Как проверить электрическую цепь

Во время проведения наладки или ремонта электрооборудования проверка электрических цепей может быть осуществлена непосредственно или способом заземления.

Способ непосредственной проверки применяют в том случае, когда начало и конец проверяемой электрической цепи расположены в непосредственной близости друг от друга, а вспомогательные цепи не требуются.

Способ заземления предназначен для проверки тех электрических цепей, у которых начала и концы расположены на значительном расстоянии. Его применение сопровождается использованием вспомогательных цепей, которыми служат заземляющие проводники, экраны и металлические оболочки кабелей и жил, специально проложенные проводники и т. п.

При любом способе проверки электрической цепи применяют приспособления, принцип действия которых аналогичен принципу действия пробника (рис. 1, а).

Рис. 1. Схема (а) и условное обозначение пробника (б), пример проверки цепей (в) и характерные ошибки при проверке (г, д)

При замыкании цепи пробника через проверяемую цепь стрелка прибора Р отклоняется так же, как и при замыкании выводов 1 и 2 накоротко. Резистор R служит для ограничения тока, протекающего через измерительный прибор. В последующих рисунках вместо полной схемы пробника использовано его условное обозначение, приведенное на рис. 1, б.

Рассмотрим на примере фрагмента схемы управления электроприводом (рис. 1, в) порядок проверки электрических цепей. Процесс проверки в любом случае целесообразно начинать с цепей питания, например от точки А.

Пробник П подключают к точкам А и В, что позволяет проверить цепь между ними, а при нажатии на кнопку S2 — исправность кнопки и правильность составленной цепи между точками А и В и, таким образом, подтвердить, что цепь между ними образуется через контакт кнопки S2, а не через другой элемент схемы. После этого пробник подключают к точкам В и L (поз. II на рис. 1 , в), совмещая проверку цепи с проверкой исправности кнопки S3. Порядок последующих проверок показан на рис. 1 , в соответствующими позициями пробника.

При испытании электрической цепи пробником необходимо визуально проверить количество жил кабелей и проводов, подключенных к монтажным точкам схемы. Например, в монтажной точке В на выводе замыкающей кнопки S3 должны быть присоединены два провода — перемычка от кнопки S2 и провод к контакту контактора К.

Особое внимание при проверке цепей следует обращать на соблюдение полярности в цепях постоянного тока и фазировки в цепях периодического тока.

Рассмотрим некоторые наиболее характерные ошибки, допускаемые при проверке электрических цепей. Например, цепь 1 — 2 (рис. 1 , г) зашунтирована контактом реле К1, поэтому при подключении пробника к точкам 1 и 2 не обнаруживается обрыв в цепи контактов К2, КЗ или замыкание контакта К4. Поэтому для проверки цепей, подключенных к точкам 1 и 2, необходимо предварительно разомкнуть контакт реле К1.

Другой вид ошибок, возникающих из-за образования ложных цепей через сопротивление р- n -перехода полупроводникового диода в прямом направлении, иллюстрируется рис. 1 , д. При подключении минусового щупа пробника П к точке1 прибор будет давать такие же показания, как при подключении другого щупа к точке 2, а также к точкам 3, 4. Этого не произойдет, если изменить полярность включения пробника.

Рассмотренные примеры показывали выполнение данного технологического перехода непосредственным способом.

Рис. 2 . Проверка электрических цепей способом заземления

Проверку способом заземления начинают с установки временной перемычки Е2 с вмонтированной в нее кнопкой на одном из концов проверяемого кабеля E 1 . Затем, прикасаясь щупом пробника П к жиле, проверяют целостность вспомогательной цепи: общий проводник (в данном случае «земля») — кнопка 5 — жила Г — щуп пробника П — щуп «плюс» пробника П — общий проводник.

Если пробник показывает замкнутую цепь, следует нажать и отпустить кнопку 5. При правильности установки перемычки пробник П должен изменить свои показания.

Проверив установку перемычки Е2 приступают к поиску заземленной жилы на втором конце кабеля, подключая пробник П поочередно к жилам, и следят за его показаниями. Если пробник показывает замкнутую цепь, считают искомую жилу найденной и, переключив перемычку заземления Е2 на другую жилу, приступают к ее поиску на другом конце кабеля.

