Sicherung durchbrennt in 12 Multimetern, die für 200 mA ausgelegt sind und nur 12,5 mA messen. Warum?

Ich bin ein High-School-Elektroniklehrer und während eines Labors zum Ohmschen Gesetz haben wir nur die Sicherungen in 12 von 18 brandneuen Digitalmultimetern durchgebrannt, während wir den Strom gemessen haben, und nein, die Zähler waren nicht direkt an eine Spannungsquelle angeschlossen!

Details: 18 brandneue 30-V-Gleichstromversorgungen, 18 brandneue Radio Shack 22-810 DMMs mit 15 Reichweiten, kleinster Widerstand 2 kOhm

Die Schüler schalteten den Widerstand und das Amperemeter in Reihe mit der Stromversorgung.

Das Multimeter ist für bis zu 200 mA ausgelegt und die Sicherung besteht aus einer 250-V-Keramik mit 315 mA.

Die Spannungen lagen zwischen 5 V und 25 V. Selbst mit dem kleinsten Widerstand von 2 kOhm beträgt der größte gemessene Strom 12,5 mA. Selbst wenn die Schüler die Stromversorgung auf 30 V maximieren würden, wäre der Strom immer noch nur 15 mA, was weit unter 200 mA und 250 V liegt.

Meine Frage ist also, warum die Sicherung bei 12 von 18 Multimetern durchgebrannt ist. Ich habe die Schüler direkt beaufsichtigt und niemand hat das Multimeter ohne Widerstand an die Stromversorgung angeschlossen. Ich suchte nach Stromstößen, indem ich das Multimeter im Spannungsmodus an das Netzteil anschloss, und die Spannung änderte sich überhaupt nicht. Ich habe auch die Spannung mit einem analogen Multimeter gemessen und es war auch fest. Und ich bezweifle, dass es sogar Stromstöße geben würde, da das Netzteil diese hoffentlich herausfiltern sollte und sie auch auf dem Leistungsmessgerät des Netzteils sichtbar sein sollten.

Ich habe Radio Shack kontaktiert, um zu sehen, ob es möglicherweise eine Menge defekter Sicherungen gibt, und natürlich haben sie Nein gesagt und festgestellt, dass die Sicherungen nicht unter die Garantie fallen.

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 Quellverkleidung eines Hauses, Autos oder Flugzeugs wickeln möchte. Nur bei Multimetern, die nur an den Netzteilausgang angeschlossen sind.

Sicherungen lösen aus, wenn übermäßiger Strom durch sie fließt.

Die Wahrscheinlichkeit, dass dies ein chargenbedingtes Problem ist, ist meiner Meinung nach unwahrscheinlich - die meisten Sicherungen sind sicherheitskritische Komponenten, normalerweise mit Kennzeichnung durch die Aufsichtsbehörde - insbesondere Teile mit einer Nennspannung von 250 V.

Können Sie ein Foto einer ausgefallenen Sicherung posten? Die metallischen Endkappen haben normalerweise Markierungen, die Nennwerte, Hersteller- und behördliche Informationen angeben.

Diese Ausgabe bietet eine gute Gelegenheit, Ihrer Klasse die methodische Fehlerbehebung beizubringen.

Versuche dies:

• Messen Sie mit einem guten Messgerät den Widerstand, bevor Sie ihn in Reihe mit dem Netzteil installieren.
• Verdrahten Sie Ihre Schaltung - Stromversorgung, den in Reihe geschalteten Widerstand und einen guten (in dem die Sicherung nicht durchgebrannt ist) in Reihe geschalteten DVM im Milliampere-Bereich gemäß Ihren experimentellen Kriterien.
• Trennen Sie den positiven Netzteilanschluss und messen Sie den Widerstand zwischen dem positiven Anschluss und dem negativen Anschluss des Netzteils. Sie sollten den Widerstand des Widerstands sowie den Widerstand des Shunts im DVM sehen (der extrem klein sein sollte; möglicherweise nicht einmal sichtbar). Wenn Sie einen Widerstand sehen, der kleiner als der Widerstandswert ist (dh Null), stimmt etwas nicht und Sie müssen Ihr Setup überprüfen.
• Führen Sie die Berechnung Ihres Ohmschen Gesetzes durch, um den maximal erwarteten Strom basierend auf der erwarteten Stromversorgungsleistung und dem von Ihnen gemessenen Widerstand zu ermitteln. Berechnen Sie auch den Worst-Case-Strom basierend auf dem Worst-Case-Netzteilausgang.
• Schließen Sie den positiven Stromversorgungsanschluss an und führen Sie Ihr Experiment durch.

