Utilisation sécurisée des compteurs

L'utilisation sûre et efficace d'un compteur électrique est peut-être la compétence la plus précieuse qu'un technicien en électronique puisse maîtriser, à la fois pour sa propre sécurité personnelle et pour la maîtrise de son métier. Il peut être intimidant au début d'utiliser un compteur, sachant que vous le connectez à des circuits sous tension qui peuvent contenir des niveaux de tension et de courant potentiellement mortels.

Cette préoccupation n'est pas infondée et il est toujours préférable de procéder avec prudence lors de l'utilisation des compteurs. La négligence, plus que tout autre facteur, est la cause des accidents électriques chez les techniciens expérimentés.

Multimètres

L'équipement de test électrique le plus courant est un compteur appelé multimètre . Les multimètres sont ainsi nommés car ils ont la capacité de mesurer une multitude de variables :tension, courant, résistance, et souvent bien d'autres, dont certaines ne peuvent être expliquées ici en raison de leur complexité.

Entre les mains d'un technicien formé, le multimètre est à la fois un outil de travail efficace et un dispositif de sécurité. Entre les mains d'une personne ignorante et/ou négligente, cependant, le multimètre peut devenir une source de danger lorsqu'il est connecté à un circuit « sous tension ».

Il existe de nombreuses marques différentes de multimètres, avec plusieurs modèles fabriqués par chaque fabricant présentant différents ensembles de fonctionnalités. Le multimètre présenté ici dans les illustrations suivantes est une conception « générique », non spécifique à un fabricant, mais suffisamment générale pour enseigner les principes de base d'utilisation :

Vous remarquerez que l'affichage de ce compteur est de type « numérique » :affichant des valeurs numériques à l'aide de quatre chiffres d'une manière similaire à une horloge numérique. Le sélecteur rotatif (maintenant réglé dans Off position) a cinq positions de mesure différentes dans lesquelles il peut être réglé :deux réglages « V », deux réglages « A » et un réglage au milieu avec un symbole amusant de « fer à cheval » représentant la « résistance ».

Le symbole « fer à cheval » est la lettre grecque « Omega » (Ω), qui est le symbole commun de l'unité électrique des ohms.

Parmi les deux paramètres « V » et les deux paramètres « A », vous remarquerez que chaque paire est divisée en marqueurs uniques avec soit une paire de lignes horizontales (une pleine, une en pointillé) ou une ligne pointillée avec une courbe ondulée dessus. Les lignes parallèles représentent « DC » tandis que la courbe ondulée représente « AC ». Le « V » signifie bien sûr « tension » tandis que le « A » signifie « ampérage » (courant).

Le compteur utilise des techniques différentes, en interne, pour mesurer le courant continu que pour mesurer le courant alternatif, et il nécessite donc que l'utilisateur sélectionne le type de tension (V) ou de courant (A) à mesurer. Bien que nous n'ayons pas discuté du courant alternatif (AC) dans les moindres détails techniques, cette distinction dans les réglages du compteur est importante à garder à l'esprit.

Douilles de multimètre

Il y a trois prises différentes sur la face du multimètre dans lesquelles nous pouvons brancher nos fils de test . Les fils de test ne sont rien de plus que des fils spécialement préparés utilisés pour connecter le compteur au circuit testé.

Les fils sont recouverts d'une isolation flexible codée par couleur (noir ou rouge) pour empêcher les mains de l'utilisateur d'entrer en contact avec les conducteurs nus, et les pointes des sondes sont des morceaux de fil pointus et rigides :

Le fil de test noir toujours se branche sur la prise noire du multimètre :celle marquée « COM » pour « commun ». Les cordons de test rouges se branchent soit dans la prise rouge marquée pour la tension et la résistance, soit dans la prise rouge marquée pour le courant, selon la quantité que vous avez l'intention de mesurer avec le multimètre.

Pour voir comment cela fonctionne, regardons quelques exemples montrant le compteur en cours d'utilisation. Tout d'abord, nous allons configurer le multimètre pour mesurer la tension continue d'une batterie :

Notez que les deux cordons de test sont branchés sur les prises appropriées du multimètre pour la tension et que le sélecteur a été réglé sur DC « V ». Voyons maintenant un exemple d'utilisation du multimètre pour mesurer la tension alternative d'une prise électrique domestique (prise murale) :

La seule différence dans la configuration du compteur est le placement du sélecteur :il est maintenant tourné vers AC « V ». Étant donné que nous mesurons toujours la tension, les cordons de test resteront branchés dans les mêmes prises.

