Правила техники безопасности

Содержание

1 Основные положения……………………………………………………..…4

2 Правила техники безопасности……………………………………………..4

3 Описание лабораторного стенда…………………………………………....5

4 Лабораторная работа №1. Поверка средств измерений…………………..8

5 Лабораторная работа №2.

 Исследование измерительного трансформатора…………………………...16

6 Лабораторная работа №3.

 Измерения в однофазной цепи переменного тока………..………………...27

7 Лабораторная работа №4.

 Измерение мощности и энергии в трёхфазных цепях…………….……….38

8 Лабораторная работа №5.

 Исследование нелинейного сопротивления………………......………….…46

Приложения

Приложение А………………...……………………………………..…52

Приложение Б………………………………………………………..…56

     Приложение В…………………………………………………..………58

     Приложение Д…………………………………………...………..……60

Список рекомендуемой литературы…………………………………………65

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

В методических указаниях приведены материалы для проведения лабораторных работ, связанных с изучением методов измерений и способов обработки их результатов. Лабораторные работы выполняются в лаборатории электрических измерений кафедры теоретической и общей электротехники. Объем и содержание лабораторных работ определяются учебными планами и графиками самостоятельной работы.

 

ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

Перед началом работы необходимо ознакомиться со схемой питания лабораторного стенда и с расположением коммутационной аппаратуры на случай необходимости аварийного отключения.

Стенд включают автоматическим выключателем Q1 путем нажатия на верхнюю кнопку "Вкл". При этом кнопка фиксируется в корпусе автомата. Выключение производится нажатием на нижнюю кнопку "Откл".

На стенде имеются выключатели SA5-SA8, предназначенные для включения нагрузки. Для этого соответствующий выключатель следует перевести в положение "Вкл" (вверх).

Монтаж схем производится при выключенном автоматическом выключателе Q1, подающем питание на стенд.

Собранную схему следует включать только после проверки ее преподавателем и получения от него разрешения на выполнение работы.

Все пересоединения проводов следует производить при отключенном стенде. Переключатели можно переводить вразличные режимы, не выключая автоматического выключателя Q1.

Запрещается оставлять без наблюдения стенд, находящийся под напряжением.

В случае поражения электрическим током следует немедленно выключить автомат, подающий напряжение питания. До отключения напряжения запрещается касаться пострадавшего руками, не защищенными каким-либо изолирующим средством.

Студенты должны соблюдать все требования инструкции по технике безопасности при работе в лаборатории электрических измерений.

 

Лабораторная работа №1

Поверка средств измерений

Цель работы

Изучить методику поверки средств измерений и методы обработки и представления результатов.

Порядок выполнения работы

До выполнения измерений следует определиться, какие деления на шкале прибора подлежат поверке. Поверке подлежат деления, имеющие увеличенную длину. Это, как правило, оцифрованные деления шкалы, деления, соответствующие началу и концу диапазона измерений и диапазона показаний. Поверять следует не менее десяти точек, равномерно распределенных по диапазону показаний. Все поверяемые деления до начала проведения поверки, следует занести в первую графу таблицы результатов поверки. Во вторую графу заносятся соответствующие значения измеряемой величины.

4.4.1 Выключите приборы. Установите указатели, поверяемого и образцового приборов механическим корректором на нулевую отметку.

4.4.2 Выполните поверку средств измерений. Для этого устанавливайте последовательно значения измеряемой величины соответственно показаниям, записанным в первую графу таблицы 4.1. и записывайте показания образцового прибора в графы "Отсчеты по образцовому прибору".

 Для повышения точности определения действительного значения измеряемой величины поверку следует производить 6–10 раз при увеличении и при уменьшении показаний приборов. Соответствующие показания образцового прибора заносятся в графы 3–8 таблицы 4.1. Точность отсчетов со шкал приборов должна быть 0,1-0,25 деления. Желательно, чтобы установку значений измеряемой величины и их отсчет производили несколько человек (разные члены учебной бригады). Это позволит уменьшить вероятность грубых субъективных погрешностей.