Wenn Sie weiterhin Sicherungen auslösen, fallen Ihnen zwei Hypothesen ein:

• Die Stromversorgungsleistung übertraf die Worst-Case-Vorhersage.
• Die Sicherung konnte den ungünstigsten Strom nicht verarbeiten.

Zu beweisen, was die Ursache war, bleibt den Schülern als Übung überlassen;)

Angesichts der von Ihnen beschriebenen Bedingungen gibt es keine gute Erklärung dafür, was passiert ist, außer dass die Sicherungen fehlerhaft sind.

Dies weist entweder darauf hin, dass die Sicherungen defekt sind :-) - oder dass in Ihren beschriebenen Bedingungen etwas nicht stimmt. Wenn solche Dinge passieren, ist es eine gute Idee zu fragen, "was wirklich passiert ist im Vergleich zu dem, was ich denke, 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 hohen Widerständen haben. Siehe unten.

Die 200-mA-Sicherungen sind wahrscheinlich KEIN Sicherheitsproblem, sondern ein Schutz für das Messgerät. Es besteht die Möglichkeit, dass der Stromkreis beschädigt wird, wenn eine viel größere Stromstärkesicherung verwendet wird. Sie könnten einen Meter opfern, um zu sehen. Vielleicht keine gute Wahl.

Eine Möglichkeit, Ihre Probleme zu umgehen, besteht darin, einen 125-Ohm-Widerstand an einer Stelle in Reihe mit den Netzteilen zu schalten, 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 einem Nennstrom von 2+ x durchbrennen. Wenn nach dem Widerstand ein externes Voltmeter verwendet wird, ist der Abfall des Widerstands unwichtig. Wenn Sie ein Messgerät im Netzteil verwenden, kann dies von Bedeutung sein. Wenn diese Psus nur in diesem Experiment verwendet werden (unwahrscheinlich), könnte ein interner Widerstand vor dem Messgerät angebracht werden. Nicht empfohlen.

Eine andere Alternative besteht darin, die Stromversorgung der Stromversorgung auf 200 mA einzustellen, wenn diese Funktion verfügbar ist.

Sie könnten einen Serienkonstantenstrombegrenzer hinzufügen, dies kostet jedoch Zeit und Geld und ist möglicherweise nicht wünschenswert. Ein LM317 plus ein 5,6-Ohm-Widerstand ergibt einen Strombegrenzer von 223 mA. Es ist erforderlich, einen Widerstand an ein TO220-Teil und zwei externe Drähte anzulöten. Wickeln Sie das gesamte Gerät in Klebeband oder Wärmeschrumpf ein und schalten Sie es mit dem Netzteil in Reihe. IFt fällt im normalen Betrieb um 2 bis 3 Volt ab.

Sicherungen: Überprüfen Sie die durchgebrannten Sicherungen 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 Sicherungsbewertung hin.

Untersuchen Sie die Kennzeichnung der Sicherungswerte mit einer Lupe. Sind es 315 mA Sicherungen oder 31 mA Sicherungen? 30 mA Bereich wäre sehr selten, existieren aber. Sicherungen werden normalerweise mit etwa doppelter Nennleistung durchgebrannt, aber große Abweichungen sind möglich, sodass sie in Ihrer Anwendung nur geringfügig sind. 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 Kabel finden, die unter 100 mA verschmelzen. Wenn Sie das blasen, dann 'summat aglae'.