Dans ces deux exemples, il est impératif que vous ne laissez pas les pointes des sondes entrer en contact les unes avec les autres alors qu'elles sont toutes les deux en contact avec leurs points respectifs sur le circuit. Si cela se produit, un court-circuit se formera, créant une étincelle et peut-être même une boule de flamme si la source de tension est capable de fournir suffisamment de courant ! L'image suivante illustre le potentiel de danger :

Ce n'est qu'une des façons dont un compteur peut devenir une source de danger s'il est mal utilisé.

La mesure de tension est peut-être la fonction la plus courante pour laquelle un multimètre est utilisé. C'est certainement la mesure principale prise à des fins de sécurité (partie de la procédure de verrouillage/étiquetage), et elle doit être bien comprise par l'opérateur du compteur.

Étant donné que la tension est toujours relative entre deux points, le compteur doit être fermement connecté à deux points d'un circuit avant de fournir une mesure fiable. Cela signifie généralement que les deux sondes doivent être saisies par les mains de l'utilisateur et maintenues contre les points de contact appropriés d'une source de tension ou d'un circuit pendant la mesure.

Parce qu'un chemin de courant de choc main à main est le plus dangereux, maintenir les sondes du compteur sur deux points d'un circuit haute tension de cette manière est toujours un potentiel risquer. Si l'isolation de protection des sondes est usée ou fissurée, il est possible que les doigts de l'utilisateur entrent en contact avec les conducteurs des sondes pendant la durée du test, provoquant un mauvais choc. S'il est possible d'utiliser une seule main pour saisir les sondes, c'est une option plus sûre.

Parfois, il est possible de "verrouiller" une pointe de sonde sur le point de test du circuit afin qu'elle puisse être lâchée et l'autre sonde mise en place, d'une seule main. Des accessoires spéciaux de pointe de sonde tels que des pinces à ressort peuvent être fixés pour faciliter cela.

N'oubliez pas que les fils de test du compteur font partie de l'ensemble de l'équipement et qu'ils doivent être traités avec le même soin et le même respect que le compteur lui-même. Si vous avez besoin d'un accessoire spécial pour vos cordons de test, comme une pince à ressort ou un autre embout de sonde spécial, consultez le catalogue de produits du fabricant de l'appareil de mesure ou d'un autre fabricant d'équipement de test.

Ne pas essayez d'être créatif et de créer vos propres sondes de test, car vous pourriez vous mettre en danger la prochaine fois que vous les utiliserez sur un circuit sous tension.

En outre, il ne faut pas oublier que les multimètres numériques font généralement un bon travail de distinction entre les mesures AC et DC, car ils sont réglés pour l'un ou l'autre lors de la vérification de la tension ou du courant.

Comme nous l'avons vu précédemment, les tensions et courants alternatifs et continus peuvent être mortels. Par conséquent, lorsque vous utilisez un multimètre comme dispositif de contrôle de sécurité, vous devez toujours vérifier la présence à la fois de courant alternatif et de courant continu, même si vous ne vous attendez pas à trouver les deux. ! De plus, lors de la vérification de la présence d'une tension dangereuse, vous devez vous assurer de vérifier tout paires de points en question.

Par exemple, supposons que vous ouvriez une armoire de câblage électrique pour trouver trois gros conducteurs alimentant une charge en courant alternatif. Le disjoncteur alimentant ces fils (soi-disant) a été coupé, verrouillé et étiqueté. Vous avez revérifié l'absence d'alimentation en appuyant sur la touche Start bouton pour la charge. Rien ne s'est passé, alors maintenant vous passez à la troisième phase de votre contrôle de sécurité :le test du compteur de tension.

Tout d'abord, vous vérifiez votre compteur sur une source de tension connue pour voir qu'il fonctionne correctement. Toute prise de courant à proximité doit fournir une source pratique de tension alternative pour un test. Vous le faites et constatez que le compteur indique comme il se doit. Ensuite, vous devez vérifier la tension entre ces trois fils dans l'armoire. Mais la tension est mesurée entre deux points, alors où vérifier ?

La réponse est de vérifier entre toutes les combinaisons de ces trois points. Comme vous pouvez le voir, les points sont étiquetés "A", "B" et "C" dans l'illustration, vous devrez donc prendre votre multimètre (réglé en mode voltmètre) et vérifier entre les points A &B, B &C, et A &C.

Si vous trouvez une tension entre l'une de ces paires, le circuit n'est pas dans un état d'énergie zéro. Mais attendez! N'oubliez pas qu'un multimètre n'enregistrera pas la tension continue lorsqu'il est en mode tension alternative et vice versa, vous devez donc vérifier ces trois paires de points dans chaque mode pour un total de six contrôles de tension afin d'être complet !

Cependant, même avec toutes ces vérifications, nous n'avons pas encore couvert toutes les possibilités. N'oubliez pas qu'une tension dangereuse peut apparaître entre un seul fil et la terre (dans ce cas, le cadre métallique de l'armoire serait un bon point de référence à la terre) dans un système d'alimentation.

