Методические указания к дисциплине по выполнению лабораторных работ (практикумов) для студентов заочной формы обучения по специальности 140211 «Электроснабжение» icon

Методические указания к дисциплине по выполнению лабораторных работ (практикумов) для студентов заочной формы обучения по специальности 140211 «Электроснабжение»



Смотрите также:
Методические указания к дисциплине и задания к контрольным работам для студентов заочной формы...
Релейная защита и автоматика методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов...
Методические указания к дисциплине и задания к контрольной работе для студентов заочной формы...
Методические указания к дисциплине и темы рефератов для студентов заочной формы обучения по...
Методические указания к дисциплине и темы рефератов для студентов заочной формы обучения по...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «вычислительная техника и...
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине "теория электрической связи"...
Методические указания по выполнению контрольных работ по учебной дисциплине «аудит» для...
Методические указания к выполнению контрольных работ для студентов специальности 030501...
Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Безопасность...
Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов дневной и заочной форм...
Методические указания к выполнению лабораторных работ и задания для контрольных работ для...



страницы: 1   2   3   4   5
вернуться в начало
скачать
^

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

1. Цель работы:


Ознакомление с методами измерения параметров R ,L, C электрических схем и оценка погрешностей данных методов.
^

2. Краткие теоретические сведения


2.1. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ, ИНДУКТИВНОСТИ

И ЕМКОСТИ

2.1.1. Измерение сопротивления

Существует множество методов измерения сопротивления. Рассмотрим некоторые из них:

a) метод вольтметра и амперметра;

б) мост Уинстона.

2.1.1.1. Метод вольтметра и амперметра

В этом случае через измеряемое сопротивление Rx протекает ток Ix. Зная, измеренные ток и напряжение можем определить сопротивление Rx согласно закону Ома. При этом возможны два варианта измерительных схем (Рис.2.17 и Рис.2.18).




Рис.2.1. Рис.2.2.

Для схемы на рисунке 2.1. Для схемы на рисунке 2.2. имеем напряжение U и . имеем напряжение U = Ux и ток I = Ix. Согласно законам ток I = IU + Ix.. Согласно законам Кирхгофа и Ома Кирхгофа и закону Ома записываем исходную записываем исходную формулу и выводим Rx: формулу и выводим Rx:







Абсолютная методическая- Абсолютная методическая погрешность будет погрешность будет

Rx: Rx:

Относительная погрешность- Относительная погрешность-

: :

Выводы: Схема 2.1 используется, если.

Схема 2.2 используется, если .


2.1.1.2. Мост Уинстона.

Метод, основанный на мостовой схеме Уинстона, широко используется для измерения сопротивлений повышенной точности. Этот мост состоит из четырех плеч, в которые включены резисторы, источник питания и прибор-индикатор (ИНД, Рис.2.3).




I2


I1



Ix


I3

Рис.2.3.

Ток который протекает через индикатор зависит от разности потенциалов между точками A и B. Регулируя сопротивление резистора R3 можно настроить мост на равновесие, когда этот ток равен нулю.

Тогда

и ,

откуда ,

это и есть условие равновесия.

Таким образом Rx = R3R2/R1 и измерение неизвестного сопротивления Rx состоит из соотношения сопротивлений трех резисторов, независимо от калибровки индикатора.

Если R1 = R2 получим, что Rx = R3. Обычно в качестве сопротивления R3 используется прецизионный, декадный, переменный резистор (Рис.2.28).

Рис.2.4.

На практике существует множество измерительных мостов, например, мост Кельвина для измерения малых сопротивлений от 5.10-5-100 Ом или специальный мост Уинстона для измерения сопротивлений более 1 MОм.

2.1.2. Измерение полного сопротивления.

Для измерения полного сопротивления в цепях переменного тока существует множество методов. Рассмотрим наиболее применимые методы, основанные на мостах переменного тока.

Мост переменного тока это модификация моста Уинстона с необходимыми изменениями, представленными на рисунке 2.5.

Классические формулы представляют параметры полных сопротивлений моста:

, ,


, ,

при равновесии моста имеем .




Рис.2.5.


2.1.3 Измерение емкости

Также как при измерении сопротивления, при измерении емкости применяются различные методы:

a) метод вольтметра и амперметра;

б) метод реализующий измеритель емкости;

в) метод применения мостов переменного тока.

2.1.3.1 – Метод вольтметра и амперметра

Метод измерения идеальной емкости (без утечки) аналогичен методу измерения сопротивления с соответствующими схемами (Рис.2.6 и Рис.2.7).

Питание схемы осуществляется от источника переменного напряжения с частотой f. В этом случае емкостное сопротивление равно



откуда получаем:






Рис.2.6 Рис.2.7.


2.1.3.2 Измерение емкости с помощью моста переменного тока

Для измерения емкости реального конденсатора используют различные мосты переменного тока. Рассмотрим некоторые из них, например, мосты Вина и Саути.

Для понимания принципов измерения представим реальный конденсатор как совокупность емкости Cx и сопротивления Rx, включенных параллельно (Рис.2.8) и соответствующая этой схеме векторная диаграмма представлена на рисунке2.9.





Рис.2.8. Рис.2.9.


С помощью моста Вина (Рис.2.10) определяются величины Cx и Rx реального конденсатора и тангенс угла потерь tg.

Всегда можно достичь равновесия моста (Рис.2.10), используя переменные магазины емкости C1 и сопротивления высокой точности.




Рис.2.10.

При равновесии моста можно записать:

.

Решая уравнение относительно неизвестных параметров, получим:



и .

Согласно векторной диаграмме 2.34, имеем тангенс угла потерь:

,

где Ir = U/Rx и Ic = U Cx,

откуда .

Мост Саути используется при измерении емкости практически идеальных конденсаторов, где тангенс потерь tg очень мал и следовательно сопротивление утечки Rx = .

Схема этого моста представлена на рисунке 2.11. Можно написать уравнение соответствующее этой схеме в положении равновесия:

, и тогда .




Рис.2.11.


2.1.4 – Измерение индуктивности


Измерение индуктивности возможно несколькими методами:

a) метод ваттметра, амперметра и вольтметра;

б) метод применения мостов переменного тока.

Индуктивность это одна из характеристик катушки индуктивности. Невозможно физически разделить активное Rк и индуктивное Xк сопротивления катушки, отсюда:

,

где

и ,

и тогда , .

Поэтому используются методы для измерения полного сопротивления.


2.1.4.1 – Метод ваттметра, амперметра и вольтметра (Рис.2.12)

В этом случае ваттметр измеряет активную мощность P = U I cos, амперметр протекающий ток I и вольтметр приложенное напряжение U.

Зная, измеренные величины можно рассчитать неизвестные:

Zx = U/I, cos = P/UI, Rx = Zxcos Xx = Zxsin

и тогда Lx = Xx/2f.




Рис.2.12.


2.1.4.2 – Измерение индуктивности с помощью классических мостов

Мост Максвелла представлен на рисунке 2.13.

При равновесии моста имеем:



и тогда , .





Рис.2.13.


Мост Оуэна (Рис.2.14)




Рис.2.14.

При равновесии моста уравнения имеют вид:

.

Используя это уравнение, рассчитаем Rx и Lx:

и .





Скачать 460,75 Kb.
оставить комментарий
страница4/5
Дата29.09.2011
Размер460,75 Kb.
ТипМетодические указания, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы: 1   2   3   4   5
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

наверх