 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Та обліку електроенергіїСтр 1 из 2Следующая ⇒
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4 З КУРСУ "ПРАКТИКУМ З ЕЛЕКТРОМОНТАЖНИХ РОБІТ" ОСОБЛИВОСТІ ЕЛЕКТРИЧНИХ ВИМІРЮВАНЬ ТА ОБЛІКУ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ
для студентів ІІІ курсу по спеціальності "7.0101.03 Педагогіка і методика середньої освіти. Технологічна освіта"
Розробив: cт. в. Савенко І.В. Методична розробка до лабораторної роботи затверджена на засіданні кафедри теорії та методики технологічної освіти протокол №__від________2008 р.
Полтава 2008 ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧНА РОБОТА №4 Тема: особливості електричних вимірювань та обліку електроенергії МЕТА:навчитися користуватися електровимірювальними приладами, розширюючи межі їх вимірювання. ОБЛАДНАННЯ:електричні патрони (2шт), електролампи (2шт), вимикачі (2шт), штепсельна вилка (1шт), реостат, джерело струму(4-6В), електромонтажні інструменти, електролампи 3,5В(6,ЗВ) - 1шт, амперметр, вольтметр, додаткові опори, омметр, лічильник.
ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Сила струму в електричних колах вимірюється за допомогою приладів, які називаються амперметрам.
З розглянутих вище приладів тільки амперметри електромагнітної системи можуть вимірювати струм до 300 А. У приладів інших систем струмоведучі частини розраховано на проходження дуже малих струмів. Особливо це стосується амперметрів магнітоелектричної системи, де допускається струм не більше 10 мА. Зрозуміло, що такі прилади великого практичного застосування мати не можуть. Для збільшення меж вимірюваного постійного струму застосовуються шунти, а змінного — вимірювальні трансформатори струму. Розглянемо спосіб розширення меж вимірюваного постійного струму за допомогою шунта (мал.1, б). Шунт — це дуже малий опір, який вмикається в коло послідовно з навантаженням. Амперметр приєднується до шунта паралельно. В точці А струм І розгалужується на струм шунта Іш і струм амперметра Іа. Шунт розраховується на струм, який становить близько 99 % струму І. Через амперметр проходить тільки близько 1 % струму І. Оскільки при змінах струму в колі це співвідношення залишається незмінним, шкалу амперметра можна градуювати на весь струм кола. Градуювання провадиться за допомогою еталонного амперметра. Шунти виготовляються з манганіну, який має цінну властивість сталості опору при змінах температури. Шунти на малі струми монтуються всередині амперметра; при великих струмах використовуються виносні шунти. На змінному струмі через великі спотворення показів приладу шунти не застосовуються. Напруга в електричних колах вимірюється за допомогою приладів, які називаються вольтметрами.
Досягти такого опору струмоведучої частини вольтметра неможливо. Тому послідовно з вольтметром майже завжди вмикають додатковий опір, виготовлений з манганіну. Цей опір розширяє межі вимірювання напруги, а також робить покази вольтметра незалежними від температури. Як відомо, в амперметрі кут відхилення рухомої частини залежить від сили струму, який проходить через його струмоведучу частину, а сила цього струму — від навантаження. У вольтметрі ж сила струму в струмоведучій частині залежить від прикладеної до затискачів напруги. Отже, кут Опір котушки вольтметра залежить від температури. Це значить, що при коливаннях останньої струм у струмоведучій частині змінюватиметься незалежно від прикладеної напруги, тобто покази вольтметра при різних Для вимірювання напруги постійного струму з розглянутих систем у вольтметрах застосовуються всі, крім індукційної, а для вимірювання напруги змінного струму — всі, крім магнітоелектричної. При вимірюванні високих напруг змінного струму використовуються вимірювальні трансформатори напруги, до яких приєднуються вольтметри. Потужність постійного струму можна визначити як добуток напруги та струму: Р =UI тобто перемноживши покази вольтметра й амперметра, ввімкнених у коло. Цей метод вимірювання потужності називається методом амперметра та вольтметра. Для вимірювання потужності існують спеціальні прилади, які називаються ватметрами. Потужність постійного струму вимірюється ватметрами електродинамічної системи.
Кут повороту рухомої частини приладу пропорційний добутку струмів у котушках:
де RPV — опір паралельної котушки та додаткового опору. Тоді
При вмиканні ватметра слід звертати увагу на початки послідовної та паралельної котушок, позначені зірочками. Це важлво тому, що зміна напряму струму в одній з котушок при неправильному приєднанні їх спричинить відхилення стрілки в протилежний бік.
Будову приладу індукційної системи розглядали в минулій лабораторній роботі. Тут одна котушка вмикається в коло послідовно, а друга — паралельно. Ватметр при цьому показує активну потужність змінного струму. Ватметри виготовляються на номінальні струм 5 А і напругу 110 або 120 В. Якщо вимірювання потужності провадиться в колах, де струм і напруга перевищують ці значення, треба застосовувати вимірювальні трансформатори. Розглянемо різні випадки вимірювання потужності трифазного струму 1. При чотирипровідній системі й рівномірному навантаженні фаз (мал. 5,а) досить виміряти потужність в одній фазі, а одержаний результат помножити на 3, бо потужність трифазної системи дорівнює сумі потужностей її трьох фаз.
2. При чотирипровідній системі, але нерівномірному навантаженні фаз (мал..5, б) треба виміряти потужність у кожній фазі окремим ватметром, після чого покази всіх трьох ватметрів додати.
