保险丝在 12 个额定电流为 200mA 的万用表中熔断,仅测量 12.5mA。为什么?

电器工程 万用表 保险丝
2022-01-12 22:49:22

我是一名高中电子老师,在做欧姆定律实验室时,我们只是在测量电流时烧断了 18 个全新数字万用表中的 12 个的保险丝,并且没有直接连接到电压源的仪表!

详细信息:18 个全新 30V DC 电源,18 个全新 Radio Shack 22-810 15 范围 DMM,最小电阻 2KOhm

学生们将电阻器和电流表串联到电源上。

万用表的额定电流高达 200mA,保险丝为 315mA 250V 陶瓷。

电压范围为 5V 至 25V。即使使用 2KOhm 的最小电阻,测得的最大电流也是 12.5mA。即使学生们将电源最大化到 30V,电流仍然只有 15mA,远低于 200mA 和 250V。

所以我的问题是,为什么 18 个万用表中有 12 个保险丝熔断?我直接监督学生,没有人在没有电阻的情况下将万用表连接到电源。我通过在电压模式下将万用表连接到电源来寻找电流浪涌,并且电压根本没有变化。我还用模拟万用表测量了电压,它也很稳定。而且我怀疑甚至会有电流浪涌,因为电源应该有希望将它们过滤掉,并且它们也应该在电源输出仪表上可见。

我联系了 Radio Shack,看看是否有一批坏保险丝,他们当然说没有,保险丝不在保修范围内。

在我完成所有检查之后,您是否建议用铝箔包裹保险丝以使万用表启动并运行?我不想在房子、汽车或飞机的源面板中安装保险丝。仅在仅连接到电源输出的万用表上。

4个回答

当过电流流过保险丝时,保险丝会熔断。

在我看来,这不可能是批次相关问题——大多数保险丝都是安全关键部件,通常带有监管机构标记——尤其是额定电压为 250V 的部件。

能发一张保险丝失效的照片吗?金属端盖通常带有指示额定值、制造商和法规信息的标记。

这个问题提供了一个很好的机会来教你的班级如何进行有条不紊的故障排除。

尝试这个:

  • 使用好的仪表,在与电源串联安装之前测量电阻。
  • 根据您的实验标准,连接您的电路 - 电源、串联电阻和一个良好的(其中保险丝未熔断的)串联 DVM(在毫安范围内)。
  • 断开正极电源连接并测量正极连接位置与电源负极之间的电阻。您应该看到电阻器的电阻加上 DVM 内的分流器的电阻(应该非常小;甚至可能不可见)。如果您看到一些电阻小于电阻值(即零),则说明有问题,您需要检查您的设置。
  • 进行欧姆定律计算,根据预期的电源输出和测量的电阻确定最大预期电流。还要根据最坏情况下的电源输出计算最坏情况下的电流。
  • 连接正电源连接并进行实验。

如果您继续弹出保险丝,则会想到两个假设:

  • 电源输出超过了最坏情况的预测。
  • 保险丝无法处理最坏情况下的电流。

证明是什么原因留给学生练习;)

鉴于您所描述的情况,除了保险丝有故障之外,没有很好的解释发生了什么。

这表明保险丝有故障:-) - 或者在您描述的条件下存在不正确的地方。当这样的事情发生时,最好问“与我认为发生的事情相比,真正发生了什么?”。有时人为错误会非常微妙地潜入,墨菲喜欢迷惑我们。

在所有条件相同的情况下,我猜你有一些贴错标签的电阻器,或者在一批明显高值的电阻器中有错误的低值电阻器。见下文。

200 mA 保险丝可能不是安全问题,而是仪表保护问题。如果使用更大电流的保险丝,电路可能会损坏。你可以牺牲一米来看看。可能不是一个好的选择。

试图绕过你的问题的一种方法是将一个 125 欧姆的电阻器与电源串联在一个学生无法访问的点上。那么最大可能电流为 25V/125r = 200 mA。100r 电阻不会烧断 200 mA 保险丝。保险丝的额定电流通常为 2+ x 额定电流。如果在电阻器下游使用外部电压表,则电阻器的压降并不重要。如果您在 psu 中使用仪表,则可能很重要。如果这些 psus 仅用于本实验(不太可能),则可以在仪表上游安装一个内部电阻器。不建议。