Donc, pour être parfaitement sûr, nous devons non seulement vérifier entre A &B, B &C et A &C (en modes AC et DC), mais nous devons également vérifier entre A &masse, B &masse, et C et masse (en modes AC et DC) ! Cela fait un total de douze contrôles de tension pour ce scénario apparemment simple de seulement trois fils. Ensuite, bien sûr, après avoir terminé toutes ces vérifications, nous devons prendre notre multimètre et le tester à nouveau contre une source de tension connue telle qu'une prise de courant pour nous assurer qu'il est toujours en bon état de fonctionnement.

Utiliser un multimètre pour vérifier la résistance

L'utilisation d'un multimètre pour vérifier la résistance est une tâche beaucoup plus simple. Les cordons de test resteront branchés dans les mêmes prises que pour les contrôles de tension, mais le sélecteur devra être tourné jusqu'à ce qu'il pointe vers le symbole de résistance « fer à cheval ». En touchant les sondes à travers l'appareil dont la résistance doit être mesurée, le compteur doit afficher correctement la résistance en ohms :

Une chose très importante à retenir concernant la mesure de la résistance est qu'elle ne doit être effectuée que sur hors tension Composants! Lorsque le compteur est en mode « résistance », il utilise une petite batterie interne pour générer un petit courant à travers le composant à mesurer.

En détectant à quel point il est difficile de déplacer ce courant à travers le composant, la résistance de ce composant peut être déterminée et affichée. S'il y a une source de tension supplémentaire dans la boucle compteur-plomb-composant-plomb-compteur pour aider ou s'opposer au courant de mesure de résistance produit par le compteur, des lectures erronées en résulteront. Dans le pire des cas, le compteur peut même être endommagé par la tension externe.

Le mode « résistance » d'un multimètre

Le mode "résistance" d'un multimètre est très utile pour déterminer la continuité du fil ainsi que pour effectuer des mesures précises de la résistance. Lorsqu'il y a une bonne connexion solide entre les pointes de sonde (simulée en les touchant ensemble), le compteur affiche presque zéro . Si les cordons de test n'avaient aucune résistance, il indiquerait exactement zéro :

Si les fils ne sont pas en contact les uns avec les autres ou ne touchent pas les extrémités opposées d'un fil cassé, le compteur indiquera une résistance infinie (généralement en affichant des lignes pointillées ou l'abréviation "O.L." qui signifie "boucle ouverte") :

Mesure du courant avec un multimètre

L'application de loin la plus dangereuse et la plus complexe du multimètre est la mesure du courant. La raison en est assez simple :pour que le compteur mesure le courant, le courant à mesurer doit être forcé de passer par le compteur.

Cela signifie que le compteur doit faire partie du chemin de courant du circuit plutôt que simplement être connecté sur le côté quelque part comme c'est le cas lors de la mesure de la tension. Afin de faire du compteur une partie du chemin de courant du circuit, le circuit d'origine doit être « rompu » et le compteur connecté entre les deux points de la coupure ouverte. Pour configurer le compteur à cet effet, le commutateur de sélection doit pointer vers AC ou DC « A » et le cordon de test rouge doit être branché dans la prise rouge marquée « A ».

L'illustration suivante montre un compteur tout prêt à mesurer le courant et un circuit à tester :

Maintenant, le circuit est coupé en vue de la connexion du compteur :

L'étape suivante consiste à insérer le compteur en ligne avec le circuit en connectant les deux pointes de sonde aux extrémités cassées du circuit, la sonde noire à la borne négative (-) de la pile 9 volts et la sonde rouge à la extrémité lâche du fil menant à la lampe :

Cet exemple montre un circuit très sûr avec lequel travailler. Le 9 volts ne constitue guère un risque d'électrocution, il n'y a donc pas grand-chose à craindre d'ouvrir ce circuit (à mains nues, rien de moins !) et de connecter le compteur en ligne avec le passage du courant. Cependant, avec des circuits de puissance plus élevée, cela pourrait être une entreprise dangereuse.

Même si la tension du circuit était faible, le courant normal pourrait être suffisamment élevé pour qu'une étincelle nuisible se produise au moment où la dernière connexion de la sonde du compteur a été établie.

Un autre danger potentiel lié à l'utilisation d'un multimètre dans son mode de mesure de courant (« ampèremètre ») est le fait de ne pas le remettre correctement dans une configuration de mesure de tension avant de mesurer la tension avec lui. Les raisons en sont spécifiques à la conception et au fonctionnement de l'ampèremètre. Lors de la mesure du courant du circuit en plaçant le compteur directement sur le trajet du courant, il est préférable que le compteur offre peu ou pas de résistance au flux de courant.

