Измерение электрических величин

Измерение силы тока

Силу тока измеряют амперметрами. В цепях постоянного тока применяются приборы магнитоэлектрической, а в цепях переменного тока - электромагнитной системы.

Амперметры включают последовательно с нагрузкой, т.к. необходимо пропустить через прибор весь ток цепи.

Сопротивление амперметра должно быть незначительным, чтобы не оказывать влияние на величину тока в цепи.

Для измерения токов большой силы, большей чем та, на которую рассчитан прибор, в цепях постоянного тока применяют шунты, а в цепях переменного тока измерительные трансформаторы тока. Шунт - это образцовое сопротивление очень малой величины. Шунт включают последовательно с нагрузкой, а параллельно ему включают амперметр.

Сопротивление шунта R_Ш должно быть меньше сопротивления амперметра R_А. Если необходимо, чтобы через амперметр протекал ток I_A в n раз меньше измеряемого I (), то сопротивление шунта должно быть равно:

,

тогда измеряемый ток будет равен , где I_A - показание амперметра.

Схема включения амперметра через измерительный трансформатор тока приведена ниже. Первичная обмотка (Л 1- Л 2) измерительного трансформатора ТИ включена последовательно с нагрузкой. К выводам (И 1- И 2) вторичной (измерительной) обмотки подключен амперметр. Коэффициент трансформации трансформатора определяется по формуле:

,

где W ₁ и W ₂ - число витков первичной (линейной) и вторичной обмоток соответственно; I ₁ - ток в первичной обмотке (ток нагрузки); I ₂ - ток во вторичной обмотке (ток, измеряемый амперметром).

Тогда ток нагрузки

.

Измерение напряжения

Напряжение измеряют вольтметрами. Вольтметр включается параллельно той части цепи, в которой нужно измерить напряжение. В цепях постоянного тока применяют магнитоэлектрические, в цепях переменного тока - электромагнитные системы вольтметров.

Сопротивление вольтметра должно быть значительно больше сопротивления измеряемой цепи, чтобы вольтметр не повлиял на распределение токов в цепи.

Если необходимо расширить пределы измерения вольтметра, то последовательно к нему подключается добавочное сопротивление. Это сопротивление ограничивает ток через прибор.

Для измерения напряжения U, большего напряжения U_V, на которое рассчитан прибор, в n раз, необходимо, чтобы добавочное сопротивление R_Д было равно:

,

где R_V - сопротивление вольтметра.

Тогда напряжение на нагрузке R_Н равно:

,

где U_V - напряжение, которое показывает вольтметр.

Для измерения больших напряжений в цепях переменного тока применяют также метод включения вольтметра через измерительный трансформатор напряжения.

Первичная обмотка трансформатора (А-X) включается параллельно нагрузке, а ко вторичной (а-x) подключается вольтметр.

Коэффициент трансформации

.

Тогда напряжение на нагрузке .