44. Измерение сопротивления при помощи мостовых схем.

4-х плечий мост (R1,2,3,4 – плечи).

Существует понятие равновесия моста.

Iни = 0 (если ток через НИ равен нулю, то мост уравновешен)

Пусть

Iни = 0, если или

Мост Уинстона -- устройство измерения сопротивления методом сравнения измеряемой величины с образцовой мерой; выполнен по схеме мостовой цепи, в измерительную диагональ которой включен нуль- индикатор или измерительный прибор (обычно гальванометр). Измерение сопротивления с помощью мостика Уитсона, является компенсационным методом измерения.

При измерении весьма малых сопротивлений рассматриваемый мост имеет большие погрешности из-за низкой чувствительности. Повышение чувствительности увеличением тока питания ограничивается допустимой мощностью, рассеиваемой в плечах моста. Этого недостатка лишены двойные мосты.

Наиболее распространенной схемой, в которой влияние проводов и контактов сведено к минимуму, является схема двойного моста.

44. Измерение сопротивления методом вольтметра-амперметра.

Основными методами измерения сопротивления постоянному току являются: косвенный метод; метод непосредственной оценки и мостовой метод. Выбор метода измерений зависит от ожидаемого значения измеряемого сопротивления и требуемой точности. Наиболее универсальным из косвенных методов является метод амперметра-вольтметра. Метод амперметра-вольтметра. Основан на измерении тока, протекающего через измеряемое сопротивление и падения напряжения на нем. Применяют две схемы измерения: измерение больших сопротивлений (рис. 1.9,а) и измерение малых сопротивлений (рис. 1.9,б). По результатам измерения тока и напряжения определяют искомое сопротивление. Для схемы рис. 1.9,а искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются

где Rx - измеряемое сопротивление; Rа - сопротивление амперметра. Для схемы рис. 1.9,6 искомое сопротивление и относительная методическая погрешность измерения определяются

где Rв -сопротивление вольтметра. Из определения относительных методических погрешностей следует, что измерение по схеме рис. 1.9,а обеспечивает меньшую погрешность при измерении больших сопротивлений, а измерение по схеме рис. 1.9,6 - при измерении малых сопротивлений. Погрешность измерения по данному методу рассчитывается по выражению

где γ_в, γ_a, - классы точности вольтметра и амперметра; U_п, I _п пределы измерения вольтметра и амперметра. Используемые при измерении приборы должны иметь класс точности не более 0,2. Вольтметр подключают непосредственно к измеряемому сопротивлению. Ток при измерении должен быть таким, чтобы показания отсчитывались по второй половине шкалы. В соответствии с этим выбирается и шунт, применяемый для возможности измерения тока прибором класса 0,2. Во избежание нагрева сопротивления и, соответственно, снижения точности измерений, ток в схеме измерения не должен превышать 20% номинального.

47. Заземление. Измерение сопротивления заземления.

 Заземление — преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

Заземление в электротехнике подразделяют на естественное и искусственное.

К естественному заземлению принято относить те конструкции, строение которых предусматривает постоянное нахождение в земле. Однако, поскольку их сопротивление ничем не регулируется и к значению их сопротивления не предъявляется никаких требований, конструкции естественного заземления нельзя использовать в качестве заземления электроустановки.

Искусственное заземление — это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети, электроустановки или оборудования, с заземляющим устройством.

Заземляющее устройство (ЗУ) состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединённых между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемую часть с заземлителем.

Для измерения сопротивления заземления применяют приборы, использующие один из следующих методов: - метод амперметра – вольтметра; - компенсационный метод; - мостовой метод.

Метод амперметра – вольтметра.

Метод амперметра – вольтметра основан на использовании известного из курса электротехники соотношения R=U/I, являющегося математическим выражением закона Ома. В формуле R – сопротивление участка электрической цепи, на котором при протекании тока I происходит падение напряжения U. Чтобы определить сопротивление заземлителя, надо пропустить через него определенный ток и измерить падение напряжения на участке растекания. После этого произвести простое вычисление по формуле. Данный способ измерения сопротивления заземления имеет следующие недостатки: а) Необходимо пользоваться одновременно двумя измерительными приборами, а потом производить расчет. б) Для того чтобы получить достаточно точные результаты измерений, нужен источник довольно значительного по величине тока (десятки ампер) с хорошей стабилизацией, чтобы обеспечить возможность снятия показаний двух приборов: амперметра и вольтметра. в) Большой ток может явиться источником дополнительной погрешности, так как при большой плотности переменного тока происходит возрастание полного сопротивления стальных проводников по сравнению с сопротивлением этих же проводников постоянному току. г) Вольтметр должен иметь достаточно большое внутреннее сопротивление. д) Блуждающие переменные и постоянные токи в земле могут внести дополнительную и иногда существенную погрешность при измерениях.

Компенсационный метод.

Широкое распространение получили различные приборы и схемы, основанные на так называемом компенсационном методе измерения заземлений. При измерении по этому методу, помимо основной цепи тока в земле, создается еще другая цепь – на специальном калиброванном сопротивлении. При этом схема выполнена так, что по калиброванному сопротивлению протекает такой же ток, как в земле. Изменением величины калиброванного сопротивления можно добиться такого положения, что падение напряжения на этом заранее известном калиброванном сопротивлении будет таким же, как и на участке растекания тока в земле.

Мостовой метод.

Мостовой метод, как говорит его название, использует для целей измерения линейный мост переменного тока. Производят три измерения: при первом в измерительное плечо моста включают цепь заземлитель – вспомогательный электрод, при втором – цепь заземлитель – зонд, а при третьем – цепь зонд – вспомогательный электрод. Этот метод является неудобным, так как необходимо производить три измерения, и недостаточно точным. Блуждающие токи в этом случае оказывают значительное влияние, а иногда вообще делают измерения невозможными.

Из описанных методов наиболее точным является метод амперметра – вольтметра. При наличии хороших и правильно подобранных приборов и при правильно поставленных опытах метод амперметра – вольтметра является лучшим для производства ответственных измерений. Пользуясь этим методом, можно с достаточной точностью снять и картину изменения потенциала по поверхности земли вблизи заземлителя.