Содержание
Введение. 3
Задача №1. 4
Задача №2. 7
Задача №3. 10
Задача№ 4. 14
Заключение. 18
Библиографический список. 19
Введение
Электрические измерения очень разнообразны и это связано с множеством измеряемых физических величин, различным характером их проявления во времени, различными требованиями к точности измерений, различными способами получения результата и т.д. Измерение, согласно определению, предполагает сравнение исследуемой физической величины с однородной физической величиной, значение которой принято за единицу, и представление результата этого сравнения в виде числа. Измерение — многооперационная процедура, и для его выполнения необходимо осуществить основные измерительные операции: воспроизведение, сравнение, измерительное преобразование, масштабирование.
В данной курсовой работе мы выполним следующие задачи: 1. Измерение тока и напряжения в цепях постоянного тока (Задание 1); 2. Измерение тока в цепях переменного несинусоидального тока (Задание 2.); 3. Измерение активной мощности в цепях трехфазного тока (Задание 3.); 4. Выбор измерительной аппаратуры (Задание 4.). С помощью данной работы мы изучим основные методы измерений электрических величин в необходимом объеме.
Задача №1
1. Составить схему включения измерительного механизма с шунтом и дать вывод формулы Rш.
2. Определить постоянную измерительного механизма по току Cим, величину сопротивления шунта Rш и постоянную амперметра CА если этим прибором нужно измерить ток Iн
3. Определить мощность потребляемую амперметром при номинальном значении тока Iн.
4. Составить схему включения измерительного механизма с добавочным сопротивлением.
|
|
5. Определить постоянную измерительного механизма по напряжению CU, величину добавочного сопротивления Rд и постоянную вольтметра CV если этим прибором нужно измерять напряжение Uн.
6. Определить мощность, потребляемую вольтметром при номинальном значении напряжения Uн
Исходные данные:
Iн =15 А
Iим =50 мА
Uн = 30 В
Uим =100 мВ
Решение:
1. Схема включения измерительного механизма с шунтом:
2. Постоянная измерительного механизма по току:
Сопротивление измерительного механизма:
Постоянная амперметра: 
Коэффициент деления тока (коэффициент шунтирования):
Сопротивление шунта 
3. Эквивалентное сопротивление:
Мощность, потребляемая амперметром при номинальном токе:
4. Схема включения измерительного механизма с добавочным сопротивлением:
5. Постоянная измерительного механизма по напряжению:
Коэффициент деления напряжения:
Постоянная вольтметра: 
Добавочное сопротивление 
6. Эквивалентное сопротивление:
Мощность, потребляемая вольтметром при номинальном напряжении:
Задача №2
1. В цепь несинусоидального тока включен: амперметр магнитоэлектрической системы и амперметр электродинамической системы. Амперметры имеют одинаковые номинальные токи 
и шкалы с одинаковым номинальным числом делений 
начертить схему цепи и определить, на какое число делений шкалы отклонится стрелка:
а) магнитоэлектрического амперметра
б) электродинамического амперметра
|
|
если в цепи проходит ток:
Построить в масштабе в одних осях координат графики заданного тока 
за время одного периода гармоники тока.
2. В цепи несинусоидального тока включены: амперметр электродинамической системы и амперметр выпрямительной системы. Амперметры имеют одинаковые номинальные токи и шкалы с одинаковым номинальным числом делений 
На какое число делений шкалы отклонится стрелка:
а) электродинамического амперметра
б) выпрямительного амперметра
если в цепи проходит ток:
Исходные данные:
Iн =5 А
I0 =2,5 A
I1m =4,2 A
I3m =2,2 A
π/3
Решение:
Постоянная измерительного механизма по току:
1. Схема включения в цепь амперметров магнитоэлектрической и электродинамической систем:
а) магнитоэлектрический амперметр при токе 
:измеряет постоянную составляющую
б) Электродинамический амперметр при токе :
2. Схема включения в цепь амперметров электродинамической и выпрямительной систем:
а) Электродинамический амперметр при токе 
:
б) Выпрямительный амперметр при токе :
Задача №3
Для измерения активной мощности трехпроводной цепи трехфазного тока с симметричной активно-индуктивной нагрузкой, соединенной звездой или треугольником, необходимо выбрать два одинаковых ваттметра с номинальным током I, номинальным напряжением U и числом делений шкалы 
.
