Kaj so klešče, čemu služijo in kako jih uporabljati

Pravila merjenja določajo, da je voltmeter vzporedno priključen na zahtevani odsek električnega tokokroga, ampermeter pa zaporedno. Zato je za merjenje jakosti toka potrebno umetno ustvariti odprto vezje in nanj priključiti merilno napravo. Za poenostavitev in pospešitev meritev se uporabljajo tokovne klešče, ki delujejo po bistveno drugačni metodi - njihova naprava vam omogoča merjenje jakosti elektromagnetnega polja, ki se vedno pojavi okoli prevodnika.

Naprava za merjenje klešč

Sprva je bila električna sponka transformator, na katerega je bila priključena merilna naprava, ampermeter.

Klešče, ki so vidni del naprave, so tudi primarno navitje transformatorja. Če je v njem nameščen vodnik, po katerem teče električni tok, potem se zaradi elektromagnetnega polja inducira na navitju transformatorja. Nadalje tok prehaja na sekundarno navitje, iz katerega se odčitki že vzamejo z ampermetrom.

Prvi modeli sponk so bili ustvarjeni kot dodatek k merilnim napravam, ki preprosto omogočajo bolj udoben stik z merjenim delom verige.

Odčitke ampermetra, pridobljene z njihovo pomočjo, je bilo treba dodatno preračunati ob upoštevanju razmerja transformacije, ki je bilo navedeno na napravi.Tudi sam princip delovanja je omogočil merjenje vrednosti samo izmeničnega toka, saj transformator ne deluje s konstantnim tokom - za merjenje je bilo potrebno uporabiti druge naprave.

Takšni modeli so nekoliko dražji, vendar imajo večjo kakovost in natančnost dela.

Tudi uporaba merilne sponke v tandemu z digitalnim multimetrom operaterja razbremeni potrebe po izračunavanju izmerjene vrednosti toka, saj je kalkulator že vgrajen v vezje naprave.

Zmogljivosti merilnih klešč

Če je bila sponka sprva ustvarjena kot dodatek k profesionalnim merilnim instrumentom, potem so nadaljnje možnosti industrije za miniaturizacijo in poenostavitev naprav naredile to napravo razmeroma poceni in cenovno dostopno za običajne uporabnike za domačo uporabo.

Hkrati se obseg njegove uporabe nenehno povečuje in samo standardne naloge, ki jih je mogoče izvesti z njegovo pomočjo, vključujejo naslednje točke:

• Merjenje toka v posameznem vodniku, ki ni le izključen iz tokokroga, ampak tudi pod napetostjo.
• Določitev dejanske moči katere koli električne naprave v različnih obdobjih in glede na obremenitev.
• Določitev dejanske obremenitve celotnega električnega omrežja hiše ali stanovanja "v realnem času".
• Preverjanje napajalnika za nepooblaščene povezave.
• Preverjanje prisotnosti uhajanja toka na ohišju aparata.

Prednosti in slabosti

Objemke se pogosto uporabljajo zaradi številnih prednosti, ki določajo izbiro v njihovo korist, če je potrebno, imajo ustrezno napravo "pri roki":

• Največja možna enostavnost, velikost naprave in natančnost merjenja.
• Možnost uporabe za meritve v visokonapetostnih tokokrogih in mikrotokovih.
• Načelo delovanja klopov vam omogoča ustvarjanje naprav različnih oblik in funkcionalnosti.

• Enostavna integracija z drugimi električnimi merilnimi napravami. Na primer, tokovne klešče v kombinaciji z multimetrom so se izkazale za zelo učinkovite - meje možnosti domače uporabe takšnih naprav si je zelo težko predstavljati, saj so lahko opremljene s temperaturnim senzorjem in drugimi "žemljicami", ki širijo funkcionalnost.

Pri uporabi električne objemke je treba upoštevati nekatere pomanjkljivosti, ki so značilne za takšne naprave:

• Ker naprava reagira na elektromagnetno polje, to je določena odvisnost od položaja žice znotraj primarnega navitja (obroča) in njegovega položaja, je priporočljivo, da objemko namestite pravokotno na merjeni vodnik.
• Naprava za zaznavanje je lahko zelo dovzetna za ulovne tokove, ki se lahko pojavijo, ko je v bližini meritve veliko prevodnikov.
• Enostavnost vezja naprave odpira široke možnosti za proizvodnjo nizkokakovostnih klonov naprav priznanih proizvajalcev. Takšne kopije niso opremljene z ustreznimi zaščitnimi shemami in natančnost njihovih odčitkov pušča veliko želenega.

Različice tokovnih klešč

Glede na uporabljeno vezje in celo videz same naprave so merilniki električnih klešč razdeljeni na več vrst:

• Smerne tipke. Naprava analognega tipa, katere aktivni del je transformator AC z enim obratom, merilna naprava pa je povezana z njegovim sekundarnim navitjem. To so eni prvih modelov merilnih klešč - odlikuje jih nizka cena in jasen prikaz merilnih rezultatov pri spremenljivi amperaži.Pogosta pomanjkljivost takšnih naprav je njihova visoka občutljivost na mehanske vibracije - če naprava ni na trdi površini, se lahko rezultat meritve prikaže napačno. Tudi za uporabo takšnih naprav je potrebna določena spretnost - pogosto morate ročno prevesti odčitke ampermetra v realne vrednosti v skladu s transformacijskim razmerjem. Druga taka naprava je zasnovana za določeno frekvenco električnega toka.
• Digitalno. Prikaz odčitkov na zaslonu takšne naprave določa mikrokrmilnik, ki samodejno izvede vse potrebne izračune in (odvisno od modela) se lahko konfigurira tako, da neposredno prikazuje tok ali moč.

