Измерение силы тока, напряжения и мощности в электрических цепях.
Тусклый свет от приборов освещения или отказ стиральной машины выполнять свои функциональные обязанности свидетельствует о возможном падении питающего напряжения ниже нормы. В таких случаях необходимо произвести измерение напряжения, что позволит определить его соответствие заданному номиналу электрической сети.
В каждом доме прибор учета электроэнергии находится в состоянии постоянного измерения переменного напряжения, но крайне редко эти данные где-либо отображаются. Некоторые из них подключаются напрямую, другие через измерительные трансформаторы.
В практических целях для измерения уровня напряжения могут применяться:
Вольтметр представляют собой устройство для проверки разности потенциалов. На практике могут встречаться как цифровые, так и аналоговые вольтметры, на которых измеряемое напряжение отображается на дисплее или посредством отклонения стрелки на циферблате соответственно.
Важными параметрами при выборе как электронного, так и стрелочного вольтметра являются единицы измерений (мВ, В, кВ), рабочий диапазон и класс точности. Однако сфера их применения ограничена и применяется, чаще всего, для лабораторных исследований, поскольку в бытовых и производственных нуждах содержать один прибор для измерения одной электрической величины нецелесообразно.
Реферат на тему: Электроизмерительные приборы
- Аналоговые. Со стрелочной шкалой в верхней части наружной панели. Некоторые модели измеряют Вольты и Амперы без, а Омы — с питанием. Во время измерения можно увидеть динамику.
- Цифровые. Имеют ЖК-экран, на который выводятся показания. Просты в использовании, имеют понятный интерфейс.
Измерение силы тока, напряжения и мощности в электрических цепях.
1.Для измерения напряжений и токов в электрических цепях постоянного тока используются специальные приборы – вольтметры и амперметры.
Измерение силы тока и напряжения амперметром и вольтметром.
=
,
протекающий через вольтметр, много меньше тока
I
=
,
который протекает по тестируемому участку цепи.
Поскольку внутри вольтметра не действуют сторонние силы, разность потенциалов на его клеммах совпадает по определению с напряжением. Поэтому можно говорить, что вольтметр измеряет напряжение.
чтобы при включении амперметра ток в цепи не изменялся.
Измерительные приборы – вольтметры и амперметры – бывают двух видов: стрелочные (аналоговые) и цифровые. Цифровые электроизмерительные приборы представляют собой сложные электронные устройства. Обычно цифровые приборы обеспечивают более высокую точность измерений.
приборы, которые могут быть устроены на базе одно итого же прибора магнитоэлектрической системы, который называют гальванометром:
Любой гальванометр, имеет проволочную катушку, обладающую сопротивлением RГ
. Если к гальванометру подключить последовательно добавочное сопротивление, то его можно использовать как вольтметр, подключая его, вместе с добавочным сопротивлением, параллельно участку цепи:
Рис.3.Подключение добавочного сопротивления к гальванометру.
г(
n – 1
), где
n
= , отношение напряжения которое необходимо измерить к напряжению которое приходится на катушку гальванометра.
В соответствии с законами последовательного соединения и законом Ома для участка цепи имеем:
Если к гальванометру подключить параллельно сопротивление (шунт), то его можно использовать как амперметр, подключая его, вместе с шунтом, параллельно участку цепи:
ш = , где
n
= , отношение cилы тока которую необходимо измерить к силе тока которая приходит через катушку гальванометра.
Мощность в электрической цепи можно измерить помощью амперметра и вольтметра.
Мощность в электрической цепи можно определить, используя ваттметр электродинамической системы.
Рис.6.Схема соединения катушек Рис.7.Схема включения катушек
электродинамического ваттметра. электродинамического ваттметра.
Катушка вывод (вывод её обозначается *), которой подключается последовательно к источнику тока (генератору) называется токовой.
Катушка, которая подключается параллельно нагрузке, называется катушкой напряжения. Один из выводов этой катушки обозначается *и соединяется с выводом токовой катушки, обозначенной звёздочкой*. Шкала такого прибора проградуирована в ваттах (Вт).
Ваттметр
Мощность в трехфазных цепях измеряется трехфазными ваттметрами, которые представляют собой конструктивную комбинацию трех (двух) механизмов однофазных ваттметров. Подвижные катушки трехфазных ваттметров усилены на общей оси, суммируя тем самым создаваемые ими крутящие моменты. В цепи высокого напряжения ваттметр включается через измерительные трансформаторы (тока и напряжения).
Вольтметр — это электрическое устройство для измерения ЭДС или напряжений в электрических цепях. Вольтметр подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.
Первым в мире вольтметром был «индикатор электрической силы» русского физика Г. Рихмана (1745 г.). Принцип действия «указателя» используется и в современном электростатическом вольтметре.
В начале ХХ века. широкое распространение получили вольтметры тепловых и индукционных систем; в настоящее время их промышленное производство прекращено из-за присущих им недостатков — большого собственного энергопотребления и зависимости показаний от температуры окружающей среды.
Измерение электрических величин: единицы и средства, методы измерения
- Поливанов К.М., Теоретические основы электротехники, 2-е изд., Ч. 1, 3, М., 1973-75.
- Городецкий И.Е., Основы технических измерений в машиностроении, М., 1952.
- Арутюнов О.Л., Электроизмерительные приборы и измерения, М., 1952.
- Фремке А. В., Электрические измерения, 4-е изд., Л., 1977.
- Мирский Г. Я. Радиоэлектронные измерения, 3-е изд., М., 1977.
- Червякова В. И., Термоэлектрические устройства, М.-Л., 1966.
- Мизюк Л. Я. Электромеханические и электронные фазометры, М. — Л., 1963.
- Чек И., Осциллографы в измерительной технике, пер. с ним. М., 1964.
- Шкурин Г.П., Справочник по электрическим и электронным измерительным приборам, М., 1973.
- Ильюнин К.К., Справочник по электроизмерительным приборам, Л., 19743.
- Брокгауз Ф.А., Ефрон И.А., Энциклопедический словарь, М.
Осциллограф
Погрешность измерения сигнала зависит от ошибок коэффициента девиации и коэффициента развертки (обычно ~ 2-5%) от частоты (длительности) исследуемого сигнала и ширины полосы (времени нарастания сигнала).
Омметр — это устройство прямого считывания для измерения электрических активных (омических) сопротивлений. Виды омметров: мегомметры, тераомметры, микроомметры, различающиеся диапазонами измеряемых сопротивлений. Выпускаются омметры с магнитоэлектрическим измерителем и омметры с магнитоэлектрическим логометром.
Часто омметр входит в состав комбинированного прибора — амперметра. Если требуются более точные измерения, омметр использует мостовой метод измерения. Для повышения чувствительности измерителя и точности измерений в таких омметрах используются электронные усилители.
С 60-х гг. в XX веке стали использовать электронные омметры с цифровым считыванием измеренного значения сопротивления, а также устройства, обеспечивающие возможность подключения к компьютеру. Диапазон измерения сопротивления таких омметров составляет от 1 МОм до 100 МОм и выше; погрешность 0,01-0,05%.