1) Для нормального режима работы цепи:
а) начертить схему включения ваттметров
б) доказать, что активную мощность трехпроводной цепи трехфазного тока можно представить в виде суммы двух слагаемых
в) построить в масштабе векторную диаграмму, выделив на ней векторы напряжений и токов, под действием которых находятся параллельные и последовательные обмотки ваттметров.
|
|
г) определить мощность P1 и P2, измеряемые каждым ваттметром.
д) определить число делений шкалы 
на которые отклоняются стрелки ваттметров
2) Обрыв одной фазы
а)начертить схему включения ваттметров
б) построить в масштабе векторную диаграмму, выделив на ней векторы напряжений и токов, под действием которых находятся параллельные и последовательные обмотки ваттметров.
в) определить число делений шкалы на которые отклоняются стрелки ваттметров
Исходные данные:
S=2,8 кВА
Uф= 127 В
Схема соединения Y-звезда
Последовательные обмотки включен в А и В
Обрыв фазы C
Решение:
Схема включения ваттметров в цепь
Активная мощность цепи:
Полная мощность цепи 
Фазный ток 
При соединении цепи звездой линейные токи равны фазным токам
При соединении цепи звездой фазное напряжение отличается от линейного в 
раз
Мощность трёхпроводной трехфазной цепи
Р = 
Р=S 
=2800 
Uн=300 В Iн=10 А 
Постоянная ваттметра:
Стрелка первого ваттметра отклонилась на:
Стрелка второго ваттметра отклонилась на:
Обрыв фазы C
Общее сопротивление при обрыве фазы C
Ток в последовательно соединенных фаза
Общая активная мощность цепи
Мощность измеряемая первым и вторым ваттметром
Стрелка первого и второго ваттметра отклонилась на
| Величина | Единица измерений | Значение |
| Мощность цепи Р | Вт | |
| Линейное напряжение Uл | В | |
| Линейный ток Iл | А | 7,349 |
| Номинальное напряжение ваттметра Uн | В | |
| Номинальный ток ваттметра Iн | А | |
| Постоянная ваттметра Ср | Вт/дел | |
| Мощьность измеряемая первым ваттметром Р1 | Вт | 
|
| Мощность Р2 | Вт | 
|
| Число делений α1 | дел | |
| Число делений α2 | дел | |
| Мощность Р1 | Вт | 
|
| Мощность Р2 | Вт | 
|
| Число делений α1 | дел | |
| Число делений α2 | дел |
Задача№ 4
В высоковольтной трехпроводной цепи трехфазного тока необходимо измерить линейные токи, линейное напряжение, коэффициент мощности цепи и расхода активной энергии всей цепи. Подобрать для этой цели два измерительных трансформатора тока (ИТТ), два измерительных трансформатора напряжения (ИТН) и подключить к ним следующие измерительные приборы: два амперметра электромагнитной системы; два однофазных индукционных счетчика активной энергии; один трехфазный фазометр электромагнитной или электродинамической системы; один вольтметр электромагнитной системы. Расстояние от трансформатора до измерительных приборов l (провод медный, сечением S=2.5 мм2), номинальное напряжение сети U1 и линейный ток I1 приведены в таблице 9. Начертить схему включения ИТТ, ИТН в цепь, а также показать подключение к ним всех измерительных приборов. Выполнить разметку зажимов обмоток ИТТ, ИТН, счетчиков и фазометра. Показать заземление вторичных обмоток ИТТ и ИТН.
