Лекция № 8. Тема лекции: “Измерение мощности и сопротивлений”

Тема лекции: “Измерение мощности и сопротивлений”

План лекции:

1.Измерение мощности в цепях постоянного тока

2. Измерение мощности в цепях переменного тока

3. Прямое и косвенное измерение сопротивлений в цепях постоянного тока

4. Измерение сопротивлений в цепях переменного тока

1.Измерение мощности в цепях постоянного тока

1)косвенный метод:

Исходя из произведения Р = UI,

мощность может быть определена по результатам измерения напряжения и тока магнитоэлектрическим амперметром и вольтметром.

Несмотря на простоту этого способа, его применяют мало, т. к ·требуется два прибора, которые дают дополнительную погрешность

2)Прямой метод

– с помощью измерительных приборов – ваттметров. Наиболее широко распространены электродинамические ваттметры.

Устройство электродинамического ваттметра

Элементы конструкции:

А – неподвижная катушка (последовательная или катушка тока), работает как амперметр.

Включается последовательно с приемником энергии (Rн) – поэтому называется последовательной катушкой или катушкой тока.

В – подвижная катушка с добавочным сопротивлением Rд (параллельная или катушка тока), работает как вольтметр.

Вместе с Rд включается параллельно приемнику энергии – поэтому называется параллельной катушкой или катушкой напряжения.

Угол поворота подвижной части ваттметра всегда пропорционален измеряемой мощности: , т. е. шкала ваттметра равномерная.

Направление поворота указателя ваттметра зависит от взаимного направления токов в его катушках. Поэтому для правильного включения ваттметра в измеряемую цепь следует различать его зажимы:

Генераторные зажимы отмечаются звездочками. Эти зажимы называются генераторными потому, что при соединении их друг с другом и с одним из полюсов генератора, указатель ваттметра будет отклоняться в нужном направлении.

При правильном включении ваттметра токи в его катушках направлены от генераторных зажимов к нагрузочным.

2. Измерение мощности в цепях переменного тока

Однофазная цепь

1.Активная мощность

, где — угол сдвига фаз между
I
и
U
.

В однофазных цепях активную мощность измеряют электродинамическими ваттметрами.

Они непосредственно показывает измеряемую мощность с учетом коэффициента мощности — .

А реактивную мощность

в условиях производства измеряют только в трехфазных цепях.

Трехфазная цепь

В трехфазных цепях активную мощность

измеряют электродинамическими и ферродинамическими ваттметрами.

Число и схе­мы включения ваттметров определяют в зависимости от:

·вида трехфазной системы (трех — или четырехпроводная),

·ее симметрии (равномерная или неравномерная нагрузка фаз)

·схемы соединении фаз приемника энергии (звездой или треугольником).

1)Трехпроводная система с симметричной нагрузкой фаз

– метод одного ваттметра.

а) при соединении приемников (нагрузки) звездой

Параллельная цепь ваттметра включена под фазное напряжение (), а по его последовательной обмотке протекает фазный ток, равный линейному (),то ваттметр показывает мощность,

равную мощности одной фазы нагрузки: .

Т. к. нагрузка симметрична, то общая измеряемая мощность равна утроенному показанию ваттметра:

Примечание

: — поэтому заменили, а .

Следовательно

б) при соединении нагрузки в треугольник или при недоступной нулевой точке.

1.Тогда показание ваттметра Pw

равно мощности фазы, т. е.:

2. А вся измеряемая мощность равна утроенному показанию ваттметра:

.

Примечание

: при соединении нагрузки в треугольник (заменили), а .

Тогда — сравнить с а)

2)Трехпроводная система с несимметричной нагрузкой фаз

независимо от схемы соединения – метод двух ваттметров.

Показания этих ваттметров: (линейные!).

? 3 фазы, а ваттметров 2. Доказательство:

1.Мгновенная мощность трехфазной цепи может быть выражена как сумма мощностей отдельных фаз: . (1)

2.Для нулевой точки приемников энергии, соединенных звездой, по первому закону Кирхгофа: ,

откуда каждый из линейных токов можно выразить через два других:

.

3.Подставив одно из этих выражений, например для тока ic,

в формулу (1), получим:

4.Переходим от мгновенной мощности к средней (актив­ной): .

3)Четырехпроводная система –

метод трех ваттметров.

·Можно пользоваться и одним трехэлементным ваттметром. Он имеет три неподвижные катушки и три подвижные, укрепленные на одной оси.

Если ваттметр включен в цепь, то вращающий момент, действующий на каждую из подвижных катушек, будет пропорционален мощности соответствующей фазы. Результирующий вращающий момент, равный сумме от­дельных моментов, будет пропорционален активной мощ­ности четырехпроводной цепи трехфазного тока. Этой же мощности будет пропорционален и угол поворота подвижной части ваттметра.