• Multimeter. Univerzalna naprava vse v enem - merilna sponka je vgrajena kar v telo naprave, kar omogoča enostavno uporabo. Število funkcij in merilnih metod določa model multimetra, zato pravilno ime naprave ne bo električna sponka z multimetrom, ampak obratno. Pogosto takšne naprave delujejo s Hallovim senzorjem, zato jih je mogoče uporabiti kot tokovne klešče za enosmerni tok.
• Visokonapetostni. Glavna uporaba so električna vezja s standardnim frekvenčnim tokom in napetostjo nad 1 kV. Takšne naprave imajo povečano izolacijsko upornost in jih je mogoče dodatno namestiti na dielektrično palico, tako da se operater ne približa vodniku, iz katerega se izvajajo meritve. To je specializirana profesionalna naprava, ki je zasnovana samo za eno samo funkcijo - merjenje izmeničnega toka. Po potrebi se za merjenje enosmernega toka uporabijo druge naprave in metode.

Postopek dela s kleščami

Metode merjenja s kleščami so na splošno enake pri uporabi gospodinjskih multimetrov (do 1000 voltov) ali profesionalnih (nad 1000 voltov) naprav.

Odvisno od namena meritev bo celoten postopek z uporabo sponke v kombinaciji z multimetrom potekal takole:

• Med žicami izstopa tista, iz katere morate vzeti odčitke. Če s sponko primete več vodnikov hkrati, bo rezultat meritve napačen.
• Zahtevani način in obseg sta nastavljena na testerju. Če se meri izmenični tok, bo to izmenični tok, ko naprava podpira merjenje enosmernega toka, pa enosmerni tok. Hkrati morate na lestvici izbrati vrednost, ki je nekoliko večja od tiste, ki jo nameravate izmeriti. Če ocenjena jakost toka ni znana, je treba meritve začeti od največjega merila.
• Klešče se odprejo in notri se namesti želeni vodnik. Za najbolj natančno merjenje je priporočljivo, da žico postavite v sredino vezja, pravokotno na telo naprave.
• Meritev bo potekala samodejno in na zaslonu bodo prikazani rezultati.

Koristne nianse meritev

Poznavanje nekaterih fizikalnih zakonov in strukturnih značilnosti naprave bo razširilo obseg njene uporabe.

Če je tok v prevodniku zelo majhen in ga preizkuševalec ne more natančno določiti, potem lahko napravi "pomagate" tako, da vodnik navijete okoli ene od polovic sponke. V tem primeru bo na zaslonu prikazana vsota tokov in da bi ugotovili natančno vrednost, rezultat delite s številom obratov.

Če je tok večji od tistega, kar lahko prikaže tester, bo na zaslonu prikazano eno. V tem primeru morate nastaviti večji merilni obseg in ponoviti meritve.

Tok uhajanja je mogoče zaznati, ne da bi iskali njegovo prisotnost na ozemljitveni žici (priključeni na ohišje naprave). Če želite to narediti, lahko uporabite sposobnost preizkuševalca, da prikaže vsoto tokov več vodnikov, ki so nameščeni v kleščah.Če s sponko primete fazo in ničlo naenkrat, bi moralo biti na zaslonu prikazano ničlo, saj se inducirana elektromagnetna polja medsebojno kompenzirajo (morajo biti enake jakosti in različne smeri). V primeru puščanja bo vrednost na zaslonu drugačna od nič - če je tako, potem morate poiskati mesto okvare izolacije do ohišja.

Če je na ohišju merilne naprave gumb "Zadrži", bo to pomagalo pri merjenju toka na težko dostopnih mestih, na primer, če lahko tester doseže tja, vendar zaslon ne bo viden. V tem primeru morate žico prijeti s tokovno kleščo, pritisniti ta gumb in rezultat bo pritrjen na zaslonu - zdaj ga lahko vidite na priročnem mestu.

Kaj je treba upoštevati pri izbiri naprave

Na trgu je veliko število naprav, katerih funkcionalnost je opazno drugačna, kar neposredno vpliva na njegove stroške. Pri nakupu univerzalne tokovne klešče je treba upoštevati, da je to še vedno specializirano orodje za določanje jakosti toka v vodniku pod napetostjo. Zato se je vredno sami odločiti, ali so v tej napravi potrebne takšne funkcije, na primer preverjanje kondenzatorjev, diod in tranzistorjev.

Glavne naloge, ki jih mora opraviti naprava:

• Merjenje toka in napetosti (idealno AC in DC).
• Prekinjenost žic (po možnosti z zvočnim signalom)
• Določitev trenutne frekvence.

Zaželene možnosti, ki v nekaterih primerih olajšajo stvari:

• Fiksiranje rezultatov meritev - gumb "Zadrži".
• Možnost nastavitve ničle - če sosednje žice dajo dvig.
• Možnost merjenja zagonskega toka, ki je nekajkrat večji od nazivnega.
• Samodejna izbira obsega pri prikazu rezultatov.
• Plus bo možnost priključitve temperaturne sonde za merjenje temperature.
• Velik osvetljen zaslon.

Prav tako je nujno paziti na kvaliteto plastike, odsotnost kovinskih delov na površini naprave in katere baterije se uporabljajo (da jih je mogoče brez težav najti in po potrebi zamenjati)

Jasno o trenutni sponki v videu:

Zaradi tega je merilna tokovna sponka naprava, ki močno poenostavi delo profesionalnega električarja in domačega mojstra, ki je navajen vse narediti z lastnimi rokami. Uporaba naprave se na splošno ne razlikuje od meritev s testerjem ali multimetrom - je intuitivna in dostopna tudi za ljudi z minimalnimi spretnostmi, vendar bo v nekaterih primerih potrebno nekaj znanja za interpretacijo dobljenih rezultatov meritev.