4.4.3 Выключите установку для проведения поверки. Разбирать экспериментальную установку не следует, так как при выполнении расчетов данных для таблицы результатов поверки может выясниться, что отдельные результаты содержат грубые погрешности и их необходимо будет проверить.

Обработка результатов

4.5.1 Определите среднее арифметическое показаний образцового прибора, занесенных в каждую строку, и запишите в графу 9. Затем, учитывая диапазон показаний образцового прибора, рассчитайте соответствующее действительное значение Iд измеряемой величины и занесите в графу 10.

4.5.2 Вычислите:

 – абсолютную погрешность поверяемого прибора в каждой точке:

= I – I д;

 – относительную  погрешность: δ=( / I д) 100 %;

 – приведенную погрешность: γ=( / I н) 100 %,
где I н - диапазон показаний поверяемого прибора.

Определите, выполняется ли условие КТ > [γ] макс, где КТ-класс точности поверяемого прибора. Если это условие не выполняется, то поверяемый прибор своему классу точности не соответствует и нуждается в ремонте.

4.5.3 По данным измерений и расчетов постройте в одной системе координат кривые абсолютной погрешности и приведенной погрешности γ, в зависимости от показаний I поверяемого прибора. При построении следует учесть, что график представляет собой функцию, определенную только в дискретных точках, поэтому должен изображаться ломаной линией.

4.5.4 Постройте кривую относительно погрешности . Обратите внимание, что абсолютная величина относительной погрешности возрастает в начальной части шкалы прибора.

Протокол поверки

Поверяемый прибор: щитовой амперметр переменного тока типа … заводской № …, класс точности … диапазон показаний …, номинальное число делений ….

Образцовый прибор: переносный амперметр переменного тока типа … заводской № …, класс точности …, диапазон показаний …  , номинальное число делений.

Таблица 4.1 – Результаты поверки

Поверяемый прибор		Отсчеты по образцовому     прибору						Действит. значение		Абс. погр.	Отн. погр.	При-вед. погр.
Показ. У	Ток I							Уд	Iд	I	δ	пр
Дел.	А	Дел. по шкале прибора						Дел.	А	мА	%	%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13

 

Контрольные вопросы

1 Физическая величина, значение и размерность.

2. Прямое, косвенное и совокупное измерения.

3. Методы и принципы измерения.

4. Качественная и количественная характеристики измеряемой величины.

5. Нулевой и дифференциальный методы измерений.

6. Понятие о счете, контроле, измерении.

7. Эталоны, образцовые и рабочие меры.

8. Метрологические характеристики СИ.

9. Нормирование характеристик предназначенных для определения показаний СИ.

10. Нормирование динамических характеристик и характеристик взаимодействия.

11. Нормирование характеристик качества показаний и чувствительности к влияющим факторам.

12. Метрологическая аттестация и класс точности СИ.

13. Основная и дополнительная погрешности.

14. Виды и методы измерений.

15. Методы измерения сравнения с мерой.

16. Вероятностный подход к описанию погрешностей. Законы распределения и их числовые характеристики.

17. Вероятностный подход к описанию погрешностей. Точечные оценки законов распределения.

18. Вероятностный подход к описанию случайных погрешностей. Центр и моменты распределения.

19. Вероятностный подход к описанию погрешностей. Грубые погрешности, критерии исключения грубых погрешностей.

Задачи

1. Измерения выполнялись амперметром класса 0,5 с пределом измерений 2 А, при температуре отличающейся от нормальных условий на
13⁰ С, но не выходящей за область рабочих температур. Определить наибольшую абсолютную погрешность измерений, если дополнительная температурная погрешность не превышает основную на каждые 10⁰ С.

2. Измерительный конденсатор переменной ёмкости 10–500 пФ, класса точности 0,01, используется для воспроизведения ёмкости 246, 2пФ. Определить абсолютную и относительную погрешность.

3. На шестидекадном магазине сопротивлений установлено значение 425,4 Ом. Определить абсолютную и относительную погрешность воспро-изводимой меры при классе точности 0,02 и диапазоне (0,01  9999) Ом.

