Дистанционное задание по дисциплине «Электротехника и электроника»
Законспектировать лекцию, ответить на контрольные вопросы
Лекция
Тема: Общие сведения про электрические измерения.
План лекции
1. Общие понятия измерения.
2. Измерение тока, напряжения, мощности, сопротивления.
Ключевые слова: измерение, ток, напряжение, мощность
Литература: Б.С. Гершунский «Электротехника с основами промышленной электроники 2.п.37.2
Измерение - это процесс определения физической величины с помощью технических средств.
Мера - это средство измерения физической величины заданного размера.
Измерительный прибор - это средство измерения, в котором вырабатывается сигнал, доступный для восприятия наблюдателем.
Меры и приборы подразделяются на образцовые и рабочие.
Образцовые меры и приборы служат для поверки по ним рабочих средств измерений.
Рабочие меры и приборы служат для практических измерений.
Измерение тока производится прибором, называемым амперметром.
Существуют четыре схемы включения амперметра в цепь.
Первые две (рис. 1) предназначены для измерения постоянного тока, а две вторые схемы - для измерения переменного тока.
Рис. 1 Схемы измерения тока. Rш – сопротивление шунта; ИТТ – измерительный трансформатор тока
Вторая и четвертая схемы применяются в тех случаях, когда номинальные данные амперметра меньше измеряемой величины тока. В этом случае при определении истинного значения тока нужно учитывать коэффициент преобразования:
где Iист - истинное значение тока,
Iизм - измеренное значение тока,
kпр - коэффициент преобразования.
Измерение напряжения производится вольтметром. Здесь также возможны четыре различных схемы подключения прибора (рис. 2).
Рис. 2 Схемы измерения напряжения Rдоп – дополнительное сопротивление;
ИТН – измерительный трансформатор напряжения
В этих схемах также используются методы расширения пределов измерения напряжения (вторая и четвертая схемы).
Измерение мощности.
Для измерения мощности постоянного тока достаточно измерить напряжение и ток. Результат определяется по формуле:
Метод амперметра и вольтметра пригоден и для измерения полной мощности, а также активной мощности переменного тока, если cos = 1.
Чаще всего измерение мощности осуществляется одним прибором - ваттметром. Как было сказано ранее, для измерения мощности лучшей является электродинамическая система.
Ваттметр снабжен двумя измерительными элементами в виде двух катушек: последовательной и параллельной. По первой катушке течет ток, пропорциональный нагрузке, а по второй - пропорциональный напряжению в сети. Угол поворота подвижной части электродинамического ваттметра пропорционален произведению тока и напряжения в измерительных катушках:
На рис. 3 показана схема включения ваттметра в однофазную сеть.
Рис. 3 Схема включения ваттметра
В трехфазных сетях для измерения мощности используют один, два и три ваттметра.
Если нагрузка симметричная и включена "звездой", то достаточно одного ваттметра (рис. 9.4 а). Если в этой же схеме нагрузка несимметрична по фазам, то используются три ваттметра (рис. 4 б). В схеме соединения потребителей "треугольником" измерение мощности производится двумя ваттметрами (рис. 4 в).
Рис. 4 Схемы измерения мощности в трёхфазных цепях
Измерение сопротивлений.
Электрическое сопротивление в цепях постоянного тока может быть определено косвенным методом при помощи вольтметра и амперметра.
В этом случае: 
Можно использовать омметр - прибор непосредственного отсчета. Существуют две схемы омметра: а) последовательная; б) параллельная (рис. 5).
Рис. 5 Схема включения омметров (а- последовательная; б – параллельная)
Уравнение шкалы последовательной схемы намерения:
где г - сопротивление цепи гальванометра. При 
угол поворота подвижной части прибора определяется величиной измеряемого сопротивления Rx. Поэтому шкала прибора может быть непосредственно проградуирована в Омах. Ключ K используется для установки стрелки прибора в нулевое положение. Омметры параллельного типа удобнее применять для измерения небольших сопротивлений.
Сопротивление изоляции. Изоляция электротехнических установок подвергается изменению, поэтому сопротивление необходимо постоянно измерять. Согласно правилам устройства электроустановок:
а) испытание сопротивления изоляции осветительных и силовых электропроводок производится мегаометром напряжением 1000 В;
б) наименьшее сопротивление изоляции допускается 0,5 МОм;
в) сопротивление изоляции при снятых плавких вставках (или при отключенных защитных аппаратах) измеряется на участках между смежными предохранителями или за последними предохранителями (или другим аппаратом защиты), между любым проводом и землёй, а также между двумя проводами.
Контрольные вопросы
1. Что такое измерение, мера, измерительные приборы?
2. Как произвести измерение мощности в цепях электрического тока?
3. Как произвести измерение напряжения в цепях электрического тока?
4. Как произвести измерение сопротивления в цепях электрического тока?
5. Согласно правилам устройства электроустановок каким должно быть сопротивление изоляции?