинства цифровых мультиметров является их ограниченные возможности при фиксации сопротивления резисторов. Максимальный показатель, который может измерить средний тестер, равен 2000 кОм. А это явно недостаточно для измерения рабочих параметров резисторов, которые могут выдавать сопротивление в 10 раз превышающие возможности мультиметра. Поэтому нужно обращать внимание на соответствие шкалы значению проверяемого резистора.

Для этого нужно определить, каким является номинал электротехнического изделия, создающего сопротивление в цепи. Ранее этот показатель наносился на корпус резисторов в виде конкретных цифр. Это было достаточно удобно. Элементы в те времена выпускались габаритными и надпись легко можно было прочитать, даже глядя невооруженным глазом.

Сейчас размеры деталей стали микроскопическими и разместить, а тем более увидеть написанные цифры, стало невозможно. Поэтому номинал резисторов обозначается с помощью цветной маркировки — в виде четырех или пяти полосок. Смысл маркировки можно найти в специальных таблицах. Но запоминать значения полосок на корпусе элемента сопротивления совсем не обязательно. Гораздо проще воспользоваться онлайн-калькулятором.

Для определения значения имеющегося резистора, нужно выбрать из предложенных вариантов элемент с 4 или 5 кольцами и поставить соответствующую метку. Затем, кликая на каждую полоску, выбирается цвет из предложенной гаммы. Для некоторых полосок предлагается сделать выбор из 8 цветов, для других из 10, а для третьих из 12. После того, как все цвета будут проставлены, внизу слева появится номинал сопротивления.

Здесь же показывается и возможная погрешность резистора. В приведенном примере точность составляет 0.25%. Это означает, что отклонение в показаниях сопротивления может быть достаточно сильным. Для некоторых электронных устройств это недопустимо и необходимо точно знать, какое сопротивление выдает резистор. Поэтому и прибегают к помощи мультиметра.

Для осуществления замеров на шкале мультиметра нужно установить предел, примерно подходящий найденному номиналу. Черный провод тестера вставляется в гнездо «COM» или «–», а красный в «VΩmA». Буква «Ω» означает, что через это гнездо замеряется сопротивление.

Процесс проверки сопротивлений резисторов

Проверку начинают с замера номинала резистора. После прикосновения щупами к выводам, на дисплее должен отобразиться номинал элемента. Нужно учесть, что фактический номинал может отличаться от того, который показывает мультиметр. Это происходит из-за того, что погрешность показания прибора составляет 0.5 Ом. Следует принять во внимание, что в мультиметре присутствует еще и внутреннее сопротивление. Это ведет к невозможности измерения параметров сопротивления у резисторов с небольшим номиналом.

Важно знать, что:

1. Конструкция элементов сопротивления представляет собой керамическое основание и обмотку из высокоомной жилы. Если во время замеров мультиметр покажет значения, близкие к нулю, это, скорее всего, означает, что резистор вышел из строя. Вероятно, в нем произошло замыкание ближайших витков. Если же тестер покажет чрезмерное сопротивление, стремящееся к бесконечности, значит проблема в перегоревшей нити.
2. Иногда можно заметить, что корпус резистора темнеет. Некоторые думают, что это свидетельствует о неисправности устройства, но так бывает далеко не всегда. При работе в сети, резистор, оказывая сопротивление электронам, нагревается. Это приводит к потемнению краски и не более того.
3. При анализе полученных результатов замеров сопротивления нужно учитывать, что даже резисторы одного производителя, с одинаковым номиналом, могут показывать результаты, отличающиеся друг от друга на 10–15%. Это необходимо знать и учитывать, монтируя схему. В принципе, ничего страшного не произойдет, если вместо элементов с номиналом 80 Ом поставить резисторы, показавшие сопротивление в 90 Ом. Главное, включать в плечи резистивного делителя равные по номиналу сопротивления.

Так как измерить номинал небольших сопротивлений невозможно, их узнают косвенным способом. Для этого переключатель режимов мультиметра необходимо перевести на измерение показателей напряжения.

Сразу стоит сказать, что с помощью измерения напряжения в цепи с двумя резисторами, номинал одного из которых известен, можно узнать номинал второго сопротивления. Именно такая схема сборки, представленная на рисунке и называется резистивным делителем.

