Меню

С помощью каких приборов можно измерить мощность косвенным методом

Измерение мощности косвенными методами.

date image2020-01-15
views image1256

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Если сопротивление R находится под напряжением U и по нему проходит ток I= , то за время t в нем произ­водится работа, которую можно подчитать по формуле:

Мощность — это работа, совершаемая за единицу времени:

[Вт],

За единицу времени принята 1 секунда (с);

За единицу работы принята 1 джоуль (Дж);

За единицу мощности принят 1 Ватт (Вт).

1000Вт=1кВт.

Для косвенного измерения мощности в цепи постоянного тока, в большинстве случаев, достаточно амперметра и вольт­метра.

Если известно сопротивление нагрузки, которое не изменяется с течением времени, то мощность, потребляемую этим сопротивлением, мож­но определить только с помощью вольтметра, вычислив по формуле:

P =

Или только при помощи амперметра, применив формулу:

Р= .

Измерив ток и напряжение (Рис 10.2), можно определить мощность косвенным методом, по формуле:

Порядок проведения работы

Задание

• Соберите цепь согласно схеме (рис. 10.3): R=150 Ом; Е =15В.

• Измерьте силу тока в цепи, напряжение и мощность.

• Используя формулы, приведенные в теоретических сведениях, определите мощность в цепи при помощи косвенных измерений:

— силы тока и напряжения

• Результаты измерений и расчётов занесите в табл. 10.1.

Метод измерения расчетная формула результат измерения Р, Вт
Прямой (при помощи ваттметра)
Косвенный (при помощи амперметра)
Косвенный (при помощи вольтметра)
Косвенный (при помощи амперметра и вольтметра)

Контрольные вопросы

1. Какие методы измерения мощности Вы знаете? Их достоинства и недостатки.

2. Как в цепь включается ваттметр?

3. Что нужно сделать, если цифровой ваттметр сигнализирует перегрузку по току?

4. Какие ещё применяются ваттметры, кроме цифровых?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11

Определение потери напряжения и мощности в проводах

Линии электропередач

Цель работы: 1. Определить потерю напряжения в проводах линии

2. Определить потерю мощности и коэффициент.

полезного действия в проводах линии электропередач

В результате выполнения лабораторной работы студент должен:

знать: —схему замещения линии электропередач

уметь: — собирать электрические цепи по схемам;

производить измерения тока, напряжения и мощности при помо-

Оборудование: лабораторный стенд.

Источник



Методы и средства измерения мощности: Учебное пособие , страница 3

Основные требования к ваттметрам: высокая точность: требуемый частотный диапазон; малое время установления показаний; оптимальное согласование с параметрами линии передачи энергии.

4. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ

По способу преобразования мощности в цепях постоянного тока,

тока промышленной, высокой и сверхвысокой частоты различают прямые и косвенные методы измерения.

Измерения мощности относят к прямым методам, если результат преобразования пропорционален произведению исходных величин, значения которых на стадиях преобразования не определяются.

Косвенные методы измерения основаны на определении промежуточных значений исходных величин и вычислении их произведения.

При прямых некоторых методах на измерительный преобразователь воздействует не сама мощность, а входные величины: напряжение и ток.

4.1. Методы прямых измерений

Обобщённая структура прямого метода измерений показана на рис. 4.1.

U

I

Рис. 4.1. Структурная схема метода прямых измерений

Напряжение и ток при прямом методе преобразуются первичными преобразователями напряжения Пu и тока Пi в пропорциональные значения тока и напряжения, которые затем поступают в множительное устройства — преобразователь мощности Пp.

Выходной сигнал может быть представлен напряжением, током, частотой или другой физической величиной. Основным достоинством прямого метода является возможность измерения мощности в цепях с произвольной формой напряжения и тока. Измерительная аппаратура проще; погрешности измерения не превышают 1%. Методы прямых измерений используются на постоянном токе, в звуковом диапазоне частот и в диапазонах высокой и сверхвысокой частот.

Читайте также:  Кому принадлежат электрические мощности

4.2. Методы косвенных измерений

Эти методы используются в основном для измерения мощности постоянного тока, полной мощности переменного тока, активной мощности. Структурная схема, реализующая косвенный метод измерения активной и полной мощности, показана на рис. 4.2. При измерении мощности напряжение и ток подвергаются масштабным преобразованиям в блоках Мv и Мi и измеряются вольтметром V и амперметром А. Произведение их показаний вычисляется с помощью вычислительного устройства ВУ.

