Лабораторна No1 Метро

Лабораторна робота No1

ВИВЧЕННЯ І ПОВІРКА ПРИЛАДІВ МАГНІТОЕЛЕКТРИЧНОЇ І ЕЛЕКТРОМАГНІТНОЇ СИСТЕМ

Виконав: Скудря М.О.

Мета роботи:

1. Вивчити будову, принцип дії і область застосування приладів магнітоелектричної та електромагнітної систем.

2. Виконати повірку амперметра магнітоелектричної та вольтметра електромагнітної систем. Визначити похибки приладів та встановити їх клас точності .

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Прилади магнітоелектричної системи широко використовуються у вимірювальній практиці. Принцип дії магнітоелектричного вимірювального механізму дозволяє використовувати його для вимірювань тільки у колах постійного струму. Однак з

термоелектричними перетворювачами або випрямлячами його використовують також для вимірювання діючих значень змінних струмів і напруг.

Магнітоелектричні амперметри, вольтметри і омметри мають високу чутливість і точність, малу споживану потужність, прямолінійну шкалу. Недоліки магнітоелектричних приладів - складність конструкції, висока вартість, а також чутливість до перевантажень і змін струму.

Розширити межу вимірювань цих приладів можна тільки за допомогою додаткових резисторів і шунтів.

Приладами електромагнітної системи вимірюють діючі значення напруги U та струму І в мережах змінного струму. Діапазон частот для цієї системи перевищує 8000 Гц.

Межі вимірювань приладів цієї системи можна розширити за

допомогою вимірювальних трансформаторів напруги та струму.

При застосуванні електромагнітних приладів у колах постійного струму точність вимірювань буде нижчою.

Контрольні питання:

1. Яка будова та принцип дії вимірювального приладу магнітоелектричної системи?

Прилади магнітоелектричної системи працюють за принципом взаємодії магнітного поля нерухомого постійного магніту з магнітним полем провідника зі струмом, що проходить по рухомій котушці.

2. Яка будова та принцип дії вимірювального приладу електромагнітної системи?

Прилади магнітоелектричної системи працюють за принципом взаємодії магнітного поля нерухомого постійного магніту з магнітним полем провідника зі струмом, що проходить по рухомій котушці.

3. В чому полягає повірка вимірювального приладу? Які вимоги висуваються до повірки приладів?

Повірка передбачає вимірювання похибок для всіх оцифрованих позначок шкалам приладу, який повіряють.

4. Як визначають абсолютну, відносну та зведену похибки?

Абсолютна похибка( для амперметра) ΔI - значення як різниця показів амперметра Iпов і дійсного значення вимірюваної величини Ig, ΔI=Iпов-Ig

відносна похибка дорівнює відношення абсолютної похибки до дійсного значення вимірюваної величини.

5. Як визначають поправку, варіації показів і клас точності приладу?

Поправка бI визначається як абсолютна похибка, взята з протилежним знаком бI=-ΔI

Варіації γвар приладу, який перевіряють, візначається за формулою:

Де А1 і А2 - дійсні значення вимірювання параметра відносно відповідно при його збільшенні (хід вгору) та зменшенні (хід вниз)

За найбільше значення знайденої величини зведеної похибки визначається клас точності приладу, який вибирається з ряду класів точності

6. Які класи точності встановлені державним стандартом для приладів електромеханічної групи?

Залежно, від величини допустимої похибки приладі електротехнічної групи поділяються на дев’ять класів точності: 0,02; 0,05; 0,1; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

7. Як повіряється прилад непрямим методом?

Непрямий метод - коли відсутній зразковий прилад, який вимірює ту саму величину, що прилад, який повіряється. Наприклад, при повірці амперметра можна скористатися зразковим вольтметрам і резисторам а при повірці вольтметра - зразковим амперметрам і резисторам.

8. Яка відмінність в схемах при повірці приладів магнітоелектричної та електромагнітної систем?

Магнітоелектрична система.

Прилади даної системи працюють за принципом взаємодії магнітного поля нерухомого постійного магніту з магнітним полем провідника зі струмом, що проходить по рухомій котушці.

Електромагнітна система

У вимірювальних механізмах електромагнітної системи обертальний момент обумовлений електромеханічною дією магнітного поля вимірюваного струму в нерухливій котушці приладу на рухливий феромагнітний якір. Механічні сили прагнуть перемістити якір так, щоб енергія магнітного поля механізму стала можливо більшої. В електромагнітному механізмі якір втягується в котушку, включену в ланцюг вимірюваного струму.

9. Які електричні величини і їх значення вимірюються приладами магнітоелектричної та електромагнітної систем?

Магнітоелектрична з рухомою рамкою - обертальний момент створюється між нерухомим постійним магнітом і рухомою рамкою з намотаним на ній проводом, за яким при підключення джерела ЕРС протікає струм. Обертальний момент, створюваний в такому приладі описується законом Ампера. Шкала магнітоелектричного приладу є рівномірною. Аналогом такої системи є двигун постійного струму нормального виконання з порушенням від постійних магнітів.

Магнітоелектрична з рухомим магнітом - обертальний момент створюється між нерухомою рамкою з струмом і рухомим постійним магнітом. Ця система є аналогом магнітоелектричної з рухомою рамкою, має низький клас точності - 4,0 і нижче, менш поширена і застосовується для вказівних приладів транспортних засобів, завдяки своїй стійкості до зовнішніх механічних впливів. Аналогом цієї системи є двигун постійного струму зверненого виконання з порушенням від постійних магнітів.

Важливо: магнітоелектричні прилади за своїм принципом дії вимірюють середню величину струму, а напрямок відхилення стрілки залежить від напрямку струму в рамці: тому вони можуть застосовуватися тільки для вимірювання знакосталих струмів, і вимагають дотримання полярності підключення [1] . Магнітоелектричні прилади непридатні для безпосереднього вимірювання змінного струму (стрілка буде тремтіти поблизу нульового значення).

Електромагнітна - обертальний момент створюється між нерухомою котушкою зі струмом і рухомим феромагнітним сердечником.

Теоретична основа даного приладу - це закон взаємодії струму і феромагнітної маси. Особливістю електромагнітної системи є квадратична залежність крутного моменту від струму в котушці, звідки слід можливість застосування таких систем для вимірювання як постійних так і змінних струмів, а також нерівномірна шкала. Аналогом такої системи є реактивний двигун, що працює відповідно до закону збереження імпульсу .

Електродинамічна - обертальний момент створюється між двома котушками зі струмом: рухомою і нерухомою. Обертальний момент пропорційний добутку струмів в котушках. Електродинамічне зусилля засновано на взаємодії обох струмів з полями (закон Ампера). Аналогів такої системи в двигунах не існує, в зв'язку з малими обертаючими моментами.

Феродинамічні система подібна електродинамічної, але для збільшення обертального моменту в конструкції передбачається сердечник з феромагнітного матеріалу. Аналогом такої системи є двигун постійного струму нормального виконання.

Електродинамічні та феродинамічні системи застосовують в вольтметрах і амперметрах, але найчастіше в - ватметрах і варметрах.

Індукційна - крутний момент створюється між полем нерухомих котушок, що рухається (для створення такого поля в котушках струми повинні бути зрушені по фазі) і струмами, що наводяться в обертовому неферомагнітними диску (зазвичай алюмінієвому). В індукційній системі індіцірованіе може здійснюватися кількістю оборотів диска, яке відображається через рахунковий механізм. Гальмівний момент в цьому випадку створюється взаємодією магнітного поля постійного магніту і струмів, що наводяться в диску. Іноді індіцірованіе індукційної системі може здійснюватися за допомогою стрілки - в такому випадку гальмівний момент створюється пружиною. Момент, що обертає в індукційної системі дорівнює добутку потоків котушок і залежить від кута зсуву між їх фазами. Аналогом цієї системи є асинхронний двигун з короткозамкненим ротором.

Індукційну систему найчастіше застосовують для лічильників електричної енергії.