4. Показания вольтметра класса точности 0,02/0,01 с диапазоном измерений 300 В и числом делений шкалы 150, составляют 80 делений. Определить абсолютную и относительную погрешность измерений.

5. Отсчёт по равномерной шкале прибора с нулевой отметкой и предельным значением 50 А составил 25 А. Пренебрегая другими видами погрешностей, оценить пределы допускаемой абсолютной погрешности этого отсчёта при условии, что класс точности прибора равен: в первом случае – 0,02/0,01; во втором случае – 0,5; в третьем случае – 0,5.

6. Оценить погрешность результата однократного измерения напряжения U = 0,9 В на сопротивлении R = 4 Ом, выполненного вольтметром класса точности 0,5 с верхним пределом измерения U_пр = 1,5 В и внутренним сопротивлением R_v = 1000 Ом. Известно, что дополнительные погрешности показаний вольтметра из–за магнитного поля и температуры не превышают соответственно  допускаемой предельной погрешности.

 7. Показания амперметра 20 А, а его верхний предел измерений
50 А. Показания образцового прибора, включенного последовательно 20,5 А. Определить абсолютную, относительную и приведенную относительную погрешность амперметра. Какого класса точности мог быть этот амперметр? Чему равна поправка к показаниям амперметра?

8. Определить относительную погрешность измерения тока 10 А амперметром с номинальным током 30 А класса точности 1,5. Найти пределы, между которыми заключается истинное значение измеренного тока.

9. Имеется амперметр на номинальный ток 5 А класса точности 0,5 и амперметр на номинальный ток 2 А класса точности 1,0. Каким из этих приборов точнее будет измерен ток 1,5 А?

10. Определить класс точности амперметра на номинальный ток
300 А, необходимый для измерения тока нагрузки 240 А с точностью
до 2%.

11. Определить класс точности амперметра на номинальный ток
500 А, необходимый для измерения мощности активной нагрузки с погрешностью не более 3%, если напряжение сети 220 В измеряется с точностью 2%, а ток нагрузки 220 А.

12. При измерении напряжения на нагрузке сопротивлением 7 Ом вольтметр показал 13,5 В. ЭДС источника 14,2 В, а его внутренне сопротивление 0,1 Ом. Определить абсолютную и относительную погрешности измерения напряжения.

13. Для определения ЭДС генератора к его зажимам присоединили вольтметр сопротивлением 1200 Ом. Внутреннее сопротивление генератора 0,6 Ом. Какая допустимая ошибка, если считать, что показания вольтметра равно ЭДС генератора?

14. Каковы показания вольтметра при измерении напряжения на двух сопротивлениях 2 кОм и 1 кОм, соединенных последовательно, если измерения производились поочерёдно одним и тем же вольтметром с внутренним сопротивлением 2 кОм. Напряжение сети 120 В. Определить абсолютную и относительную погрешности измерения напряжения на сопротивлениях.

15. Падение напряжения в катушке магнитоэлектрического вольтметра 0,45 В; ток при полном отклонении 3 мА.

Определить:

a) добавочное сопротивление и сопротивление катушки прибора, если прибор служит для измерения напряжения до 150 В;

б) потребляемую вольтметром мощность;

в) постоянную вольтметра, если шкала имеет 75 делений.

 

Лабораторная работа №2

Исследование измерительного трансформатора.

Цель работы

 Изучить назначение и область применения измерительных трансформаторов, правила оформления графиков и таблиц, нормирование метрологических характеристик и представление результатов в соответствии с ГОСТ 8.011.

