Elsystem, del 1 – Multimetern

I den här artikeln kan du läsa om du använder en s.k multimeter (mätinstrument) för att mäta spänning, motstånd och ström. Jag skulle vilja påstå att det är ditt viktigaste mätinstrumentet för att kunna felsöka elsystemet.

Multimetern, ditt viktigaste mätinstrument ombord

Har du ingen multimeter ombord, skaffa en!

Det finns multimetrar för proffs som kostar flera tusen kronor och så finns det enklare multimetrar för några hundralappar. För de flesta situationer du ställs inför räcker det med en enklare multimeter som i vissa fall även kan vara utrustade med en tång att mäta ström med.

Med en enkel multimeter kan du mäta de här elektriska egenskaperna med tillräcklig noggrannhet om batteriet i multimetern är bra.

  • Likspänning, olika mätområde anges med V⚎ eller mV⚎
    Enhet V eller mV (milli V, tusendels volt)
    Ibland har de automatisk inställning av mätområde och då räcker det att välja mätning av likspänning V⚎
  • Växelspänning, olika mätområde anges med V eller mV
    Enhet V eller mV. Ibland har de automatisk inställning av mätområde och då räcker det att välja mätning av växelspänning V
  • Likström, betecknas ofta med med A⚎ eller mA⚎
    Enhet A eller mA (milli A = tusendels ampere)
  • Elektrisk resistans, olika mätområde anges med Ω, kΩ eller MΩ och ibland anges även tillåtet min och max värde
    Enhet Ω, kΩ eller MΩ (kilo Ω = 1000 Ω, mega Ω = 1 miljon Ω)
  • Elektrisk kontakt, dvs att resistansen är väldigt låg
    Vid kontakt avger multimetern en signal
  • Kontaktlös mätning om en kabel är spänningssatt
    Vid spänningssatt kabel avger multimetern en signal
  • Kontaktlös mätning av ström i en kabel (tång-multimeter)
  • Spänningsfall över en halvledare som kallas diod

Anslutning av mätkablar

Multimeterns röda och svarta mätkablar ska anslutas på olika sätt beroende på vad som ska mätas. Läs igenom instruktionen till din multimeter för detaljerad information. Ibland finns det 3 uttag i multimetern och ibland 4 som på bilden ovan. Det finns några saker som alltid brukar vara lika och det är

  • Ett svart uttag där det står COM
    Här ansluts alltid den svarta mätkabeln
  • Ett eller två uttag för den röda mätkabeln när man ska mäta ström
    Om multimetern kan mäta starka ström, upp till 10A, är det ofta ett eget uttag för det mätområdet
  • Ett uttag för den röda mätkabeln när man mäter spänning och resistans samt om det finns elektrisk kontakt mellan två punkter.

Mätning med multimeter

Jag ska använde ett enkelt elsystem för att visa var man ansluter multimetern när man vill mäta en viss egenskap i systemet. Elsystemet består av följande ihopkopplade delar.

  • Ett 12V batteri
  • En förbrukare med resistans R1 som drar ström I1
  • En lampa som är parallellkopplad med förbrukaren. Lampans effekt är P2 = 5W och drar strömmen I2A.

Om vi skulle vilja ta reda på hur mycket effekt som används av systemet behöver vi ta reda på förbrukarens effekt. Hur gör vi det?

Det finns tre sätt att ta reda på förbrukarens effekt

  • Om du har teknisk info om förbrukaren kan uppgiften om effektförbrukning finnas där och du är klar 🙂
  • Mäta dess resistans R1 och sen beräkna strömmen med Ohms lag enligt I = U/R.
  • Mäta strömmen som går igenom förbrukaren.

Mäta resistans

Om det är enklast att mäta resistans behöver förbrukaren först kopplas loss. Är den inkopplad kommer du även att mäta resistansen över batteriet och lampan då dessa är parallellkopplade med lampan. Det ger fel värde på förbrukarens resistans (för lågt värde).

  1. Koppla loss förbrukaren
  2. Ställ in multimetern att mäta resistans, börja med ett stort intervall, ex.vis 0-200Ω.
  3. Anslut multimeterns mätkablar till plus respektive minus anslutningen på förbrukaren och läs av. Det spelar ingen roll om du kopplar röd mätkabel till plus- eller minus-anslutnigen på förbrukaren. Får du ett för lågt värde, prova att ändra mätområde till ett lite mindre intervall.

När vi vet resistansen kan vi räkna ut strömmen med Ohm’s lag I = U/R. Om vi antar att den uppmätta resistansen blev 8Ω blir strömmen

I1 = 12/8 = 1,5A vilket gör effekten P1 = U*I = 12*1,5 = 18W

Resistansmätning elmotorer m.m.

Att mäta resistans på det här sättet ger bara rätt resultat så länge förbrukaren inte är en elmotor eller elektronisk utrustning. I dessa fall återstår bara att man mäter strömmen till utrustningen för att kunna räkna fram effekten. En motor drar ofta mer än 10A och då funkar det bäst med en tång-multimeter som kan mäta stora strömmar utan att man behöver koppla isär elsystemet. Elektronisk utrustning drar ofta lite ström och då kan man mäta med vanlig multimeter.

Mäta ström

Om vi istället vill mäta strömmen genom förbrukaren kan vi göra på två sätt. Antingen använda en tång-multimeter för mätning av ström eller koppla in multimterns mätkablar i serie med förbrukaren. För att kunna mäta strömmen måste förbrukaren vara igång.

