El multímetro explotó durante la medición de CA - ¿Qué hice mal?

Question

simular este circuito – Esquemático creado utilizando CircuitLab

Un medidor DT-830B.

Compré un nuevo transformador y estaba tratando de medir el voltaje de salida. Conecté las sondas en 'VmA' (no en 10 A) y COM, y lo configuré en 750 (no estoy 100% seguro si lo puse en 750 o 200) VCA.

Luego puse mi sonda en el lado derecho de la imagen, que es la salida del transformador, y no obtuve lecturas de números.

Luego quise verificar si el enchufe estaba funcionando correctamente, y puse la sonda como en la imagen. Mi enchufe tiene solo dos salidas, sin etiquetado de neutro/calentador, solo dos y son 60 Hz 220 VCA.

De todos modos, cuando puse las sondas como en la imagen, el multímetro comenzó a emitir ruidos y no mostraba números. ¿Quizás estaba en cortocircuito en el interior? Lo puse de nuevo como en la imagen, y el fusible explotó.

¿Hice algo mal? No pensé que necesitaba cambiar a 10A porque (pensé) solo se usa al medir corrientes. Solo quería medir voltajes.

¿Puedes decirme qué hice mal?

• oh, y en realidad sí puse la sonda en el terminal de medición de voltaje.. Dice VmA. Puse mi sonda en VmA y COM.

También no recuerdo dónde lo compré, pero el multímetro dice DT-830B, y no tiene marca impresa.

Además, creo que estaba por debajo de los 10 dólares.

Bueno, algunos de ustedes querían ver el interior de ese medidor. Así que estoy subiendo algunas de las imágenes. El interior se veía más simple de lo que esperaba...

Answer 1

De acuerdo, primero aclaremos algunas cosas que pueden tener que ver con la aplicación incorrecta de un multímetro...

Dependiendo del tipo exacto de multímetro que uses, tu experiencia puede variar, pero aquí está mi suposición sobre lo que sucedió, asumiendo que tu multímetro tiene entradas separadas para mediciones de corriente y voltaje, a menudo etiquetadas como "[mA] [A] [COM] [V, Ω]" o algo similar...

No importa cómo ajustes el dial, si no conectas los cables a la entrada "Volts" (y en su lugar los conectas a cualquier de las entradas "Amps"), estás conectando la resistencia de sensado de corriente interna de tu multímetro (shunt) a la salida de tu transformador. Esto significa, en pocas palabras, que estás creando un cortocircuito casi total a través de tu transformador, y toda la corriente (¡generalmente grande!) que tu transformador puede suministrar pasará por tu pobre multímetro.

Hmmm... considerando tus ediciones/aclaraciones... El multímetro no debería dañarse si conectas las sondas a "COM" y "V-Ohm-mA" y ajustas el dial a cualquiera de las posiciones de "Volts". Con cualquier otro ajuste (Ohmios, Amperios), pones el resistor de sensado de corriente del multímetro (shunt) a través de la salida de tu transformador (¡mal!), o la fuente de corriente que tu multímetro usa para probar resistencias intentará conducir contra la salida del transformador (y descubrirá que no hay forma de ganar en esta situación fatalmente desesperada).

Dado que mencionas (en una edición posterior) que prácticamente puedes descartar cualquiera de estos problemas, por supuesto que hay una posibilidad (algo rara y remota) de una falla dentro del multímetro, y lo estamos considerando ahora...

La disposición de las pistas, y de cualquier cable y componente dentro del multímetro deben por supuesto estar diseñados para soportar los voltajes a los que están expuestos durante la operación normal y permitir cierto margen de seguridad. Las imágenes que agregaste a tu pregunta sugieren que tu multímetro puede haber contenido una pequeña brecha de chispa debido a habilidades de fabricación horribles - uno recibe lo que paga...

Aquí tienes una imagen de una brecha de chispa que puedes comprar si necesitas propiedades controladas de ruptura:

(Fuente: Wikipedia)

Aquí tienes una imagen de una posible brecha de chispa que nadie realmente quiere ;-)

Al parecer, los tres cables utilizados para conectar la placa principal y la placa de enchufe de banana están (i) soldados con una calidad horrible y, más importante aún, (ii) deberían haber sido recortados antes de que se pusiera el ensamblaje en la carcasa. Supongo que los dos cables superiores pueden haberse doblado mientras se ensamblaba el instrumento y estaban realmente cerca uno del otro. Una vez que aplicaste el voltaje del transformador a los terminales, probablemente terminaste causando chispas entre los cables. Nota cómo el conector [10A] está conectado al conector [COM] por el resistor de shunt (la cosa grande que parece un alambre en forma de U), por lo que el cable del medio puede causar arcos a cualquiera de los dos cables exteriores. Por lo que parece, tuviste chispas entre los cables superior y medio, porque hay pequeñas bolas restantes del calor del arco (lo siento, no puedo encontrar una palabra en inglés para Schmelzperle, quizás alguien pueda editar).