Порядок выполнения работы

Помимо средств измерений установленных на лабораторном стенде, при выполнении работы будут использоваться амперметр PA4 класса точности 0,5 на диапазон 5А и измерительный трансформатор тока (ИТТ) типа И-54 с установленной на нём дополнительной платой. Клеммами Л1 и Л2 ИТТ подключается к цепи, в которой производятся измерения. Вставив конический штырь в гнездо “ – 0 –”, можно отключить ИТТ, не отсоединяя его от цепи. В рабочем состоянии гнездо “ – 0 – ” должно быть свободным. Гнёзда, обозначенные числами 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 50, позволяют получать различные номинальные коэффициенты трансформации ИТТ. Вставляя конический штырь в одно из указанных гнёзд, можно изменять номинальный коэффициент трансформации K_IH от 0,5/5 до 50/5. К клеммам Х9п и Х10п, расположенным на дополнительной плате, следует подключить амперметр РА4.

Сопротивление цепи, подключенной к вторичной обмотке ИТТ, можно изменять с помощью переменного резистора R_и. Величина сопротивления вторичной цепи определяется положением рукоятки движка резистора R_и.

5.4.1 Перепишите все знаки, характеристики и обозначения, нанесённые на шкалы и этикетки вольтметра PV1, амперметра PA3, амперметра PA4, измерительного трансформатора ИТТ и других средств измерений, используемых при проведении лабораторной работы.

Паспортные данные приборов: ________________________________________________________________________________________________________________________________

5.4.2 Проверьте, стоят ли стрелки измерительных приборов на нулевых отметках. При необходимости скорректируйте нулевые положения стрелок механическим корректором.

5.4.3 Подсоедините ИТТ с дополнительной платой в соответствии со схемой проведения измерений. Для этого соедините клеммы Х1 и Х2, Х11 и Л1, Х12 и Л2. К клеммам Х9п и Х10п дополнительной платы подсоедините амперметр РА4.

Движок переменного резистора R_и установите в положение “0”. Установите коэффициент трансформации K_IH 10/5, для чего вставьте конический штырь в гнездо “10” ИТТ.

5.4.4 Установите на стенде переключатель SA19 в положение “ ”, SA20 в положение “ ”, SA1 в положение “АТР”. Переключатели SA5–SA12 следует установить в положение “Выкл” (вниз), переключатели SA13–SA18 в положение “Вкл”, переключатель SA2-SA4 в положение `+`. Движок реостата R1, расположенного на стенде, установите в нижнее положение, при котором его сопротивление минимальное.

5.4.5 Включите автоматический выключатель Q1, в результате чего на стенд будет подано напряжение.

Установите автотрансформатором Т1 максимальные показания амперметра РА3.

Устанавливая реостатом R_и сопротивления 0; 1;... 8 Ом, запишите соответствующие показания амперметров РА3 и РА4 в таблицу 5.1. Точность отсчетов на шкале приборов должна быть 0,1-0,25 деления.

Rи	Ом	1	0	1	2	3	4	5	6	7	8
I1	Дел.	2
	А	3
I2	Дел.	4
	А	5
KI1	––	6
I1	Дел.	7
	А	8

Таблица 5.1 – Экспериментальные данные для построения зависи- мостей K_I = f(R_и) и I₂ = f(R_и)

I2	Дел.	9
	А	10
KI2	__	11
I1	Дел.	12
	А	13
I2	Дел.	14
	А	15
KI3	––	16

 

5.4.6 Установите R_И = 0. Ток I₁ автотрансформатором Т1 следует уменьшить на 0,5 А. Повторите выполнение п. 5.4.5 задания.

5.4.7 Повторите п. 5.4.6 задания.

5.4.8 Выключите стенд. Установите R_И = 0. Установите в трансформаторе тока коэффициент трансформации К1н = 5/5, для чего вставьте штырь переключателя коэффициентов трансформации в гнездо “5”.

5.4.9 Включите стенд. Поверните рукоятку трансформатора Т1 по часовой стрелке до упора, чтобы показания амперметра РА3 были наибольшими. Плавно поворачивая рукоятку трансформатора Т1 против часовой стрелки, устанавливайте показания амперметра РА3 на каждое деление шкалы. Запишите показания РА3 и соответствующие показания РА4 в таблицу 5.2, в таблице будет 20–25 строк. Измерения продолжать, пока показания РА3 не достигнут начала диапазона измерений. Выключите стенд.