Исходные данные:
I1 =20 А
U1 =15000 В
L=15 м
Решение
Таблица 1 - Измерительные трансформаторы тока
| Тип | Номинальный ток, А | Класс точности | Номинальная нагрузка, Ом | Коэффициент мощности, cos φ | |
| первичный | вторичный | ||||
| И54 | 0,5;1; 2; 5; 10; 20; 50 | 0,2 0,5 | 0,1 | - | |
| И54/1 | 0,5;!; 2,5; 5; 10;25;50 | 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 | 0,4 0,4 0,05 0,5 0,4 | 0,8-1 0,5 - 0,8 0,8 0,5-0,8 | |
| И55/1 | 0.5; 1; 2; 5;10;20; | 0,5 | 0,1 | ||
| И56М | 1-1000 | 0,1 0,1 0,05 | 0,6 0,2 | 0,8-1 0,8-1 | |
| И508М | 100;250; 500;600 | 0,2 | 0,2 | 0.8-1 | |
| И509 | 5-1000 | 0.2 | 0.6 | 0.5-1 | |
| И512 | 0,5-3000 | 0.05 | 15 0.6 | 1l | |
| И515 | 0,5; 1:2,5; 5;10;25;50 | 0,1 | 0,4 | 0,8-1 | |
| И532 | 5; 6; 7,5; 10;15;20; 25; 30; 40:50 60; 75;100; 150;200; 250;300; 400;500; 600; 750; 800;1000 | 0,05-0,5 | 0,6 | ||
| И1820 | 30;50;75; 100;150; | 0,5 | - - - | ||
| УТТ-5 | 15; 50;100; 150; 200; 300;600 | 0,2 | 0,2 | 0,8-1 | |
| УТТ-6М1 | 100;150; 200;250; 300;400; 500;600; 750;1000; 1200;1500; | 0,2 0,2 | 0,4 0,6 | 0,8-1 0,8 |
Таблица 2- Измерительные трансформаторы напряжений
| Тип | Номинальное напряжение | Класс точности | Номинальная мощность нагрузки вторичной цепи, В*А | Коэффициент мощности, cos φ | |
| Первичное, кВ | Вторичное, В | ||||
| УТН-1 | 
| 0,2 | 15,0 | 0,8-1 | |
| 0,380 | 0,2 | 15,0 | 0,8-1. | ||
| 0,500 | 0,2 | 15,0 | 0,8-1 | ||
|
| 
| 0,2 | 10,0 | 0,8-1 | |
| 0,380 |
| 0,2 | 10,0 | 0,8-1 | |
| 0,500 |
| 0,2 | 10,0 | 0,8-1 | |
|
|
| 0,2 | 5,0 | 0,8-1 | |
| УТН-1 | 0,380 | 
| 0,2 | 5,0 | 0,8-1 |
| 0,500 |
| 0,2 | 5,0 | 0,8-1 | |
| И50 | 3,0:6,0; 10,0; 15,0 |
| 0,2 | 10,0 15,0 | 0,8-1 |
| И510 | 3,0; 6,0; 10,0; 15,0 | 100/3 | 0,1 | 10,0 15,0 15,0 | 0,8-1 |
Таблица 3 - Параметры обмоток приборов
| Тип прибора | Номинальные величины | Класс точности | Номи-нальная область частот, Гц | Номинальное сопротивление обмоток, Ом | ||
| Ток, А | Напряже ние,В | Последовательной | Параллельной | |||
| Амперметр Э513/4 | 0,5 1,0 | - - | 0,5 0,5 | 40-100 | 0,12 0,035 | - - |
| Амперметр Э514/1 | 1,0 2,0 | - - | 0,5 0,5 | 40-100 | 0,035 0,12 | - - |
| Амперметр Э514/2 | 2,5 5,0 | - - | '0,5 0,5 | 40-60 | 0,012 0,005 | - - |
| Амперметр Э514/3 | 5,0 | - | 0,5 | 40 -100 | 0,008 | — |
| Вольтметр Э515/2 | - | 0,5 | 40-60 | — | ||
| Вольтметр Э515/3 | — | 0,5 0,5 0,5 0,5 | 40 -100 | — | ||
| Счетчик однофазный СО-2М2 | 5,0 | 2,5 | 0,08 | |||
| Счетчик однофазный СО-И445/4Т | 2,5 5,0 | 2,0 | 50-60 | 0,25 0,08 | ||
| Фазометр трехфазного тока Д120 | 1,5 | 0,12 | 7500 22000 | |||
| Фазометр трехфаз-ного тока Э120 | 1,5 | 0,01 |
Схема включения ИТТ и ИТН в цепь
Подбираем ИТТ
Сопротивление проводов
т.к. два провода 
=2 х 0,102=0,204 Ом
Приборы:
Амперметр: Э513/4 Номинальное сопротивление обмоток: 0.035 Ом
Счетчик однофазный: СО-И445/4т Номинальное сопротивление обмоток: 0.25 Ом
Фазометр трехфазного тока: Д120 Номинальное сопротивление обмоток: 0.12 Ом
