Измерения в электрических цепях

Измерения в электрических цепях Рассмотрим самые простые варианты замеров, которые необходимо знать в первую очередь. Прибор — любой «тестер», мультиметр. Универсальный (комбинированный) прибор («тестер», мультиметр) включает в себя ряд отдельных приборов, таких, как вольтметр, амперметр и омметр. Для правильного обращения с мультиметром, нужно внимательно устанавливать его переключатель в положение, соответствующее измеряемому параметру — «прибору». В этом положении мультиметр рассматривается как отдельный прибор (V,mV — вольтметр; A, mA; — амперметр; Om, kOm, MOm — омметр).

Подробно о мультиметре DT-830 смотрите здесь

Пользуясь средствами измерений, необходимо:

1. Обладать элементарными знаниями по физики — что такое ток, напряжение, сопротивление.

2. Иметь представление об электрических свойствах элементов электрических цепей. 3. Учитывать наличие источников напряжения и род тока в измеряемом объекте. 4. Точно знать, — что Вы хотите измерить, и возможно ли это вообще. Если Вы, всего этого ещё не знаете, то для начала можно поработать с элементами, из которых состоят простые электрические цепи. Измерения в электрических цепях Проводники Первым и самым необходимым элементом является проводник. Проводниками, в простых электрических цепях, служат элементы, имеющие очень маленькое сопротивление току и обычно изготовленные из сплавов меди или алюминия. Это изолированные или неизолированные провода, кабели, шины и т. д. При небольшой длине, они имеют маленькое электрическое сопротивление, величиной которого, пренебрегают. С увеличением длины проводника, а так же с уменьшением его поперечного сечения, сопротивление растёт, что приводит к изменениям параметров электрической цепи. Это свойство нужно всегда учитывать и не забывать. Целостность, а значит и пригодность к использованию проводника, проверяется посредством измерения его сопротивления. Мультиметр («тестер»), положение переключателя «омметр» (Ом, кОм, мОм). Логика проверки проста: маленькое сопротивление (единицы и менее, ом) — проводник цел, большое (мегаомы и выше) — обрыв. Бывает, что на протяжении измеряемого участка проводник приходит в негодность (коррозия, механические повреждения и т. д.), или в местах соединений имеется плохой контакт. В таких случаях, можно наблюдать любое сопротивление цепи (десятки ом — сотни килоом). Такое состояние участка цепи с проводником считается нерабочим.

Повреждение проводника или плохой контакт находится и устраняется.

Резисторы Элементы электрической цепи, предназначенные для установки определённого активного сопротивления на её участке, называются резисторами. Резисторы имеют много функциональных и конструктивных особенностей и делятся на постоянные и переменные, линейные и нелинейные. Различаются по зависимости от температуры, по электрической прочности, по уровню шумов, по частотным свойствам, по стабильности и по двум основным параметрам: номинальному сопротивлению и номинальной мощности. Тема широкая, поэтому, рассмотрим примеры измерений, которые наиболее просты и чаще всего применяются на практике.

Постоянные резисторы

Что бы убедиться в исправности резистора необходимо сравнить результаты замера его действительного сопротивления с номинальным, указанным в маркировке на корпусе элемента (если маркировка присутствует). Если резистор включен в схему, то измеряя сопротивление на его выводах (не рассчитывая цепи), можно узнать лишь один утвердительный диагноз — обрыв или недопустимое повышение сопротивления. При измерении сгоревшего (оборванного) резистора, не исключённого из цепи, сопротивление на его выводах будет выше номинального (указанного в маркировке). В остальных случаях (сопротивление ниже или равно см.изо R = 24 kOm), рассчитывается участок схемы или резистор исключается из цепи, путем выпаивания, хотя бы, одного из выводов элемента. Один щуп прибора прикладывается к отпаянному выводу, другой ко второму (в схеме) и производится измерение (см.изо). Переключатель омметра следует устанавливать в положение такого диапазона, в который попадает номинал измеряемого элемента. Следует не забывать учитывать погрешности прибора. Необходимо знать, что имеет место такая неисправность, как изменение величины сопротивления резистора в ту или другую сторону, в отличие от номинального (обычно при перегреве). Неприемлемое изменение значения будет больше, чем допустимая величина отклонения (от 0.1 до 20%, в зависимости от параметров резистора). Потемнение корпуса резистора говорит о том, что через него проходит или проходил ток завышенной величины. Потемнение, это повод для беспокойства и проверки элемента (см.изо — обрыв). Часто оказывается, что потемневший резистор в полном порядке и его параметры соответствуют нормам для дальнейшей работы схемы. Замена элемента производится на исправный идентичный или близкий по параметрам, обязательно сохраняются номинальные значения сопротивления и мощности. С изменением номиналов мощности меняются габариты резистора, что позволяет подбирать (примерно) по мощности замену неизвестным элементам.

