Электрические измерения (стр. 2 )

2. Программа работы

1. Ознакомиться с аппаратурой и приборами, необходимыми для выполнения работы и записать их основные технические данные.

2. Собрать схему (рис. 2.3) и предъявить ее для проверки преподавателю.

3. Вычислить коэффициент трансформации трансформатора тока при номинальных первичных токах I1 = 0,5; 1; 2 А и номинальном вторичном токе I2 = 5 А.

TA

4. Включить схему в сеть переменного тока напряжением 220 В. При трех различных значениях нагрузки (1, 2 и 3 лампы накаливания), измерить ток амперметром прямого включения и амперметром, включенным через измерительный трансформатор тока.

Рис.2.3. Схема для расширения пределов измерения

амперметра переменного тока.

5. Принимая за действительное значение тока величину, измеренную амперметром прямого включения, а за измеренное – определенную по показанию амперметра, включенного через трансформатор тока, вычислить погрешность при измерении тока δi.

6. Результаты измерений и расчетов записать в табл. 2.1.

Таблица 2.1

№ п/п	Опытные данные	Расчетные данные
I1, А	I2, А	К1	I¢ 1= I2×КI, А	δI, %
1.
2.
3.

7. Собрать схему (рис. 2.4) и предъявить ее для проверки преподавателю.

Рис. 2.4. Схема для расширения пределов измерения

вольтметра переменного тока.

8. Вычислить коэффициент трансформации трансформатора напряжения при номинальном первичном напряжении U1 = В и номинальном вторичном напряжении U2 = 100; ; 100/3 В.

9. Включить схему и измерить линейное напряжение сети лаборатории вольтметром на 150 В, включенным через измерительный трансформатор напряжения при различных коэффициентах трансформации, и вольтметром прямого включения.

10. Принимая за действительное значение напряжения величину, измеренную вольтметром прямого включения, а за измеренное – определенную по показанию вольтметра, включенного через трансформатор напряжения, вычислить погрешность при измерении напряжения δU.

11. Результаты измерений и расчетов записать в табл. 2.2.

Таблица 2.2

№ п/п	Опытные данные	Расчетные данные
U1, В	U2, В	КU	U1¢=U2×КU, В	δU, %
1.
2.
3.

12. Собрать схему (рис. 2.5) и предъявить ее для проверки преподавателю.

Рис. 2.5. Схема для расширения пределов измерения

однофазного ваттметра.

13. Включить схему в сеть переменного тока напряжением 220 В. При трех различных значениях нагрузки (1, 2 и 3 лампы) измерить мощность ваттметром прямого включения и ваттметром, включенным через измерительные трансформаторы тока и напряжения.

14. Принимая за действительные значение мощности величину, измеренную ваттметром прямого включения, а за измеренные – определенную по показанию ваттметра, включенного через измерительные трансформаторы, вычислить погрешность при измерении мощности δР.

15. Результаты измерения и расчетов записать в табл. 2.3.

№ п/п	Опытные данные	Расчетные данные
I, А	P1, Вт	P2, Вт	КI	КU	P1¢=KI ×KU×P2, Вт	δР, %

3. Содержание отчета

1. Технические данные оборудования и измерительных приборов, используемых в работе.

2. Схемы произведенных измерений (3 схемы).

3. Расчет тока, напряжения и мощности с учетом коэффициента трансформации измерительных трансформаторов и погрешностей при измерении.

4. Таблицы с опытными и расчетными данными.

5. Ответы на контрольные вопросы.

6. Выводы по работе.

4. Контрольные вопросы для подготовки к работе

1. В каких режимах работают трансформатор тока и трансформатор напряжения?

2. Что произойдет, если разомкнуть вторичную обмотку трансформатора тока, когда по его первичной обмотке протекает ток?

3. Как определяется цена деления электроизмерительных приборов при включении их через измерительные трансформаторы?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЙ

РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ

Цель работы: научиться измерять сопротивления различными методами.

1. Краткие сведения из теории

Величины сопротивлений, встречающиеся в практике, лежат в пределах от 10-6 до 10+12 Ом. В практике электрических измерений все сопротивления подразделяются на три группы:

· малые сопротивления – от 1 Ома и ниже;

· средние сопротивления – от 1 до 105 Ом;

· большие сопротивления – от 105 Ом и выше.

Широкое применение получили следующие методы измерения сопротивлений: мостовой метод; метод амперметра и вольтметра; метод омметра.

1.1. Мостовой метод

Метод применяется для измерения малых, средних и больших сопротивлений, когда необходима большая точность измерения. Наиболее часто используются мосты постоянного тока (рис. 3.1). Магазины резисторов R1, R2, R3 и измеряемый резистор Rх образуют плечи моста, в одну диагональ которого включен источник питания, в другую – гальванометр.

Рис. 3.1. Принципиальная схема моста постоянного тока.

Измерение сопротивлений мостом основано на принципе уравновешивания его плеч. Подбирая сопротивление плеч так, чтобы в цепи гальванометра не было тока, добиваются равновесия моста. При равновесии моста потенциалы точек б и г одинаковы, следовательно,

I1R1 = I2R2 и IхRх = I3R3, (3.1)

а т. к. I1 = Iх и I2 = I3, то

Rх = R3 · R1/ R2. (3.2)

Обычно плечо R3 называют плечом сравнения, а плечи R1 и R2 – плечами отношения.

В лабораторной работе используется мост постоянного тока типа ММВ. Он предназначен для технических измерений сопротивления в пределах от 0,05 до 5·104 Ом и имеет пять диапазонов измерений (0,05–5 Ом; 0,5–50 Ом; 5–500 Ом; 50–5000 Ом; 500–50000 Ом).

Прибор смонтирован в пластмассовом корпусе. Плечи отношения в нем создаются калиброванной манганиновой проволокой (реохордом), разделенной движком на два плеча. Плечо сравнения выполнено в виде магазина сопротивлений с многопозиционным переключателем. Для перемещения движка реохорда имеется рукоятка со шкалой отношений от 0,5 до 50. Точность измерений 2–5 %.

Порядок работы с мостом

1. Установить прибор в горизонтальное положение.

2. Проверить, стоит ли стрелка гальванометра на нуле; при необходимости с помощью корректора установить ее на нуль шкалы.

3. Подключить измеряемое сопротивление.

4. Поставить в соответствующее положение переключатель сопротивлений сравнительного плеча, нажать на кнопку и поворотом движка реохорда установить стрелку гальванометра на нуль шкалы.

5. Подсчитать величину измеряемого сопротивления умножением отсчетов по шкале реохорда и переключателя диапазонов.

1.2. Метод амперметра и вольтметра

Метод применяется для измерения малых и средних сопротивлений. Точность измерения при этом методе определяется точностью используемых приборов. Измерение сопротивлений по методу амперметра и вольтметра возможно по одной из двух схем включения приборов (рис. 3.2).

В схеме рис. 3.2, а вольтметр измеряет падение напряжения на резисторе Rх, а амперметр – ток I, равный сумме токов, проходящих по резистору и по обмотке вольтметра.

I = Iх + Iv = U/Rх + Iv (3.3)

При этом действительная величина измеряемого сопротивления

(3.4)

В схеме рис. 3.2, б амперметр измеряет ток I проходящий по резистору Rх, а вольтметр измеряет падение напряжения равное сумме падений напряжений на измеряемом резисторе и на амперметре

(3.5)

В этом случае действительная величина измеряемого сопротивления

(3.6)

pА

i

а)

Rp

Ua

б)

Rp

pV

Ux

V