Причиной наиболее частых ошибок при проверке способом заземления является присвоение одного и того же номера разным электрическим цепям и образование ложной цепи при соединении проверяемых жил провода или кабеля с заземляющим проводником.

Для предупреждения таких ошибок необходимо после отыскания очередной цепи отключить и вновь подключить заземляющий проводник кнопкой S. Если пробник реагирует на отключение заземляющего проводника, цепь найдена правильно. В противном случае необходимо найти и устранить причину замыкания проверяемой цепи с заземляющим проводником.

В повседневной деятельности домашнего мастера периодически возникают ситуации, когда при ремонте электрических приборов необходимо определить состояние проводов внутри кабеля, контактов переключателей в различных положениях, целостность схемы электроприемников или скоммутированных цепочек.

Для этого используют 2 способа:

1. визуальная оценка контактов и проводов, включая их продергивание;
2. метод электрических проверок, основанный на пропускании электрического тока по проблемным местам.

Второй способ осуществляется маленькими токами. Он более надежен потому. что полностью повторяет работу основной схемы. Во время его проведения реально оценивается электрическое сопротивление контролируемой цепочки и делается достоверный вывод.

Электрики на своем жаргоне подобную проверку называют «прозвонкой».

Принцип замера сопротивления

За основу метода положен закон, описанный Георгом Омом для участка цепи.

В качестве электрического источника стабилизированного напряжения обычно выбирают:

• аккумуляторы;
• гальванические батареи.

Метод позволяет использовать также выпрямленный или синусоидальный ток.

Разберем принцип работы метода на примере резистора R, к которому приложено напряжение от батарейки U. Контроль протекающего тока I позволяет измерить амперметр А. Разность потенциалов источника ЭДС показывает вольтметр V.

Самодельные «прозвонки»

ак называют самые простые приспособления, создаваемые руками монтеров для частых проверок электрических цепей.

К одному контакту батарейки присоединяют лампочку, припаивая к ней гибкий провод с зажимом-крокодил на обратном конце, а к другому — крепят металлический щуп, обычно это кусок медной проволоки 1,5 или 2,5 квадрата.

Когда на щуп посажен зажим крокодила, то образуется замкнутая электрическая цепь, создающая путь тока через нить накала лампочки, вызывающий свечения. В разомкнутом состоянии контактов условий для образования света нет.

Если между щупом и крокодилом помещать резистор, то его электрическое сопротивление будет снижать ток через лампочку и свечение станет уменьшаться или вообще исчезнет.

По яркости нити накала определяют наличие тока в проверяемой цепочке и оценивают величину ее электрического сопротивления, учитывая, что у старых батареек напряжение снижается по мере их использования.

Самодельная прозвонка позволяет:

• быстро оценивать электрическое сопротивление токоведущих частей в несколько десятков Ом;
• находить концы одной жилы в кабеле;
• проверять качество контактной системы;
• вызванивать электрические связи в цепочках.

Подобные конструкции не позволяют вызванивать сопротивление высокоомных цепей, создаваемых в цепях напряжения.

Характерные ошибки электриков

При проверках схемы прозвонкой не должно быть подано напряжение от любых видов источников, включая:

• предварительно заряженные конденсаторы, которые могут продолжительное время хранить заряд;
• параллельно образованные цепочки, имеющие собственное питание;
• наведенное напряжение от соседних электроустановок.

Особенно опасно работать в электропроводке, когда с нее не снято питание. При ошибочном подключении крокодила и щупа к фазному и нулевому потенциалам на нить накала лампочки с малым электрическим сопротивлением прикладывается 220 вольт сети, создающее резкий тепловой удар. В результате происходит взрыв стеклянного баллона с разлетом мелких осколков на несколько метров.

Если электрик пользуется тестером или мультиметром в режиме омметра и совершает подобную ошибку, то у измерительного прибора просто выгорает токопроводящая пружина чувствительной головки или часть электронной платы. Только дорогие приборы могут не пострадать при ошибочном подключении, ибо они снабжены быстродействующей электрической защитой.

Промышленные индикаторы напряжения-прозвонки

Производители давно насытили рынок электроинструментов простыми индикаторами, которым придали несколько дополнительных функций. Одна из них — возможность оценки электрического сопротивления за счет создания тока, протекающего через пальцы и тело человека.

Работа индикатора при прозвонке цепи таким способом основана на:

• подаче постоянного напряжения от элементов питания (3 вольта) на выводы прбора;
• прохождении тока малой величины через проверяемую цепь;
• усилении сигнала транзистором и подаче его на светодиодный источник.

Подобный метод позволяет оценить простые участки схемы, наподобие одиночных проводников, предохранителей, нитей накал ламп.

Недостаток метода

Во время проверок сложных схем с разветвленной структурой такие устройства часто вводят пользователя в заблуждение. Ошибки объясняются тем, что подобные индикаторы работают с малыми токами, которые еще дополнительно усиливаются. При проверках электрического сопротивления высокоомных цепочек прибор чувствует даже утечки, создаваемые через окружающую среду и вводит человека в заблуждение.

Как работает омметр

Приборы для измерений величин электрического сопротивления массово начали выпускаться в нашей стране с 1940 года.

Их корпус выполнялся из прочной пластмассы. В нем размещались:

• источник постоянного напряжения (4,5 вольта) — батарейка;
• измерительная головка амперметра с градуировкой шкалы в Омах;
• регулируемый потенциометр, используемый для калибровки выходного напряжения;
• выводные клеммы.

Подобные приборы позволяли точно измерить величину активного сопротивления в пределах 20÷2000 Ом. В практических целях приходится работать и на других пределах:

• низкоомные сопротивления замеряют измерительными мостами;
• высокоомные — мегаомметрами.

Как работает тестер и мультиметр

Эти приборы созданы для удобства пользователей и позволяют измерять многие параметры электрических цепей. У них специально выделены режимы:

• омметра — определения электрического сопротивления;
• вольтметра — замера напряжения на контролируемом элементе цепи;
• амперметра — оценки протекающего тока.

В режимах омметра можно выполнять замеры электрического сопротивления на шкале Омов, килоОмов, мегаОмов.

При любом режиме измерительная головка прибора посредством системы переключателей собирается в соответствующую цепочку с подключением необходимых резисторов и шунтов к проверяемой электрической схеме.

Вариант замера сопротивления старым тестером Ц4324 показан на фото.

Подобные приборы, работающие уже более 30 лет, заменены новыми цифровыми моделями, значительно облегчающими пользование. Они сразу выводят результат измерения на дисплей и избавляют оператора от выполнения дополнительных математических расчетов, связанных с переводом отсчета шкалы в электрические величины сопротивления.

Домашний мастер, работающий с электричеством, должен понимать, что все подобные приборы выполняют измерения сопротивлений одинаково. Меняется только внутренняя конструкция и способы снятия отсчета, а технология подключения калиброванного напряжения на участок контролируемой цепи и измерение проходящего через него тока с пересчетом в Омы, везде осталась постоянной.

Как подготовить прибор к замеру сопротивления

Любой омметр должен использоваться по прямому назначению и быть исправным. Измерительные устройства, используемые в промышленных условиях, допускаются к работе после:

• электрического испытания изоляции в специализированной лаборатории, которая ставит штамп на корпусе и выдает свидетельство о пригодности;
• метрологической поверки, подтверждающей документально класс точности установкой клейма поверителя.

Измерительные приборы, принадлежащие домашнему мастеру, тоже должны отвечать этим требованиям.

Для выполнения достоверного замера сопротивления требуется:

• разместить измерительный прибор в плоскости горизонта и закрепить это положение;
• выполнить калибровку точной установкой потенциометра стрелки на нулевую отметку;
• установить переключатели прибора в режим соответствующего замера;
• проверить исправность схемы, целостность проводов: закоротить измерительные концы и оценить показание прибора.

До начала работы омметром всегда проверяйте отсутствие напряжение в контролируемой цепи.

Правила прозвонки основных элементов электросхем

Чтобы проанализировать состояние электрического сопротивления участка цепи, на него надо подать напряжение с выходных клемм омметра.

Жилы кабелей и провода

Они обладают малоомным электрическим сопротивлением, приближенным к нулю, а изоляция между ними очень большая, стремится к бесконечности. Обнаруженные отклонения от этого правила свидетельствуют о возникновении неисправности.

