Билет 15: 1) Измерительный механизм прибора магнитоэлектрической системы состоит из двух частей.

Неподвижная часть состоит из постоянного магнита, его полюсных наконечников и неподвижного сердечника. В зазоре между полюсными наконечниками и сердечником существует сильное магнитное поле.

Подвижная часть измерительного механизма состоит из легкой рамки, обмотка которой навивается на алюминиевый каркас, и двух полуосей, неподвижно связанных с каркасом рамки. Концы обмотки припаяны к двум спиральным пружинам, через которые в рамку подводится измеряемый ток. К рамке прикреплены стрелка и противовесы.

В зазоре между полюсными наконечниками и сердечником устанавливается рамка. Ее полуоси вставляются в стеклянные или агатовые подшипники.

При прохождении тока по обмотке рамки последняя стремится повернуться, но ее свободному повороту противодействуют спиральные пружины. И тому углу, на который рамка все же развернется, оказывается, соответствует определенная сила тока, который протекает по обмотке рамки. Иными словами, угол поворота рамки пропорционален силе тока. Фиксируют угол поворота рамки по стрелке, которая к рамке жестко прикреплена. Так как угол поворота стрелки пропорционален силе тока, то шкала измерительного прибора магнитоэлектрической системы равномерная.

У амперметров и вольтметров измерительные механизмы в принципе одинаковы. Их отличие заключается лишь в электрическом сопротивлении рамок. У амперметра сопротивление рамки значительно меньше, чем у вольтметра.

2 ) Сопротивление - один из важнейших параметров электрической цепи. Одни сопротивления сохраняют свои значения в различных условиях, другие, наоборот, изменяются во времени, от температуры, от влажности и т.п. Поэтому при изготовлении электрических машин, аппаратов, приборов, при монтаже и эксплуатации электроустановок необходимо производить измерение сопротивлений.

Измерение небольших (а), средних и больших (б) сопротивлений амперметром и вольтметром (рисунок в нам не нужен):

Наиболее просто сопротивление резисторов можно измерить с помощью амперметра и вольтметра.

Анализ этих схем с помощью уравнений Кирхгофа показывает, что для получения более точных результатов при измерении средних и больших сопротивлений следует применять схему б, а при измерении небольших сопротивлений — схему а. Искомое сопротивление определяется по формуле: rx = U/I, где U и I— показания приборов.

Билет 16: 1) В электромагнитных приборах для создания вращающего момента используется действие магнитного катушки с током на подвижный пермаллоевый лепесток. Противодействующий момент создается спиральной пружиной. При прохождении по неподвижной плоской катушке измеряемого тока возникает магнитное поле, которое, воздействуя на лепесток, стремится расположить его так, чтобы энергия магнитного поля была наибольшая, т. е. втянуть лепесток внутрь катушки. Подвижная часть механизма поворачивается до тех пор, пока вращающий момент не станет равным противодействующему моменту.

Эти приборы применяют как измерители тока и напряжения преимущественно в цепях промышленной частоты в качестве щитовых приборов классов точности 1; 1,15 и лабораторных приборов классов точности 0,5;1. использование данных приборов в цепях повышенной частоты недопустимо из-за больших частотных погрешностей.

2) Мостовая схема состоит из двух параллельных ветвей прохождения тока, между которыми расположена диагональ моста. В диагональ включают микроамперметр или иной высокочувствительный индикатор равновесия (рис. 2).

Рис 2. Мостовая измерительная схема: R1 - R3 - резисторы мостовой схемы, Rx - измеряемый резистор, R0 - ограничительный резистор.

Участки двух параллельных ветвей R1, R2 и RЗ, Rx, называют плечами моста.

Процесс измерения заключается в том, что, регулируя переменный резистор R1, подбирают такое значение eгo сопротивления, при котором стрелка измерительного прибора становится на отметку 0 (равновесие моста).

Билет 17: 1) Электродинамические ИМ работают на принципе взаимодействия магнитных потоков двух катушек, по которым протекают токи. Измерительные механизмы состоят из пары неподвижных катушек, соединенных последовательно или параллельно.

Электродинамические ИМ содержат две цепи тока, поэтому являются множительными устройствами и обладают фазочувствительностью. Данная особенность позволяет применять их не только для измерения тока, напряжения, но мощности и фазы.

Достоинствами электродинамических приборов являются пригодность для измерения постоянного и переменного тока, равномерность шкалы у ваттметров и относительно высокая точность по сравнению с другими приборами, предназначенными для измерений в цепях переменного тока. К недостаткам относится сильное влияние внешних магнитных полей на точность измерений, чувствительность к перегрузкам и относительно высокая стоимость.

Электродинамические приборы применяют обычно в качестве точных лабораторных приборов, а также в качестве ваттметров и счетчиков электрической энергии в цепях постоянного тока.

2) Омме́тр — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения электрических активных (омических) сопротивлений. Обычно измерение производится по постоянному току, однако, в некоторых электронных омметрах возможно использование переменного тока.

Омметр подключают к точкам между которыми измеряют сопротивление.

С уществуют две схемы омметра: а) последовательная; б) параллельная:

Г-гальванометр.

Билет 18: 1) Принцип работы э/с измерительных приборов на взаимодействии заряженных электродов, разделенных диэлектриком.

Конструктивно э/с приборы представляют собой разновидность плоского конденсатора, т. к. в результате перемещения подвижной части изменяется емкость системы. Практическое применение нашли приборы с поверхностным механизмом, т. е. когда изменение емкости осуществляется за счет изменения активной площади электродов. В приборах с линейным механизмом изменение емкости осуществляется за счет изменения расстояния между электродами.

