3. Вимірювання електричних величин
Як нам відомо з курсу фізики, електричні явища у природі обумовлюються наявністю елементарних частинок, яки несуть електричний заряд. До таких частинок відносяться електрони на іони
У природі людина познайомилася з електричними явищами, насамперед, завдяки такому електричному феномену, як блискавка, поява якої, як правило, передує сильній зливі.
4. Одиниці вимірювання струму, напруги та опіру.
Сила струму вимірюється у амперах.
Ампер дорівнює силі такого постійного струму, який, протікаючи двома
прямими паралельними пріводниками нескінченої довжини та незначним
поперечним перетином, якщо розташовані на відстані 1 метр одне від одного
у вакуумі, створює між цими провідниками силу, що дорівнює 2·10−7
ньютонів на метр довжини.
Напруга, різниця потенціалів вимірюється у вольтах.
Вольт дорівнює електричній напрузі, яка викликає в електричному колі постійний струм силою 1 ампер при потужності 1 ватт.
Сучасне визначення вольта основане на відстворенні його розміру за допомогою квантового ефекту Джозефсона, при якому використовується у якості еталонной константи – постійна Джозефсона, величина якой встановлена та дорівнює:
K{J-90} = 0.4835979 ГГц/µВ.
Тобто, вимірюючи частоту, що випромінює джозефсоновська ячейка, можна встановити точне значення падіння напруги на ньому.
Електричній активний опір вимірюється у омах.
Ом дорівнює електричному опору провідника, між кінцями якого виникає напруга 1 вольт при силі постійного струму 1 ампер.
У фізиці змінного струму існує поняття реактивний опір. Тобто опір елементів електричного кола, які не призводять до перетворення електричної енергіі у теплову. Пасивними елементами електричних кіл змінного струму, якім притаманний реактивний опір, є елементи з відмінними від нуля електричною емністю та індуктивністю.
5. Засоби вимірювання електричних величин
Мал.1 Принципова схема приладу магнітоелектричної системи
Вимірювальний механізм приладу магнітоелектричної системі складається з двох частин.Нерухома частина складається з постійного магніту 1, його полюсів 2 та нерухомого циліндру 3. У зазорі між полюсами та циліндром існує сильне магнітне поле. Рухома частина вимірювального механізму складається з легкої рамки 4, обмотка якої накручується на алюмінієвий каркас, та двох напіввісей 5, нерухомо пов’язаних із каркасом рамки. Кінці обмотки припаяні до двох спіральних пружин 6, через яку до рамки підводиться постійний струм. До рамки прикріплені стрілка 7 та противаги 8. У зазорі між полюсами та циліндром встановлюється рамка. Її напіввісі спираються на скляні або агатові підшипники. При проходженні струму через обмотку рамки, вона намагається повернутися, але її повороту протидіють спіральні пружини. І тому куту, на якій рамка повернеться, відповідає певна сила струму, що протікає через обмотку рамки. Тобто, кут повороту рамки пропорційний силі струму. Кут повороту фіксують по положенню стрілки, що прикріплена до рамки. Шкала вимірювального приладу магнітоелектричної системи лінійна тому, що кут повороту пропорційний силі струму. У амперметрів та вольтметрів вимірювальні механізми принципово однакові. Вони відрізняються лише електричним опором обмотки рамки. У амперметра опір рамки набагато менший, ніж у вольтметра.
Мал.2 Прилад електровимірювальний багатофункціональний типу Ц4354 з автоматичним захистом від електричних перевантажень (Україна)
Основні технічні характеристики:
Постійна напруга: 0,075/0,75/3/6/15/30/60/150/600V: ±1.5% Змінна напруга: 0,75/3/6/15/30/60/150/600V: ±2.5% Постійний струм: 0,012/0,12/0,6/3/15/60/300/1500mA: ±1.5%
Змінний струм: 0,12/0,6/3/15/60/300/1500mA: ±2.5%
Опір: 1/10/100/1000/10000K: ±2.5% Емність: 0,1 μF ±2.5%
Прилад має вимірювальнй головку магнітоелектричної системи із дзеркалом для запобігання виникнення додаткової похибки від паралаксу.
Мал.3. Мультиметр DT-830B (Китай)
Основні технічні характеристики:
Розрядність шкали мультиметра: 31/2 Постійна напруга: 0,2/2/20/200/1000V: ±0.5% Змінна напруга: 200/750V: ±1.2% Постійний струм: 0,2/2/20/200mA: ±1.5%, 10A: ±3% Опір: 0,2/2/20/200/2000K: ±1.0% Коефіціент підсилення транзисторів по струму: (Vce=3V, Ib=10mA) Діодний тест (3V, 0,8mA)
Мал.4. Мультиметри APPA 107 та 34XR (Тайвань)
Основні технічні характеристики:
Розрядність шкали мультиметра: 41/2 Постійна напруга: 0,4/4/40/400/1000 V: ±0.7% Змінна напруга: 0,4/4/40/400/750 V: ±1.5% Постійний струм: 0,4/4/40/300 mA, 10A: ±1%
Змінний струм: 0,4/4/40/300 mA, 10A: ±1,5% Опір: 0,4/4/40/400/4000 кОм: ±1.0%
Емність: 4/40/400/4000 μФ: ±5%
Частота: 4/40/400/4000/40000 кГц: ±0,1%
Перевірка цифрових логічних кіл
Перевірка кола на обрив
Діодний тест
Контроль температури
Самотестування
Автоматичний вибір діапазонів
Захист від перевантаження
Індикація неправильного підключення
Можливість підключення до ПК