Состояние электрического сопротивления провода оценивают омметром, а изоляции — мегаомметром.

Перед выполнением замеров внутри домашней проводки следует учитывать, что схема может быть разветвленной, а дополнительные цепочки искажают результат. Поэтому при прозвонке жил кабеля или отдельного провода их отключают от схемы с обеих сторон.

Длинные кабели осложняют замер тем, что требуется подавать напряжение на оба конца жилы. Для этого используют:

• предварительно проверенную и промаркированную жилу;
• или контур заземления, к которому подключают один вывод от омметра и удаленный конец проводника.

Работая с кабелем, домашний мастер должен представлять, что надо оценивать после монтажа не только целостность цепей их прозвонкой, но и состояние сопротивления изоляции между жилами кабеля, созданными цепочками и контуром земли.

Нормируемая величина электрического сопротивления изоляции для разных кабелей отличается, но лежит в пределах от 0,5 мегаома и более.

Предохранители

Их исправное состояние оценивается положением стрелки на нуле, а оборванное — на бесконечности.

Резисторы

Их номинал указывается маркировкой на корпусе различными методами. Замер омметром подтверждает их исправность или указывает на поломку.

Диоды

Эти полупроводниковые элементы пропускают ток только в одну сторону и блокируют в противоположную. У полностью исправного диода омметр покажет значением электрического сопротивления «0» открытое состояние и «∞» — закрытое.

Когда же в обоих измерениях показан «0», то это свидетельствует о закорачивании полупроводникового перехода, а если — «∞», то о перегорании. В обоих случаях диод неисправен.

Светодиоды

Они работают, как и обыкновенные диоды, но приставка «свето» дополняет их назначение: свечение. Чтобы оно происходило, через светодиод должен проходить ток около 10 мА. Отдельные конструкции мультиметров и тестеров работают на меньшем пределе, когда излучения света просто не будет видно.

Другая особенность проверки светодиодов — применение бо́льших токов, которые используют в кратковременном режиме, иначе они выжигают полупроводниковый слой.

Если возникает необходимость проверки большого количества светодиодов, то рекомендуется изготовить источник напряжения, дополненный регулятором изменения тока до величин в 10 мА.

Обмотки катушек индуктивностей, трансформаторов, электродвигателей

Их изготавливают намоткой провода с внешним слоем изоляции вокруг магнитопровода, когда магнитное поле каждого витка суммируется в общую величину. Если электрическое сопротивление изоляции какого-то слоя будет заниженное, то возникнет межвитковое замыкание, ослабляющее индуктивность обмотки.

Измерения омметром таких повреждений не выявляют, так как при этом активное сопротивление провода практически не изменяется. Проверку на замыкание витков проводят:

• замером электрических характеристик обмотки под нагрузкой;
• проверкой вольтамперной характеристики.

Омметр позволят найти только:

• обрыв электрического провода;
• пропадание контакта в соединении.

Теплонагревательные элементы (ТЭНы)

Их изготавливают из проволоки, выделяющей тепло при прохождении электрического тока и помещенной внутрь металлического трубчатого корпуса. Ее сопротивление при холодной нити оценивается от единиц до нескольких десятков Ом. У неисправного ТЭН омметр покажет «∞».

При проверках мощных обогревателей следует учитывать, что их элементы подключены параллельно. Чтобы найти неисправный ТЭН, придется разъединить общую силовую цепь, замерять электрическое сопротивление элементов поочередно.

Работая с подобными устройствами, всегда оценивают состояние изоляции между корпусом и нихромовой нитью. Когда она выходит из строя, то потенциал фазы переходит на корпус прибора. Это прямая предпосылка для получения электотравмы. Спасти человека от нее может только УЗО или дифавтомат.

Лампы накаливания

Их нить включена между центральным и боковым контактами цоколя. Ее обрыв можно увидеть визуально или оценить сопротивление замером с помощью омметра.

Люминесцентные лампы

У этих конструкций используется герметичная стеклянная колба прямолинейной или изогнутой формы, по противоположным сторонам которой вмонтированы две нити накаливания для обеспечения термоэлектронной эмиссии. Целостность этих нитей необходимо вызвонить омметром. В случае обрыва лампа считается неисправной.