Измерение реактивной мощности в трехфазных цепях

Т. е. для измерения реактивной мощности, необходимо последовательную цепь ваттметра включить так же как и при измерении активной мощности, а параллельную – на такое напряжение, чтобы обеспечить отставание по фазе.

Это условие справедливо при измерении реактивной мощности как в трехпроводной, так и в четырехпроводной системах. Эту схему называют схемой с замененным напряжением

.

Частные случаи

1)В четырехпроводной цепи —

метод трех ваттметров.

Реактивная мощность такой цепи равна сумме показаний трех ваттметров активной мощности, деленной на : /См рис. в активной мощности/.

2)В трехпроводной цепи

а)при равномерной нагрузке фаз

Используют метод двух ваттметров.

Общую реактивную мощность можно определить по показаниям двух ваттметров по формуле:

,

т. е. она определяется умножением на алгебраической разности показаний двух ваттметров,

где — показания ваттметра, включенного в опережающую фазу,

— показания ваттметра, включенного в отстающую фазу.

б)при неравномерной нагрузке фаз

Используют метод трех ваттметров.

Общую реактивную мощность определяют по формуле: /См рис./

3. Прямое и косвенное измерение сопротивлений в цепях постоянного тока

Прямое измерение сопротивлений

Для этого используют специальные приборы:

Омметры

Рассмотрим устройство омметра с последовательным включением

Указатель прибора устанавливают на нулевое деление шкалы с помощью регулировочного резистора при замкнутом

ключе
Кл
(тогда через ток не протекает – по пути наименьшего сопротивления).

При разомкнутом ключе Кл

через прибор протекает ток: , где — регулировочный резистор.

При постоянных значениях U

, и угол поворота под­вижной части зависит только от сопротивления , значения которого наносятся на шкале.

Частные случаи:

1)если (min), то I

и
(т. к. ) — max.
2)если (max), то I

и = 0 (min)

Поэтому шкала имеет вид: . Т. е. такой омметр лучше использовать для измерения средних сопротивлений — до нескольких кОм. (при малых он имеет маленькую чувствительность).

А у омметров с параллельным включением

шкала обычная — . Используют для измерения небольших сопротивлений.

Мегаомметры

Недостаток омметров:

показания зависят от напряжения батареи, требуется постоянная калибровка.

Поэтому в омметрах используют логометрические измерительные механизмы. Такие приборы называют мегомметрами

. В этом случае для питания используется сеть постоянного тока или специальный встроенный генератор.

Угол отклонения логометра определяется отношением тока в его рамках (см. уравнение шкалы логометра): .

Т. к. R1,
R2иRд—
для каждого логометра величины по­стоянные, то угол отклонения зависит только от измеряемого сопротивления.

Современные мегомметры изготовляют на напряжение 100, 250, 500, 1000 и 2500 В.

Косвенное измерение сопротивлений

Метод амперметра и вольтметра

Для

: измерения средних сопротивлений.

В основе метода

— измерение тока и напряжения в цепи с искомым резистором и определение его сопротивления по закону Ома: .

Применяют две схемы включения амперметра и вольт­метра.

1)

В первой схеме, т. к. амперметр и измеряемое сопротивление соединены последовательно, то

Т. е. показания вольтметра равны сумме напряжений на амперметре и на сопротивлении .

Прозвонка проводов – проверка целостности участка электрической цепи

Прозванивать провода мультиметром можно двумя способами, использование которых зависит от наличия в приборе звукового сигнала. Эта функция, если она есть, на разных приборах может включаться разными положениями переключателя – поэтому надо обращать внимание на значки, что нарисованы на корпусе прибора.

Зуммер показан как точка, справа от которой нарисованы три полукруга, каждый из последующих больший предыдущего. Искать такой значок надо либо отдельно, либо над самой маленькой цифрой из сопротивлений, либо возле значка диода, который отображается как стрелка на линии, острым концом упирающаяся в еще одну, перпендикулярную первой, линию.

Если включить тестер в режим прозвонки, то он будет подавать звуковой сигнал, если сопротивление измеряемого проводника будет меньше 50 Ом. В некоторых приборах это может быть 100 Ом, поэтому если нужна точность, то надо свериться с паспортом устройства.

Наглядно про прозвонку проводов на видео:

Тогда измеряемое сопротивление :

, т. е.

Появляется погрешность измерения, равная .

По­этому эту схему при­меняют для измерений сопро­тивлений, больших по срав­нению с сопротивлением амперметра (в 100 раз и боль­ше):

Если , тогда â — им можно пренебречь, и .

2)

Во второй схеме т. к. вольтметр и измеряемое сопротивление соединены параллельно, то

Т. е. показания амперметра равны сумме токов через вольтметр и сопротивление .

Как замерить сопротивление мультиметром – основные правила и порядок действий

Есть немало ситуаций, когда будет полезно знать, как измерить сопротивление мультиметром и есть ли разница, каким устройством это лучше делать. Даже если человек не является заядлым радиолюбителем, то при домашних работах с электрикой часто возникает необходимость как минимум «прозвонить» провода – по сути, убедиться, что сопротивление провода находится в пределах допустимого.

