Электрические измерения

В разделе необходимо изучить следующие вопросы: преимущества электрических методов измерения физических величин; средства измерений, меры, преобразователи; установки, системы; прямые и косвенные измерения; методы непосредственной оценки и методы сравнения; метрологические характеристики средств измерений.

Электрические измерения необходимы для наблюдения и контроля над режимом работы электрооборудования и для учета электроэнергии. Они также находят широкое применение в устройствах контроля и автоматизации различных производственных процессов. Для этих целей служат электроизмерительные приборы.

Тему рекомендуется начать с изучения принципа действия измерительных механизмов магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, ферродинамической и индукционной систем. Необходимо также усвоить основные особенности этих систем и области применения.

Обратите внимание, что подразделение приборов на системы происходит в зависимости от того, на каком принципе создается вращающий момент в измерительном механизме. В условном обозначении системы прибора заключена информация о принципиальном устройстве приборов данной системы.

Для правильного использования приборов на их шкале наносятся обозначения, указывающие систему прибора, класс точности, род тока, способ установки прибора, напряжение испытания изоляции прибора и др.

Особое внимание следует обратить на принципы измерения неэлектрических величин: скорости, давления, температуры, влажности, концентрации газов и т. д.

После изучения раздела студенты должны знать устройство и область применения основных типов электроизмерительных приборов и уметь выбрать электроизмерительный прибор по пределу измерения и классу точности.

Литература: [1, с. 217-261], [8], [10].

Вопросы для самопроверки

1. Объясните устройство и принцип работы измерительных механизмов электроизмерительных приборов основных систем.

2. Почему нельзя приборы магнитоэлектрической системы включать в цепи переменного тока?

3. Что такое класс точности прибора?

4. Что покажет вольтметр, включенный в цепь последовательно?

5. Что произойдет, если включить амперметр в цепь параллельно?

6. В чем заключается принцип электрических измерений неэлектрических величин?

7. Объясните принцип действия и начертите схему включения однофазного индукционного счетчика.

8. Назовите основные способы измерения электрических сопротивлений.

Электронные преобразователи энергии

В разделе необходимо изучить следующие вопросы: электроника, ее роль и значение в современном обществе, науке, технике и производстве; классификация основных устройств и перспективы развития; характеристики, параметры, назначение полупроводниковых диодов, тиристоров, биполярных и полевых транзисторов; выпрямители их электрические схемы и принципы работы; электрические фильтры, стабилизаторы напряжения и тока; транзисторные усилители, их характеристики и режимы работы; импульсная техника.

В результате изучения раздела студент должен получить представление о полупроводниках, двух типах проводимости, об устройстве полупроводниковых диодов и тиристоров, использовании их для выпрямления переменного тока при различных схемах выпрямления, об устройстве и работе транзисторов, о простейших схемах усилителей на транзисторах, а также об интегральных микросхемах. Привести примеры использования импульсной техники.

Литература: [3], [8], [10].

Вопросы для самопроверки

1. Как влияют примеси на проводимость полупроводников?

2. Что такое дырочная (типа р) и электронная (типа п) проводимость полупроводников?

3. Расскажите об устройстве и свойствах точечных и плоскостных диодов.

4. Что такое транзисторы, тиристоры?

5. Расскажите об устройстве и работе полупроводникового триода.

6. Изобразите основные схемы выпрямления переменного тока и поясните их работу.

7. Дайте определение усилителя. Что такое обратная связь в усилителях?

8. Что называют микросхемой? Какие функции они реализуют?

9. Приведите примеры импульсных преобразователей.

Методические рекомендации к выполнению контрольной работы

Контрольная работа является частью самостоятельной работы студентов-заочников. Перед ее выполнением необходимо изучить разделы курса:

- линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока;

- линейные электрические цепи трехфазного синусоидального тока;

- электрические машины (асинхронный электродвигатель);

- основы электроники.

Задание включает четыре части из указанных разделов.

Работа выполняется индивидуально. Вариант задания определяется двумя последними цифрами шифра зачетной книжки студента.

При оформлении контрольной работы необходимо выполнить следующие требования.

Переписать условия задания в соответствии с вариантом.

Выполнение работы сопровождать текстовыми пояснениями. При расчетах вначале приводится формула в общем виде, затем расшифровка буквенных символов. После этого производится подстановка числовых значений и приводится результат с указанием единиц измерения.

Текстовую часть выполнить ручкой или отпечатать на компьютере. Страницы, формулы, таблицы и рисунки пронумеровать. При использовании методик расчета, формул, табличных и каталожных данных сделать ссылки на литературу, из которой они взяты. Пронумерованный список использованной литературы поместить в конце работы.

Графическую часть выполнить карандашом с использованием чертежных инструментов. Условные графические изображения и буквенные обозначения элементов электрических схем должны соответствовать действующим стандартам.

Работу выполнить аккуратно. Неправильно оформленная работа к проверке не принимается.

В конце контрольной работы указать время, затраченное на ее выполнение, поставить дату и личную подпись.

3 .1. Линейные электрические цепи однофазного

Синусоидального тока

Условие задания

К цепи переменного синусоидального тока с действующим значением напряжения U = 220 B и частотой f = 50 Гц подключена нагрузка с активным сопротивлением R и реактивным индуктивным сопротивлением Х_L.

Параллельно зажимам нагрузки, с целью полной компенсации реактивной мощности, выключателем SB подключается конденсатор с сопротивлением Х_С (рис.1).