I

Рис. 4.2. Структурная схема метода косвенных измерений

активной и полной мощности

Структурная схема ваттметра активной и реактивной мощности показана на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Структурная схема ваттметра активной

и реактивной мощности

При измерении активной мощности в измерительной схеме используется фазочувствительный вольтметр Vφ, показания которого пропорциональны значению фазового сдвига, или фазометр (измеритель cosφ).

4.3. Погрешности измерения мощности прямыми

и косвенными методами

Погрешности прямых и косвенных методов определяется погрешностью используемых приборов при измерении тока, напряжения и методическими погрешностями.

Анализ методической погрешности проиллюстрирован на схеме рис. 4.4, а, б.

Овал: Импульсный вольтметр Rл Rа Rл

Rн Uн R Rн Uн

Iн I Iн

а б

Рис. 4.4. Методическая погрешность при измерении мощности

Электрическая цепь до включения ваттметра показана на рис. 4.4, а. Мощность, рассеиваемая нагрузкой

или, пренебрегая сопротивлением линии Rл, получим:

.

Включение ваттметра по схеме рис. 4.4, б приведёт к появлению погрешности измерения напряжения на нагрузке и соответственно к погрешности измерения тока нагрузки Δ = I — Iн и погрешности измерения мощности

.

5. МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ

Основные принципы, положенные в основу построения измерительных преобразователей мощности постоянного тока, диапазона низкой и высокой частоты, это использование физических явлений и принципов, реализующих функции произведения параметров, в частности, напряжения и тока.

К таким явлениям относятся: электродинамический эффект, эффект Холла, тепловой эффект Джоуля — Ленца и др.

Другим способом получения функций произведения является использование пассивных и активных четырёхполюсников и преобразователей с функциональным преобразованием и модуляцией входных сигналов.

Для измерения мощности постоянного тока и низкочастотной мощности применяются электродинамические ваттметры, показания которых пропорциональны произведению токов

,

где: Ia = Iн, Ib = Uн/r, .W- удельный противодействующий момент пружины, Мab- коэффициент взаимоиндукции обмоток прибора, r – сопротивление в цепи обмотки напряжения прибора.

5.1 Преобразователи мощности с функциональным преобразованием входных сигналов

К преобразователям с линейным преобразованием входных сигналов относят устройства с линейными управляемыми сопротивлениями Ri в активных четырёхполюсниках. Такой преобразователь может быть выполнен в виде усилителя с отрицательной обратной связью по току, текущему через управляемое сопротивление (рис. 5.1.).