Таблица 5.2 – Экспериментальные данные для построения зависимостей I₂ = f(I₁) и K_I = f(I₁)

I1		I2		KI	KIi-

 

Задачи

1. Амперметр сопротивлением 0,01 Ом и вольтметр сопротивлением 25 Ом применяются в схеме для измерения сопротивления якоря электродвигателя. Составить схему измерения методом амперметра и вольтметра, а также определить приближённое и точное значения сопротивления и относительную погрешность, допускаемую при определении сопротивления по закону Ома, если значения тока и напряжения, полученные в результате измерений, 3,5 А и I, 25 В.

2. Определить относительную погрешность измерения сопротивления последовательной обмотки возбуждения электродвигателя, если ток равен I, 1 А, напряжение 33 мВ, сопротивление амперметра 0,1 Ом, милливольтметра 10 Ом. Составьте схему измерения.

3. Для измерения сопротивления равного 200 Ом используется амперметр сопротивлением 10 кОм. Какая из двух схем измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра даёт меньшую погрешность измерения?

4. При измерении сопротивления обмотки якоря методом амперметра и вольтметра применяемые приборы имели следующие показания: амперметр сопротивлением 0,1 Ом с пределом измерения 0,75 А – 80 делений; вольтметр с пределом измерения 7,5 В и сопротивлением 2,5 кОм – 100 делений. Шкалы обоих приборов имеют 150 делений. Составить схему измерения и определить сопротивления якоря.

5. Измерительный трансформатор тока имеет обмотки с числом витков первичной 4 и вторичной 100. Определить показания амперметра на
5 А, присоединённого ко вторичной обмотке, если ток потребителя 100 А. На какой ток рассчитан трансформатор тока и его коэффициент трансформации? Составить схему соединения трансформатора тока и амперметра.

6. Измерительный трансформатор напряжения имеет обмотки с числом витков первичной 10000 и вторичной 200. Ко вторичной обмотке присоединён вольтметр на номинальное напряжение 100 В. Определить коэффициент трансформации и предел измерения напряжения сети. Составить схему соединения приборов.

7. К трансформатору 200/5 присоединены амперметр на 10 А. Каковы показания прибора при номинальном токе, протекающем через трансформатор тока? Определить коэффициент, на который нужно умножить показания амперметра, наибольшую возможную относительную погрешность измерения на первичной стороне, если класс точности приборов 1,0.

8. Вольтметр на 100 В со шкалой 0–500 присоединен к сети через трансформатор напряжения 6000/100. Найти напряжение сети, если стрелка вольтметра остановилась на делении 350. Определить возможную наибольшую относительную погрешность при измерении приборами класса точности 0,5. Составить схему включения.

9. Вольтметр на 150 В подключен к трансформатору напряжения 600/100. Определить наибольшую возможную абсолютную погрешность изменения напряжения на первичной стороне, если класс точности прибора 1,5, трансформатора 1,0. Составить схему включения приборов.

10. Амперметр на 7,5 А подключен к трансформатору тока 600/5. Определить наибольшую относительную погрешность, если класс точности всех приборов 1,0.

11. Амперметр на 5 А со шкалой 0–500 подключен к трансформатору тока 600/5. Какой ток протекает в цепи, если амперметр показывает 300 А? Определить наибольшую возможную погрешность измерения, если класс точности приборов 1,0. Составить схему включения.

12. Амперметр, предназначенный для включения с трансформатором тока 200/5 и градуированный на 200 А, включен в линию с трансформатором тока 500/5 А. Определить показания амперметра, если ток в линии 475А.

13. В сеть однофазного тока через трансформатор тока 500/5 и напряжения 6000/100 включены амперметр, вольтметр и ваттметр. Начертить схему и определить первичный ток, напряжение, мощность и коэффициенты мощности, если вторичный ток равен 4 А, напряжение 100 В, и мощность 350 Вт.