Mäta ström med Tång-multimeter

  1. Innan du börjar mäta, ställ in den att mäta ström med tången.
  2. Öppna tången och placera den över kabeln till förbrukaren och stäng den helt (viktigt).
  3. Läs av det uppmätta strömvärdet. Att mäta med en tång-multimeter ger inget exakt värde på strömmen, men du får en uppfattning om dess storlek. Fungerar bäst när du har höga strömmar som från en laddare eller till en elmotor.

Om vi antar att mätningen visar en ström som är 1A använder vi effektformeln P = U*I som ger att

Effekten P1 = 12V * 1A = 12W

Mäta ström med multimeter

  1. Innan du börjar mäta, säkerställ att multimtern klarar av den ström som går genom förbrukaren. Vanliga multimetrar har ofta en begränsning som är 10A.
  2. Stäng av förbrukaren och koppla loss dess plus- eller minuskabel.
  3. Anslut multimeterns mätkablar i serie så att den röda mätkabeln ansluts på plus-sidan och den svarta på minussidan. Säkerställ att det är god kontakt. Det spelar ingen roll om du ansluter före eller efter förbrukaren. I bilden nedan är multimtern ansluten före förbrukaren.
  4. Ställ in multimetern på ett stort mätområde, ex.vis 0-10A.
  5. Starta förbrukaren och läs av strömmen, om det är ett lågt värde, minska mätområde på multimetern. Vi antar att uppmätt värde blir 1,45A.

Nu kan vi räkna ut effekten på samma sätt som tidigare och får

P1 = 12V * 1,45A = 17,4W

Systemets totala effekt

Nu kan vi räkna ut elsystemets totala effekt summan av de förbrukarnas och lampans effekter.

Förbrukarens effekt är lite osäker eftersom våra olika mätningar gav lite olika resultat.

  • Resistansmätning gav P1 = 18 W
  • Strömmätning med tångmultimeter gav P1 = 12W
  • Strömmätning i serie gav P1 = 17,4W

En rimlig slutsats av detta är att förbrukaren har en effekt som är ungefär 18W och om vi använder den blir

Systemets totala effekt P = 18 + 5 W = 23W

Mäta likspänning eller växelspänning

Enklare multimetrar har ofta några olika inställningar för att dels välja om man ska mäta likspänning eller växelspänning, samt vilket spänningsområde man mäter, ex.vis 0-20V eller 0-200V.

Mätningarna går till på samma sätt, det är bara olika inställningar av multimetern som görs

  1. Välj mätområde, likspänning eller växelspänning.
  2. Anslut multimeterns mätkablar till de två punkter i elsystem där du vill mäta upp spänningen, ex.vis den röda kabeln på batteriets plus-pol och den svarta på minuspolen.
  3. Läs av

Om vi antar att avläsningen visar att det är 12,8V mellan batteriets poler är det ett helt OK värde eftersom batteriets spänning beror av hur mycket det är laddat och hur mycket effekt som tas ur det vid mättillfället.

Mäta om det finns elektrisk kontakt

Den här mätningen är användbar om man vill ta reda på om det finns någon elektrisk kontakt mellan olika delar av elsystemet eller mellan andra punkter på båten, ex.vis när man vill kolla om en del av båten är i kontakt med elektrisk jord eller inte. Sådana elektriska kontakter mellan olika delar av båten och elsystem har stor betydelse för galvanisk och elektrisk korrosion. Det här kommer jag att skriva mer om i eget avsnitt i slutet av artikelserien.

  1. Ställ in multimetern att mäta elektrisk kontakt
  2. Anslut multimeterns mätkablar till de punkter du vill kontrollera om det finns kontakt mellan dem
  3. Avger multimetern signal är det kontakt annars inte.

Mäta spänningsfall över en diod

En diod är en elektrisk komponent som bara leder ström åt ena hållet. De börjar leda ström när spänningen når upp till en viss nivå, ofta kring 0.7V. Det här spänningsfallet kallas framspänningsfall. Åt andra hållet leder dioden ström när den s.k backspänningen uppnås. Den spänningen är mycket högre, flera hundra volt och uppåt.

Innan framspänningen uppnås har dioden ett väldigt stort motstånd, dvs den leder nästan ingen ström alls. När den börjar leda ström sjunker motståndet till nästan noll, men spänningsfallet finns kvar hela tiden.

Bilden nedan visar hur dioder ser ut i en elektrisk ritning. De leder ström i pilens riktning.

För att mäta framspänningsfallet på en diod gör du så här

  1. Koppla loss dioden från systemet
  2. Ställ in multimetern för diod-mätnig
  3. Anslut röd mätkabel på diodens positiva anslutning och svart mätkabel på den negativa sidan
    • Om multimetern visar ett värde kring kring 0.7V fungerar dioden som den ska.
    • Visar multimetern 0, prova att byta plats på mätkablarna. Visar den fortfarande 0V är det fel på dioden och den behöver bytas.
    • Visar multimetern ett högre värde, är det förmodligen fel på dioden.

För att mäta diodens backspänning gör du så här

  1. Gör steg 1 och 2 ovan
  2. Anslut röd mätkabel till diodens negativa anslutning och svart mätkabel till den positiva sidan.
    • Om multimetern visar oändlig spänning fungerar dioden som den ska.
    • Om multimetern visar ett lägre värde är det antagligen fel på dioden.

%d bloggare gillar detta: