Ich bin Elektroniklehrer an einer High School und während ich ein Labor zum Ohmschen Gesetz machte, haben wir gerade die Sicherungen in 12 von 18 brandneuen Digitalmultimetern durchgebrannt, während wir Strom gemessen haben, und nein, die Messgeräte waren nicht direkt an eine Spannungsquelle angeschlossen!
Details: 18 brandneue 30-V-DC-Netzteile, 18 brandneue Radio Shack 22-810 15 Reichweiten-DMMs, kleinster Widerstand 2 kOhm
Die Schüler haben den Widerstand und das Amperemeter in Reihe mit der Stromversorgung verbunden.
Das Multimeter ist für bis zu 200 mA ausgelegt und die Sicherung ist eine 315 mA 250 V Keramik.
Die Spannungen reichten von 5 V bis 25 V. Selbst mit dem kleinsten Widerstand von 2 kOhm beträgt der größte Strom, der gemessen worden wäre, 12,5 mA. Selbst wenn die Schüler die Stromversorgung auf 30 V maximieren würden, würde der Strom immer noch nur 15 mA betragen, was weit unter 200 mA und 250 V liegt.
Meine Frage ist also, warum ist bei 12 von 18 Multimetern die Sicherung durchgebrannt? Ich habe die Schüler direkt beaufsichtigt und niemand hat das Multimeter ohne den Widerstand an die Stromversorgung angeschlossen. Ich habe nach Stromstößen gesucht, indem ich das Multimeter im Spannungsmodus an die Stromversorgung angeschlossen habe, und die Spannung hat sich überhaupt nicht geändert. Ich habe auch die Spannung mit einem analogen Multimeter gemessen und sie war auch solide. Und ich bezweifle, dass es überhaupt Stromstöße geben würde, weil das Netzteil diese hoffentlich herausfiltern sollte, und sie sollten auch auf dem Netzteil-Ausgangsmesser sichtbar sein.
Ich habe Radio Shack kontaktiert, um zu sehen, ob es vielleicht eine Menge defekter Sicherungen gibt, und natürlich sagten sie nein und dass die Sicherungen nicht von der Garantie abgedeckt sind.
Würden Sie nach all den Überprüfungen, die ich durchgeführt habe, empfehlen, die Sicherungen mit Aluminiumfolie zu umwickeln, um die Multimeter zum Laufen zu bringen? Es ist nicht so, dass ich eine Sicherung in die Quellentafel eines Hauses, Autos oder Flugzeugs einwickeln möchte. Nur bei den Multimetern, die nur am Netzteilausgang angeschlossen sind.
Sicherungen lösen aus, wenn zu viel Strom durch sie fließt.
Die Wahrscheinlichkeit, dass dies ein chargenbezogenes Problem ist, ist meiner Meinung nach unwahrscheinlich - die meisten Sicherungen sind sicherheitskritische Komponenten, normalerweise mit einer behördlichen Kennzeichnung - insbesondere Teile mit einer Nennspannung von 250 V.
Kannst du ein Foto von einer defekten Sicherung posten? Die metallischen Endkappen haben normalerweise Markierungen, die Nennwerte, Hersteller- und Regulierungsinformationen angeben.
Diese Ausgabe bietet eine gute Gelegenheit, Ihrer Klasse beizubringen, wie man eine methodische Fehlersuche durchführt.
Versuche dies:
Wenn Sie weiterhin Sicherungen knallen lassen, kommen Ihnen zwei Hypothesen in den Sinn:
Der Nachweis, was die Ursache war, bleibt den Schülern als Übung überlassen ;)
Angesichts der von Ihnen beschriebenen Bedingungen gibt es keine gute Erklärung für das, was passiert ist, außer dass die Sicherungen defekt sind.
Das deutet entweder darauf hin, dass die Sicherungen defekt sind :-) - oder dass an deinen beschriebenen Zuständen etwas nicht stimmt. Wenn solche Dinge passieren, ist es eine gute Idee zu fragen: "Was ist wirklich passiert im Vergleich zu dem, was meiner Meinung nach passiert ist?". Manchmal schleicht sich menschliches Versagen sehr subtil ein und Murphy liebt es, uns zu verwirren.