Переменные резисторы Отклонения (броски) стрелки прибора (если имеется стрелочный малоинерционный) и неустойчивые показания цифрового мультиметра, включенного между средним и одним из крайних выводов переменного резистора при медленном перемещении подвижного контакта, свидетельствуют об имеющихся нарушениях контакта.

  • О резисторах, реже встречающихся, в разделе «Поиск неисправностей».
  • КонденсаторыИзмерения в электрических цепях
  • Неработоспособный конденсатор может быть определен посредством омметра, специального прибора для измерения ёмкости или проверочной схемы.
  • Для грубой проверки пригодности конденсаторов можно рекомендовать их контроль с помощью мультиметра.
  • Если конденсатор включен в схему, то измеряя сопротивление на его выводах (не рассчитывая цепи), можно узнать лишь один утвердительный диагноз — пробой.

При измерении пробитого (замкнутого накоротко) конденсатора, не исключённого из цепи, сопротивление на его выводах будет близко или равно нулю. В остальных случаях (сопротивление выше), конденсатор исключается из цепи, путем выпаивания, хотя бы, одного из выводов элемента.

Порядок проверки следующий:

Измерительный прибор настраивается на измерение в диапазоне десятков и сотен килоомов. К выводам конденсатора прикладываются щупы прибора.

  1. При этом для конденсаторов большой емкости от нескольких десятков до нескольких тысяч микрофарад будет характерным первоначальный бросок показаний прибора на «нуль» (в момент прохождения максимального тока заряда) с последующим увеличением сопротивления к «бесконечности».
  2. Удовлетворительному состоянию диэлектрика конденсатора будет соответствовать показание омметра не менее чем 100 кОм.
  3. Если в конденсаторе большой емкости (10—100 мкФ) имеет место обрыв, то стрелка прибора сразу устанавливается на метке «бесконечность».
  4. Для конденсаторов малой емкости практически невозможно с помощью омметра определить наличие обрыва, так как измерительный прибор будет показывать или короткое замыкание, если произошел пробой изоляции, или бесконечно большое сопротивление, если конденсатор в хорошем состоянии или имеется обрыв.

В случае если есть подозрение на обрыв, такие конденсаторы обычно заменяются. Довольно часто, особенно в ремонте сложных электронных схем (телевизоры, видео-аудио аппаратура и т. д.), прибегают к более эффективному методу. Исходя из опыта прошлых ремонтов, не приступают к поиску неисправности, пока не поменяют все конденсаторы (особенно электролитические), которые могли бы стать прямой или косвенной причиной поломки.

Дополнительно, в разделе «Поиск неисправностей».

Электрические измерения

LABOFBIZNES.RU

ОБОРУДОВАНИЕ И СИСТЕМЫ БЕЗОПАСНОСТИ

Измерение таких параметров как напряжение, сила тока, сопротивление для систем сигнализации не отличается от методов измерения перечисленных величин в других электрических цепях. Для дальнейшего рассмотрения темы нам понадобятся:

  • схема измерения,
  • закон Ома,
  • минимальные навыки пользования мультиметром (тестером).

Несколько небольших уточнений:

  • рассматриваемые методы измерений применимы к цепям, не содержащим емкостей и индуктивностей,
  • измерения электрических величин напряжения, тока, сопротивления производятся для участка цепи, имеющего активное сопротивление,
    поэтому приемлимы как для постоянного напряжения (тока) так и для переменного,
  • сопротивлением соединительных проводов пренебрегаем. Вопросы влияния сопротивления соединений на значения параметров
    электрических цепей рассмотрены на странице «питание сигнализации, видеонаблюдения».
  • участки цепи, обозначенные на схемах как резистор (R), можете рассматривать как отдельный элемент или совокупность элементов электрической
    цепи, имеющих общее сопротивление R.

Измерения в электрических цепях

Измерение напряжения.

Это измерение производится путем подключения вольтметра (мультиметра в режиме «измерение электрического напряжения») параллельно
измеряемому участку (схема на рис.1). Следует отметить, что измерение между точками 1-5 даст значение напряжения на всей цепи, остальные случаи —
для соответствующих участков.

Эту схему мы еще используем, рассматривая вопросы измерения силы электрического тока и сопротивления при помощи вольтметра.

Измерение силы тока.

Используется амперметр или мультиметр (тестер) в режиме «измерение тока», подключаемые последовательно измеряемой цепи. Значение
силы электрического тока измеряется для всей цепи (схема — рис.2).

Измерение сопротивления.

Наиболее трудоемкий процесс. Во первых, при непосредственном подключении тестера (мультиметра) (схема рис.3) напряжение и ток в цепи должны
отсутствовать, во вторых, (схема рис.4) другие элементы (участки) цепи будут оказывать влияние на результат, поэтому их придется отключить,
чтобы схема измерения соответствовала рисунку 3.

Выход, однако, есть. Его рассмотрим ниже.