  • АлтГТУ 419
  • АлтГУ 113
  • АмПГУ 296
  • АГТУ 267
  • БИТТУ 794
  • БГТУ «Военмех» 1191
  • БГМУ 172
  • БГТУ 603
  • БГУ 155
  • БГУИР 391
  • БелГУТ 4908
  • БГЭУ 963
  • БНТУ 1070
  • БТЭУ ПК 689
  • БрГУ 179
  • ВНТУ 120
  • ВГУЭС 426
  • ВлГУ 645
  • ВМедА 611
  • ВолгГТУ 235
  • ВНУ им. Даля 166
  • ВЗФЭИ 245
  • ВятГСХА 101
  • ВятГГУ 139
  • ВятГУ 559
  • ГГДСК 171
  • ГомГМК 501
  • ГГМУ 1966
  • ГГТУ им. Сухого 4467
  • ГГУ им. Скорины 1590
  • ГМА им. Макарова 299
  • ДГПУ 159
  • ДальГАУ 279
  • ДВГГУ 134
  • ДВГМУ 408
  • ДВГТУ 936
  • ДВГУПС 305
  • ДВФУ 949
  • ДонГТУ 498
  • ДИТМ МНТУ 109
  • ИвГМА 488
  • ИГХТУ 131
  • ИжГТУ 145
  • КемГППК 171
  • КемГУ 508
  • КГМТУ 270
  • КировАТ 147
  • КГКСЭП 407
  • КГТА им. Дегтярева 174
  • КнАГТУ 2910
  • КрасГАУ 345
  • КрасГМУ 629
  • КГПУ им. Астафьева 133
  • КГТУ (СФУ) 567
  • КГТЭИ (СФУ) 112
  • КПК №2 177
  • КубГТУ 138
  • КубГУ 109
  • КузГПА 182
  • КузГТУ 789
  • МГТУ им. Носова 369
  • МГЭУ им. Сахарова 232
  • МГЭК 249
  • МГПУ 165
  • МАИ 144
  • МАДИ 151
  • МГИУ 1179
  • МГОУ 121
  • МГСУ 331
  • МГУ 273
  • МГУКИ 101
  • МГУПИ 225
  • МГУПС (МИИТ) 637
  • МГУТУ 122
  • МТУСИ 179
  • ХАИ 656
  • ТПУ 455
  • НИУ МЭИ 640
  • НМСУ «Горный» 1701
  • ХПИ 1534
  • НТУУ «КПИ» 213
  • НУК им. Макарова 543
  • НВ 1001
  • НГАВТ 362
  • НГАУ 411
  • НГАСУ 817
  • НГМУ 665
  • НГПУ 214
  • НГТУ 4610
  • НГУ 1993
  • НГУЭУ 499
  • НИИ 201
  • ОмГТУ 302
  • ОмГУПС 230
  • СПбПК №4 115
  • ПГУПС 2489
  • ПГПУ им. Короленко 296
  • ПНТУ им. Кондратюка 120
  • РАНХиГС 190
  • РОАТ МИИТ 608
  • РТА 245
  • РГГМУ 117
  • РГПУ им. Герцена 123
  • РГППУ 142
  • РГСУ 162
  • «МАТИ» — РГТУ 121
  • РГУНиГ 260
  • РЭУ им. Плеханова 123
  • РГАТУ им. Соловьёва 219
  • РязГМУ 125
  • РГРТУ 666
  • СамГТУ 131
  • СПбГАСУ 315
  • ИНЖЭКОН 328
  • СПбГИПСР 136
  • СПбГЛТУ им. Кирова 227
  • СПбГМТУ 143
  • СПбГПМУ 146
  • СПбГПУ 1599
  • СПбГТИ (ТУ) 293
  • СПбГТУРП 236
  • СПбГУ 578
  • ГУАП 524
  • СПбГУНиПТ 291
  • СПбГУПТД 438
  • СПбГУСЭ 226
  • СПбГУТ 194
  • СПГУТД 151
  • СПбГУЭФ 145
  • СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
  • ПИМаш 247
  • НИУ ИТМО 531
  • СГТУ им. Гагарина 114
  • СахГУ 278
  • СЗТУ 484
  • СибАГС 249
  • СибГАУ 462
  • СибГИУ 1654
  • СибГТУ 946
  • СГУПС 1473
  • СибГУТИ 2083
  • СибУПК 377
  • СФУ 2424
  • СНАУ 567
  • СумГУ 768
  • ТРТУ 149
  • ТОГУ 551
  • ТГЭУ 325
  • ТГУ (Томск) 276
  • ТГПУ 181
  • ТулГУ 553
  • УкрГАЖТ 234
  • УлГТУ 536
  • УИПКПРО 123
  • УрГПУ 195
  • УГТУ-УПИ 758
  • УГНТУ 570
  • УГТУ 134
  • ХГАЭП 138
  • ХГАФК 110
  • ХНАГХ 407
  • ХНУВД 512
  • ХНУ им. Каразина 305
  • ХНУРЭ 325
  • ХНЭУ 495
  • ЦПУ 157
  • ЧитГУ 220
  • ЮУрГУ 309
Читайте также:  Мощность электроэнергии для деревни

Полный список ВУЗов

  • О проекте
  • Реклама на сайте
  • Правообладателям
  • Правила
  • Обратная связь

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник

Тема 2.4 Приборы и методы измерения мощности и энергии

Амперметр был разработан так, чтобы внутреннее сопротивление было как можно меньше. Поэтому, если вы включите не последовательно, а параллельно нагрузке обстоятельства могут быть непредсказуемые. Именно в последствии малого сопротивления внутри через амперметр потечет большой ток, что приведет к тому, что прибор сгорит или погорят провода.

Тема 2.3 Приборы и методы измерения тока

Методы измерения токов. Устройство, принцип действия, технические характеристики, разновидности, область применения основных типов амперметров, токоизмерительных клещей. Расширение пределов измерения с помощью трансформаторов тока и шунтов. Применение комбинированных приборов для измерения тока. Выбор прибора для измерения тока, включение в цепь, измерение, обработка результата измерения.

При изучение методов измерения тока необходимо вспомнить закон Ома. Перед измерением тока (напряжения) нужно иметь представление о его частоте, форме, ожидаемом значении, требуемой точности измерения и сопротивлении цепи ,в которой производится измерение. Эти предварительные сведения позволятвыбрать наиболее подходящий метод измерения и измерительный прибор. Для измерения тока и напряжения применяют метод непосредственной оценки и метод сравнения. Для измерения тока в какой-либо цепи последовательно в цепь включают амперметр.

Амперметр – измерительный прибор для определения силы постоянного и переменного тока в электрической цепи. Показания амперметра всецело зависят от величины протекающего через него тока, в связи, с чем сопротивление амперметра по сравнению с сопротивлением нагрузки должно быть как можно меньшим. По своим конструктивным особенностям амперметры подразделяются на магнитоэлектрические, электромагнитные, термоэлектрические, электродинамические, ферродинамические и выпрямительные.

Магнитоэлектрические амперметры служат для измерения силы тока малой величины в цепях постоянного тока. Они состоят из магнитоэлектрического измерительного механизма и шкалы с нанесенными делениями, соответствующими различным значениям измеряемого тока.

Читайте также:  1050 ti потребление мощности

Электромагнитные амперметры предназначены для измерения силы протекающего тока в цепях постоянного и переменного тока. Чаще всего используются для измерения силы в цепях переменного тока промышленной частоты (50 Гц). Состоят из измерительного механизма, шкала которого размечена в единицах силы тока, протекающего по катушке прибора. Для изготовления катушки можно использовать провод большого сечения и, следовательно, измерять ток большой величины (свыше 200 А).

Термоэлектрические амперметры применяются для измерения в цепях переменного тока высокой частоты. Они состоят из магнитоэлектрического прибора с контактным или бесконтактным преобразователем, который представляет собой проводник (нагреватель), к которому приварена термопара (она может находиться на некотором расстоянии от нагревателя и не иметь с ним непосредственного контакта). Ток, проходя по нагревателю, вызывает его нагрев (за счет активных потерь), который регистрируется термопарой. Возникающее термическое излучение воздействует на рамку магнитоэлектрического измерителя тока, которая отклоняется на угол, пропорциональный силе тока в цепи.

Электродинамические амперметры служат для измерения силы тока в цепях постоянного и переменного токов повышенной (до 200 Гц) частот. Приборы очень чувствительны к перегрузкам и внешним магнитным полям. Применяются в качестве контрольных приборов для проверки рабочих измерителей силы тока. Состоят из электродинамического измерительного механизма, катушки которого в зависимости от величины максимально измеряемого тока соединены последовательно или параллельно, и градуированной шкалы. При измерении токов малой силы катушки соединяются последовательно, а большой – параллельно.

Ферродинамические амперметры прочны и надежны по конструкции, малочувствительны к воздействию внешних магнитных полей. Они состоят из ферродинамического измерительного аппарата и применяются главным образом в системах автоматических контроллеров в качестве самопишущих амперметров.

Каждый амперметр рассчитывается на некоторое определенное максимальное значение измеряемой величины. Но, часто, возникают ситуации, когда необходимо выполнить измерение некоторой величины, значение которой больше пределов измерения прибора. Тем не менее, всегда оказывается возможным расширить пределы измерения данным прибором. Для этого параллельно амперметру присоединяют проводник, по которому проходит часть измеряемого тока. Значение сопротивления этого проводника рассчитывается так, чтобы сила тока, проходящего через амперметр, не превышала его максимально допустимого значения. Такое сопротивление называется шунтирующим. Результатом подобных действий станет то, что если амперметром, рассчитанным, например, на силу тока до 1 А, необходимо выполнить измерение тока в 10 раз больше, то сопротивление шунта должно быть в 9 раз меньше сопротивления амперметра. Разумеется, при этом цена градуировки увеличивается в 10 раз, а точность во столько же раз уменьшается.

Для расширения предела измерения амперметра ( в k раз) в цепях постоянного тока служат шунты-резисторы, включаемые параллельно амперметру.

Шкалы амперметров обычно градуируют непосредственно в единицах силы тока:

амперах, миллиамперах или микроамперах. Нередко в лабораторной практике

применяет многопредельные амперметры. Внутри корпуса таких приборов размещают несколько различных шунтов, которые подключаются параллельно индикатору с помощью переключателя пределов измерений. На лицевой панели многопредельных приборов указывают максимальные значения силы тока, которые могут быть измерены при том или ином положении переключателя пределов измерений. Цена деления шкалы (если у прибора имеется единственная шкала) будет разной для каждого предела измерений. Часто многопредельные приборы имеют несколько шкал, каждая из которых соответствует определенному пределу измерений.

Источник

Adblock
detector