Зная, что эталонный резистор имеет определенный номинал, например, 2.5 Ом, необходимо узнать номинал «подопытного» сопротивления. Примем за данность, что допуск резисторов не превышает 0.5% — это обеспечит максимум точности в работе. Для проведения опыта берется напряжение, равное 12 В. Это не случайно. С таким током работать безопасно, в отличие от напряжения в 220 В, и, кроме того, это напряжение выдают большинство блоков питания. На точность же показания это практически не влияет. Хотя известно, что чем больше напряжение, тем точнее полученный результат.

Подключив красный и черный щупы мультиметра так, как это указано на схеме резистивного делителя, производятся замеры разности потенциалов у подопытного резистора. Зная эти цифры, вычисляется номинал сопротивления. Для этого используется пропорция:

Где U — это измеренное значение напряжения, а Rэт — номинал эталонного сопротивления. Возьмем, в качестве примера, полученное напряжение 4.8 вольт и подставляем все известные значения в пропорцию. Заранее было оговорено, что эталонный резистор имеет номинал 2.5 Ом. Следовательно, пропорция будет иметь следующий вид:

Отсюда находим значение искомого номинала. Он будет равен 2.5 Ом. То есть плечи резистивного делителя оказались равными, как это и должно быть в идеале.

Как видно, с помощью вольтметра тестера получилось максимально точно определить номинал небольшого значения сопротивления. Сделать это с помощью шкалы сопротивления мультиметра было бы невозможно, так как показатель был бы 2 или 3. А в электронных схемах требуется значительно большая точность. Иногда до сотых долей Ом. И определение разности потенциалов вполне подходит для нужных расчетов.

Важный момент: для замера сопротивления в такой схеме, нужно обязательно обеспечить заземление контура.

Главное, что обеспечивает такой метод — это возможность удостовериться, что резистор подходит или нет, для включения в ту или иную схему. С помощью такого точного способа можно измерить и самые малые значения сопротивления. Например, сопротивление, оказываемое бухтой медного провода.

Измерение сопротивлений диодов

Диоды — это нелинейный элемент, чьи характеристики находятся в прямой зависимости от напряжения, которое к нему прилагаются. Под воздействием напряжений и рабочих токов, параметры диодов могут существенно изменяться. Кроме этого, значения их сопротивления могут разниться при их измерении разными мультиметрами. Это происходит из-за возникновения на щупах вспомогательного напряжения, неодинакового для разных тестеров.

По этой причине необходимо знать технические данные мультиметра, которым проводятся замеры. Только после этого станет возможным составить вольт-амперную характеристику диода. Но часто бывает, что в сопроводительных документах на тестер, величины, характеризующие вспомогательное напряжение на щупах, не указываются. Поэтому требуется проведение тестового замера.

Для этого берется конденсатор со средним показателем емкости, заряженный вспомогательным напряжением. На мультиметре регулятор ставится в положение замера сопротивления. Красный щуп прикладывается к плюсовому выводу конденсатора, черный — к минусу. Итогом замеров, после того, как показания на дисплее стабилизируются, будут данные R, затем вставляемые в формулу:

Подставляя значение сопротивления на место «R», находится сила тока «I». Далее, наблюдая вольт-амперную характеристику, анализируется совпадение полученной точки с положением пересечения I и U. В случае незначительных отклонений вывод может быть только один — диод находится в рабочем состоянии. Даже если отклонения сравнительно большие, но, при этом, диод «открывается» и «закрывается», его можно использовать, но только в цепях, где допускается невысокое значение точности.

Измерение сопротивлений приборов

Еще одна сфера применения мультиметра при измерении сопротивления — это замеры сопротивления электроприборов. К ним относятся лампочки, электроплиты, свечи зажигания, катушки зажигания и так далее.

Для разных приборов применяются разные методы замеров сопротивления. Например, чтобы получить значение сопротивления катушки зажигания, необходимо знать ее характеристики: сечение провода катушки и количество его витков. Сопротивление свечи зажигания максимально точно определяется с помощью резистивного делителя и тестировочной схемы.

Видео по теме