ВИМІРЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ЕЛЕМЕНТІВ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ ЗМІННОГО СТРУМУ

МЕТА РОБОТИ – вивчити основні засоби та методи вимірювань параметрів

електричних кіл змінного струму.

Після виконання лабораторної роботи студент повинен

– знати: методи вимірювань параметрів елементів електричних кіл та рекомендовані

області їх використання, а також принцип дії вимірювальних мостів

постійного струму;

– вміти застосовувати методи прямих та непрямих вимірювань параметрів елементів

електричних кіл змінного струму та оцінювати похибки результатів

вимірювань.

 

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

 

До параметрів елементів електричних кіл змінного струму відносяться індуктивність L, взаємоіндуктивність М, а також добротність індуктивності Q та тангенс куту втрат tg(δ) конденсаторів.

 
 

Вимірювання параметрів елементів кіл змінного струму – індуктивності L, ємності С, а також добротності котушок Q і тангенса кута втрат tg δ – в основному виконують мостами змінного страму і рідше непрямими вимірюваннями. Слід зауважити, що хоч непрямі вимірювання менш точні, в ланцюгах з великим струмом вони є основними (при випробуванні електричних машин та ін.).

При непрямих вимірюваннях використовуються ті ж схеми (рис. 4.1).

 

Рисунок 4.1 - Схеми підключення приладів при непрямому вимірюванні опору

 

Модуль комплексного опору котушки індуктивності знаходять за законом Ома

 

ZX'=UV/IA .

 

Приймаючи за дійсне значення активного опору результат вимірювання, отриманий за допомогою подвійного мосту постійного струму RX, розраховують індуктивність LX

; .

Виправлені значення модулів повних опорів котушок індуктивності розраховуються за формулами, отриманими на основі еквівалентних схем заміщення кіл (рис. 4.1) з урахуванням внутрішніх опорів приладів

для схеми 4.1 а, ;

для схеми 4.1 б, ,

де RV, RA – внутрішні опори відповідно вольтметра та амперметра;

UV, ІA – покази приладів; RX – активна складова опору об'єкта вимірювання.

При вимірюванні параметрів L та С, а також значень Q і tg δ мостами змінного струму реальні елементи кіл подаються у вигляді відповідних схем заміщення – рис. 4.2, а, б, в, г.

 

 

Рисунок 4.2 - Схеми заміщення котушок індуктивності (а, б) та конденсаторів (в, г)

 

Схема заміщення реального елементу залежить від співвідношення активної та реактивної (RX та XX) складових повного опору ZX яке в свою чергу визначає схему моста /1. с. 193-199/.

В більшості випадків мости змінного струму для вимірювання індуктивності, ємності, опору об’єднують в одному приладі, в якому в якості зразкової реактивності використовують магазин зразкових конденсаторів.

Лицьова панель стенда приведена на рис. 4.3.

На стенді розміщені:

– об'єкти вимірювання – двообмотковий трансформатор ТР і конденсатор типу МБГ;

– амперметр і вольтметр електромагнітної системи типу Э377 класу точності 1.5;

Стенд також укомплектований переносним мостом змінного струму типу Р577 класу точності 1.0, що має внутрішній генератор синусоїдальної напруги, який забезпечує вимірювання L, С, Q, і tg δ при частоті f=1000 Hz. Границя допустимої основної похибки (у відсотках) індуктивністі L розраховується за формулою

,

та при вимірювані ємності С в діапазоні від 10 pF до 102 mF -

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Вивчити інформацію про вибір засобів та методів вимірювань параметрів елементів електричних кіл, приведених в /І, с. 420-425/.

2. Підготувати в звіті по роботі методики проведення вимірювань згідно лабораторним завданням 2-5.

 

ЛАБОРАТОРНЕ ЗАВДАННЯ

 

1. Ознайомитись зі стендом та комплектуючими приладами. Скласти таблицю метрологічних характеристик приладів, що використовуються в роботі.

2. Виміряти непрямим методом повні опори змінного стругу первинної Z1X та вторинної Z2X обмоток трансформатора. Використовуючи результат п. 2, знайти індуктивності обмоток L1X і L2X, виключивши методичну складову похибки.

 

 

Рис. 4.4. Лицьова панель стенда лабораторної роботи № 4

 

3. Виміряти індуктивності L1X та L2X і добротність Q1X та Q2X. Порівняти показ мосту L1X з розрахованим значенням .

4. Виміряти еквівалент індуктивності LC і LB відповідно при послідовних згідному та зустрічному включенні обмоток. Розрахувати коефіцієнт взаємоіндукції обмоток М.

5. Виміряти ємність С конденсатора мостом змінного струму. Результати вимірювань та розрахунків за пп. 6-9 занести в табл. 4.1.

6.

Таблиця 4.1 - Експериментальні та розрахункові дані по вимірюванням індуктивностей та ємності

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

 

1. Приведіть схему та рівняння рівноваги одинарного моста змінногоструму.

2. Приведіть два варіанти запису рівняння рівноваги моста змінного струму.

3. Як знайти взаємну індуктивність двох магнітозв'язаних котушок?

4. Чому вибір схеми моста змінного струму залежить від добротності котушки або tg δ конденсатора?