  • Косвенные измерения электрических величин.
  • Для этого самое время вспомнить закон Ома. Формула, а также ее производные, которые нам понадобятся выглядят следующим образом:
  • I=U/R (формула 1),
  • U=I*R (формула 2),
  • R=U/I (формула 3), где I — электрический ток U — напряжение
  • R — сопротивление.
  • Единицы измерения (размерность) указанных величин соответственно: А — ампер, В — вольт,
  • Ом — ом.
  • На практике (для слаботочных цепей) они не всегда удобны, поэтому можно использовать:
    мА — милиампер (1000 мА=1А), В — вольт,
Читайте также:  Как проложить кабель от щитка до розетки при подключении электроплиты

кОм — килоом. (1000 Ом=1кОм).

Внимание! Одновременно используйте единицы измерения из одного ряда. Если Вы подставляете в формулу закона Ома значения силы тока в мА, то сопротивление получите в кОм и никак иначе.

Измерения в электрических цепях

  1. Завершая тему, продемонстрирую как на практике выглядит применение закона Ома при проведении электрических измерений.
  2. Возьмем схему на рисунке 1. Предположим, что в результате измерений мы получили следующие значения:
    Общая сила тока для цепи- I=0,5 A,
  3. Напряжения U1=10 B, U2=5 B.
  4. Тогда значения сопротивлений будут:
    R1=U1/I=10/0,5=20 Ом
  5. R2=U2/I=5/0,5=10 Ом.
  6. Как видите, все просто.

© 2010-2020 г.г.. Все права защищены.
Материалы, представленные на сайте, имеют ознакомительно-информационный характер и не могут использоваться в качестве руководящих документов

§101. Измерение тока и напряжения

Измерение тока. Для измерения тока в цепи амперметр 2 (рис. 332, а) или миллиамперметр включают в электрическую цепь последовательно с приемником 3 электрической энергии.

Для того чтобы включение амперметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал больших потерь энергии, амперметры выполняют с малым внутренним сопротивлением.

Поэтому практически сопротивление его можно считать равным нулю и пренебрегать вызываемым им падением напряжения. Амперметр можно включать в цепь только последовательно с нагрузкой.

Если амперметр подключить непосредственно к источнику 1, то через катушку прибора пойдет очень большой ток (сопротивление амперметра мало) и она сгорит.

Измерения в электрических цепях

Для расширения пределов измерения амперметров, предназначенных для работы в цепях постоянного тока, их включают в цепь параллельно шунту 4 (рис. 332,б). При этом через прибор проходит только часть IА измеряемого тока I, обратно пропорциональная его сопротивлению RА.

Большая часть Iш этого тока проходит через шунт. Прибор измеряет падение напряжения на шунте, зависящее от проходящего через шунт тока, т. е. используется в качестве милливольтметра. Шкала прибора градуируется в амперах.

Зная сопротивления прибора RA и шунта Rш можно по току IА, фиксируемому прибором, определить измеряемый ток:

I = IА (RА+Rш)/Rш = IАn (105)

где n = I/IА = (RA + Rш)/Rш — коэффициент шунтирования. Его обычно выбирают равным или кратным 10. Сопротивление шунта, необходимое для измерения тока I, в n раз большего, чем ток прибора IА,

Rш = RA/(n-1) (106)

Конструктивно шунты либо монтируют в корпус прибора (шунты на токи до 50 А), либо устанавливают вне его и соединяют с прибором проводами.

Если прибор предназначен для постоянной работы с шунтом, то шкала его градуируется сразу в значениях измеряемого тока с учетом коэффициента шунтирования и никаких расчетов для определения тока выполнять не требуется.

В случае применения наружных (отдельных от приборов) шунтов на них указывают номинальный ток, на который они рассчитаны, и номинальное напряжение на зажимах (калиброванные шунты). Согласно стандартам это напряжение может быть равно 45, 75, 100 и 150 мВ.

Шунты подбирают к приборам так, чтобы при номинальном напряжении на зажимах шунта стрелка прибора отклонялась на всю шкалу. Следовательно, номинальные напряжения прибора и шунта должны быть одинаковыми. Имеются также индивидуальные шунты, предназначенные для работы с определенным прибором. Шунты делят на пять классов точности (0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5). Обозначение класса соответствует допустимой погрешности в процентах.

Для того чтобы повышение температуры шунта при прохождении по нему тока не оказывало влияния на показания прибора, шунты изготовляют из материалов с большим удельным сопротивлением и малым температурным коэффициентом (константан, манганин, никелин и пр.). Для уменьшения влияния температуры на показания амперметра последовательно с катушкой прибора в некоторых случаях включают добавочный резистор из констан-тана или другого подобного материала.

Рис. 332. Схемы для измерения тока (а, б) и напряжения (в, г)

Измерение напряжения. Для измерения напряжения U, действующего между какими-либо двумя точками электрической цепи, вольтметр 2 (рис. 332, в) присоединяют к этим точкам, т. е. параллельно источнику 1 электрической энергии или приемнику 3.