Sinon, la résistance supplémentaire altérera le fonctionnement du circuit. Ainsi, le multimètre est conçu pour avoir pratiquement zéro ohms de résistance entre les pointes de la sonde de test lorsque la sonde rouge a été branchée dans la prise rouge « A » (mesure de courant). En mode de mesure de tension (fil rouge branché dans la prise « V » rouge), il existe de nombreux méga-ohms de résistance entre les pointes des sondes de test, car les voltmètres sont conçus pour avoir une résistance proche de l'infini (de sorte qu'ils ne le faites pas tirer un courant appréciable du circuit testé).

Lors du passage d'un multimètre du mode de mesure de courant au mode de mesure de tension, il est facile de faire tourner le sélecteur de la position « A » à la position « V » et d'oublier de changer la position de la fiche du cordon de test rouge de « A » à « » V". Le résultat, si le compteur est ensuite connecté à une source de tension substantielle, sera un court-circuit à travers le compteur !

Pour éviter cela, la plupart des multimètres ont une fonction d'avertissement par laquelle ils émettent un bip si jamais il y a un fil branché dans la prise "A" et le sélecteur est réglé sur "V". Aussi pratiques que soient ces fonctionnalités, elles ne remplacent toujours pas une réflexion claire et la prudence lors de l'utilisation d'un multimètre.

Tous les multimètres de bonne qualité contiennent des fusibles à l'intérieur qui sont conçus pour « claquer » en cas de courant excessif à travers eux, comme dans le cas illustré dans la dernière image. Comme tous les dispositifs de protection contre les surintensités, ces fusibles sont principalement conçus pour protéger l'équipement (dans ce cas, le compteur lui-même) contre les dommages excessifs, et seulement secondairement pour protéger l'utilisateur des dommages.

Un multimètre peut être utilisé pour vérifier son propre fusible de courant en plaçant le sélecteur sur la position résistance et en créant une connexion entre les deux prises rouges comme ceci :

Un bon fusible indiquera très peu de résistance tandis qu'un fusible grillé indiquera toujours "O.L." (ou toute autre indication que le modèle de multimètre utilise pour indiquer l'absence de continuité). Le nombre réel d'ohms affiché pour un bon fusible a peu d'importance, tant qu'il s'agit d'un chiffre arbitrairement bas.

Alors maintenant que nous avons vu comment utiliser un multimètre pour mesurer la tension, la résistance et le courant, que faut-il savoir de plus ? Beaucoup! La valeur et les capacités de cet instrument de test polyvalent deviendront plus évidentes à mesure que vous gagnerez en compétence et en familiarité avec son utilisation.

Rien ne remplace une pratique régulière avec des instruments complexes comme ceux-ci, alors n'hésitez pas à expérimenter sur des circuits sûrs et alimentés par batterie.

AVIS :

• Un compteur capable de vérifier la tension, le courant et la résistance s'appelle un multimètre .
• Comme la tension est toujours relative entre deux points, un voltmètre (« voltmètre ») doit être connecté à deux points d'un circuit afin d'obtenir une bonne lecture. Veillez à ne pas toucher les pointes nues de la sonde pendant la mesure de la tension, car cela créerait un court-circuit !
• N'oubliez pas de toujours vérifier la tension alternative et continue lorsque vous utilisez un multimètre pour vérifier la présence d'une tension dangereuse sur un circuit. Assurez-vous de vérifier la tension entre toutes les combinaisons de paires de conducteurs, y compris entre les conducteurs individuels et la terre !
• En mode de mesure de tension (« voltmètre »), les multimètres ont une résistance très élevée entre leurs fils.
• N'essayez jamais de lire la résistance ou la continuité avec un multimètre sur un circuit sous tension. Au mieux, les lectures de résistance que vous obtenez du compteur seront inexactes, et au pire, le compteur peut être endommagé et vous pourriez être blessé.
• Les compteurs de mesure de courant (« ampèremètres ») sont toujours connectés dans un circuit de sorte que les électrons doivent circuler à travers le compteur.
• En mode de mesure de courant (« ampèremètre »), les multimètres n'ont pratiquement aucune résistance entre leurs fils. Ceci est destiné à permettre aux électrons de traverser le compteur avec le moins de difficulté possible. Si ce n'était pas le cas, le compteur ajouterait une résistance supplémentaire dans le circuit, affectant ainsi le courant.

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Feuille de travail d'utilisation de l'ampèremètre de base
• Feuille de travail d'utilisation du voltmètre de base
• Fiche de travail d'utilisation de l'ohmmètre de base
• Fiche de travail sur les chocs électriques