Wenn alle Dinge gleich sind, würde ich vermuten, dass Sie einige falsch beschriftete Widerstände oder falsche Widerstände mit niedrigem Wert in einer Reihe von scheinbar hochwertigen Widerständen haben. Siehe unten.
Die 200-mA-Sicherungen sind wahrscheinlich KEIN Sicherheitsproblem, sondern ein Zählerschutzproblem. Es besteht die Möglichkeit, dass der Stromkreis beschädigt wird, wenn eine Sicherung mit viel größerer Amperezahl verwendet wird. Sie könnten einen Meter opfern, um zu sehen. Kann keine gute Wahl sein.
Eine Möglichkeit, Ihre Probleme zu umgehen, besteht darin, einen 125-Ohm-Widerstand in Reihe mit den Netzteilen an einer Stelle zu platzieren, auf die die Schüler keinen Zugriff haben. Dann beträgt der maximal mögliche Strom 25 V / 125 r = 200 mA. Ein 100r-Widerstand würde eine 200-mA-Sicherung nicht durchbrennen. Sicherungen sind normalerweise so ausgelegt, dass sie bei 2+ x Nennstrom durchbrennen. Wird ein externes Voltmeter hinter dem Widerstand verwendet, ist der Abfall des Widerstands unerheblich. Wenn Sie ein Messgerät im Netzteil verwenden, kann dies eine Rolle spielen. Wenn diese Netzteile nur in diesem Experiment verwendet werden (unwahrscheinlich), könnte ein interner Widerstand vor dem Messgerät angebracht werden. Nicht empfohlen.
Eine andere Alternative besteht darin, die Versorgungen auf eine Strombegrenzung von 200 mA einzustellen, falls diese Funktion verfügbar ist.
Sie könnten einen Serien-Konstantstrombegrenzer hinzufügen, aber das kostet Zeit und Geld und ist möglicherweise nicht wünschenswert. Ein LM317 plus ein 5,6-Ohm-Widerstand ergibt einen 223-mA-Strombegrenzer. Es erfordert das Löten eines Widerstands an ein TO220-Teil und 2 externe Drähte. Wickeln Sie die gesamte Einheit in Klebeband oder Schrumpfschlauch und legen Sie sie mit einem Netzteilkabel in Reihe. IFt fällt im Normalbetrieb um 2 bis 3 Volt ab.
Sicherungen: Untersuchen Sie die durchgebrannten und nicht durchgebrannten Sicherungen GENAU . Sind sie alle identisch? Oder gibt es zumindest eine Mischung von Sicherungen, die in durchgebrannten und nicht durchgebrannten Chargen im Wesentlichen gleich ist. Eine deutliche physikalische Abweichung weist auf ein Problem mit der Sicherungsleistung hin.
Untersuchen Sie die Kennzeichnung der Sicherung mit einer Lupe. Sind es 315-mA-Sicherungen oder 31-mA-Sicherungen? 30 mA-Bereich wäre sehr selten, aber vorhanden. Sicherungen brennen normalerweise bei etwa doppelter Nennleistung durch, aber es sind große Variationen möglich, die in Ihrer Anwendung marginal wären. Scheint unwahrscheinlich, aber ...
Wenn Sie sich entscheiden, Ihre Sicherungen zu überbrücken, verwenden Sie den dünnsten Draht, den Sie finden können, und löten Sie ihn über die durchgebrannten Sicherungen. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie einen Draht finden, der unter 100 mA schmilzt. Wenn du das bläst, dann 'summat aglae'.
Sie könnten "etwas größere" Sicherungen kaufen und einbauen. Zu wissen, was mit Ihren Messgeräten bei größeren Strömen passiert, kann gut sein.
Einige Messgeräte haben sehr unangenehme Innenwiderstände und lassen daher eine erhebliche Spannung fallen. Ich messe und beschrifte billige Multimeter mit Strombereichswiderständen, um nicht erwischt zu werden. Wenn Ihr Messgerät einen Widerstand von mehr als 3 Ohm im 200-mA-Bereich hat, fällt es > V = IR = 0,2 x 3 =-> 0,6 V. Eine Siliziumdiode über dem Messgerät schützt es also vor Überstrom. Eine Schottky-Diode schützt vor niedrigeren Spannungen. 2 x supergünstige 1N4148-Dioden Rücken an Rücken über den Zähleranschlüssen können ausreichen.
