Электр мәндерінің көпшілігін өлшеу кернеуді немесе токты өлшеумен байланысты. Осы мақсатта өте жиі пайдаланылатын өлшеу аспаптарын қарастырамыз. Солардың бірі-магнитэлектрлік аспап (1-сурет).

Қарапайымдылық үшін суретте спираль серіппе көрсетілмеген, ол кері әсер етуші момент тудырады.

1-сурет. Магнитэлектр жүйелі аспап конструкциясы: 1-обмоткалы рамка; 2-магнит; аспап қозғалыссыз 2-тұрақты магнит ретінде орындалған, оның алаңында обмоткасымен 1-рамка орналасқан. Катушка бойымен ток жүрген кезде, физикалық заңдарға сәйкес, магнит алаңында орналасқан катушкалар тарамдарына әсер етуші күштер пайда болады. Катушканың әртүрлі жақтарынан тарамдарға әсер етуші күштер, токтардың қарама қарсыбағытталуына байланысты әртүрлі бағыттарда әсер етеді, бұл айналдыру моментін тудырады, жылжымалы бөлігі рамкамен бірге бұрылады және тілшік көрсеткіш рамка арқылы өтетін ток күшінің мәнін немесе рамка обмоткасына келтірілген кернеу мәнін көрсетеді.

Мұндай магнитэлектр аспап теориясы, тілшіктің ауытқу бұрышы ның кернеуге немесе токқа тікелей қатысты екендігін көрсетеді:

; ;

Мұндағы К₁, К₂- аспаптың конструктивтік көрсеткіштеріне тәуелді қатынас коэффициенттері.

Магнитэлектрлік аспаптың артықшылықтарына келесілерді жатқызуға болады:

• жеткілікті жоғары дәлдігін;

• өте жоғары сезімталдығын (волттың миллиондық үлесіне дейін өлшеуге болады);

• сыртқы магнит өрістері әсерінің жоқтығы;

• шкала сызықтылығы (бірқалыпты шкала).

Сонымен қатар аспаптың кемшіліктері де бар, олардың негізгісі-айнымалы кернеу мен токтарды өлшеудің мүмкін еместігі.

Айнымалы кернеулер мен токтарды өлшеуге арналған магнитэлектрлік аспаптың бір түрі-түзеткіш жүйесінің аспабы. Ол түзеткіш схемасы бар магнитэлектрлік аспаптар жиынтығы спеттес болады. Өте жиі түзеткіш ретінде көпірлік схеманы пайдаланады немесе оны грецтің жартылай схемасы деп те атайды.

2-сурет. Түзеткіш жүйелі аспап схемасы.

Онда екі жартылай өткізгіш диодтар (VD) екі резистор (R) пайдаланылады. Көпірдің бір диоганалына өлшенетін айнымалы кернеу әкелінеді, ал екінші диагоналына стандартты магнитэлектр аспабы жалғанады.

Ферродинамикалық жүйе аспабы (3-сурет). Олар қуатты өлшейтін аспаптар-ваттметрлер ретінде кең пайдаланылады. Көп жағынан мұндай аспап конструкциясы магнитэлектр аспабының конструкциясына ұқсайды, бірақ онда тұрақты магнит орынына электромагнит пайдаланылады (3-сурет), демек онда 2-магнитөткізгіш бар, оған 3-обмотка оралған, ол магнит ағымын тудырады.

3-сурет. Ферродинамикалық жүйелі аспап конструкциясы. 1-обмоткалы рамка; 2-магнитөткізгіш; 3-обмотка.

Егер ол обмотка арқылы электр тоғын жіберсе, онда рамкаға оралған екінші обмотка магнит өрісінде қалады және ол арқылы ток өтсе, магнитэлектр аспабындағыдай, айналдыру моменті туады және жылжымалы рамкамен байланыстағы аспап тілшігі, біршама бұрышқа ығысады.

Электромагнит жүйесіндегі аспап (4-сурет) өндірісте кең қолданыс тапты. Бұл өте қарапайым және арзан аспаптардың бірі, оның үстіне үлкен артық салмақ қабылдай алады және үлкен механикалық беріктікке ие.

4-сурет. Электрмагнитті жүйе аспабының конструкциясы. 1-қозғалмайтын катушка; 2-серіппе; 3-ферромагнитті өзекше.

Конструктивті ол 1-қозғалмайтын катушкадан және 3-ферромагниттік өзекшеден тұрады, ол кернеу берілген кезде катушкадағы магнит өрісі әсерінен катушка ішіне тартылады. 3-ферромагниттік өзекше аспап тілшігімен байланысқан, ол 1-қозғалмайтын катушка арқылы ток көп өткен сайын магниттік өрісте күшейетіндіктен, тілшіктің ауытқуы келтірілген кернеу мәніне немесе катушка арқылы өтетін токқа тәуелді болады.

