13. Измерение электрических величин.

13.1. Какие приборы называются электроизмерительными (аналоговые, цифровые) ?

Электроизмерительными приборами называют средства электрических измерений, предназначенные для выработки сигналов измерительной информации, т.е. сигналов, функционально связанных с измеряемыми физическими величинами, в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Электроизмерительные приборы могут быть классифицированы по различным признакам.

Электроизмерительные приборы, показания которых являются непрерывными функциями изменений измеряемых величин, называются аналоговыми приборами.

Электроизмерительные приборы, автоматически вырабатывающие дискретные сигналы измерительной информации, показания которых представлены в цифровой форме, называются цифровыми приборами.[36].

13.2. Назовите основные параметры периода переменного тока.

Как известно из основ электротехники, переменный ток – синусоидально изменяющая величина. Отсюда и вытекают определения параметров периода переменного тока.

Амплитуда - максимальное значение синусоидальной переменной величины, которая обозначается прописными буквами с индексом «m», например, Im – амплитудный (максимальный) ток.

Период – промежуток времени, в течение которого сила тока (или напряжения) совершает полное колебание и принимает прежнее по модулю и знаку мгновенное значение. Его принято обозначать буквой Т. Для России и многих стран Т =1/50 = 0,02 с.[18].

13.3. Какая величина называется действующим (эффективным) значением переменного тока ?

Действующее (эффективное) значение переменной электрической величины – среднее квадратическое значение периодически изменяющейся величины, которая за один период своего значения вызывает такой же эффект (например, тепловое воздействие тока или величины вращающего момента), как значение постоянной величины. Иными словами: действующее значение переменного тока – постоянная величина, численно равная постоянному току, который выделил бы в сопротивлении цепи в течении периода такое же количества тепла, какое выделяет данный переменный ток. Поэтому для практических целей наиболее удобно пользоваться действующими значениями , которые обозначаются прописными буквами без индекса и равны I = 0,707 Im; U = 0,707 Um. Отношение амплитуды к действующей величине называется коэффициентом амплитуды Ка. Для синусной функции этот коэффициент равен √2 ; если кривая тока или напряжения имеет более острую форму, чем синусоида, то Ка > √2, в противном случае Ка <√2 (при прямоугольной форме Ка = 1)[28].

4. Что называется средней величиной переменного тока ?

В некоторых случаях, при изучении электрических машин, выпрямительных устройств и других аппаратов, удобно пользоваться средним значением синусоидальной ЭДС (напряжения и тока).

Средней величиной переменного тока (ЭДС, напряжения) называется среднее арифметическое из всех мгновенных величин за полупериод и равно высоте прямоугольника с основанием π, площадь которого равна площади, ограниченной положительной полуволной тока и осью абцисс. Обозначают прописными буквами с индексом «ср» и равно I_ср =2/π Im;

U_ср = 2/π Um =0,637 Um.

Средняя величина синусной функции за период равна нулю, так как площадь положительной и отрицательной полуволн равны. Отношение действующей величины к средней называется коэффициентом формы кривой К_ф = Iд/ Iср = 1,11 для синусной функции.

Средняя (активная) мощность за период в цепи с индуктивностью и емкостью равна нулю, т.к. в цепи с индуктивностью и емкостью преобразования электрической энергии в другие виды энергии (тепловую, механическую) не происходит. Поэтому в цепи на ряду с непрерывным превращением электрической энергии в другой вид энергии (активная энергия) часть ее совершает колебания между источником и приемником (реактивная энергия). Отсюда следует что, колебания энергии в цепи не только бесполезны, но и вредны, т.к. при этом в приемнике не совершается полного преобразования электрической энергии в работу или тепловую , а в соединительных проводах она теряется.[19].