3. При трипровідній системі з рівномірним або нерівномірним навантаженням фаз і з'єднанням струмоприймачів зіркою чи трикутником (мал. 3,в)вимірювання потужності можна провадити двома звичайними одноелементними ватметрами чи одним двохелементним. У першому випадку струмові котушки обох ватметрів вмикають послідовно в будь-які дві фази; початки котушок напруги приєднують до тих фаз, в які вмикають відповідні струмові котушки, а кінці — до вільної фази через додаткові резистори Rд. Щоб дістати активну потужність трифазного кола, покази ватметрів треба алгебричне підсумувати. Це значить, що коли стрілка одного з ватметрів відхилятиметься в протилежний бік, то кінці вольтметрової котушки в нього слід поміняти місцями, а його покази віднімати від показів першого ватметра. Застосовуючи двохелементний ватметр, струмові котушки його вмикають послідовно в дві фази, початки котушок напруги приєднують відповідно до тих самих фаз, а кінці — до вільної фази, як показано на мал. 3, в. Алгебричне підсумовування обертаючих моментів обох елементів ватметра відбувається в самому приладі; тому на шкалі його відображується виміряне значення активної потужності всього кола. Вимірювання активної енергії змінного струму. Найбільш поширеним приладом для вимірювання активної енергії однофазного змінного струму є індукційний лічильник. Його будову показано на мал. 4. Однофазний індукційний лічильник складається з таких основних частин: електромагніту 1, обмотка якого вмикається в коло послідовно; електромагніту 2, обмотка якого приєднується до кола паралельно; алюмінієвого диска 3 на Як і в інших приладах індукційної системи, вихровий струм Ів1 взаємодіє з потоком Ф2, а вихровий струм Ів2 — з магнітним потоком Ф1 . Внаслідок цієї взаємодії виникає обертаючий момент, який повертає диск лічильника. При обертанні диска постійний магніт індукує в ньому вихровий струм, який, взаємодіючи з магнітним потоком постійного магніту, створює протидіючий момент.
Але струм I2 пропорційний напрузі мережі:
Тоді
При рівномірній частоті обертання диска М = Мпр,
Помноживши обидві частини останнього рівняння на час t, дістанемо
Ліва частина цього рівняння — це енергія, врахована лічильником за час t, а права — число обертів диска за цей самий час.
Основні параметри та характеристики (сталу лічильника, напругу, силу струму, частоту, клас точності, серійний номер, ГОСТ) знаходять з даних панелі лічильника мал.7
При приєднанні лічильника до електромережі необхідно чітко дотримуватись порядку включення фазного проводу. Цей провід необхідно приєднувати до затискача а. Нульовий провід з’єднується з затискачем в лічильника (мал.8). Для визначення фазного проводу використовують контрольну лампу. Активну енергію трифазного струму при трипровідній системі можна виміряти двома однофазними індукційними лічильниками, ввімкненими так, як показано на мал.4. Створено лічильники активної енергії трифазного струму, що об'єднують в одному приладі два однофазних лічильники
Поиск по сайту: |
Для визначення сили струму на будь-якій ділянці кола потрібно, щоб увесь струм цієї ділянки проходив через вимірювальний механізм амперметра. Це значить, що прилад повинен бути ввімкнений в розсічення цієї ділянки кола, тобто послідовно з навантаженням ( мал. 1, а). Щоб вмикання амперметра не впливало помітно на загальний опір кола й не змінювало істотно струм у ньому, струмоведучі частини приладу повинні мати дуже малий опір. Для вимірювання постійного струму придатні амперметри магнітоелектричної, електромагнітної та електродинамічної систем, а змінного струму — електромагнітної, електродинамічної та індукційної систем.
Щоб виміряти напругу між будь-якими двома точками кола, треба приєднати до них вольтметр. На мал.2 вольтметр РV1 вимірює напругу між проводами мережі, а вольтметр РV2 — напругу на затискачах навантаження R, для чого перший приєднано паралельно мережі, а другий —паралельно навантаженню R.
Як випливає з рисунка, струм I вточці А розгалужується на струм навантаження IH і струм вольтметра Iв, тобто з приєднанням до затискачів навантаження R вольтметра РV2 загальний струм мережі збільшився на величину Iв. Щоб він практично залишився незмінним, треба, щоб струм Iв був дуже малим. Цього можна досягти лише при дуже великому опорі R PV2 струмоведучої частини вольтметра РV2 (кілька тисяч омів).
Будову цього приладу показано на мал.3. Нерухома котушка 1, яка називається струмовою чи послідовною, вмикається в коло послідовно (подібно до амперметра). Рухома котушка 2, яка називається паралельною чи котушкою напруги, вмикається в коло паралельно через додатковий опір. Схему вмикання цього ватметра зображено на мал.4.
Але
тобто кут повороту рухомої частини, а значить, і покази приладу будуть пропорційні потужності, що витрачається в колі.
Для вимірювання потужності в колах змінного струму застосовуються ватметри електро- та феродинамічної, а також індукційної систем.
вертикальній осі; постійного магніту 4, потік якого, пронизує диск. Лічильник працює так: коли коло вмикається, то струм навантаження І1, проходячи по обмотці електромагніту 1, створює змінний магнітний потік Ф1 який замикається через диск й індукує в ньому вихровий струм Ів1 . Струм паралельної обмотки І2 створює змінний магнітний потік Ф2, який пронизує диск й індукує в ньому вихровий струм Ів2.
Обертаючий момент приладу пропорційний добутку струмів в обох обмотках, тобто
Протидіючий момент приладу пропорційний частоті обертання диска
тобто
або
Витрачена в колі й виміряна лічильником електрична енергія W пропорційна числу обертів n його диска. Стала лічильника визначається так: