Il y a tellement de gadgets et d'appareils électroniques disponibles de nos jours, conçus pour un large éventail d'usages. Le point commun est qu'ils sont tous alimentés à l'électricité. Ce dernier se présente sous deux formes: courant continu (DC) et courant alternatif (AC). La capacité de mesurer ces courants est essentielle pour identifier les problèmes dans un circuit ou un appareil électronique. Nous allons vous montrer comment mesurer le courant avec un multimètre numérique.
Comprendre le courant en termes simples
Le courant électrique est simple à comprendre à l'aide de l'analogie d'un système d'écoulement d'eau à l'intérieur d'un bâtiment, où l'eau est pompée du sol vers le réservoir supérieur, et l'eau retourne au sol à travers le tuyaux. Un système électrique est assez similaire: les électrons sont déplacés à travers le circuit au lieu de l'eau. D'autres composants du système électrique peuvent également être visualisés à l'aide du même modèle.
Similitudes entre les deux systèmes
La borne positive de la source d'alimentation (par exemple, une batterie) est similaire au niveau du réservoir supérieur et la borne négative au niveau du sol. Cette différence de potentiel entre les deux bornes est appelée tension et est mesurée en volts, abrégé en "V".
Plus le réservoir est haut, plus la pression de l'eau est élevée. De même, plus la différence de potentiel entre les bornes de la batterie est élevée, plus la pression électrique (tension) est élevée. C'est cette tension qui entraîne le courant dans le circuit. Plus la tension est élevée, plus le courant circule dans le circuit. Le courant est mesuré en ampères, abrégé en "A".
La tension est mesurée aux bornes de la source d'alimentation (tout comme la mesure de la hauteur du réservoir supérieur). Le courant est mesuré à l'intérieur du circuit (similaire à la mesure de l'eau avec un débitmètre). Le courant est mesuré à l'aide d'un ampèremètre, qui est inclus dans un multimètre.
Caractéristiques de mesure du courant d'un multimètre
Un multimètre numérique possède un écran LCD, un sélecteur rotatif et des ports pour connecter les fils de la sonde. Il est généralement alimenté par une pile 9V. Deux sondes doivent être connectées aux ports respectifs en fonction du type de mesure. La sonde noire est connectée à COM (abréviation de "commun"), connectée à la masse. Comme pour la sonde rouge, pour les faibles courants, le port mA est utilisé; pour les courants élevés, le port 10A est utilisé.
Pour 10A, l'avertissement sur notre multimètre indique "UNFUSED 10A MAX For 10 SECONDS MAX" (le vôtre peut différer). Cela signifie que le multimètre peut supporter un débit soutenu de 10 A pendant un maximum de 10 secondes avant que les fils à l'intérieur ne deviennent suffisamment chauds et ne fondent éventuellement.
Mesure de la consommation de courant des composants électroniques CC
Une carte de test est configurée avec une batterie, des LED, un buzzer, un moteur à basse vitesse et un moteur à grande vitesse. A l'aide des interrupteurs, chacun de ceux-ci sera alimenté à tour de rôle pour mesurer le courant.
Ceci est le schéma de circuit de la carte de test. Le courant peut être mesuré en connectant le multimètre en série à n'importe quelle partie du circuit.
Pour plus de commodité, les sondes sont connectées plus près de la batterie. Cela aidera à mesurer le courant lorsqu'un ou tous les interrupteurs sont activés. La sonde noire est connectée à la borne négative de la batterie et la sonde rouge est connectée à l'autre fil pour former un circuit en série.
Avant de procéder à la mesure du courant avec un multimètre, il est judicieux d'avoir une estimation approximative du courant qui sera mesuré. Ceci est nécessaire car la sonde rouge doit être connectée au bon port du multimètre.
Pour estimer, recherchez les spécifications du composant. Par exemple, si un moteur 5 V CC a une puissance nominale de 0,5 W :
- Courant = Puissance / Tension
- Courant = 0,5 / 5
- Courant = 0.1A = 100mA
Maintenant que vous avez une valeur approximative du courant, connectez le cordon au port mA normal et réglez le commutateur rotatif du multimètre sur 200 mA.
En pratique, cependant, il est plus rapide de commencer avec une valeur plus élevée sur le cadran rotatif du multimètre et de passer à des valeurs plus basses pour plus de précision. Si vous n'avez pas accès à la spécification du composant électronique, c'est ce qu'il faut faire.
Les LED sont connues pour consommer peu d'énergie, de sorte que le multimètre est réglé pour mesurer le courant en milliampères (mA). Lors de la mesure, les deux LED lumineuses ne consomment que 7,43 mA.
De même, les buzzers ne consomment pas beaucoup d'énergie. Il est encore plus frugal à 2,04 mA.
La mesure du courant du moteur à basse vitesse indique 0,37 A (370 mA). Notez que le port du multimètre et le cadran rotatif ont été changés en 10A.