Тұрақты және айнымалы кернеулерді өлшеу.

Тұрақты және айнымалы кернеулерді өлшеу сәйкес кернеу түрлерімен жұмыс істеуге есептелген вольтметрлермен атқарылады. Вольтметр есептелген кернеуден үлкен кернеулерді өлшеу керек болған жағдайларда, оларға тізбектей қосымша резистор қосу керек. Сонда өлшенетін кернеудің бір бөлігі қосымша резисторда төмендейді, ал бір бөлігі аспапқа жетеді. Қосымша резистор кедергісінің мәнін таңдай отыра, кең шектерде үлкен кернеулерді өлшеу мүмкіндігін кеңейтуге болады.

Кедергілерді өлшеу. Жиі электр қондырғыларымен жұмыс істеген кезде немесе электронды схемаларды байыптауда әртүрлі кедергілерді өлшеу қажет болады. Кедергілерді өлшеудің қарапайым тәсілі- екі өлшеуіш аспаптарды пайдалануда: амперметр мен вольтметрді. Олардың көмегімен қорек көзіне қосылған R-кедергісіндегі кернеу мен токты өлшейді және Ом заңы бойынша ізденістегі кедергі мәнін табады:

R=U/J;

Бірақ бұл тәсіл өлшеу нәтижелерін жоғары дәлдікпен алуға мүмкіндік бермейді. Бұл тәсілде әдетте арнайы аспаптар-омметрлер болмаған жағдайларда қолданады. Омметрлердің мүмкін схемаларының бірі (6-сурет)- тізбектік схема, ол дербес Е-қорек көзінен, R-айнымалы резистордан және РА-магнитэлектр тектес миллиамперметрден тұрады. Қорек көзі ретінде құрғақ элементтер пайдаланылады.

6-сурет. Мегомметр (а) және электр көпірі (б) схемалары.

100 М Ом-ға дейінгі үлкен кедергілерді әдетте мегомметрлер көмегімен атқарады (6-сурет).

Қуатты өлшеу. Бөлек тұрақты және айнымалы токтар үшін қарастырған ыңғайлы.

Тұрақты ток үшін негізгі формулалар келесілер:

; ;

Барлық жағдайларда аспаптар көрсеткіштерін алғаннан кейін математикалық есептеулер жүргізу қажет.

Егер арнайы аспап ваттметрді пайдаланса, олар қажет емес (7, г-сурет). Ол тікелей қорек көзіне қосылады.

7-сурет. Тұрақты ток тізбегіндегі қуатты өлшеу схемалары.

Айнымалы токтағы қуатты өлшеудің ерекшеліктері бар. Онда үш әртүрлі қуаттар болады:

• толық қуат S=UJ;

• белсенді қуат P=Ujcos ;

• реактивтік қуат ,

мұндағы -ток пен кернеу арасындағы фаза бойынша ығысу бұрышы.

Жиі толық және белсенді қуаттар қызықтырады. Айнымалы токта жиі үшфазалы тұйықтағы белсенді қуатты анықтауға тура келеді. Үшфазалы тұйықтар екі түрлі болуы мүмкін: үшөткізгішті және төртөткізгішті . үшөткізгіштіде салмаққа үш өткізгіш келтіріледі, оларды А,В,С әріптерімен белгілейді. Мұндай тұйықтағы белсенді қуатты өлшеу үшін екі ваттметрді 8-суретте көрсетілгендей етіп қосу жеткілікті. Бұл ретте белгілі ережелерді сақтау керек. Қорабында жұлдызшамен белгіленген ваттметр обмоткасының шыға берісі, энергия көзі жағына қарауға тиісті. Мұндай үшфазалы жүйенің қосынды белсенді қуатын екі ваттметр көрсеткіштерінің алгебралық қосындысы ретінде табады.

8-сурет. Айнымалы токтағы қуатты өлшеу схемасы: а-үшөткізгішті жүйе, б-төртөткізгішті жүйе. Төртөткізгішті тұйықтардағы белсенді қуатты өлшеу үш ваттметрлерді пайдалануды қажет етеді. (8, б-сурет).

Қосынды белсенді қуат әр ваттметрмен өлшенген қуаттар қосындысына тең болады.

P_∑=P₁+P₂+P₃.

Негізгі әдебиеттер1. [ 49-51 ], 2. [ 48-54 ] ,.

Қосымша әдебиеттер 4. [ 31-32 ],5. [ 11-28

Бақылау сұрақтары:

1.Абсолюті температураның бірлігіне ие қолданады.

2. Қандай температуралы шкала қолданады?

3. Ртутті термометрдің кемшілігмен жетістігі ?

4. Ртутті термометрдің класификациясы ?

5. Сұйықты термометрдің кемшілігі мен жетістігі ?

6. Пайдалануына және қолдану аймағы қандай?