Лабораторная работа №3

Измерения в однофазной цепи переменного тока

Цель работы

Изучить назначение, область применения и конструкцию приборов применяемых для измерения тока, напряжения, мощности и энергии в цепях переменного тока, а также методы расчёта погрешностей результатов измерений.

Порядок выполнения работы

6.4.1 Перепишите все значки, характеристики и обозначения, нанесённые на шкалы и этикетки средств измерения, которые будут использованы при выполнении лабораторной работы.

6.4.2 Проверьте, стоят ли стрелки используемых в работе средств измерений на нулевых отметках. При необходимости скорректируйте нулевые положения стрелок механическим корректором.

6.4.3 Подготовьте установку к выполнению работы. Соедините между собой клеммы Х1 и Х2. Соедините клеммы Х4 и Х2, Х3 и Х14. Переключатель SA1 установите в положение “АТР”, SA19 в положение “ ”,

SA20 в положение “ ”. Переключатели SA5–SA12 выключите, SA13–SA16 включите. При отсутствии дополнительных указаний со стороны преподавателя переключатели SA17 и SA18 следует выключить. Клеммы ваттметра PW7 подсоедините к клеммам стенда следующим образом: клемму “ I ” к Х11, “ 5A ” к Х12, “ U ” к Х4, “ 150 В” к Х3.

6.4.4 Включите автоматический выключатель Q1, в результате чего на стенд будет подано напряжение.

6.4.5 Плавно вращая рукоятку автотрансформатора Т1, установите напряжение по показаниям вольтметра PV1, равное 50, 60, 70 и т. д. Показания вольтметра, амперметра и ваттметров занесите в строки 1–5 таблицы. Точность отсчетов со шкалы приборов должна быть не хуже 0,2 деления. Показания ваттметров следует записывать в ваттах. При напряжениях 100–110 В необходимо будет переключателем SA19 изменить схему включения нагрузки с “ ” на “  ”.

6.4.6 При напряжениях 100, 150 и 200 В определите скорость вращения счетчиков. Для этого в соответствующие строки таблицы следует записать число оборотов N, которые они сделают за t секунд. Величина N должна быть не менее 3, t не менее 60с.

В  0,2 0,8 0,13 0,84      0,53 0,47 0,36 0,64

Полученные в последнем столбце Р_расч. и  (в таблице, приведенной для примера, Р_расч. = 198,7; = 3,0) следует занести в 36 и 37 строки таблицы. Затем необходимо рассчитать  и занести в 38
строку.

6.5.10 Рассчитайте абсолютные погрешности измерения мощности каждым из средств измерений (разность между результатом измерения мощности и Р_расч) и запишите в последующие 5 строк таблицы. Значения абсолютных погрешностей могут быть как положительными, так и отрицательными.

Материалы отчета

После заполнения таблицы результатов наблюдений и расчетов постройте графики абсолютных погрешностей ваттметров и счетчиков. Аргументом на графиках должно быть расчетное значение активной мощности Р_расч. Оцените внешний вид графиков. Какие из средств измерений соответствуют классу точности, какие нет? Приведите графическую часть пункта 6.5.8; сделайте вывод.

 

Контрольные вопросы

1. Устройство, принцип действия, область применения и погрешности приборов электромагнитной системы.

2. Устройство, принцип действия, область применения и погрешности приборов магнитоэлектрической системы.

3. Устройство, принцип действия, область применения и погрешности приборов электродинамической системы.

4. Устройство, принцип действия, область применения и погрешности приборов ферродинамической системы.

5. Устройство, принцип действия, область применения и погрешности приборов электростатической системы.

6. Сравнительный анализ амперметров электромагнитной и магнитоэлектрической системы.

7. Сравнительный анализ вольтметров электромагнитной и магнитоэлектрической системы.

8. Устройство, принцип действия, область применения и погрешности счетчиков энергии индукционного типа.

9. Сравнительный анализ ваттметров электродинамической и ферродинамической системы.

10. Сравнительный анализ вольтметров электростатической и электромагнитной системы.

11. Амперметры и вольтметры ферродинамической системы.