Sie könnten "etwas größere" Sicherungen kaufen und montieren. Zu wissen, was mit Ihren Messgeräten bei größeren Strömen passiert, kann gut sein.

Einige Messgeräte haben sehr unangenehme Innenwiderstände und lassen daher erhebliche Spannungen abfallen. Ich messe und beschrifte billige Multimeter-Strombereichswiderstände, um nicht erwischt zu werden. Wenn Ihr Messgerät im 200-mA-Bereich mehr als 3 Ohm Widerstand hat, fällt es ab> 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 hintereinander über die Zähleranschlüsse können ausreichen.

Nehmen Sie eine nicht durchgebrannte Sicherung, führen Sie einen kleinen Strom (20 mA?) Durch und messen Sie den Spannungsabfall darüber. Beachten Sie den Abfall und erhöhen Sie den Strom langsam. Was ist der Spannungsabfall und Strom, wenn es bläst? 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. Gibt es dort etwa 200 Ohm? Oder 20 Ohm. Oder 2 Ohm? :-). Beachten Sie, dass dies möglicherweise nicht der niedrigste beabsichtigte Wert ist, der fehlerhaft ist. Ein 100k, der ein 100R ist, wird Sie täuschen, wenn Sie nach einem 2k / 20r suchen. Messen Sie sie alle. Der schnelle Weg besteht darin, das Netzteil hoch einzustellen, ein Messgerät auf einen Bereich von z. B. 10 Ampere zu stellen und dann das Netzteil durch den Widerstand und das Messgerät kurzzuschließen. Wenn ein 2k 2k Meter ist, rührt sich kaum. Wenn Sie 200 mA + erhalten, sollten Sie es bemerken. Das Messgerät wird bei 10 Ampere nicht verletzt.

Also - insgesamt ein Rätsel. Sicherungen sind schlecht oder etwas ist nicht so, wie es scheint. Hoffentlich liefert das oben genannte einige Hinweise.

Sie können versuchen, das Experiment mit dem 10-Ampere-Multimeterbereich durchzuführen. Wenn das Netzteil eine Strombegrenzung hat (sollte es, wenn es in der Bildung verwendet wird), sollten Sie nichts beschädigen können, aber Sie erhalten möglicherweise mehr Einblick in die Situation.

Aktualisieren:

Vielen Dank für alle Antworten. Ich habe viele Ideen zur Fehlerbehebung erhalten und Nachforschungen angestellt.

Heute habe ich die gleiche Anordnung wie vor dem Netzteil, dem Widerstand und einem Multimeter (mit einer guten Sicherung) angeschlossen 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 liegen alle innerhalb der Toleranz. Die Sicherung hat im Multimeter nicht ausgelöst.

Möglichkeiten für mögliche Fehler: Widerstände zu niedrig (beseitigt) Multimeter falsch angeschlossen (beseitigt) Schlechte Sicherungen (Sehr unwahrscheinlich, Sicherheitselement und mit strengen Toleranzen hergestellt, Etiketten weisen die richtige Bewertung auf) Schlechte Netzteile (Etwas unwahrscheinlich, mit Oszilloskop geprüft über eine Stunde) Bad Mains Strom aus der Schule (Sehr wahrscheinlich, da die ganze Woche über elektrische Arbeiten durchgeführt wurden und am selben Tag auch ein Netzteil durchgebrannt ist)

Schlussfolgerung: Die wahrscheinlichste Ursache für das Durchbrennen der Multimeter-Sicherungen ist eine schlechte Hauptstromversorgung, als in der Schule elektrische Arbeiten ausgeführt wurden. Ich weiß, dass die Arbeit mit Sicherheit erledigt wird, weil der Techniker die gesamte Stromversorgung abgeschaltet hat, als ich am nächsten Tag zur Mittagszeit arbeitete. Ich denke, es ist sehr wichtig, dass die Schule uns mitteilt, wann sie elektrische Arbeiten ausführen, da wir im Labor empfindliche elektrische Geräte verwenden. Weitergabe an Abteilungsleiter und oberes Management ...