Метод амперметра-вольтметра
Урок №30
Тема урока: Измерения мощности и сопротивления
Метод амперметра-вольтметра
Данный метод основан на измерении тока, протекающего через измеряемое сопротивление и падения напряжения на нем. Применяют две схемы измерения: измерение больших сопротивлений (а) и измерение малых сопротивлений (б). По результатам измерения тока и напряжения определяют искомое сопротивление.
Метод непосредственной оценки.
Метод непосредственной оценки предполагает измерение сопротивления постоянному току с помощью омметра. Омметром называют измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения электрических активных (активные сопротивлений также называют омическими сопротивлениями) сопротивлений. Обычно измерение производится по постоянному току, однако, в некоторых электронных омметрах возможно использование переменного тока. Разновидности омметров: мегаомметры, миллиомметры, микроомметры, различающиеся диапазонами измеряемых сопротивлений.
Мостовая схема измерения сопротивления
Одним из наиболее точных методов измерения сопротивлений является мостовой метод, при котором неизвестное измеряемое сопротивление сравнивают с тремя известными.
Для непосредственного измерения мощности цепи постоянного тока применяется ваттметр. Неподвижная последовательная катушка или катушка тока ваттметра соединяется последовательно с приемниками электрической энергии. Подвижная параллельная катушка или катушка напряжения, соединенная последовательно с добавочным сопротивлением, образует параллельную цепь ваттметра, которая присоединяется параллельно приемникам энергии.
ЗАДАНИЕ К УРОКУ №30
Ответить на следующие вопросы и отправить ответы в ЦОПП.
1. Как подключают вольтметр?
2. Как подключают амперметр?
3. Как подключают ваттметр?
4. В чем заключается мостовой метод?
5. Для чего применяется ваттметр?
Урок №31
Тема урока: Измерение расхода электроэнергии
Для измерения расхода электроэнергии предназначен индукционный счетчик. Индукционный счетчик — принцип его работы основан на воздействии магнитного поля неподвижных катушек, по обмоткам которых протекает ток, на подвижный элемент – диск.
Вращение диска мы и наблюдаем в стеклянном окошке счетчика. При этом количество оборотов диска пропорционально расходу электроэнергии.
Основными элементами однофазного индукционного счетчика являются: катушка напряжения расположенная на магнитопроводе 1, катушка токовая на магнитопроводе 4, вращающийся алюминиевый диск 5, передаточный механизм счетного устройства 2, постоянный магнит 3.
Токовая катушка включается в сеть последовательно, поэтому ее называют последовательной цепью. Катушка выполнена из провода достаточно большого сечения, способного выдержать ток нагрузки. Количество витков токовой катушки относительно невелико и находится в пределах от 14 до 30.
Располагаются витки в равном количестве на обоих стержнях U-образного магнитопровода, выполненного из электротехнической стали. Сердечник служит для концентрации определенным образом той части магнитного потока, которая пересекает диск счетчика, и создает вращающий момент. Наличие сердечника также уменьшает магнитное сопротивление создаваемому обмоткой магнитному потоку.
Обмотка напряжения подключается на фазное напряжение сети и постоянно находится в работе, параллельно с потребителем, поэтому ее называют параллельной цепью. Катушка напряжения служит для создания магнитного потока, пропорционального напряжению сети.
Конструктивно она отличается от токовой, большим количеством витков, порядка 8-12 тыс., и малым сечением проводника 0,1-0,15 кв.мм. Большое количество витков создает значительное индуктивное сопротивление по сравнению с активным сопротивлением обмотки, что играет важную роль при реализации правила 90°-го сдвига и позволяет снизить собственное потребление энергии счетчиком, а соответственно мощности, определяемой по формуле:
P = UIcosφ;
где Р тем меньше, чем больше угол φ между напряжением и током в параллельной обмотке. В идеальном случае активным сопротивлением можно пренебречь, тогда ток отстает по фазе от напряжения на 90° и cosφ → 0.
При конструировании счетчика элементы его конструкции выбираются таким образом, чтобы соблюсти правило 90°-го сдвига. Однако вследствие разброса характеристик электротехнических материалов, из которых изготавливают детали, точного соблюдения условия 90°-го сдвига не выполняется.
Поэтому для точной подгонки в счетчиках применяют устройства регулирования. Обычно такие устройства представляю собой короткозамкнутые витки из меди или алюминия или обмотку из нескольких витков медного провода, замкнутого на регулируемое сопротивление или медные пластинки на пути магнитного потока.
В современной электроэнергетике вопрос учета электроэнергии является одним из самых важных, так как приборы учета позволяют не только производить точный взаиморасчет между поставщиком и потребителем электроэнергии, но и спланировать работу электростанций и энергосистемы в целом.
ЗАДАНИЕ К УРОКУ №30
Ответить на следующие вопросы и отправить ответы в ЦОПП.
1. Что является основными элементами однофазного индукционного счетчика?
2. Как включается в сеть токовая катушка?
3. Как подключается обмотка напряжения?
4. Для чего предназначены короткозамкнутые витки из меди или алюминия?
5. Чем обмотка напряжения отличается от токовой?