Для того чтобы включение вольтметра не оказывало влияния на работу электрических установок и он не создавал больших потерь энергии, вольтметры выполняют с большим сопротивлением. Поэтому практически можно пренебрегать проходящим по вольтметру током.

Для расширения пределов измерения вольтметров последовательно с обмоткой прибора включают добавочный резистор 4 (Rд) (рис. 332,г). При этом на прибор приходится лишь часть Uv измеряемого напряжения U, пропорциональная сопротивлению прибора Rv.

Зная сопротивление добавочного резистора и вольтметра, можно по значению напряжения Uv, фиксируемого вольтметром, определить напряжение, действующее в цепи:

U = (Rv+Rд)/Rv * Uv = nUv (107)

Величина n = U/Uv=(Rv+Rд)/Rv показывает, во сколько раз измеряемое напряжение U больше напряжения Uv, приходящегося на прибор, т. е. во сколько раз увеличивается предел измерения напряжения вольтметром при применении добавочного резистора.

Сопротивление добавочного резистора, необходимое для измерения напряжения U, в п раз большего напряжения прибора Uv, определяется по формуле Rд=(n— 1) Rv.

Добавочный резистор может встраиваться в прибор и одновременно использоваться для уменьшения влияния температуры окружающей среды на показания прибора.

Для этой цели резистор выполняется из материала, имеющего малый температурный коэффициент, и его сопротивление значительно превышает сопротивление катушки, вследствие чего общее сопротивление прибора становится почти независимым от изменения температуры. По точности добавочные резисторы подразделяются на те же классы точности, что и шунты.

Делители напряжения. Для расширения пределов измерения вольтметров применяют также делители напряжения.

Они позволяют уменьшить подлежащее измерению напряжение до значения, соответствующего номинальному напряжению данного вольтметра (предельного напряжения на его шкале). Отношение входного напряжения делителя U1 к выходному U2 (рис. 333, а) называется коэффициентом деления.

При холостом ходе U1/U2 = (R1+R2)/R2 = 1 + R1/R2. В делителях напряжения это отношение может быть выбрано равным 10, 100, 500 и т. д. в зависимости от того, к каким

Рис. 333. Схемы включения делителей напряжения

выводам делителя подключен вольтметр (рис. 333,б). Делитель напряжения вносит малую погрешность в измерения только в том случае, если сопротивление вольтметра Rv достаточно велико (ток, проходящий через делитель, мал), а сопротивление источника, к которому подключен делитель, мало.

Измерительные трансформаторы. Для включения электроизмерительных приборов в цепи переменного тока служат измерительные трансформаторы, обеспечивающие безопасность обслуживающего персонала при выполнении электрических измерений в цепях высокого напряжения.

Включение электроизмерительных приборов в эти цепи без таких трансформаторов запрещается правилами техники безопасности. Кроме того, измерительные трансформаторы расширяют пределы измерения приборов, т. е.

позволяют измерять большие токи и напряжения с помощью несложных приборов, рассчитанных для измерения малых токов и напряжений.

Измерительные трансформаторы подразделяют на трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Трансформатор напряжения 1 (рис.

334, а) служит для подключения вольтметров и других приборов, которые должны реагировать на напряжение.

Его выполняют, как обычный двухобмоточный понижающий трансформатор: первичную обмотку подключают к двум точкам, между которыми требуется измерить напряжение, а вторичную — к вольтметру 2.

На схемах измерительный трансформатор напряжения изображают как обычный трансформатор (на рис. 334, а показано в круге).

Так как сопротивление обмотки вольтметра, подключаемого к трансформатору напряжения, велико, трансформатор практически работает в режиме холостого хода, и можно с достаточной степенью точности считать, что напряжения U1 и U2 на первичной и вторичной обмотках будут прямо пропорциональны числу витков ?1 и ?2 обеих обмоток трансформатора, т. е.

U1/U2 = ?1/?2 = n (108)

Таким образом, подобрав соответствующее число витков ?1 и ?2 обмоток трансформатора, можно измерять высокие напряжения, подавая на электроизмерительный прибор небольшие напряжения.

  • Напряжение U1 может быть определено умножением измеренного вторичного напряжения U2 на коэффициент трансформации трансформатора n.
  • Вольтметры, предназначенные для постоянной работы с трансформаторами напряжения, градуируют на заводе с учетом коэффициента трансформации, и значения измеряемого напряжения могут быть непосредственно отсчитаны по шкале прибора.
  • Для предотвращения опасности поражения обслуживающего персонала электрическим током в случае повреждения изоляции трансформатора один выэод его вторичной обмотки и стальной кожух трансформатора должны быть заземлены.

Трансформатор тока 3 (рис. 334,б) служит для подключения амперметров и других приборов, которые должны реагировать на протекающий по цепи переменный ток. Его выполняют в виде

Рис. 334. Включение электроизмерительных приборов посредством измерительных трансформаторов напряжения (а) и тока (б)

Читайте также:  Популярные типы аккумуляторных батарей

обычного двухобмоточного повышающего трансформатора; первичную обмотку включают последовательно в цепь измеряемого тока, к вторичной обмотке подключают амперметр 4.

Схемное обозначение измерительных трансформаторов тока показано на рис. 334, б в круге.

Так как сопротивление обмотки амперметра, подключаемого к трансформатору тока, обычно мало, трансформатор практически работает в режиме короткого замыкания, и с достаточной степенью точности можно считать, что токи I1 и I2, проходящие по его обмоткам, будут обратно пропорциональны числу витков ?1 и ?2 этих обмоток, т.е.

I1/I2 = ?1/?2 = n (109)

Следовательно, подобрав соответствующим образом число витков ?1 и ?2 обмоток трансформатора, можно измерять большие токи I1, пропуская через электроизмерительный прибор малые токи I2. Ток I1 может быть при этом определен умножением измеренного вторичного тока I2 на величину n.

Амперметры, предназначенные для постоянной работы совместно с трансформаторами тока, градуируют на заводе с учетом коэффициента трансформации, и значения измеряемого тока I1 могут быть непосредственно отсчитаны по шкале прибора.

Для предотвращения опасности поражения обслуживающего персонала электрическим током в случае повреждения изоляции трансформатора один из зажимов вторичной обмотки и кожух трансформатора заземляют.

На э. п. с. применяют так называемые проходные трансформаторы тока (рис. 335). В таком трансформаторе магнитопровод 3 и вторичная обмотка 2 смонтированы на проходном изоляторе 4, служащем для ввода высокого напряжения в кузов, а роль первичной обмотки трансформатора выполняет медный стержень 1, проходящий внутри изолятора.

Условия работы трансформаторов тока отличаются от обычных.

Например, размыкание вторичной обмотки трансформатора тока при включенной первичной обмотке недопустимо, так как это вызовет значительное увеличение магнитного потока и, как следствие, температуры сердечника и обмотки трансформатора, т. е. выход его из строя. Кроме того, в разомкнутой вторичной обмотке трансформатора может индуцироваться большая э. д. с, опасная для персонала, производящего измерения.

При включении приборов посредством измерительных трансформаторов возникают погрешности двух видов: погрешность в коэффициенте трансформации и угловая погрешность (при изменениях напряжения или тока отношенияU1/U2 и I1/I2 несколько изменяются и угол сдвига фаз между первичным и вторичным напряжениями и токами отклоняется от 180°). Эти погрешности возрастают при нагрузке трансформатора свыше номинальной. Угловая погрешность оказывает влияние на результаты измере-

Рис. 335. Проходной измерительный трансформатор тока

ний приборами, показания которых зависят от угла сдвига фаз между напряжением и током (например, ваттметров, счетчиков электрической энергии и пр.).

В зависимости от допускаемых погрешностей измерительные трансформаторы подразделяют по классам точности. Класс точности (0,2; 0,5; 1 и т. д.

) соответствует наибольшей допускаемой погрешности в коэффициенте трансформации в процентах от его номинального значения.

Измерения в электрических цепях

Измерение силы тока, напряжения и мощности в электрических цепях

В простейшей электрической цепи (рис. 1, а) нагрузка (сопротивление ) подключена к зажимам источника питания с напряжением U.

Режим работы этой цепи характеризуется силой тока I, протекающего по ней, напряжением U на нагрузке и мощностью Р.

Для их измерения в проверяемую цепь включены соответствующие электроизмерительные приборы: амперметр А и токовая катушка ваттметра W последовательно с нагрузкой, а вольтметр V и катушка напряжения ваттметра W — параллельно нагрузке (рис. 1, б).

Измерения в электрических цепях

Рис. 1. Электрическая цепь: а — без измерительных приборов; б — с включенными приборами для измерения тока, напряжения и мощности

Только при правильном выборе электроизмерительных приборов и их включении в проверяемую цепь возможно с достаточной точностью измерить соответствующие величины.

При пусконаладочных работах обычно используют переносные приборы класса точности 0,5–1 и только в отдельных случаях, например при измерении параметров и характеристик электрических машин, электроизмерительные приборы повышенной точности.

Для измерения в цепях постоянного тока следует применять магнитоэлектрические приборы, имеющие равномерную шкалу, обладающие высокой точностью и стабильностью показаний и не подверженные влиянию внешних магнитных полей.

Для измерения силы тока и напряжения в цепях переменного тока, как правило, используют электромагнитные приборы, а для измерения мощности — электродинамические или ферродинамические ваттметры.

Необходимо оценивать порядок измеряемой величины и подбирать прибор на такой предел измерения, чтобы показания его можно было снимать в конце шкалы или во второй ее половине.

Следует помнить, что любой электроизмерительный прибор имеет определенное электрическое сопротивление и, будучи включенным в электрическую цепь, потребляет некоторую мощность.

Следовательно, включение электроизмерительных приборов в проверяемую электрическую цепь в какой-то мере изменяет ее параметры и режимы, а сами измерительные приборы покажут не действительные величины, определяющие режим работы проверяемой цепи, а характеризующие режим работы уже другой электрической цепи, образованной после включения в нее электроизмерительных приборов.

Магнитоэлектрические приборы (табл. 1) применяют для измерений в цепях постоянного тока.

Они надежны в работе, позволяют получать измерения с большой точностью, имеют равномерную шкалу, не подвержены влиянию магнитных полей и колебаниям температуры окружающего воздуха.

На основе этих приборов изготавливают приборы, предназначенные для измерения в цепях переменного тока, снабжая их выпрямителями или термопреобразователями.

Магнитоэлектрические приборы широко используют при общеналадочных работах, не требующих высокой точности измерения, при специальных видах наладочных работ, связанных с определением параметров отдельных видов оборудования, а также для проверки других электроизмерительных приборов, при которых требуется повышенная точность измерения.

Таблица 1. Характеристика магнитоэлектрических приборов

Наименование и тип прибора Класс точности Предел измерения Ток потребления и падение напряжения на приборе
Амперметр MI 104 0,2 0,75; 1,5; 3; 7,5; 15; 30; 75; 150 мА 27; 55; 68; 80; 80; 80; 80 мВ
0,3 0,75
45 мВ и 3 В 1 мА
Вольтметр MI 106 0,2 45 и 75 мВ; 0,15; 0,3; 0,75; 1,5; 3; 7,5; 15; 30; 75; 150; 750 В 1 мА
3 мА 68 мВ
Милливольтметр MI 105 0,2 45 и 75 мВ, 3 В 1 мА
3 мА 68 мВ
Милливольтметр MI 105 0,2 45 и 75 мВ, 3 В 1 мА
Вольтамперметр MI 107 0,2 45; 75; 150; 300; 750 мВ 1 мА
1,5; 3; 7,5; 15; 30; 75; 150; 300; 600 В 1 мА
0,75 1,5
0,3 0,75
Вольтамперметр MI 108 0,2 45 и 75 мВ 1 мА
1,5; 3; 7,5; 15; 30; 75; 150; 300 В 1 мА
0,3 0,75
Вольтамперметр MI 109 0,2 0,15 0,3
1,5; 3; 7,5; 15; 30; 75; 150; 300 В 1 мА
0,3 0,75
Вольтамперметр MI 109 0,2 0,15; 0,3; 0,6; 1,5; 6; 15; 60 мА 15; 45; 65; 65; 75; 75; 75 мВ
15; 30; 60; 150; 300;. 600; 1500; 3000 мВ 0,15 мА
Амперметр М104 0,5 0,015; 0,03; 0,075; 0,15; 0,3; 0,75; 1,5; 3; 7,5; 15; 30 А 32–47 мВ; 48–68 мВ; 87–175 мВ
Милливольтметр M105 0,5 45 мВ; 75 мВ 150; 300; 750; 1500; 3000 мВ
Вольтметр M106 0,5 45 и 75 мВ 3; 7,5; 15; 30; 75; 150; 300; 600 В
Микроамперметр М108 0,5 45 и 75 мВ 3; 15; 75; 150; 300 В 4,5 и 4 мВ соответственно 3 мА
0,75; 1,5; 3; 7,5; 15; 30 А 84–240 мВ
Микроамперметр М109 0,5 50; 100; 500; 1000 мкА 81–780 мВ
10; 50; 200; 1000 мкА, 49,5–490 мВ
Миллиамперметр M109 0,5 2; 10; 50; 200 мА 27–200 мВ
Амперметр М109 0,5 1; 2; 5; 10 А 50 мВ
Милливольтметр М109 0,5 10; 50; 200; 1000 мВ 1 мА
45; 75; 150; 3000 мВ 1 мА
Вольтметр М109 0,5 7,5; 15; 30 В 3 мА
75; 150; 300; 600 В 3 мА
Микроамперметр М95 То же, с универсальным шунтом Р4 1,5

Для расширения пределов измерения постоянного тока применяют шунты. Последовательно с нагрузкой Н включают шунт, а уже к нему подсоединяют амперметр (рис. 2). Очевидно, зная сопротивление шунта , сопротивление обмотки прибора , можно определить коэффициент К, показывающий, во сколько раз возможно расширить предел измерения по току из соотношения:

= 10/19 = 0,526 Ом.

Измерения в электрических цепях

Рис. 2. Схема включения амперметра с шунтом

Если же известны коэффициент К и сопротивление обмотки прибора, можно, пользуясь тем же соотношением, определить сопротивление шунта.

Для расширения пределов измерения вольтметров на постоянном токе применяют добавочные резисторы.

