Измерение напряжения

Для измерения напряжения служат вольтметры, милливольтметры, микровольтметры различных систем. Эти приборы включаются параллельно нагрузке, поэтому сопротивление их должно быть как можно больше (примерно на два порядка больше сопротивления любого элемента цепи).

Рисунок 6 Рисунок 7

Для расширения пределов измерения вольтметра (в k раз) в цепях постоянного тока напряжением до 500В обычно применяют добавочные сопротивления R_d, включаемые в цепь последовательно с вольтметром.

Из соотношения определим ,

Где U_max^- наибольшее значение напряжения, которое может быть измерено вольтметром с добавочным сопротивлением;

U_вн - предельное (номинальное) значение шкалы вольтметра при отсутствии R_д.

Величина фактически измеряемого напряжения U определяется из соотношения:

; ,

где U_в - показание вольтметра.

В цепях переменного тока для изменения пределов измерения вольтметра применяют трансформаторы напряжения.

Измерение мощности. Измерение мощности в цепях постоянного и однофазного токов

Мощность в цепях постоянного тока, потребляемая данным участком электрической цепи, равна:

P=U I ,

и может быть измерена амперметром и вольтметром.

Помимо неудобства одновременного отсчёта показаний двух приборов, измерение мощности этим способом производится с неизбежной погрешностью. Удобнее измерять мощность в цепях постоянного тока ваттметром.

Измерить активную мощность в цепи переменного тока амперметром и вольтметром нельзя, т.к. мощность такой цепи зависит и от соsφ:

P=U I cosφ.

Поэтому в цепях переменного тока активная мощность измеряется только ваттметром.

Рисунок 8

Неподвижная обмотка 1-1 (токовая) включается последовательно, а подвижная 2-2 (обмотка напряжения) параллельно с нагрузкой.

Для правильного включения ваттметра один из зажимов токовой обмотки и один из зажимов обмотки напряжения отмечают звёздочкой (*). Эти зажимы, называемые генераторными, необходимо включать со стороны источника питания, объединив их вместе. В этом случае ваттметр будет показывать мощность, идущую со стороны сети (генератора) к приёмнику электрической энергии.

Измерение активной мощности в цепях трёхфазного тока

При измерении мощности трёхфазного тока применяют различные схемы включения ваттметров в зависимости от:

• системы проводки (трёх- или четырёхпроводная);

• нагрузки (равномерная или неравномерная);

• схемы соединения нагрузки (звезда или треугольник).

а) измерение мощности при симметричной нагрузки; система проводки трех- или четырехпроводная:

Рисунок 9 Рисунок10

В этом случае мощность всей цепи можно измерить одним ваттметром (рисунки 9,10), который покажет мощность одной фазы Р=3P_ф=3U_фI_фсоsφ

б) при несимметричной нагрузке мощность трёхфазного потребителя можно измерить тремя ваттметрами:

Рисунок 11

Общая мощность потребителя равна:

P=P₁+P₂+P₃

в) измерение мощности методом двух ваттметров:

Рисунок 12

Применяется в 3-х проводных системах трехфазного тока при симметричной и несимметричной нагрузках и любом способе соединения потребителей. При этом токовые обмотки ваттметров включаются в фазы А и В (например), а параллельные на линейные напряжения U_АС и U_ВС (или А и С  U_АВ и U_СА), (рис. 12).

Общая мощность P=P₁+P₂ .

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Примечание: Электроизмерительные приборы выпускаются трёх эксплуатационных групп:

А - для закрытых отапливаемых помещений (0° ÷ +35°С)

Б - для закрытых не отапливаемых помещений (-30° ÷ +40°С)

В - для полевых и морских условий (- 40° ÷ +60° С)

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Устройство, принцип действия и область применения приборов магнитоэлектрической, электромагнитной и электродинамической систем. Достоинства и недостатки этих приборов.

2. Что называется абсолютной, относительной и приведённой погрешностями? Как они определяются?

2. Какая погрешность определяет класс точности прибора?

3. Как можно определить наибольшую возможную абсолютную погрешность прибора, по данным, нанесённым на его шкалу?

4. Что означают условные знаки, нанесённые на шкале прибора?

5. Как определить цену деления прибора? Что она означает?

7. Как можно расширить пределы измерения амперметра (вольтметра)?

8. Способы включения в схему амперметра, вольтметра, ваттметра?

9. Какими способами можно измерять мощность в цепях трёхфазного тока?

10. Как рассчитать величину сопротивления шунта для расширения пределов измерения амперметра?

11. Как рассчитать величину добавочного сопротивления для расширения пределов измерения вольтметра?

ЛИТЕРАТУРА

1. Волынский Б.А., Зейн Е.Н., Шатериников В.Е. Электротехника.-М.:, 1987.- стр. 252-273.

2. Воробьев А.В. Электротехника и электрооборудование строительных процессов. - М.: Издат. Ассоциации строительных вузов, 1995.-стр. 110-128.

3.Электротехника под ред. Фёдоровой И.А.- Минск; Высшая школа, 1977.- стр. 178-185; 197-201