9 Измерение тока, напряжения, мощности и сопротивления План
 Скачать 152.92 Kb.
|
|
Тема 9 Измерение тока, напряжения, мощности и сопротивления План 1. Измерение тока 2. Измерение напряжения 3. Измерение мощности 4. Измерение сопротивления Ключевые понятия ток амперметр напряжение вольтметр мощность ваттметр сопротивление омметр Измерение тока Производится прибором, называемым амперметром. Существуют четыре схемы включения амперметра в цепь. Первые две (рис. 9.1) предназначены для измерения постоянного тока, а две вторые схемы - для измерения переменного тока. Рис. 9.1 Схемы измерения тока. ш – сопротивление шунта ИТТ – измерительный трансформатор тока Чтобы расширить пределы измерения амперметра, применяют шунты . Шунты представляют собой манганиновые пластины или стержни, впаянные в медные или латунные наконечники. Шунт включается в цепь последовательно. Параллельно ему включается амперметр. Ток I вцепи А разветвляется обратно пропорционально сопротивлениям обмотки амперметра r a и шунта ш ш ш a , причем ш, откуда сопротивление шунта будет ш r a )/(I-I a ). Обозначим отношение тока I к току I a через n (число n иногда называют коэффициентом шунтирования. Тогда выражение для r ш можно записать так ша инного значения тока нужно учитывать коэффициент реобразования: (n-1). Вторая и четвертая схемы применяются в тех случаях, когда номинальные данные амперметра меньше измеряемой величины тока. В этом случае при определении ист п где ист - истинное значение тока, Iизм - измеренное значение тока, пр - коэффициент преобразования. также возможны четыре различных схемы подключения прибора (рис. 9.2). Измерение напряжения Измерение напряжения производится вольтметром. Здесь Рис. 9.2 Схемы измерения напряжения доп – дополнительное сопротивление ИТН – измерительный трансформатор напряжения В этих схемах также используются методы расширения пределов измерения напряжения (вторая и четвертая схемы. Для расширения пределов измерения вольтметров употребляются добавочные сопротивления , включаемые последовательно с вольтметрами. В этом случае напряжение сети распределяется между вольтметром и добавочным сопротивлением . Величину добавочного сопротивления необходимо подбирать с таким расчетом, чтобы вцепи с повышенным напряжением по обмотке вольтметра проходил тот же ток , что и при номинальном напряжении. Ток , на который рассчитана обмотка прибора, в в. Вцепи с напряжением враз большим ток вольтметра с добавочным сопротивлением r должен остаться прежним в вили в в, отсюда величина добавочного сопротивление равна r= r в. Измерение мощности Для измерения мощности постоянного тока достаточно измерить напряжение и ток. Результат определяется по формуле Метод амперметра и вольтметра пригоден и для измерения полной мощности, а также активной мощности переменного тока, если cos = 1. Чаще всего измерение мощности осуществляется одним прибором - ваттметром. Как было сказано ранее, для измерения мощности лучшей является электродинамическая система. Ваттметр снабжен двумя измерительными элементами в виде двух катушек последовательной и параллельной. По первой катушке течет ток, пропорциональный нагрузке, а по второй - пропорциональный напряжению в сети. Угол поворота подвижной части электродинамического ваттметра пропорционален произведению тока и напряжения в измерительных катушках На рис. 9.3 показана схема включения ваттметра в однофазную сеть. Рис. 9.3 Схема включения ваттметра В трехфазных сетях для измерения мощности используют один, два и три ваттметра. Если нагрузка симметричная и включена "звездой, то достаточно одного ваттметра (риса. Если в этой же схеме нагрузка несимметрична по фазам, то используются три ваттметра (рис. 9.4 б. В схеме соединения потребителей "треугольником" измерение мощности производится двумя ваттметрами (рис. 9.4 в. Рис. 9.4 Схемы измерения мощности в трёхфазных цепях Измерение коэффициента мощности Значение коэффициента мощности в сетях однофазного переменного тока можно определить по показаниям вольтметра, амперметра и ваттметра согласно формуле cosφ=P/UI. Теми же приборами коэффициент мощности в сетях трехфазного тока с равномерной нагрузкой можно определить по формуле cosφ=P/UI√3, где U и I – линейные напряжение и тока угол сдвига между фазными напряжением и током . Среднее значение коэффициента мощности cos φ ср за определенный промежуток времени можно определить по показаниям счетчиков активной и реактивной энергии зато же время согласно формуле cosφ ср =А а /√(А а 2 +А p 2 ), где А а -активная энергия А- реактивная энергия. Мгновенное значение коэффициента мощности на практике определяют при помощи специальных приборов – фазометров. Измерение сопротивлений Электрическое сопротивление в цепях постоянного тока может быть определено косвенным методом при помощи вольтметра и амперметра. В этом случае Можно использовать омметр - прибор непосредственного отсчета. Существуют две схемы омметра а) последовательная б) параллельная (рис. 9.5). Рис. 9.5 Схема включения омметров (а- последовательная б – параллельная) Уравнение шкалы последовательной схемы намерения где г - сопротивление цепи гальванометра. При угол поворота подвижной части прибора определяется величиной измеряемого сопротивления Rx. Поэтому шкала прибора может быть непосредственно проградуирована в Омах. Ключ K используется для установки стрелки прибора в нулевое положение. Омметры параллельного типа удобнее применять для измерения небольших сопротивлений. Сопротивление изоляции Изоляция электротехнических установок подвергается изменению, поэтому сопротивление необходимо постоянно измерять. Согласно правилам устройства электроустановок а) испытание сопротивления изоляции осветительных и силовых электропроводок производится мегаометром напряжением 1000 В б) наименьшее сопротивление изоляции допускается 0,5 МОм в) сопротивление изоляции при снятых плавких вставках (или при отключенных защитных аппаратах) измеряется на участках между смежными предохранителями или за последними предохранителями (или другим аппаратом защиты, между любым проводом и землёй, а также между двумя проводами. Вопросы для самоконтроля 1. Как производится расширение предела измерений амперметра и вольтметра 2. Какие системы электроизмерительных приборов преимущественно используют для измерения в цепях переменного тока промышленной частоты 3. Начертить схему включения ваттметра в цепь. 4. Какие методы используются для измерения сопротивлений |