Подходит под это условие ИТТ: И512 у которого номинальная нагрузка
= 0,609 Ом
Номинальная мощность счетчика
= 1,5125 Вт
Номинальная мощность фазометра
= 6,4516 Вт
Номинальная мощность вольтметра
= 0,5625 Вт
Номинальная активная мощность И50
=9 Вт
=9 Вт ˃ 
= 1,51125 + 6,4516 + 0,5625 = 8,5266
Таким образом, в качестве трансформатора тока выбираем И532, а в качестве трансформатора напряжения И50, амперметр Э513/4, счетчик СО-И445/4т, фазометр Д120, вольтметр Э515/3
Заключение
В данной курсовой работе мы рассматривали основные методы и принципы расчета элементов электрических цепей.
Был рассмотрен метод расчета параметров измерительного механизма магнитоэлектрической системы, включенного в цепь посредством шунта. Была определена мощность вольтметра и амперметра, включенных в цепь для измерения её параметров, также определены постоянные ИМ по току и напряжению. Вычислены значения показаний магнитоэлектрического и электродинамического амперметров и амперметра выпрямительной системы, включенных в цепь несинусоидального тока для измерения её параметров. Составлены схемы включения ИМ в электрическую цепь.
Для расчета активной мощности использовался метод двух приборов, в цепи с симметричной активно-индуктивной нагрузкой в нормальном режиме и с обрывом одной фазы. Построены векторные диаграммы по найденным параметрам и составлены схемы включения ваттметров.
При измерении параметров высоковольтной трехпроводной цепи трехфазного тока, произведен выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения для подключения измерительных механизмов(два амперметра электромагнитной системы; два однофазных индукционных счетчика активной энергии; один трехфазный фазометр электромагнитной или электродинамической системы; один вольтметр электромагнитной системы). Составлены схема включения ИТТ, ИТН в цепь, и показано подключение всех измерительных приборов.
Библиографический список
1) Мельников В.П.
Информационная безопасность и защита информации: учеб. пособие для вузов по специальности 230201 "Информ. системы и технологии" / В. П. Мельников, С. А. Клейменов, А. М. Петраков. - 5-е изд., стер. - М.: Академия, 2011. - 330 с.: a-ил. - (Высшее профессиональное образование)
2) Прокофьев И.В.
Защита информации в информационных интегрированных системах: учеб. для вузов по специальности "Управление качеством" / И.В. Прокофьев. - М.: Европ. центр по качеству, 2002. - 137 с.. - (Знание о качестве - путь к успеху)
3) Серебряник И.А.
Информационная, экономическая безопасность и мировые информационные ресурсы: учеб.-метод. комплекс для специальности 080102 "Мировая экономика" / И. А. Серебряник, В. В. Надршин. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2007. - 82 с.
4) Малиновский В.Н.
Электрические измерения: учеб. пособие для вузов./ Р.М. Демидова-Панферова, В.Н, Малиновский, В.С. Попов и др.,: Под ред. Малиновского.-М.: Энергоиздат, 1982.-392с.