ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

Цель работы: изучить устройство и схему включения ваттметра, произвести измерения значений мощности электрической цепи.

Теоретические сведения

Измерение мощности осуществляется в процессе эксплуатации различной измерительной, электротехнической, радиоприемной и передающей аппаратуры.

Методы измерения существенно отличаются друг от друга в зависимости от параметров цепи, в которой производится измерение мощности, предела измерения мощности и частотного диапазона.

В цепях постоянного тока мощность потребления P нагрузки R определяется произведением тока I в нагрузке на падение напряжения на ней:

В цепях переменного тока мгновенное значение мощности потребления:

Мощность измеряется в абсолютных единицах – Ваттах и кратных и дольных значениях Ватта.

Для измерения мощности используют прямые и косвенные виды. Прямые виды измерения осуществляются с помощью электродинамических, ферродинамических и электронных ваттметров, косвенные виды сводятся к определению мощности посредством амперметра и вольтметра или осциллографа.

Порядок выполнения работы

1. Начертить принципиальную схему включения ваттметра в цепь однофазного тока. На этой же схеме изобразить подключение амперметра и вольтметра.

2. Изучить лицевую панель ваттметра и шкалу прибора.- Паспортные данные ваттметра занести в табл. 7.1.

Таблица 7.1

3. Собрать схему измерения мощности электрической цепи способом амперметра и вольтметра и методом непосредственной оценки ваттметром.

4. Произвести измерения при различных значениях нагрузки, результаты занести в табл. 7.2.

Таблица 7.2

5. Произвести расчет наибольшей допускаемой абсолютной погрешности ваттметра.

Контрольные вопросы

1. Какие существуют методы измерения мощности?

2.Способы расширения пределов измерения мощности.

Литература: [1], [2], [3], [9]

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8.1

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМ СИГНАЛОВ И ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОРАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ.

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ МОСТОМ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы: на основании знания устройства измерительного моста постоянного тока и последовательного выполнения подготовительных операций научиться производить измерения значений сопротивления с уче­том допустимых погрешностей.

Теоретические сведения

Основными параметрами элементов и цепей с сосредоточенными постоянными являются сопротивления резисторов, емкость конденсаторов, тангенс угла диэлектрических потерь конденсаторов, индуктивность и добротность катушки, взаимоиндуктивность двух катушек, сопротивление колебательного контура.

Измерение параметров элементов и цепей может быть прямое и косвенное. Прямые измерения выполняются методами непосредственной оценки и сравнения (мостовыми). Косвенные измерения проводятся с помощью амперметра и вольтметра.

При косвенном измерении погрешность измерения составляет 5-10% при использовании приборов класса точности – 0,5-1,5. Сопротивление может быть измерено по показаниям одного прибора: амперметра, измеряющего ток в цепи при U=const или вольтметра, измеряющего падение напряжения на сопротивлении при I=const.

Измерение сопротивления R амперметром реализуется в электромеханическом омметре, а вольтметром в электронном омметре.

Измерение R, L, C в лабораторной и инженерной практике осуществляют с помощью различных мостов.

Выбор метода и прибора для измерения параметров элементов и цепей с сосредоточенными постоянными определяются характером и значением измеряемого параметра, требуемой точностью, диапазоном рабочих частот и приложенного напряжения, температурой и т.п.

Для непосредственного измерения сопротивления резисторов применяют омметр-прибор, состоящий из магнитоэлектрического миллиамперметра, последовательно с обмоткой которого r_a включается добавочный резистор r_д и источник питания с ЭДС E и внутренним сопротивлением r_o. (Рис. 8.1.1)

Рисунок 8.1.1. Схема электромеханического омметра.

При постоянстве ЭДС Е показание прибора зависит только от r_x, т.е. каждому значению измеряемого сопротивления соответствует определенное значение тока I_x в цепи:

Это позволяет отградуировать шкалу прибора непосредственно в Омах.

Основной недостаток омметров – зависимость показаний омметра от значения напряжения (ЭДС), поэтому перед измерением проверяется правильность градуировки шкалы в Омах и выполняется соответствующая подгонка регулируемым добавочным сопротивлением.

Для более точного измерения сопротивлений применяют мостовые схемы (рис. 8.1.2).

Измерительные мосты – приборы, служащие для сравнения двух сопротивлений.

Рисунок 8.1.2. Мостовая схема.

В основе работы измерительных мостов заложен дифференциальный или нулевой метод. Измерительные мосты различают по роду тока источника питания и схемному исполнению.

В три плеча моста постоянного тока включены известные сопротивления R₁, R₂, R₃, в четвертое плечо – измеряемое сопротивление Rx. К точкам А и В подсоединен источник питания, между точками С и D включен магнитоэлектрический гальванометр Г. изменяя сопротивление R₁, R₂, R₃ можно добиться равновесие моста, т.е. такого состояния измерительной схемы, при котором ток в цепи гальванометра отсутствует. В этом случае напряжение между точками С и D равно нулю, токи в сопротивлениях R₁ и R₂ одинаковы, токи в сопротивлениях R₃ и R_х также равны между собой. Учитывая это можно записать:

I₁R₁ = I₃R₃, I₂R₂ = I_xR_x, I₁ = I₂ и I₃ = I_x,

или I₁R₁ = I₃R₃, I₁R₂ = I₃R_x

Разделив почленно полученные уравнения, находим

,

Отсюда

Из этого уравнения следует, что уравновешивание моста постоянного тока может быть выполнено регулированием отношения сопротивлений R₂/R₁ при некотором неизменном значении сопротивления R₃ или регулированием сопротивления R₃ при неизменном отношении сопротивлений R₂/R₁.

Равновесие моста обычно устанавливается регулировкой сопротивления R₃, представляющего собой многозначную меру электрического сопротивления.

Отклонение R₂/R₁ является масштабным множителем, значение которого выбирается из ряда 10ⁿ, где n – целое число или «0».

Порядок выполнения работы

1. Начертить обобщенную схему измерительного моста.

2. Записать условие равновесия моста.

3. Изучить лицевую панель моста постоянного тока измерительного Р 333.

4. Начертить измерительную часть схемы моста Р 333.

5. Описать последовательность операций, выполняемых при измерении сопротивления мостом Р 333.

6. Измерить сопротивление резистора.

7. Вычислить пределы допускаемой абсолютной погрешности, пользуясь приложением 4.

8. Результаты измерений и вычислений занести в табл. 8.1.1.

Таблица 8.1.1

Контрольные вопросы

1. Какие средства измерений используются в измерительных мостах постоянного тока?

2. Каковы условия равновесия моста постоянного тока?

3. Как определить основную допускаемую абсолютную погрешность по классу точности прибора?

Литература: [1], [2], [3], [9]

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8.2

• ⇐ Назад
• 1
• 2
• 3
• 4
• 567
• 8
• 9
• 10
• 11
• 12
• 13
• 14
• 15
• 16
• Далее ⇒