Cách dùng đồng hồ vạn năng: đo điện áp, dòng điện, điện trở, thông mạch, diode

Hướng dẫn dùng đồng hồ vạn năng số cho người mới: các bộ phận, chọn thang, cách mắc đo điện áp, dòng điện, điện trở, thử thông mạch và diode, đọc kết quả, độ chính xác, lỗi cần tránh.

Đồng hồ vạn năng là dụng cụ đầu tiên và quan trọng nhất của người làm điện tử: nó cho biết mạch có điện hay không, điện áp bao nhiêu, dây có đứt không, điện trở có đúng giá trị không, diode còn tốt không. Bài viết giới thiệu các bộ phận của một đồng hồ vạn năng số phổ thông, cách chọn thang, cách mắc để đo điện áp, dòng điện, điện trở, cách thử thông mạch, thử diode, cách đọc các con số lạ trên màn hình, độ chính xác, và những lỗi làm hỏng đồng hồ hay gây nguy hiểm.

1. Các bộ phận của đồng hồ vạn năng số

• Màn hình loại 3½ chữ số hiển thị tối đa 1999 (gọi là 2000 count). Đồng hồ tốt hơn có 4000, 6000 hay 20 000 count, hiển thị được nhiều chữ số hơn.
• Núm xoay chọn đại lượng và thang đo. Con số ở mỗi vị trí là giá trị lớn nhất đo được ở thang đó: thang 20 (V⎓) đo tới 19,99 V. Đồng hồ "tự động chọn thang" (auto range) chỉ cần chọn đại lượng.
• Ba lỗ cắm que: COM cho que đen, luôn cắm cố định; VΩmA cho que đỏ khi đo điện áp, điện trở, dòng nhỏ; 10A cho que đỏ khi đo dòng lớn. Lỗ 10A trên nhiều đồng hồ rẻ không có cầu chì (ghi "unfused"), chỉ đo trong thời gian ngắn.
• Ổ hFE để đo hệ số khuếch đại của transistor (bài 18 của loạt bài).

2. Ba cách mắc: điện áp, dòng điện, điện trở

Đo điện áp một chiều

1. Que đen vào COM, que đỏ vào VΩmA. Xoay núm sang vùng V⎓, chọn thang lớn hơn điện áp dự đoán (đo pin 9 V thì chọn thang 20).
2. Chạm que đen vào điểm có điện áp thấp hơn (thường là GND), que đỏ vào điểm cần đo. Đồng hồ mắc song song với đoạn mạch cần đo, không cần cắt mạch.
3. Đọc số. Nếu thấy dấu trừ là que đặt ngược cực; nếu thấy "1." là vượt thang, chuyển lên thang lớn hơn.

Ở thang điện áp, đồng hồ có điện trở vào khoảng 10 MΩ nên hầu như không ảnh hưởng mạch. Riêng khi đo cầu phân áp có điện trở cỡ MΩ, chính 10 MΩ này mắc song song làm số đo thấp hơn thật: cầu 1 MΩ + 1 MΩ trên 10 V lẽ ra cho 5 V, đồng hồ chỉ đọc khoảng 4,76 V (ảnh hưởng của tải, bài 4).

Đo dòng điện một chiều

1. Tắt nguồn, cắt mạch tại chỗ cần đo dòng. Chuyển que đỏ sang lỗ mA (dòng dự đoán dưới 200 mA) hoặc 10A.
2. Xoay sang vùng A⎓, chọn thang đủ lớn. Nối hai que vào hai đầu chỗ vừa cắt để dòng điện chạy qua đồng hồ (mắc nối tiếp), rồi bật nguồn.
3. Đo xong, trả que đỏ về lỗ VΩmA ngay. Quên bước này rồi đem đi đo điện áp là chập nguồn qua đồng hồ, cháy cầu chì đồng hồ hoặc tệ hơn.