Así que sí, hay una posible evidencia de que utilizaste tu multímetro de la manera correcta y realmente observaste una falla causada por una mala fabricación.

¿Qué hacer ahora?

Dado que eres un electricista capacitado (descargo de responsabilidad, jeje ;-), podrías cortar los cables, arreglar la mala soldadura, volver a ensamblar el multímetro y es probable que todavía funcione, ¡quizás incluso mejor que nunca antes! ;-)

Sin embargo, sería una muy buena idea limitar el uso de tu multímetro reparado (o cualquier modelo similar) a medidas seguras de bajo voltaje, porque vale la pena considerar...

Algunas notas sobre seguridad

Así como hay un camino directo y de baja resistencia entre [COM] y [10A], también hay una conexión entre la toma del transistor y las tres entradas en la esquina inferior derecha. Puedes descargar un informe con impresionantes imágenes y un video corto desde el sitio web de una autoridad alemana. El texto está en alemán, pero las imágenes cuentan muy bien la historia. Dado que es un informe de acceso público emitido por un organismo gubernamental, me he tomado la libertad de copiar dos imágenes.

Una muestra una idea muy mala - no intentes hacer esto en ningún momento, ni en casa ni en ningún otro lugar:

Otra muestra una explosión probablemente causada por un fusible barato no capaz de interrumpir grandes corrientes. Nota el gigantesco transformador en el fondo, tal impresionante "boom" generalmente no se puede lograr en un enchufe doméstico. Sin embargo, si sometes un multímetro a corriente continua (como al probar, digamos, la fuente de alimentación conmutada de una computadora), los arcos se mantendrán (porque la corriente no tiene cruces por cero como en corriente alterna). Nota cómo tu multímetro desarrolló una chispa interna incluso aunque lo usaste correctamente, porque le faltaba la separación y distancias de fuga adecuadas. Con corriente continua, la chispa podría convertirse en un arco e incluso causar un incendio, tal vez incluso en tu mano que sostiene el medidor.

Nuevamente, imágenes tomadas de Hessisches Ministerium für Soziales und Integration

Answer 2

Cuando mida el voltaje, sus sondas deben estar conectadas al conector etiquetado como "ACV" y a COM. El multímetro también debe estar configurado en "ACV". Cuando conectó una de las sondas al conector de 250 mA y midió a través de 220V, colocó 220V directamente a través de la resistencia en derivación utilizada para medir la corriente. Aquí hay un diagrama simple de cómo el multímetro mide la corriente:

Las sondas están representadas por los "puntos" en la parte superior y inferior de la imagen.

En realidad, un multímetro no puede medir la corriente exactamente. En cambio, mide el voltaje a través de una resistencia conocida (la resistencia en derivación) y calcula la corriente utilizando la Ley de Ohm. Generalmente, la medición de 250 mA tiene un valor de resistencia en derivación de aproximadamente 1 ohmio (aunque variará según el medidor que tenga). Vamos a asumir que es de 1 ohmio. Usted conectó directamente 220V a través de él, lo que significa que, según la Ley de Ohm, 220V/1R = 220A intentó fluir a través de él. A esa corriente, la resistencia en derivación tendría que disipar 48.4kW (\$I^2 \times R\$, o \$V \times R\). Eso no está sucediendo, y se habría derretido mucho antes. Al medir voltaje, SIEMPRE asegúrese de que sus sondas estén conectadas al conector de medición de voltaje. Además, al medir corriente, asegúrese de colocar su medidor EN SERIE con la carga, no a través de ella.

Answer 3

simular este circuito – Esquema creado usando CircuitLab

La Figura 1 muestra lo que hiciste. Conectaste un miliamperímetro (250 mA) a través de la red eléctrica. Probablemente tiene una resistencia de aproximadamente 1 Ω que, por la Ley de Ohm, causaría que fluyera una corriente de \$ \frac {V}{R} = \frac {220}{1} = 220 A\$ muy brevemente antes de que se fundiera el fusible. Mientras tanto, la electrónica digital que esperaba ver alrededor de 250 mV a través de la resistencia de 1 Ω (la derivación) habría visto casi el voltaje de la red eléctrica. Esto casi con seguridad dañó la electrónica a menos que sea un medidor de alta calidad con una excelente protección.

La Figura 2 muestra lo que deberías haber hecho. es decir, Cambiar el medidor a voltios y usar las tomas V y COM.

simular este circuito

Las Figuras 3 y 4 muestran un circuito de multímetro hipotético. El medidor es de escala completa cuando se coloca 250 mV en sus terminales.

• Para usarlo como un amperímetro de 250 mA, usamos un resistor de derivación de 1 Ω, medimos la caída de voltaje a través del resistor cuando la corriente está fluyendo a través de él y lo leemos como mA. Colocar 1 Ω a través de la red eléctrica hace que fluya una corriente muy alta.
• Para usarlo como un medidor de 250 V, necesitamos dividir el voltaje por 1000:1. Esto lo podemos hacer con un par de resistores. En este caso he elegido el par para dar una resistencia total de 1 MΩ - similar a muchos medidores digitales. A 250 V a través de las sondas, el voltaje se divide a 250 mV a través del medidor.

El circuito de la Figura 3 dañará el medidor. El circuito de la Figura 4 funcionará y sobrevivirá.

Answer 4

Si su medidor es del tipo en el que 250 mA y Voltios/Ohmios son el mismo conector (no lo había dicho, pero lo había insinuado en su descripción, y yo, al menos, estoy familiarizado con ese tipo de configuración), es simplemente un medidor barato que no podría soportar 220 voltios, suponiendo que realmente lo tenía configurado para medir Voltios de CA en un rango adecuado para 220VCA cuando lo conectó.

Algunos medidores "económicos" también son "baratos" en el sentido de baja calidad, en realidad no adecuados para la tarea. Es posible que desee buscar un poco más cuidadosamente su próximo medidor.

Edición: Ahora que ha dicho eso, y el número de modelo y la falta de marca del medidor (que Amazon vende por algo así como $6.30, con eBay probablemente vendiéndolo a un precio aún más bajo) parecerían confirmar que lo tenía correctamente conectado para medir voltaje, y que, de hecho, era simplemente barato (lo cual no es realmente económico, si tiene que comprar uno que funcione después de que el barato falla).

Answer 5

Las respuestas existentes hacen un buen trabajo explicando por qué no debes intentar medir el voltaje con los cables de prueba conectados a los enchufes de corriente (amperios) en medidores con enchufes dedicados para la medición de corriente: la resistencia de corriente es casi nula, de ahí la presencia de un fusible para protegerlo de momentos de completa idiotez (que son bastante comunes).

Sin embargo, no explican la otra mitad de lo que sucedió, que son los ruidos y daños. Los medidores baratos (cualquier cosa por debajo de los 50 USD al por menor, básicamente, pero especialmente los de menos de 25 USD) utilizan fusibles de vidrio ordinarios de 5x20mm o 6.3x32mm (3AG). Estos fusibles solo están calificados para romper corrientes transitorias de hasta unas pocas docenas o tal vez cien amperios a 250VCA, y un enchufe de corriente puede suministrar varios cientos de amperios o más hasta que salte el fusible de la casa o se active el interruptor. El resultado es que el elemento del fusible subdimensionado explota violentamente en lugar de fundirse en silencio, destruyendo el fusible y quizás permitiendo que se destruyan otras partes del medidor.

Los medidores de mejor calidad (normalmente por encima de los 75 USD, con una lista auténtica de UL, CSA, TUV o Intertek ETL) tienen fusibles con cuerpo de cerámica capaces de romper kiloamperios a más de 250VCA. Estos fusibles a menudo utilizan un relleno de arena que se convierte en un vidrio aislante alrededor de donde el elemento se rompe y hace un arco, apagando el arco antes de que pueda consumir todo el elemento violentamente. También tienen otras características de diseño, como protectores de plástico internos y ranuras en la placa de circuito, que evitan que los arcos pasen por alto el fusible o que cualquier fallo del fusible dañe otras partes del medidor.

P. D.: considerando que tu medidor es uno de esos baratos que multiplexan la medición de voltaje y corriente en el mismo enchufe, usando el interruptor de rango para seleccionar entre los multiplicadores y las derivaciones de mA, podem haber ocurrido muchas cosas, no solo la explosión de un fusible. (Por eso no verás ese diseño en un Fluke). Los medidores baratos no solo escatiman en fusibles, también omiten otros componentes de protección de entrada utilizados para evitar que los sobrevoltajes dañen las partes sensibles del medidor (hay resistencias de alta tensión, varistores y diodos de sujeción de sobretensiones, y PTC que se calientan para cortar el exceso de flujo de corriente y proteger las funciones de voltaje y resistencia en un medidor adecuado), y no proporcionan suficiente espacio y ancho para las pistas que llevan altas tensiones y/o corrientes, lo que lleva a arcos internos.