Лабораторная работа по электротехнике. ТУ ЛР№1. Измерение основных электрических величин

• Название: Измерение основных электрических величин
• Анкор: Лабораторная работа по электротехнике
• Дата: 28.09.2022
• Размер: 88.52 Kb.
• Имя файла: ТУ ЛР№1.docx
• Тип: Занятие; #702376

Лабораторное занятие

Тема: Измерение основных электрических величин

Цель: ознакомиться с основными электрическими приборами стенда ТЭЦиОЭ4-СКМ, освоить правила включения приборов, блока мультиметров и использования виртуальной панели с приборами

Ход занятия

Основные теоретические сведения:

Амперметрами называются приборы, служащие для измерения величины тока. При измерении амперметр включают в цепь последовательно, т.е. так, что весь измеряемый ток проходит через амперметр. Амперметры должны иметь малое сопротивление, чтобы включение их не изменяло заметно величины тока в цепи.

Слабые токи измеряют обычно амперметрами магнитоэлектрической системы, которые имеют высокую чувствительность. Такие приборы называют миллиамперметрами (токи до 10^-3А) и микро-амперметрами (токи до 10^-8 А).

Вольтметрами называются приборы, служащие для измерения напряжения. При измерениях вольтметр включают параллельно к тому участку цепи, на концах которого хотят измерить напряжение. Для того, чтобы включение вольтметра не изменяло заметно режима цепи, сопротивление вольтметра должно быть очень велико по сравнению с сопротивлением участка цепи.



Гальванометрами называют чувствительные приборы, служащие для измерения весьма малых токов, напряжений и количеств электричества (соответственно меньше 10^–6 ампера, вольта или кулона).

Для расширения пределов измерения амперметров и вольтметров применяют шунты и добавочные сопротивления, а в случае измерения на переменном токе – измерительные трансформаторы тока.

Шунтом называется сопротивление R_ш, включаемое в цепь параллельно амперметру или миллиамперметру, вследствие чего увеличивается предел измерения амперметра Чтобы измерить амперметром в n раз больший ток n=I / I_а, необходимо взять сопротивление шунта R_ш в (n-1) раз меньше сопротивление амперметра R_а 

R_ш = R_а/( n-1)



Шунты обычно изготавливают из манганина, имеющего большое удельное сопротивление и малый термический коэффициент сопротивления, вследствие чего сопротивление шунта практически не зависит от нагревания его током и от изменений температуры окружающей среды.

Добавочное сопротивление применяется для расширения пределов измерений вольтметров и включается последовательно с ними. Чтобы измерить вольтметром в n раз больше напряжение (n=U/U_v), необходимо взять добавочное сопротивление R_Д в (n-1) раз больше сопротивления вольтметра R_V:

R_Д = R_V (n – 1)


Блок мультиметров стенда ТЭЦиОЭ4-СКМ

Блок мультметров предназначен для измерения напряжений, токов, сопротивлений, а также для проверки диодов и транзисторов. Общий вид блока представлен на рисунке:



В нём установлены 2 серийно выпускаемых мультиметра. В блоке установлен источник питания мультиметров от сети с выключателем и предохранителем на 1 А.

Для обеспечения надёжной длительной работы мультиметров соблюдайте следующие правила:

· Не превышайте допустимых перегрузочных значений, указанных в заводской инструкции для каждого рода работы

· Когда порядок измеряемой величины неизвестен, устанавливайте переключатель пределов измерения на наибольшую величину.

· Перед тем, как повернуть переключатель для смены рода работы (не для изменения предела измерения!), отключайте щупы от проверяемой цепи.

· Не измеряйте сопротивление в цепи, к которой подведено напряжение.

До подключения мультиметра к цепи необходимо выполнить следующие операции:

· выбор измеряемой величины: - V, V, - A, A или W;

· выбор диапазона измерений соответственно ожидаемому результату измерений;

· правильное подсоединение зажимов мультиметра к исследуемой цепи.

Присоединение мультиметра как вольтметра, амперметра и омметра показано на рисунке:

 
Экспериментальная часть

Задание 1

1. 
   Соберите простейшую электрическую цепь согласно схеме (рис 1), включив в нее два мультиметра в качестве амперметра (или два виртуальных прибора). Путем измерений определите является ли ток одинаковым во всех точках цепи и убедитесь, что он равен нулю, когда цепь разомкнута или отключен источник.
   

Рисунок 1

2. 
   Дополните схему вольтметрами на нагрузке и источнике
   
3. 
   Определите по виртуальным приборам показания. Для этого включите виртуальные приборы двойным щелчком левой кнопки мыши на ярлыке «ВП ТОЭ». В результате откроется блок «Приборы I», в котором содержатся вольтметры и амперметры. Часть из них активизирована по умолчанию (т. е. включены пределы измерения).
   

Расположение приборов в окне этого блока можно изменить, щелкнув левой кнопкой мыши на обозначении прибора и выбрав в открывшемся перечне нужный прибор. К одному и тому же каналу коннектора, таким образом, можно подключить несколько виртуальных приборов для одновременного измерения, например, действующего, амплитудного, среднего и др. значений одного и того же напряжения (тока).

Активизируйте нужные виртуальные приборы, щелкнув в соответствующих окнах на кнопках «Откл». Для отключения прибора щелкните в окне предела измерения. Чем больше каналов задействовано в виртуальных измерениях тока и напряжения, тем ниже частота сканирования и меньше значений вводится в компьютер за период измерения. Период измерения, в течение которого производится ввод данных в компьютер, по умолчанию равен 0,1 с. Его можно изменить, открыв меню и выбрав мышью строку «Период измерения». Для того, чтобы закрыть окно виртуальных приборов, необходимо щелкнуть по клавише «Выкл».
Задание 2

Теоретические сведения

Простейший делитель напряжения состоит из двух последовательно соединенных резисторов. Делители применяются в тех случаях, когда нужно снизить имеющееся напряжение. Напряжения и сопротивления можно рассчитать, используя соотношения

 

U / U₂ = (R₁ + R₂) / R₂

U₂ = U × R₂ / (R₁+ R₂).

 

Чтобы обеспечить регулирование вторичного напряжения, вместо двух постоянных резисторов используют потенциометр (рисунок справа). Тогда, изменяя положение движка потенциометра (угол поворота α при цилиндрической конструкции потенциометра), можно устанавливать напряжение на выходе делителя в диапазоне 0...U.

1. 
   Соберите цепь потенциометра согласно схеме и подайте на ее вход постоянное напряжение 10 В.
   

2. 
   Измерьте напряжения U₁ и U₂ при каждом из положений потенциометра, задаваясь значениями угла поворота α.
   
3. 
   Внесите все измеренные величины напряжения в таблицу.
   

	Положение потенциометра ( угол поворота α)
U1, В
U2, В

4. 
    Перенесите значения напряжения U₂ на график (рис. 4.10.4) для построения кривой U₂ = f(α).
   

Содержание отчета

1. Тема и цель работы.

2. Основные теоретические сведения, формулы (при необходимости)

3. Схема опыта (эксперимента).

4. Результаты измерений и вычислений.

5. Вывод.