Nehmen Sie eine nicht durchgebrannte Sicherung, legen Sie einen kleinen Strom (20 mA?) hindurch und messen Sie den Spannungsabfall darüber. Strom absenken und langsam erhöhen. Wie hoch sind der Spannungsabfall und der Strom, wenn es durchbrennt? Versuchen Sie dies mit einer 300-mA-Sicherung aus anderen Quellen.
Messen Sie die Widerstände ALLER Widerstände, die die Schüler verwendet haben. Sind die 2k Widerstände ALLE WIRKLICH 2k. Da sind auch welche mit 200 Ohm drin. Oder 20 Ohm. Oder 2 Ohm? :-). Beachten Sie, dass möglicherweise nicht der niedrigste beabsichtigte Wert fehlerhaft ist. Ein 100k, das ein 100R ist, wird Sie täuschen, wenn Sie nach einem 2k/20r suchen. Messen Sie sie alle. Der schnelle Weg ist, das Netzteil hoch einzustellen, ein Messgerät auf einen Bereich von zB 10 Ampere zu stellen und dann das Netzteil durch den Widerstand und das Messgerät kurz zu schließen. Wenn ein 2k ein 2k Meter ist, wird er sich kaum bewegen. Wenn Sie 200 mA + erhalten, sollten Sie es bemerken. Das Messgerät wird bei 10 Ampere nicht verletzt.
Also - insgesamt ein Mysterium. Sicherungen sind schlecht oder etwas ist nicht so, wie es scheint. Hoffentlich liefert das Obige einige Hinweise.
Sie können versuchen, das Experiment mit dem 10-Ampere-Multimeterbereich durchzuführen. Wenn das Netzteil eine Strombegrenzung hat (das sollte es, wenn es in der Bildung verwendet wird), sollten Sie nichts beschädigen können, aber Sie können mehr Einblick in die Situation erhalten.
Aktualisieren:
Vielen Dank für alle Antworten. Ich habe viele Ideen zur Fehlerbehebung bekommen und einige Nachforschungen angestellt.
Heute habe ich die gleiche Anordnung wie zuvor angeschlossen - Netzteil, Widerstand und ein Multimeter (mit einer guten Sicherung) - und die Leistung des Netzteils über eine Stunde lang mit einem Oszilloskop gemessen. Alles war fest und die Spannung änderte sich überhaupt nicht. Außerdem wurden alle Widerstände erneut gemessen und sie sind alle innerhalb der Toleranz. Die Sicherung im Multimeter ist nicht durchgebrannt.
Möglichkeiten für das, was schief gelaufen sein könnte: Widerstände zu niedrig (eliminiert) Multimeter falsch angeschlossen (eliminiert) Defekte Sicherungen (Höchst unwahrscheinlich, Sicherheitsartikel und mit strengen Toleranzen hergestellt, Etiketten zeigen die korrekte Bewertung) Defekte Netzteile (Etwas unwahrscheinlich, mit Oszilloskop auf über eine Stunde) Schlechter Netzstrom von der Schule (Sehr wahrscheinlich, da die ganze Woche über elektrische Arbeiten durchgeführt wurden und am selben Tag auch ein Netzteil ausfiel)
Schlussfolgerung: Die wahrscheinlichste Ursache für das Durchbrennen der Sicherungen des Multimeters ist eine schlechte Hauptstromversorgung, wenn in der Schule elektrische Arbeiten durchgeführt wurden. Ich weiß, dass die Arbeit mit Sicherheit erledigt wird, weil der Techniker den ganzen Strom abgeschaltet hat, als ich am nächsten Tag in der Mittagspause arbeitete. Ich denke, es ist sehr wichtig, dass die Schule uns mitteilt, wenn sie elektrische Arbeiten durchführt, weil wir im Labor empfindliche elektrische Geräte verwenden. Weitergabe an Abteilungsleiter und oberes Management...
Michael Köhne
sternenblau
Piotr Kula
Benutzer253751