Светодиодные и энергосберегающие лампы

В их конструкцию включены электронные схемы запуска и поддержания рабочего режима. Они не позволят вызванивать сопротивление цепочек без разборки конструкции.

Проверять работоспособность подобных источников света домашнему мастеру, не владеющего навыками ремонта электронных схем, можно только подачей рабочего напряжения.

Правила пользования мультиметром доступно изложены в видеоролике.

В современном быту нередки ситуации, когда необходимо прозвонить тестером определённую цепь или электротехнический прибор. Чаще всего они возникают, когда перестаёт работать розетка или клавишный выключатель, а также при пропадании контакта или обрыве в цепях питания отдельных устройств. Если хозяин привык всё делать самостоятельно, ему необходимо обзавестись очень практичным и удобным в эксплуатации прибором, называемым мультиметром.

С его помощью можно проверить исправность любого электротехнического устройства, включая обычную лампочку, участок проводки или входящий в неё проводник. Но для того чтобы грамотно прозвонить цепь мультиметром, сначала следует ознакомиться с основными приёмами работы с ним.

В следующих разделах статьи каждый из возможных вариантов применения мультиметра будет рассмотрен более подробно.

Проверка на целостность (поиск нужного проводника)

Для проверки целостности электропроводки или поиска одной жилы в составе многожильного кабеля вполне достаточно цифрового тестера, включённого в режиме измерения сопротивления. При проведении такой операции необходимо создать замкнутую цепочку, состоящую из непосредственно из мультиметра (тестера), пары измерительных «концов» и самого проверяемого проводника. При этом по тестируемому участку пропускается небольшой по величине электрический ток, а мультиметр определяет величину его внутреннего сопротивления. Это еще не прозвонка, но довольно удобный способ.

В процессе такой проверки по показаниям дисплея мультиметра можно будет судить о целостности или обрыве в проверяемом участке цепи или проводнике. Нулевые или близкие к нескольким Омам показания означают, что проводка не имеет обрыва; при этом выдаваемый прибором электрический ток свободно через неё протекать.

Также возможен вариант, когда при проверке обнаруживается, что прибор индицирует показания в районе мегаом, а при контрольной прозвонке не выдаёт звукового сигнала. Это означает, что на участке проводки имеется не определяемый визуально внутренний обрыв.

По сути позвонка – это определение мультиметром, есть контакт между проводами, или его нет. Мультиметр выдает небольшой ток, и если цепь целая, то фиксируется напряжение, в результате раздается звуковой сигнал – звонок, а на дисплее мультиметра высвечиваются нули. Прозвонкой проверяют предохранители, лампочки, провода, целостность схем.

Подобным образом с помощью прозвонки мультиметром фиксируется короткое замыкание проводников, которые в рабочем состоянии не должны иметь между собой контакта. В исправном кабеле каждая отдельная жила при проверке должна показывать небольшое сопротивление (от долей до нескольких Ом).

Значение сопротивления определяется общей длиной проверяемого мультиметром кабельного изделия. Одновременно с этим между всеми входящими в состав многожильного кабеля и расположенными рядом проводниками контакт должен отсутствовать, что и проверяет прозвонка.

Проверка проводки

Прозвонка проводников с помощью мультиметра функционально предусмотрена в большинстве цифровых приборов этого класса. Для выставления режима прозвонки достаточно установить переключатель в положение, помеченное значком «Зуммер» и подготовить измерительную цепочку, приведённую на рисунке.

В случае протекания тока через проверяемый кусок провода мультиметр будет выдавать звуковой сигнал (зуммер). Естественно, что для прозвонки участка цепи длиной в несколько метров потребуется дополнительный провод, используемый для наращивания измерительной схемы.

Другой вариант тестирования фазного и нулевого линейных проводников значительной длины предполагает их скрутку на удалённом конце электропроводки.

В этом случае для проверки цепи на обрыв достаточно подключить измерительные щупы мультиметра к свободным контактам тех концов электрической линии, которые располагаются ближе к прибору.

Последний из предложенных вариантов обладает следующими преимуществами:

• этим способом удаётся прозвонить мультиметром сразу обе жилы электропроводки, соединённые в последовательную цепочку;
• проверить провод таким способом намного проще, чем первым, поскольку можно обойтись без дополнительного отрезка, обеспечивающего наращивание измерительной схемы.

