Измерение переменного тока

 

При измерении переменных токов важно, какое значение тока измеряется: действующее, амплитудное или среднее. Эта необходимость вызвана тем, что все приборы градуируются в действующих значениях синусоидального, а реагируют подвижные части некоторых измерительных механизмов на среднее значение измеряемой величины.

Переменные токи до 100 мкА измеряют обычно цифровыми микроамперметрами. Токи выше 100 мкА измеряют выпрямительными микроамперметрами. Для измерения переменных токов в диапазоне 10 мА – 100А используют электромагнитные, электродинамические и выпрямительные приборы, работающие в частотном диапазоне до десятков килогерц, и термоэлектрические приборы в диапазоне частот до сотен мегагерц. Большие переменные токи измеряют теми же приборами, но с использованием измерительных трансформаторов тока.

Измеряют переменные токи и косвенным способом. В этом случае последовательно в измерительную часть включают образцовый регистр и измеряют падение напряжения на нем.

 

ЗАПОМНИТЕ

При измерении тока включение в измеряемую цепь амперметра с внутренним сопротивлением R_А или образцового резистора изменяет режим работы цепи. Вследствие этого появляется методическаяпогрешность измерения тока

δ₁ = - 1/ (1 + R_{вх А}/R_А),

где R_{вх А} – входное относительно зажимов амперметра сопротивление цепи. Чем меньше сопротивление обмотки амперметра, тем меньше методическая погрешность измерения.

 

 

Измерение постоянного и переменного напряжения

 

При измерении эдс и напряжения на каком-либо участке электрической цепи измеритель напряжения включают параллельно этому участку.

При измерениях постоянных напряжений в диапазоне 1 - 1000 мкВ используют цифровые микровольтметры и компенсаторы постоянного тока. Значение напряжений от десятков милливольт до сотен вольт измеряют приборами магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической систем, электронными аналоговыми и цифровыми вольтметрами с использованием делителей напряжения и добавочных резисторов.

Схема включения вольтметра с добавочными резисторами R_д приведена на рис. 3.8,б. Сопротивление их определяется из условия

R_д1,2 = R_v (n_1,2 – 1),

 

где R_v – внутреннее сопротивление вольтметра;

n_1,2 = U_1,2/U_mv – масштабный коэффициент.

Для измерения постоянных напряжений до нескольких киловольт применяют в основном электростатические вольтметры, реже приборы других систем с делителями напряжения.

Малые переменные напряжения (до единиц вольт) измеряют с помощью приборов выпрямительной системы, аналоговыми и цифровыми электронными вольтметрами.

Для измерения переменных напряжений от единиц до сотен вольт в диапазоне частот до десятков килогерц используют приборы электромагнитной, электродинамической и выпрямительных систем. В диапазоне частот до десятков мегагерц напряжение измеряют приборами электростатической и термоэлектрической систем, цифровыми вольтметрами.

Большие значения переменных напряжений (свыше киловольта) измеряют теми же приборами, но с применением измерительных трансформаторов напряжения. Последние кроме преобразования переменного напряжения обеспечивают изоляцию вторичной цепи от первичной, находящейся под высоким напряжением.

 

ЗАПОМНИТЕ

При подключении вольтметра с внутренним сопротивлением Rv к участку электрической цепи изменяется ее режим работы. В этом случае возникает методическая погрешность измерения напряжения

δ_v = - 1/ (1 + R_v/R_{вх V}),

где R_{вх V} – входное относительно зажимов вольтметра сопротивление цепи.

Чем больше внутреннее сопротивление вольтметра, тем меньше погрешность измерения.

 

 

Измерение электрической мощности

 

Мощность в электрических цепях измеряют прямым и косвен­ным способами. При прямом измерении используют ваттметры, варметры, а при косвенном — амперметры и вольтметры.

 

Измерение мощности в цепях постоянного тока

 

В цепях постоянного тока для измерения мощности ваттметр применяют относительно редко, в основном используют метод амперметра — вольтметра (рис. 3.10.). Определив амперметром значение тока I и вольтметром напряжение U,вычисляют мощность по формуле

Р = UI.

Для уменьшения погрешности из-за влияния внутренних со­противлений приборов схему рис. 3.10,а следует использовать при малом сопротивлении R,а схему рис. 3.10,6 — при большом сопротивлении Rнагрузки.