Измерение сопротивлений, индуктивностей и емкостей.

Электротехнические измерения 28.04.2020

Все электротехнические устройства обладают электрическим сопротивлением. Условно сопротивления электротехнических устройств можно разделить на малые (до 1 Ом), средние (от 1 до I • I О⁵ Ом) и большие (более 1»10⁵ Ом). Наиболее просто измерять средние сопротивления. Для этого применяют методы амперметра — вольтметра и омметра.

Метод амперметра — вольтметра — косвенный метод измерения сопротивлений, который базируется на законе Ома. Реализуют его с помощью двух схем, отличающихся подключением вольтметра. В обеих схемах нужно учитывать погрешность

из-за наличия сопротивлений вольтметра R_v и амперметра R_A

При методе омметра схема измерения содержит магнитоэлектрический измерительный механизм (ИМ) и добавочный резистор R_lt (рис. 11.28). Ток в цепи / определяется выражением I = U / (R₀ + R_H + R_x).

Угол отклонения стрелки а пропорционален току а = SI, где S — чувствительность измерительного механизма. Из выражения а = SI =

= SU / (R₀ + R_H + R_x) следует, что шкала прибора, проградуированная в единицах сопротивления, нелинейная. Конечное положение стрелки соответствует R_x = 0, а начальное — R_x — > оо.

Рис. 11.28. Схема измерения сопротивления по методу омметра

Рис. 11.29. Схема мегомметра

Омметры удобны и просты в эксплуатации, но имеют значительную погрешность. В настоящее время широкое применение находят цифровые универсальные приборы — мультиметры, которыми можно измерять различные электрические величины, в том числе и сопротивления.

Большие сопротивления обычно измеряют с помощью омметров, содержащих логометрические измерительные механизмы. Такие приборы называют ся мегомметрами (рис. 11.29). Мегомметры не требуют установки нуля, как омметры, а в качестве источника питания содержат небольшие генераторы напряжением 500 или 1000 В.

Малые сопротивления измеряют методом амперметра — вольтметра или мостовым методом. Мостовой метод предусматривает применение специальных измерительных мостов. Измерительный мост содержит в плечах регулируемые резисторы R₂,R₃,R₄ и измеряемое сопротивление R, (рис. 11.30). В диагональ моста включают нуль-индикатор (НИ), выполняемый обычно на базе магнитоэлектрического гальванометра.

Рис. 11.30. Мостовая схема

Изменяя сопротивления плеч R₂,R₃,R₄, уравновешивают мост, т.е. добиваются положения, когда НИ показывает нуль. В уравновешенном мосте R_xR₄ = R₁R₃. Так как R₁,R₃,R₄ — известные сопротивления моста, то R_x можно найти по формуле R_r = R₂R₃ / R₄.

Для точного измерения сопротивлений применяют компенсационный метод. Его целесообразно использовать для средних и малых сопротивлений. Компенсационный метод позволяет измерять сопротивления с точностью 0,02%.

Рис. 11.31. Схема измерения индуктивности и емкости по методу амперметра — вольтметра — ваттметра

Для измерения индуктивностей и ёмкостей в электрических устройствах широко применяется метод амперметра — вольтметра — ваттметра (рис. 11.31). Сначала измеряют ток I, напряжение U и мощность Р. Затем вычисляют активное сопротивление приемника R = Р /I ², полное сопротивление приемника Z = U /1, реактивное сопротивление приемника X = lz² -R².

Для определения индуктивности пользуются L = X_L / ю, емкости находят С = 1 / (wX _c).

Задание: