- •Йошкар–Ола
- •Оглавление техника безопасности при работе в лаборатории «электротехника» 3
- •Техника безопастности при работе в лаборатории «электротехника»
- •II. Перед включением схемы необходимо:
- •III. Правила работы с многопредельными приборами
- •IV. Обработка экспериментальных результатов
- •V. Оформление отчёта по лабораторной работе
- •VI. Работа считается завершенной, если:
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Изучение неразветвлённой цепи переменного тока
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Изучение разветвлённой цепи переменного тока
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Изучение связных трёхфазных цепей
- •Введение
- •Порядок выполнения работы.
- •I. Изучение схемы включения нагрузок в “звезду” ( y ).
- •II. Изучение схемы включения нагрузок в “треугольник” ( )
- •III. Измерение мощности трёхфазной системы.
- •Контрольные вопросы
- •Исследование выпрямителей
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Поверка приборов
- •Введение
- •Порядок выполнения работы.
- •I. Поверка амперметра
- •II. Поверка вольтметра
- •III. Поверка ваттметра
- •Iy. Поверка герцметра
- •Контрольные вопросы.
- •Изучение счётчика электрической энергии и его поверка
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •I. Определения постоянных счётчика
- •II. Определение действительной постоянной счётчика и коэффициента мощности цепи при активно –индуктивной нагрузке
- •III. Определение чувствительности счётчика.
- •IV. Определение самохода счётчика.
- •Контрольные вопросы.
- •Изучение однофазного трансформатора
- •Введение
- •Домашнее задание
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Испытание трехфазного асинхронного короткозамкнутого двигателя малой мощности
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •I. Изучение конструкции асинхронного двигателя
- •II. Определение скорости вращения ротора и снятие характеристик двигателя
- •Контрольные вопросы
- •Изучение способов включения трёхфазного асинхронного двигателя и магнитного пускателя
- •Введение
- •Порядок выполнения работы
- •I. Определение выводов обмоток трёхфазного электродвигателя
- •II. Изучение клеммового щитка двигателя.
- •III. Изучение магнитного пускателя и включение с его помощью электродвигателя
- •IV. Изучение реверсивного магнитного пускателя
- •Контрольные вопросы
- •Испытание генератра постоянного тока параллельного возбуждения
- •Введение
- •Снятие характеристик генератора параллельного возбуждения
- •I. Характеристика холостого хода.
- •II. Внешняя (нагрузочная) характеристика генератора
- •III. Регулировочная характеристика генератора
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Iy. Поверка герцметра
Поверка герцметра производится по схеме (рис. 6.4). Hzо - образцовый герцметр, Hzп - поверяемый герцметр.
Ознакомиться с работой низкочастотного генератора ГНЧ, используемого в качестве источника переменного напряжения требуемой частоты и герцметров. Изменяя плавно частоту генератора записать показания приборов в таблицу 6.4.
Рис. 6.4. Схема для поверки герцметра
Таблица 6.4.
Показания герцметров |
Погрешности |
Поправка f |
||
Поверяемый fп |
Образцовый fо |
Абсолютная f |
Относительная (%) |
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы.
Что называется абсолютной погрешностью прибора?
Что называется поправкой?
Что называется относительной погрешностью?
Что называется чувствительностью прибора?
Какую величину называют максимальной погрешностью прибора и как её вычисляют?
В какой части шкалы прибора относительная погрешность наибольшая?
Какие существуют методы периодической поверки приборов?
Из каких основных частей состоят электроизмерительные приборы? Каково устройство и назначение этих частей?
Каково устройство и принцип действия измерительных механизмов магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической систем?
Почему приборы электромагнитной и электродинамической систем можно применять для измерения постоянного и переменного тока?
Почему одни приборы имеют равномерную, а другие неравномерную шкалу?
Сравнить достоинства и недостатки приборов различных измерительных механизмов.
Каков принцип работы ваттметра активной мощности? Как он включаются в электрическую цепь?
Что такое астатические и ферродинамические приборы?
Лабораторная работа № 7
Изучение счётчика электрической энергии и его поверка
Цель работы: Изучить устройство и принцип действия индукционного однофазного счётчика электрической энергии, схему его включения. Произвести поверку счётчика.
Оборудование: РНШ, счётчик электрической энергии СО-2 (однофазный, 220 В, 5 А), ваттметр, амперметр, миллиамперметр, ламповый реостат (1,3 кВт),проволочный реостат (5 А), высокоомный реостат, катушка индуктивности, часы с секундным отчётом.
Введение
Счётчик электрической энергии представляет собой прибор для учёта электрической энергии, потребляемой потребителем за некоторый промежуток времени и относится к интегрирующим измерительным приборам. В цепях переменного тока используются счётчики индукционной системы.
Измерительный механизм однофазного индукционного счётчика состоит из двух электромагнитов, расположенных у края лёгкого вращающегося алюминиевого диска, который является подвижной частью прибора с неограниченным углом поворота.
Один из электромагнитов, расположенный ниже диска, имеет U-образный сердечник. Его обмотка расположена но обеих стержнях и содержит сравнительно небольшое количество витков толстой медной проволоки (рис 7.1а). Эта обмотка является токовой обмоткой и включается последовательно с нагрузкой. При протекании по ней тока нагрузки магнитный поток Фi, создаваемый этим электромагнитом, дважды пронизывает диск (+Фi, - Фi). Фаза потока Фi почти полностью совпадает с фазой тока протекающего через токовую обмотку и нагрузку, а его величина пропорциональна току нагрузки.
|
|
а) |
б) |
Рис. 7.1. Электромагниты счётчика с токовой обмоткой а) и обмоткой напряжения б). |
Второй электромагнит, установленный над диском, имеет обмотку содержащую несколько тысяч витков (18-20 тысяч) тонкого медного провода и рассчитана на напряжение питающей сети 220 В (рис. 7.1б). Эта обмотка включается параллельно нагрузке и является обмоткой напряжения. Магнитный поток этого электромагнита Фu пронизывает диск счётчика один раз. Поскольку индуктивное сопротивление XL этого электромагнита много больше его активного сопротивления R ( ) то эту цепь можно считать чисто индуктивной. Поэтому ток в катушке напряжения отстаёт по фазе от напряжения на 90о. Следовательно магнитный поток Фu сдвинут на 90о относительно потока Фi.
Таким образом, алюминиевый диск принизывают три переменных магнитных потока: +Фi, -Фi, сдвинутые на 180о, и Фu сдвинутый относительно Фi на 90о. Эти потоки индуцируют в диске вихревые токи Ii и Iu, соответственно (рис. 2). Вихревые токи взаимодействуют с магнитными потоками, их порождающими: ток Ii взаимодействует с магнитным потоком Фu, а ток Iu взаимодействует с магнитным потоком Фi. В результате на диск действует пара сил F1 и F2. Учитывая изменение токов Ii и Iu (направление токов зависит от того, возрастает или убывает создающий их в данный момент поток), используя правило Ленца и правило левой руки, находим, что силы F1 и F2, создающие вращающий момент, имеют одинаковое направление (рис. 7.2).
Величина действующего на диск вращающего момента пропорциональна активной мощности нагрузки Р:
где k1 – постоянный коэффициент, зависящий от конструкции счётчика.
Так как, по второму закону динамики вращательного движения, под действием постоянного по величине вращающего момента движение диска будет ускоренным ( , где J – момент инерции диска, – угловое ускорение), то для достижения равномерной скорости вращения диска необходим тормозной момент. Для его создания в конструкцию диска вводят постоянный магнит. При вращении диска под действием магнитного потока постоянного магнита в нём индуцируются круговые токи, которые взаимодействуют с полем, породившего их постоянного магнита и, по закону Ленца, тормозят движение диска, делая его равномерным.
|
|
а) |
б) |
Рис. 7.2. Взаимодействия токов в диске с магнитными потоками их порождающими |
Действующий на диск тормозной момент Мтр пропорционелен частоте n вращения диска:
где k2 – постоянный для данного счётчика коэффициент, зависящий от его конструкции. При равномерном вращении диска:
,
или:
.
Из последнего выражения легко установить зависимость числа оборотов диска от поглощаемой нагрузкой мощности:
.
Коэффициент пропорциональности С для каждого типа счётчика является постоянной величиной и называется действительной постоянной счётчика. Действительная постоянная счётчика численно равна количеству потребляемой нагрузкой энергии, соответствующей одному обороту диска счётчика.
Если в электрической цепи в течении времени t поглощается мощность Р то израсходованную энергию можно определить:
,
где – число оборотов диска за время t. Следовательно, поглощаемую в цепи энергию можно определить числом оборотов диска счётчика.
Кроме действительной постоянной, работа счётчика характеризуется так называемой номинальной постоянной счётчика Сн. Номинальная постоянная Сн – это количество электроэнергии, которое учитывает счётный механизм за время одного оборота диска. На щитке счётчика часто указывается величина А обратная номинальной постоянной:
Величина А называется передаточным числом. Передаточное число – это число оборотов диска, соответствующее израсходованной электроэнергии в 1 кВт ч, например: оборотов диска.
Номинальная и действительная постоянные счётчика могут несколько отличаться друг от друга, так как в счётчике имеются некоторые дополнительные тормозные моменты, обусловленные трением оси, счётным механизмом и др..
Зная действительную и номинальную постоянные счётчика можно определить его относительную погрешность :
где: – энергия учтённая счётчиком; – действительно израсходованная энергия за один оборот диска.
Если нагрузка счётчика мала и составляет менее 4% от номинальной то подвижная часть счётчика может и не вращаться за счёт действия сил инерции и трения. Поэтому важным параметром счётчика является его чувствительность. Чувствительностью счётчика – называется отношение наименьшей мощности Рmin или тока Imin к номинальной мощности Рн или Iн, выраженные в процентах, при которой диск счётчика начинает непрерывно вращаться:
.
Для счётчика СО-2 . При активной нагрузке номинальная мощность составляет .