Важно! Перед проверкой скрытой в толще стен электропроводки в первую очередь следует внимательно ознакомиться со схемой её прокладки. Кроме того, необходимо снять с неё рабочее напряжение, отключив соответствующий этой линии автомат.

С помощью подручных средств

Прозвонка проводов мультиметром не является единственно возможным вариантом их тестирования на целостность или обрыв. Убедиться в исправности любого линейного проводника можно и без помощи этого универсального прибора.

Для проведения такой проверки потребуются:

• обычная батарейка питания (лучше всего квадратная на 4,5 Вольта);
• электрическая лампочка на 3,5 Вольта, посредством которой проверяется (контролируется) исследуемый линейный участок провода;
• пара соединительных проводов и коннектор захватывающего типа (так называемый «крокодил»).

После подготовки всех необходимых элементов на их основе собирается простейшая измерительная цепочка, состоящая из контрольной лампочки, батарейки и проверяемого проводника. При правильно собранной схеме и в случае исправности тестируемого участка контрольная лампочка будет загораться. Отсутствие свечения при всех исправных элементах схемы свидетельствует об обрыве в самом проводнике.

Обратите внимание! При испытаниях указанным способом используется тот же принцип, что и при проверке с помощью мультиметра, включенного в режим прозвонки.

Особенности проверки проводов, входящих в состав различных устройств

Сначала рассмотрим особенности работы в условиях, когда посредством прозвонки мультиметром проверяется бортовая проводка современного автомобиля.

Автомобильная проводка

Специфика этой ситуации заключается в том, что разводка в рассматриваемом случае состоит из одного линейного проводника с питающим напряжением 12 Вольт. При этом в качестве второй (общей или «земляной») жилы используется металлический корпус автомобиля, где, как правило, обрываться нечему.

Для подготовки бортовой сети к обследованию в первую очередь необходимо отключить плюсовую клемму от аккумулятора, после чего можно смело приступать к работам. Тестирование бортовой проводки организуется по уже описанной ранее схеме прозвонки линейных цепей.

Важно! При проверке «массы» автомобиля основное внимание уделяется качеству контакта подводящих клемм с корпусом.

Электрический ТЭН

Ориентируясь на показания индикатора на мультиметре, удаётся сделать прозвонку такого элемента, как водонагревательный ТЭН. В процессе проверки контрольными щупами прибора прикасаются к двум контактным пластинам нагревателя и оценивают его внутреннее сопротивление по индикатору. Если дисплей показывает порядка нескольких Омов, то без сомнения, элемент исправен. При больших значениях на экране, соответствующих обрыву проверяемой линии, сразу можно сказать, что ТЭН повреждён и должен быть заменён.

Помимо самого нагревательного элемента, при проверке бойлеров и подобных им приборов очень важно прозвонить подводящий кабель на предмет его нежелательного контакта с корпусом устройства. С этой целью один из щупов мультиметра поочерёдно подсоединяется к входным контактам; при этом второй конец постоянно держится на корпусе нагревателя. В случае, когда цифровой мультиметр при измерении показывает какое-то сопротивление – это значит, что повреждена защитная оболочка подводящего кабеля. Для предотвращения поражения пользователя электрическим током, его следует заменить новым.

Другие бытовые приборы и детали

При помощи мультиметра можно протестировать и цепь питания любого осветительного прибора путём прозвонки проводки и вспомогательных элементов (переключателей, в частности) на короткое замыкание или обрыв. Для этого, прежде всего, следует прозвонить две линейные цепочки, заканчивающиеся непосредственно на контактах электрической лампочки.

Дополнительная информация! Перед прозвонкой осветительного устройства в первую очередь убедитесь в исправности самой лампочки, переставив её в заведомо исправный прибор.

В процессе прозвонки линейных цепочек обязательно проверьте исправность стоящего в одной из них переключателя, а также надёжность подсоединения проводников с его контактами. Также отметим, что указанным способом можно будет прозвонить обмотки линейного трансформатора или электродвигателя и убедиться в их целостности или в наличии обрыва (КЗ).

В заключение ещё раз напомним, что посредством мультиметра удаётся проверить не только отдельные провода или скрытую в толще стен проводку, но и любые другие электрические приборы и детали.