Le moteur à grande vitesse, comme prévu, consomme encore plus à 0,53 A (530 mA).
Mesure du courant alternatif
Contrairement au courant continu, le courant alternatif (AC) ne trouve pas beaucoup d'applications dans l'électronique basse tension. C'est la raison pour laquelle de nombreux multimètres ne disposent pas d'un ampèremètre CA. Mais pour ceux qui le font, mesurer AC est un processus similaire à DC; le cadran rotatif doit cependant être réglé sur AC.
Mesure du courant dans les appareils AC
Le principal avantage du courant alternatif est la perte de puissance minimale lors de la transmission sur de longues distances. La tension alternative est abaissée à l'aide de transformateurs et transmise aux appareils. Les petits appareils convertissent le courant en courant continu et l'utilisent (par exemple, les chargeurs de téléphone et les ordinateurs portables). Les appareils plus gros utilisent directement le courant alternatif (par exemple, les chauffe-eau et les moteurs).
La tension qui alimente ces appareils varie entre 120V et 230V selon les normes adoptées par les différents pays. Il est important de noter que ces tensions sont suffisamment élevées pour causer des blessures ou même mettre la vie humaine en danger si elles sont manipulées sans les précautions appropriées. Étant donné que le courant est mesuré à l'intérieur d'un circuit, il est fortement déconseillé d'utiliser un multimètre lors de la mesure du courant alternatif haute tension.
Ce que vous pouvez faire, c'est utiliser un pince ampèremétrique pour mesurer les courants alternatifs. Le compteur utilise le champ électromagnétique du courant alternatif pour mesurer le courant et n'a pas besoin d'être en contact avec le fil, il est donc sûr. La pince doit être placée autour du fil et la lecture sera affichée; il peut mesurer des courants aussi élevés que 1000A.
Il y a cependant un problème avec les pinces ampèremétriques. La pince doit être placée autour d'un seul fil pour obtenir une lecture. Mais les cordons d'alimentation des appareils sont généralement constitués de trois fils (phase, neutre et terre). Ainsi, un ampèremètre à prise murale serait idéal pour mesurer les courants des appareils.
Mesure et surveillance du courant dans les gadgets de 5 volts
De nombreux gadgets modernes sont alimentés par des adaptateurs USB 5V et des banques d'alimentation. Il est utile de mesurer le courant pour comprendre les signes vitaux, par exemple pour ne pas surcharger les batteries pendant la charge. Cela peut être fait en utilisant un multimètre ordinaire: vous pouvez utiliser un câble d'extension USB, retirer le manchon, couper le fil positif, puis connecter ses extrémités aux sondes du multimètre et mesurer le courant. Cependant, c'est une solution lourde.
Ce qui est plus simple, c'est d'utiliser un Multimètre USB spécialement conçu pour mesurer les deux paramètres importants, la tension et le courant. Connectez-le simplement en ligne et les lectures seront affichées par intermittence.
Le compteur est simple, encore une fois un gadget très utile. Supposons que vous achetiez un nouvel iPhone Pro Max 14 sans le chargeur Apple officiel. Vous achetez un chargeur tiers séparément, gardez votre confiance dans les autocollants et branchez-le. Ce qui se passe ensuite dépend de la chance que vous avez. Les résultats possibles varient entre un bip et un kaboom.
Un choix plus judicieux consiste à vérifier l'adaptateur avant de le brancher sur votre téléphone coûteux. S'il y a un problème, le pire qui puisse arriver est que le compteur USB bon marché explose plutôt que votre téléphone à plus de 1 000 $.
Vous pouvez également utiliser le compteur USB pour vérifier les ports de l'ordinateur et vous assurer que la tension est correcte et que l'ampérage est suffisant pour piloter les périphériques tels qu'un disque dur USB.
Le compteur USB peut également être utilisé pour la surveillance continue. Les téléphones qui ne sont pas équipés d'indicateurs de charge LED doivent être vérifiés en allumant l'écran pour voir si la charge est terminée. Un ampèremètre USB indique le courant continu circulant dans le circuit. Une lecture de courant élevée signifie que le téléphone est toujours en charge; un niveau bas signifie que la charge est terminée.
Les ordinateurs monocarte comme le Raspberry Pi sont également alimentés en 5V USB. Les performances du Pi sont directement affectées par la qualité de l'alimentation. Vous remarquerez peut-être un voyant rouge clignotant sur la carte Pi, ce qui indique une alimentation inadéquate. Avec le multimètre USB, vous pouvez surveiller la tension et le courant allant au Pi, corriger l'alimentation et extraire les meilleures performances.
Comprendre et mesurer le courant est facile
Vous savez maintenant mesurer le courant avec un multimètre numérique, et aussi une pince ampèremétrique ou un multimètre USB. En plus de mesurer le courant, un multimètre peut être utilisé pour mesurer la tension, la résistance et de nombreux autres paramètres électriques. Apprendre à en utiliser un est la porte d'entrée pour comprendre le monde de l'électronique.