另一种选择是将电源设置为 200 mA 的电流限制(如果该功能可用)。

您可以添加串联恒流限制器,但这需要时间和金钱,而且可能不是可取的。一个 LM317 加上一个 5.6 欧姆的电阻器将构成一个 223 mA 的电流限制器。它需要将一个电阻器焊接到 TO220 部件和 2 根外部导线。将整个单元用胶带或热缩管包裹起来,并与 psu +ve 引线串联。IFt 在正常操作中会下降 2 到 3 伏。

保险丝:仔细检查熔断的保险丝和未熔断的保险丝它们都一样吗?或者至少,在熔断和未熔断批次中是否存在基本相同的熔断器组合。明显的物理变化表明保险丝额定值问题。

用放大镜检查保险丝额定值标签。它们是 315 mA 保险丝还是 31 mA 保险丝?30 mA 范围非常罕见,但确实存在。保险丝通常会以大约双倍的额定值熔断,但可能会有很大的变化,因此在您的应用中可能是微不足道的。似乎不太可能,但...

如果您决定桥接保险丝,请使用您能找到的最细的电线并将其焊接在熔断的保险丝上。您不太可能找到会在 100 毫安以下熔断的电线。如果你吹那个,那么'summat aglae'。

您可以购买并安装“稍大”的保险丝。了解在较大电流下您的仪表会发生什么可能是件好事。

一些仪表具有非常讨厌的内部电阻,因此会降低显着的电压。我测量并标记便宜的万用表电流范围电阻以避免被抓住。如果您的仪表在 200 mA 范围内的电阻超过 3 欧姆,它将下降 > V = IR = 0.2 x 3 =- > 0.6V。因此,仪表上的硅二极管将保护其免受过电流的影响。肖特基二极管将保护免受较低电压。2 个超级便宜的 1N4148 二极管背靠背穿过仪表端子可能就足够了。

取一根未熔断的保险丝,将小电流(20 mA?)通过它并测量其上的电压降。注意下降并缓慢增加电流。熔断时的电压降和电流是多少?尝试使用其他来源的 300 mA 保险丝。

测量学生使用的所有电阻器的电阻。2k 电阻真的是2k吗?那里有一些200欧姆的吗?或 20 欧姆。还是2欧姆?:-)。请注意,它可能不是有故障的最低预期值。如果您正在寻找 2k/20r,那么 100k 即 100R 会欺骗您。测量它们。快速的方法是将 psu 设置为高,将仪表置于例如 10 安培范围,然后通过电阻器和仪表短路 psu。如果 2k 是 2k 米几乎不会让步。如果你得到 200 mA+,你应该注意到它。仪表在 10 安培时不会受到伤害。

所以 - 总的来说是一个谜。保险丝坏了,或者看起来不像。希望以上内容能提供一些线索。

您可以尝试使用 10 安培万用表范围运行实验。如果电源有电流限制(如果它用于教育,则应该),您应该不会损坏任何东西,但您可能会更深入地了解情况。

更新:

非常感谢所有的回复。我有很多故障排除的想法,并做了一些调查工作。

今天,我连接了与之前相同的布置——电源、电阻和万用表(保险丝良好),并用示波器测量了一个多小时的电源输出。一切都很稳定,电压根本没有变化。此外,所有电阻器都再次测量,它们都在公差范围内。万用表中的保险丝没有熔断。

可能出现问题的可能性: 电阻太低(已消除) 万用表连接错误(已消除) 保险丝损坏(极不可能,安全项目并按照严格的公差制造,标签显示正确的额定值) 电源故障(不太可能,用示波器检查一个多小时)学校的电源坏了(很可能因为整个星期都在做电力工作,而且同一天的电源也爆炸了)

结论:在学校进行电气工作时,万用表保险丝熔断的最可能原因是主电源损坏。我知道工作肯定正在完成,因为技术人员在我第二天午餐时间工作时关闭了所有电源。我认为学校告诉我们他们何时进行电气工作非常重要,因为我们在实验室中使用敏感的电气设备。传递给部门主管和高层管理人员...