Работа № 1. Электроизмерительные приборы и измерение

Основных электрических величин

Цель работы – ознакомление с электроизмерительными приборами, способами их включения, а также измерение основных электрических величин.

Программа работы

1. Определение типа, пределов измерения, цены деления, класса точности аналоговых измерительных приборов.

2. Измерение напряжений, токов и мощностей в цепях постоянного тока.

3. Определение сопротивлений по законам Ома и Джоуля-Ленца с помощью приборов.

Общие положения

Измерением называется процесс нахождения опытным путем значения физической величины с помощью специальных технических средств. Электроизмерительные приборы широко используются при наблюдении за работой электроустановок, при контроле за их состоянием и режимами работы, при учете расхода и качества электрической энергии, а также при ремонте и наладке электротехнического оборудования.

Наибольшее распространение получили аналоговые приборы непосредственной оценки, которые классифицируют по следующим признакам: род тока (постоянный или переменный), род измеряемой величины (ток, напряжение, мощность, сдвиг фаз), принцип действия (магнитоэлектрические, электромагнитные и ферродинамические), класс точности и условия эксплуатации.

Для расширения пределов измерения электрических приборов на постоянном токе используют шунты (для тока) и добавочные сопротивления (для напряжения). На переменном токе используют трансформаторы тока и напряжения.

Измерение напряжения выполняют вольтметром, подключаемым непосредственно на зажимы исследуемого участка электрической цепи.

Измерение тока осуществляют амперметром, включая его последовательно с элементами исследуемой цепи.

Измерение мощности и сдвига фаз в цепях переменного тока производят с помощью ваттметра и фазометра. Эти приборы имеют две обмотки: неподвижную токовую, которую включают последовательно, и подвижную обмотку напряжения, включаемую параллельно.

На лабораторных стендах напряжение, сопротивление и ток можно измерить либо мультиметром, либо с помощью преобразователя и компьютера. Мощность, сдвиг фаз, сопротивление участка электрической цепи вычисляют на компьютере по показаниям двух приборов - амперметра и вольтметра, подключенных к соответствующему участку цепи.

Цена деления прибора представляет собой значение измеряемой величины, вызывающей отклонение стрелки прибора на одно деление, и определяется зависимостями:

; .

Электрической цепью называется совокупность устройств, (источник, приемник и промежуточные звенья - провода и аппараты), предназначенных для прохождения электрического тока.

Графическое изображение цепи представляет собой электрическую схему.

Источниками электрической энергии являются устройства, в которых происходит процесс преобразования в электрическую энергию других видов энергии (химической, тепловой, механической). Мгновенные значения напряжения и тока характеризуют режим работы устройства и называются параметрами режима или характеристиками режима.

Сопротивление R (Ом), индуктивность L (Гн), ёмкость C (Ф) составляют группу пассивных элементов и являются основой всех электротехнических устройств.

Сопротивлением называется элемент электрической цепи, в котором происходит необратимый процесс преобразования электрической энергии в тепловую. Для практических расчетов в линейных электрических цепях величину R принимают постоянной, а зависимость напряжения от силы тока на сопротивлении (вольт-амперная характеристика) - линейной.

Закон Ома: , , .

Энергия, выделяемая на сопротивлении R при протекании по нему тока I, пропорциональна произведению квадрата силы тока и величины сопротивления.

Закон Джоуля-Ленца: (Дж) или (Втс).