Ở chế độ đo dòng, đồng hồ gần như là một đoạn dây (điện trở rất nhỏ). Vì vậy tuyệt đối không đặt hai que đo dòng vào hai cực nguồn hay song song với linh kiện.

Đo điện trở

1. Mạch phải không có điện; tụ điện lớn phải được xả. Đồng hồ tự cấp một dòng nhỏ để đo; điện áp lạ trong mạch làm số đo sai và có thể hỏng đồng hồ.
2. Nên tháo ít nhất một chân linh kiện ra khỏi mạch, vì các linh kiện khác mắc song song sẽ làm số đo nhỏ hơn thật.
3. Không cầm cả hai đầu que bằng hai tay khi đo điện trở lớn: cơ thể (vài trăm kΩ) mắc song song làm số đo sai.
4. Đọc theo đơn vị của thang: ở thang 20k, số "4.68" nghĩa là 4,68 kΩ.

3. Thông mạch, thử diode và điện áp xoay chiều

• Thông mạch: thang có hình loa hoặc chung với thang diode. Hai que chạm vào hai điểm có nối với nhau (điện trở dưới vài chục ôm) thì đồng hồ kêu bíp. Dùng để dò dây đứt, kiểm tra mối hàn, tìm chỗ chập, kiểm tra cách nối bên trong breadboard (bài 8). Chỉ dùng khi mạch không có điện.
• Thử diode: que đỏ vào anode, que đen vào cathode (vạch). Diode silic tốt hiện khoảng 0,5–0,7 V (điện áp thuận); đảo que hiện "1.". Cả hai chiều đều "1." là diode đứt; cả hai chiều gần 0 là diode chập. Nhiều đồng hồ còn làm LED đỏ, LED xanh lá sáng mờ ở thang này.
• Điện áp xoay chiều (V~): cách mắc như điện áp một chiều. Chỉ đo điện lưới khi đã hiểu rõ an toàn điện (bài 5), que đo còn nguyên vỏ cách điện, đồng hồ có cấp an toàn CAT phù hợp; tay chỉ cầm phần cách điện, đặt que vào ổ trước rồi mới đọc. Người mới không nên đo điện lưới.

4. Đọc kết quả trên màn hình

Về độ chính xác: datasheet đồng hồ ghi kiểu "±(0,5 % + 2 chữ số)". Đo 5,00 V ở thang 20 V nghĩa là sai số tối đa khoảng 5 × 0,5 % + 0,02 = 0,045 V; số đọc nằm trong khoảng 4,95 đến 5,05 V đều được coi là đúng. Hiển thị nhiều chữ số (độ phân giải) không có nghĩa là chính xác tới chữ số cuối.

5. Thói quen an toàn và giữ đồng hồ bền

6. Bài tập thực hành

1. Đo điện áp chân 3V3 và 5V (VIN) của bo ESP32 khi cắm cáp USB. Thường đọc được khoảng 3,3 V và 4,7–5 V (cổng USB qua diode bảo vệ trên bo).
2. Đo điện trở của 5 điện trở bất kỳ, so với mã màu (bài 9) và sai số ghi trên thân.
3. Dùng thang thông mạch dò xem các lỗ nào trên breadboard nối với nhau.
4. Mắc pin 9 V với điện trở 1 kΩ, đo dòng bằng thang 20m (mA), so với 9 V / 1 kΩ = 9 mA theo định luật Ohm.
5. Thử một diode 1N4007 và một LED ở thang diode theo cả hai chiều.

7. Xem thêm

• Đo điện áp pin 18650 bằng ADC của ESP32: so số ESP32 đo với đồng hồ vạn năng để hiệu chỉnh.
• Kiểm định, hiệu chuẩn, thử nghiệm khác nhau thế nào: khi nào cần hiệu chuẩn dụng cụ đo.
• Bài tiếp theo của loạt điện tử căn bản: breadboard, dây cắm và hàn linh kiện.