Если вольтметр без добавочного резистора рассчитан на измерение напряжения до U В и имеет сопротивление rвОм, то для измерения напряжения, в К раз большего, необходимо, чтобы общее сопротивление обмотки вольтметра и добавочного резистора было также в К раз больше сопротивления обмотки вольтметра. Промышленностью выпускаются различные шунты (табл. 2) и добавочные резисторы (табл. 3) для расширения пределов измерения приборов постоянного тока.

Читайте также:  Самодельные светорегуляторы. часть третья. как управлять тиристором?

Электромагнитные приборы используют преимущественно для измерения в цепях переменного тока. Они надежны в эксплуатации, просты по конструкции и недороги, а также позволяют производить измерения при выполнении большинства общеналадочных работ с достаточной точностью.

Таблица 2. Номинальные параметры шунтов

Тип шунта Класс точности Номинальное падение напряжения, В Номинальный ток, А
Р81 0,1 45 0,15–0,3–0,75; 1,5–3; 7,5–15; 30
P114/1 0,1; 0,2 45 75; 150; 300
75РИ 0,1; 0,2 75 Двухнедельные: 0,3–0,75; 1,5–7,5; 15–30; однопредельные: 75; 150
75ШС 0,5 75 5; 10; 30; 50
75ШСМ 0,5 75 75; 100; 150; 200; 300; 500; 750; 1000; 1500; 2000; 3000; 4000; 5000; 6000; 7500
100LUC 0,5 100 2000; 3000; 4000; 5000; 6000

Таблица 3. Номинальные параметры добавочных резисторов к вольтметрам

Тип сопротив­ ления Класс точности Параметры вольтметра Номинальное напряжение сопротивления, В
Р82/2 0,1 3 мА, 3 В 7,5–15–30–75–150–300–600
Р82/3 0,1 3 мА, 3 В 750–1500
Р 10З 0,5 3 мА 1000; 1500; 600
Р10З 0,5 5 мА 1000; 1500; 3000
Р 10З 0,5 7,5 мА 600; 1000; 1500

Однако для специальных наладочных работ, связанных с определением точных параметров отдельных видов оборудования, и проверок других измерительных приборов, при которых требуется повышенная точность измерения, электромагнитные приборы не используют.

Приборы Э59 электромагнитной системы класса точности 0,5, имеющие шкалу с зеркальным отсчетом — многопредельные, — выпускаются для измерения напряжения (вольтметры Э59/1, Э59/2 и Э59/10) и силы тока (амперметры Э59/3, Э59/4, Э59/5, Э59/6 и миллиамперметры Э59/7, Э59/8, Э59/9). Нормальная область частот — 45–55 Гц. Вольтметр Э59/10 снабжен калиброванными проводниками с общим сопротивлением 0,035 Ом. Пределы измерения в этом приборе изменяются подключением калиброванных проводников к соответствующим зажимам.

Остальные приборы этой серии имеют поворотный переключатель пределов измерения. Основные данные приборов Э59 приведены в табл. 4.

Таблица 4. Основные данные приборов Э59

Наименование Тип Предел измерения Активное сопротивление Индуктивность, мГ
Вольтметр Э59/1 75/150/300/600 В

Измерение тока. Виды и приборы. Принцип измерений и особенности

Нагрузка в электрической цепи характеризуется силой тока, измерение тока в амперах. Силу тока иногда приходится измерять для проверки допустимой величины нагрузки на кабель. Для прокладки электрической линии применяются кабели разного сечения. Если кабель работает с нагрузкой выше допустимой величины, то он нагревается, а изоляция постепенно разрушается. В результате это приводит к короткому замыканию и замене кабеля.

Измерение тока рекомендуется делать в следующих случаях:

  • После прокладки нового кабеля необходимо измерить проходящий через него ток при всех работающих электрических устройствах.
  • Если к старой электропроводке подключена дополнительная нагрузка, то также следует проверить величину тока, которая не должна превышать допустимые пределы.
  • При нагрузке, равной верхнему допустимому пределу, проверяется соответствие тока, протекающего через электрические автоматы. Его величина не должна превышать номинальное значение рабочего тока автоматов. В противном случае автоматический выключатель обесточит сеть из-за перегрузки.
  • Измерение тока также необходимо для определения режимов эксплуатации электрических устройств. Измерение токовой нагрузки электродвигателей выполняется не только для проверки их работоспособности, но и для выявления превышения нагрузки выше допустимой, которая может возникнуть из-за большого механического усилия при работе устройства.
  • Если измерить ток в цепи работающего обогревателя, то он покажет исправность нагревательных элементов.
  • Работоспособность теплого пола в квартире также проверяется измерением тока.

Мощность тока

Кроме силы тока, существует понятие мощности тока. Этот параметр определяет работу тока, выполненную в единицу времени. Мощность тока равна отношению выполненной работы к промежутку времени, за которое эта работа была выполнена. Обозначают буквой «Р» и измеряют в ваттах.

Мощность рассчитывается путем перемножения напряжения сети на силу тока, потребляемого подключенными электрическими устройствами: Р = U х I. Обычно на электроприборах указывают потребляемую мощность, с помощью которой можно определить ток.

Если ваш телевизор имеет мощность 140 Вт, то для определения тока делим эту величину на 220 В, в результате получаем 0,64 ампера.

Это значение максимального тока, на практике ток может быть меньше при снижении яркости экрана или других изменениях настроек.

Измерение тока приборами

Для определения потребления электрической энергии с учетом эксплуатации потребителей в разных режимах, необходимы электрические измерительные приборы, способные выполнить измерение параметров тока.

  • Амперметр. Для измерения величины тока в цепи используют специальные приборы, называемые амперметрами. Они включаются в измеряемую цепь по последовательной схеме. Внутреннее сопротивление амперметра очень мало, поэтому он не влияет на параметры работы цепи.Шкала амперметра может быть размечена в амперах или других долях ампера: микроамперах, миллиамперах и т.д. Существует несколько видов амперметров: электронные, механические и т.д.
  • Мультиметр является электронным измерительным прибором, способным измерить различные параметры электрической цепи (сопротивление, напряжение, обрыв проводника, пригодность батарейки и т.д.), в том числе и силу тока. Существуют два вида мультиметров: цифровой и аналоговый. В мультиметре имеются различные настройки измерений.

Порядок измерения силы тока мультиметром:

  • Выяснить, какой интервал измерения вашего мультиметра. Каждый прибор рассчитан на измерение тока в некотором интервале, который должен соответствовать измеряемой электрической цепи. Наибольший допустимый ток измерения должен быть указан в инструкции.
  • Выбрать соответствующий режим измерений. Многие мультиметры способны работать в разных режимах, и измерять разные величины. Для замеров силы тока нужно переключиться на соответствующий режим, учитывая вид тока (постоянный или переменный).
  • Установить на приборе необходимый интервал измерений. Лучше установить верхний предел силы тока несколько выше предполагаемой величины. Снизить этот предел можно в любое время. Зато будет гарантия, что вы не выведете прибор из строя.
  • Вставить измерительные штекеры проводов в гнезда. В комплекте прибора имеются два провода со щупами и разъемами. Гнезда должны быть отмечены на приборе или изображены в паспорте.
  • Для начала измерения необходимо подключить мультиметр в цепь. При этом следует соблюдать правила безопасности и не касаться токоведущих частей незащищенными частями тела. Нельзя проводить измерения во влажной среде, так как влага проводит электрический ток. На руки следует надеть резиновые перчатки. Чтобы разорвать цепь для проведения измерений, следует разрезать проводник и зачистить изоляцию на обоих концах. Затем подсоединить щупы мультиметра к зачищенным концам провода и убедиться в хорошем контакте.
  • Включить питание цепи и зафиксировать показания прибора. В случае необходимости откорректировать верхний предел измерений.
  • Отключить питание цепи и отсоединить мультиметр.
  • Измерительные клещи. Если необходимо произвести измерение тока без разрыва электрической цепи, то измерительные клещи будут отличным вариантом для выполнения этой задачи. Этот прибор выпускают нескольких видов, и разной конструкции. Некоторые модели могут измерять и другие параметры цепи. Пользоваться измерительными токовыми клещами очень удобно.

Способы измерения тока

Для измерения силы тока в электрической цепи, необходимо один вывод амперметра или другого прибора, способного измерять силу тока, подключить к положительной клемме источника тока или блока питания, а другой вывод к проводу потребителя. После этого можно измерять силу тока.

При измерениях необходимо соблюдать аккуратность, так как при размыкании действующей электрической цепи может возникнуть электрическая дуга.

Для измерения силы тока электрических устройств, подключаемых непосредственно к розетке или кабелю бытовой сети, измерительный прибор настраивается на режим переменного тока с завышенной верхней границей. Затем измерительный прибор подключают в разрыв провода фазы.

Все работы по подключению и отключению допускается производить только в обесточенной цепи. После всех подключений можно подавать питание и измерять силу тока. При этом нельзя касаться оголенных токоведущих частей, во избежание поражения электрическим током. Такие методы измерения неудобны и создают определенную опасность.

Значительно удобнее проводить измерения токоизмерительными клещами, которые могут выполнять все функции мультиметра, в зависимости от исполнения прибора. Работать такими клещами очень просто.

Необходимо настроить режим измерения постоянного или переменного тока, развести усы и охватить ими фазный провод. Затем нужно проконтролировать плотность прилегания усов между собой и измерить ток.

Для правильных показаний необходимо охватывать усами только фазный провод. Если охватить сразу два провода, то измерения не получится.

Токоизмерительные клещи служат только для замеров параметров переменного тока. Если их использовать для измерения постоянного тока, то усы сожмутся с большой силой, и раздвинуть их можно будет только, отключив питание.

Похожие темы:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector