Конспект лекций электротехника

Кроме этих обозначений на шкалах приборов иногда ставят в начале и в конце шкалы, а иногда только в начале или только в конце точки. Эти точки означают следующее, что если значение измеряемой величины находится между точками или между точкой (если точка одна) и большей части шкалы, то точность данного измерения соответствует классу точности указанному на шкале электроизмерительного прибора.

Перед каждым измерением необходимо внимательно рассмотреть обозначения на шкале прибора, определить, пригоден ли он для данного измерения, правильно установить его и только после этого производить измерение.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Результат измерения, полученный с помощью любого измерительного прибора, всегда отличается от действительного значения измеряемой величины.

Разность между показанием прибора и действительным значением, взятая по модулю называется абсолютной погрешностью прибора.

А = Аизм - Ад

Обычно в качестве действительного значения здесь берут среднеарифметическое значение измеряемой величины. Для данного прибора считается, что его абсолютная погрешность постоянна и не изменяется с изменением измеряемой величины. Эта погрешность представляет собой сумму погрешностей от влияния различных факторов: неправильной градуировки шкалы прибора, внешней температуры, самонагрева, частоты переменного тока и так далее.

Для оценки погрешности измерения используется понятие относительной погрешности. Относительная погрешность определяется отношением абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины, умноженное на 100%:

= А/ Аизм 100%

Из определения относительной погрешности видно, что относительная погрешность в начале шкалы больше, чем в конце. Считается, что измерения желательно проводить в последней трети шкалы, в этом случае относительная погрешность будет наименьшей.

Оценить качество прибора по значению абсолютной и относительной погрешности невозможно. Поэтому было введено понятие приведенной погрешности: отношение абсолютной погрешности к максимальному показанию прибора умноженное на 100 %.

= А/ Амакс 100%

Величина приведенной погрешности определяет класс точности прибора. По степени точности измерительные приборы делятся на 8 классов :

0,05; 0,1 - контрольные приборы;

0,2; 0,5 - лабораторные приборы;

1; 1,5; 2,5 - технические приборы;

4 - учебные приборы.

Для измерения силы тока собирают электрическую цепь:

Напряжение измеряют при помощи следующей электрической цепи:

Активную мощность измеряют ваттметрами. Ваттметр включается в цепь следующим образом:

Для расширения пределов измерения амперметров применяются шунты, а по напряжению - добавочные резисторы. Шунт представляет собой резистор сопротивление которого значительно меньше сопротивления катушки прибора. Шунт включают последовательно в измеряемую цепь. Параллельно шунту присоединяют измерительный прибор.

Сопротивление шунта рассчитывают по формуле:

Rш=Rпр/( n - 1 ),

где n - шунтирующий множитель, показывающий во сколько раз расширяется предел измерения прибора по току.

Для измерения напряжений, превышающих напряжение, на которое рассчитан измерительный прибор, последовательно с ним включают добавочный резистор.

Величину добавочного резистора определяют по формуле:

Rд=Rпр(m-1),

m - множитель добавочного резистора, показывает во сколько раз увеличивается предел измерения прибора по напряжению.

При измерении переменных токов шунты не применяют. Это объясняется тем, что распределение токов между шунтом и амперметром определяется не только их активным сопротивлением, но и реактивным сопротивлением прибора, которое зависит от частоты. Поэтому для расширения пределов измерения амперметров в цепях переменного тока используют измерительные трансформаторы тока.

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

Опасность поражения электрическим током. Тело человека является хорошим проводником электрического тока. Электрический ток проходя, через тело человека, в зависимости от его величины, может вызывать ряд специфических, как обратимых так и необратимых явлений.

В зависимости от многих причин воздействие электрического тока может проявиться от легкого, едва ощутимого покалывания до полного прекращения жизнедеятельности. Опасность воздействия электрического тока зависит от величины тока, проходящего через тело человека, длительности его воздействия, пути прохождения, рода и частоты тока, состояния кожного покрова.

Различают три предельных значения тока, протекающего по пути рука - рука: ощутимый, неотпускающий и фибриляционный.

Ощутимый ток: 0,6 - 1,5 мА вызывает легкое покалывание. Он не является опасным. Неотпускающий ток: 10 - 15 мА вызывает непереносимую боль, при этом судорожное сокращение мышц приводит к тому, что пострадавший не может разжать руку, в которой находится проводник с током.

Фибриляционный ток: 100 мА и более, проникает глубоко в грудь, раздражает мышцы сердца. Через 1 - 2 с начинаются частые сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), прекращается движение крови в сосудах, наступает смерть.

Ток более 5 А (как переменный, так и постоянный) приводит к немедленной остановке сердца. До сих пор имелся ввиду переменный ток промышленной частоты (50 Гц). При повышении частоты, начиная с 1000 Гц, опасность электрического тока снижается и при 400кГц полностью исчезает (кроме ожегов). Это обьсняется поверхностным эффектом : ток высокой частоты проходит по нечувствительной поверхности кожи.

При напряжениях 250 - 300 В постоянный ток в 4 - 5 раз безопаснее переменного. При более высоких напряжениях постоянный ток оказывается опаснее переменного.

Электрическое сопротивление тела человека. Тело человека, являясь проводником электрического тока, обладает вместе с тем электрическим сопротивлением, однако значение этого сопротивления различно у разных людей. Так, при сухой и чистой неповрежденной коже сопротивление тела человека колеблется от 3 - 100 кОм, причем основную часть сопротивления создает кожа человека, тогда как ткани тела имеют сопротивление 300 - 500 Ом. На сопротивление кожи сильно влияет ее состояние : наличие царапин, ссадин, загрязнение, увлажнение.

Основные причины поражения электрическим током. Поражение электрическим током происходит при замыкании электрической цепи через тело человека. Наиболее часты случаи поражений токов в тех случаях, когда человек касается двух или одного провода, имея при этом контакт с землей. В первом случае прикосновение называется двухфазным, во втором - однофазным.

При двухфазном прикосновении человек попадает под линейное напряжение, поэтому через него протекает ток I = U/R = 380 В/1000 Ом = 0,38 А = 380 мА. Ток в этом случае является смертельно опасным, хотя человек может быть хорошо изолирован от земли.

В случае однофазного прикосновения в сети с заземленным нулевым проводом через тело человека пройдет ток I = U/R = 220 В/1000 Ом = 0,22 А = 220 мА. Такой ток тоже смертельно опасен. Если человек в этом случае хорошо изолирован от земли, то ток очень сильно снижается и становится не опасным. Отсюда вытекает важность применения непроводящей обуви и изолирующего пола.

Защитное заземление. Защитное заземление - это преднамеренное соединение с землей корпусов электрических машин и приборов, которые могут оказаться под напряжением. Принцип действия защитного заземления заключается в том, что если пробивается изоляция между фазой и корпусом прибора, то прикоснувшийся к прибору человек оказывается “зашунтированным” ничтожно малым сопротивлением защитного заземления и ток протекающий через человека, не представляет опасности.

ЛИТЕРАТУРА

1.Электротехника. Под ред. А.Я.Шихина. М.”Высшая школа”, 1991, 336с. 2.Электротехника. И.И.Иванов, В.С.Равдоник. М.”Высшая школа”, 1984, 376с. 3.Общая электротехника. Под ред. А.Т.Блажкина. Л.”Энергоатомиздат”, 1986, 592с.

4.Электротехника, электроника и импульсная техника. А.Т.Морозов.М.”Высшая школа”, 1987, 448с. 5.Електротехніка. Курс лекцій для студентів будівельних спеціальностей. М.Д.Самсоненко,

М.І.Носанов, С.М.Самсоненко, Макіївка, 1997, 246с.

6.Справочник по электротехнике. А.А.Иванов. К.”Вища школа”, 1984, 304с. 7.Основы электротехники. А.С.Касаткин. М.”Энергия”, 1966, 712с. 8.Електротехніка. В.Є.Китаєв. Київ, “Будівельник”, 1994, 238с.

9. Электротехника. Касаткин А.С., Немцов М.В. -М: Энергоатомиздат, 1983, 480 с. 10.Электротехника, Под редакцией Герасимова В.Г. М: Высшая школа, 1985, 480 с. 11.Электроснабжение строительно-монтажных работ. Глушков Г.Н. М: Стройиздат, 1982, 232с. 12.Методические указания к лабораторным работам по курсу “Электротехника”, Макеевка, МакИСИ, 1984, 56 с.

13.Методические указания и задания к выполнению контрольных работ по курсу “Электротехника”,

Макеевка, МакИСИ, 1991, 52 с.

14. Электротехника. Волынский Б.А. и др. М., Энергоатомиздат, 1987, 525с. 15.Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатоиздат, 1985, 640с.

16.Основы электроснабжения промышленных предприятий. Ермилов А.А. М.: Энергоатомиздат., 1983, 208с.

17.Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. под ред. А.А.Федорова и Г.В.Сербиновского. М.: Энергия, 1980, 576с.

18. Энергоснабжение городов. Таги-заде Ф.Г. М.: Стройиздат, 1980, 280с.

19.Основы электроснабжения промышленных предприятий. Федоров А.А., КаменеваВ.В. М.:

Энергоатомиздат, 1984, 472с.

20.Электротехника и электрооборудование.Н.Н.Лебедев,С.С.Леви, М.:Высшая школа, 1970,304с. 21.Электрооборудование строительных машин и энергоснабжение строительных площадок.

Д.С.Чукаев, М.Д.Федуркина, М.: Стройиздат, 1981,224с.