Справочная информация

Документы • Законы • Извещения • Утверждения документов • Договора • Запросы предложений • Технические задания • Планы развития • Документоведение • Аналитика • Мероприятия • Конкурсы • Итоги • Администрации городов • Приказы • Контракты • Выполнение работ • Протоколы рассмотрения заявок • Аукционы • Проекты • Протоколы • Бюджетные организации Муниципалитеты • Районы • Образования • Программы Отчеты
: • по упоминаниям • Документная база • Ценные бумаги
Положения
: • Финансовые документы
Постановления
: • Рубрикатор по темам • Финансы • города Российской Федерации • регионы • по точным датам Регламенты
Термины
: • Научная терминология • Финансовая • Экономическая
Время
: • Даты • 2015 год • 2016 год Документы в финансовой сфере • в инвестиционной • Финансовые документы — программы

Причины ухудшения изоляции

Существует следующий ряд причин снижения величины сопротивления изоляционного слоя:

• Изначально плохое качество материала оболочки, заводской брак.
• Повреждение в ходе электромонтажных работ.
• Деформация под воздействием инструмента и материала, применяемого для отделки.
• Под действием перегрева, когда металлическая жила при подключении мощных приборов разогревается, а покрытие трескается, расплавляется, усыхает.
• В ходе промерзания и оттаивания грунтовых масс, когда кабель проложен в грунте.
• Воздействие факторов окружающей среды – солнечных лучей, перепадов температуры, осадков.
• Продолжительная эксплуатация.

Важно! Наиболее распространенной причиной повреждения оболочки является неосторожное крепление проводника. Малейший контакт с острыми кромками шляпок гвоздей, саморезов, монтажного инструмента, а также протягивание провода через кабель-каналы сопровождается повреждением покрытия. Поэтому периодичность проведения замеров сопротивления изоляции электропроводки должна соответствовать частоте электромонтажных работ.

Включение в сеть мощных электроприборов – частая причина деградации изоляционной оболочки проводов Источник otoplenie-gid.ru

Образование и наука

Наука
: Контрольные работы • Научно-технический прогресс • Педагогика • Рабочие программы • Факультеты • Методические рекомендации • Школа • Профессиональное образование • Мотивация учащихся
Предметы
: Биология • География • Геология • История • Литература • Литературные жанры • Литературные герои • Математика • Медицина • Музыка • Право • Жилищное право • Земельное право • Уголовное право • Кодексы • Психология (Логика) • Русский язык • Социология • Физика • Филология • Философия • Химия • Юриспруденция

Бизнес и финансы

Бизнес
: • Банки • Богатство и благосостояние • Коррупция • (Преступность) • Маркетинг • Менеджмент • Инвестиции • Ценные бумаги: • Управление • Открытые акционерные общества • Проекты • Документы • Ценные бумаги — контроль • Ценные бумаги — оценки • Облигации • Долги • Валюта • Недвижимость • (Аренда) • Профессии • Работа • Торговля • Услуги • Финансы • Страхование • Бюджет • Финансовые услуги • Кредиты • Компании • Государственные предприятия • Экономика • Макроэкономика • Микроэкономика • Налоги • Аудит
Промышленность
: • Металлургия • Нефть • Сельское хозяйство • Энергетика
Строительство
• Архитектура • Интерьер • Полы и перекрытия • Процесс строительства • Строительные материалы • Теплоизоляция • Экстерьер • Организация и управление производством

Фотоблоги

Искусство

• Детское творчество • Картины • Искусство • Поздравления • Кинобзор • Музыкальный мир • Русский рок

Мир

• Люди мира • Мир вокруг нас • Моя родина — СССР • Канал «Природа» • Камни и минералы • Кулинария, еда • Строительство и архитектура • Строимся • Транспорт • Оружие • Военный транспорт

Красота

• Fashion Pandia.ru • Girls and Girls

Школа

• Тесты к ЕГЭ • Решебники • ЕГЭ • 10 и 11 классы • Разные учебники • 4 класс • Русский язык 5-9 классы • 5 класс • 6 класс • 7 класс • 8 класс

Мудрость

• Клипарты • Цитаты

Каталог авторов (частные аккаунты)

Значения температурного коэффициента для некоторых металлов

Из формулы температурного коэффициента сопротивления определим rt:

rt = r .

Пример 6. Определить сопротивление железной проволоки, нагретой до 200°C, если сопротивление ее при 0°C было 100 Ом.

rt = r = 100 (1 + 0,0066 α 200) = 232 Ом.

Пример 7. Термометр сопротивления, изготовленный из платиновой проволоки, в помещении с температурой 15°C имел сопротивление 20 Ом. Термометр поместили в печь и через некоторое время было измерено его сопротивление. Оно оказалось равным 29,6 Ом. Определить температуру в печи.