- •Измерительный практикум
- •Основы измерений в электрических цепях
- •Содержание
- •Основные принципы измерений
- •Измерение физических величин
- •Измерительная система и её характеристики
- •Электрические цепи
- •Источники электрических сигналов
- •Классификация режимов работы электрической цепи
- •Общие сведения об электроизмерительных приборах
- •Приборы для измерения тока, напряжения и сопротивления
- •Изменение пределов измерения аналоговых электроизмерительных приборов
- •Магнитоэлектрическая система (мэ)
- •Электромагнитная система (эм)
- •Электростатическая система (эс)
- •Цифровые измерительные приборы
- •Мультиметр gdm-8145
- •Мультиметр dt838
- •Приложение 2 Условные обозначения на шкалах приборов
- •Список литературы
Классификация режимов работы электрической цепи
Режим работы электрической цепи определяется изменением параметров нагрузки, в общем случае величиной сопротивления нагрузки Rн. При теоретическом анализе электрической цепи рассматривают следующие режимы работы: холостого хода, короткого замыкания и согласованный.
Режим холостого хода. В этом режиме нагрузка отключается от источника питания (Rн =), соответственно, ток в нагрузке становится равным нулю I = 0, а напряжение U на зажимах (а, b) – равным ЭДС Е (U = Uхх = E), т. е. максимальным (рис.9). В этом случае мощность (Р = IU) от источника не потребляется.
Режим короткого замыкания. Ключ К замкнут, сопротивление нагрузки Rн = 0. В этом случае напряжение U = 0, а ток в цепи максимальный, но потребляемая от источника мощность также равна нулю.
Из анализа этих двух режимов можно определить параметры источника его ЭДС Е и внутреннее сопротивление r:
E = Uхх и .
Согласованный режим электрической цепи обеспечивает максимальную передачу активной мощности Р от источника питания к потребителю. При подключении к источнику нагрузки в цепи возникает ток , при этом на нагрузке выделяется активная мощность (3)
Для определения соотношения между сопротивлением эквивалентного источника r и сопротивлением нагрузки Rн, при котором в сопротивлении нагрузки выделяется максимальная мощность, необходимо взять первую производную мощности Р по Rн и приравнять к нулю
Отсюда следует, что согласование наступает при условии:
Rн = r. (4)
Поставив (4) в (3) получим значение максимальной мощности, которая может быть выделена в нагрузке Rн:
Соответственно, полная мощность, развиваемая источником, равна т.е. коэффициент полезного действия при согласованном режиме работы равен 0,5.
Следует отметить, что рассмотренное выше условие согласования сопротивлений источника сигнала и нагрузки справедливо для цепей постоянного тока. Для передачи максимальной мощности в цепях переменного тока необходимо согласование как активных, так и реактивных составляющих сопротивлений.
СОГЛАСОВАНИЕ ПО ШУМУ
Общие сведения об электроизмерительных приборах
Электроизмерительные приборы предназначены для измерения тока I, напряжения U, мощности P, частоты f, фазы , сопротивления R, индуктивности L, ёмкости С и других электрических величин. Они весьма разнообразны по принципу действия (прил. 1) и конструктивному оформлению. Измерительные приборы классифицируются по различным признакам:
по физическим явлениям, на которых основана их работа – электромеханические и электронные;
по виду выдаваемой информации – аналоговые и цифровые;
по способу представления информации – показывающие, регистрирующие, самопишущие, печатающие и т. д.
Если показания прибора являются непрерывной функцией измеряемой величины, то такой прибор называется аналоговым. (см. приложение 1). Цифровые измерительные приборы выдают значение измеряемой величины в цифрах (одна цифра скачком сменяет другую), т. е. ответ получается квантованным, хотя измеряемая величина меняется плавно.