Э/с вольтметры применяют в цепях с маломощными источниками и при

лабораторных исследованиях в цепях высокого напряжения. Совместно с электронными усилителями э/с вольтметры используют как высокочувствительные электрометры и вольтметры переменного тока.

2) Активная мощность (Вт, кВт) – это полезная мощность, отбираемая нагрузкой, в том числе и ИБП, из электросети и преобразуемая в энергию любого иного вида (механическую, тепловую, электрическую, электромагнитную и др.).

Значение активной мощности в однофазной цепи переменного тока определяют по формуле P = U*I*cos фи, где U — напряжение приемника, В, I — ток приемника, А, фи — фазовый сдвиг между напряжением и током.

Если активную мощность нужно измерить точно, то лучше всего применить ваттметры электродинамической системы или электронные ваттметры.

Ваттметр — измерительный прибор, предназначенный для определения мощности электрического тока или электромагнитного сигнала.

Для измерения мощности в цепи переменного тока с низким коэффициентом мощности следует применять специальные низкокосинусные ваттметры. На их шкале указано, для каких значений cos фи они предназначены.

Билет 19: 1) Приборы индукционной системы чаще всего применяют в качестве ваттметров и счетчиков электрической энергии. Электромагниты создают магнитные потоки Ф1 и Ф2, которые пронизывают алюминиевый диск, образуя в нем вихревые токи. В результате взаимодействия потоков и токов возникают силы F1 и F2, поворачивающие диск. Постоянный магнит создает тормозной момент. В отличие от рассмотренных ранее приборов в счетчиках диск может вращаться на неограниченный угол. Энергия, которая прошла через счетчик, отсчитывается по частоте вращения диска.

По назначению различают электроизмерительные приборы стационарные (щитовые), жестко установленные на оборудовании и переносные. Пределы их измерения выбирают с учетом возможных наиболее длительных отклонений измеряемых величин от номинальных. На щитовых приборах необходимо наносить красную черту, соответствующую предельно допустимому значению измеряемой величины.

Во время наладочных работ и в процессе эксплуатации требуется производить различные измерения. При отсутствии стационарных электроизмерительных приборов измерения выполняют с помощью переносных. Для измерения тока и напряжения в цепях постоянного и переменного тока применяют переносные амперметры и вольтметры электромагнитной системы с непосредственным отсчетом. Эти приборы имеют несколько пределов измерений.

2) Аще всего измерение мощности осуществляется одним прибором — ваттметром. Как было сказано ранее, для измерения мощности лучшей является электродинамическая система.

В аттметр 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:

α = k I U = k P

Билет 20: 1) Логометр — магнитоэлектрический электроизмерительный прибор для измерения отношения сил двух электрических токов. Подвижная часть выполнена в виде двух рамок, расположенных перпендикулярно. Когда по рамке логометра протекает ток, то при взаимодействии с магнитным полем постоянного магнита эллиптической формы (неподвижной частью логометра), создаётся вращающий момент, который передвигает стрелку прибора. Когда токи в обеих рамках равны, их вращающие моменты равны, стрелка прибора занимает нулевое положение. Если токи различны, подвижная часть прибора перемещается таким образом, что рамка с большим током оказывается в положении с большим зазором постоянного магнита (из-за его эллиптичности). В результате вращающий момент, создаваемый рамкой, уменьшается и становится равным вращающему моменту рамки с меньшим током. Логометр обычно применяется в приборах для измерения сопротивления, индуктивности, ёмкости, температуры.

2) Активная мощность в электрической цепи измеряется прибором, называемым ваттметром.

ля измерения активной мощности всей трехфазной цепи в зависимости от схемы соединения фаз нагрузки и ее характера применяются различные схемы включения измерительных приборов.

Для измерения активной мощности симметричной трехфазной цепи применяется схема с одним ваттметром, который включается в одну из фаз и измеряет активную мощность только этой фазы. Активная мощность всей цепи получается путем умножения показания ваттметра на число фаз. Схема с одним ваттметром может быть использована только для ориентированной оценки мощности и неприменима для точных и коммерческих измерений.

Для измерения активной мощности в четырехпроводных трехфазных цепях (при наличии нулевого провода) применяется схема с тремя приборами, в которой производится измерение активной мощности каждой фазы в отдельности, а мощность всей цепи определяется как сумма показаний трех ваттметров.

Для измерения активной мощности в трехпроводных трехфазных цепях (при отсутствии нулевого провода) применяется схема с двумя приборами.

Билет 21: 1) Для учета электрической энергии, получаемой потребителями или отдаваемой источниками тока, применяют счетчики электрической энергии. Счетчик электрической энергии по принципу своего действия аналогичен ваттметру. Однако в отличие от ваттметров вместо спиральной пружины, создающей противодействующий момент, в счетчиках предусматривают устройство, подобное электромагнитному демпферу, создающее тормозящее усилие, пропорциональное частоте вращения подвижной системы. Поэтому при включении прибора в электрическую цепь возникающий вращающий момент будет вызывать не отклонение подвижной системы на некоторый угол, а вращение ее с определенной частотой.

Число оборотов подвижной части прибора будет пропорционально произведению мощности электрического тока на время, в течение которого он действует, т. е. количеству электрической энергии, проходящей через прибор. Число оборотов счетчика фиксируется счетным механизмом. Передаточное число этого механизма выбирают так, чтобы по показаниям счетчика можно было отсчитывать не обороты, а непосредственно электрическую энергию в киловатт-часах.