12. Измерение сопротивлений одинарными мостами постоянного тока, погрешности, чувствительность, сходимость.

13. Измерение ёмкости и угла потерь одинарными мостами переменного тока, погрешности, чувствительность, сходимость.

14. Измерение индуктивности и добротности одинарными мостами переменного тока, погрешности, чувствительность, сходимость.

15. Компенсаторы постоянного тока, устройство и область применения.

16. Уравновешенные и неуравновешенные мосты, чувствительность, сходимость, класс точности.

 

Задачи

1. Падение напряжения в катушке магнитоэлектрического вольтметра 0,45 В; ток при полном отклонении 3 мА. Определить:

 а) добавочное сопротивление и сопротивление катушки прибора, прибор служит для измерения напряжения до 150 В;

      б) потребляемую вольтметром мощность;

     в) чувствительность и постоянную вольтметра, если шкала имеет 75 делений.

2. Электродинамический ваттметр имеет следующие данные: пределы измерения по току 5 А и 10 А, по напряжению 30 В. Сопротивление параллельной цепи 1000 Ом, число делений шкалы прибора 100. Как расширить пределы измерения по напряжению до 75 и 300 Вт. Определить постоянные ваттметра для этих пределов измерения. Найти активную мощность трёхфазной симметричной цепи и коэффициент мощности, если стрелка ваттметра отклонилась на 80 делений. Напряжение сети 220 В, линейный ток 8 А.

3. По схеме амперметра и вольтметра измеряется сопротивление нагрузки. За измеренное значение принимается сопротивление, найденное по закону Ома. Определить, какая из схем дает большую погрешность, если ток равен 5 А, напряжение 120 В, сопротивление амперметра 0,01 Ом. Сопротивление вольтметра 5 кОм.

4. Определить наименьшую относительную погрешность при измерении сопротивления с помощью вольтметра и амперметра, если приборы показывают 15 В и 12,5 А. Вольтметр на номинальное напряжение 30 В класса точности 2,5 сопротивлением 2,5 кОм, амперметр на номинальный ток 15 А, класса точности 1,5 сопротивлением 0,2 Ом. Составить схему измерения. (Погрешность приборов учитывать).

5. Вольтметр сопротивлением 12 кОм с помощью переключателя сначала подключается к зажимам сети, а затем к той же сети, но последовательно с неизвестным сопротивлением.

Определить искомое сопротивление, если первое показание вольтметра 120 В, а второе 30 В. Составить систему измерения.

6. Сопротивление измерено вольтметром, номинальное напряжение которого 300 В, сопротивление 3000 Ом, шкала 150 делений. Отклонение вольтметра:

а) при непосредственном включении в линию – 110 делений;

б) при включении с последовательно соединенным измеряемым сопротивлением – 25 делений. Определить измеряемое сопротивление.

7. С помощью вольтметра со шкалой на 150 В при токе 30 мА необходимо измерить сопротивление.

Определить, чему оно равно, если при подключении вольтметра последовательно с искомым сопротивлением в сеть с напряжением 120 В показание вольтметра 100 В.

8. На счетчике написано: “4000 оборотов якоря = 1 кВт*ч”. Определить потребляемую мощность, если диск счетчика сделал за 30 секунд 10 оборотов.

9. При поверке счетчика постоянного тока поддерживалось неизменным напряжение 120 В, ток 7 А. В течении трёх интервалов времени, длительностью 5 минут каждый, были измерены числа оборотов счетчики, которые оказывались равными 175, 176, 174.

Чему равна постоянная счетчика?

10. На щитке счетчика написано: “120 В, 5 А, 1 кВт * ч соответствует 5000 оборотов диска”.

Определить абсолютную и относительную погрешности, если при поверке счетчика на активной нагрузке при неизменном напряжении 120 В и точке 4 А его диск сделал 42 оборота за 1 минуту.

11. На однофазном счетчике написано: “1 кВт*ч = 2500 оборотов диска”. Определить относительную погрешность измерения энергии, если при поверке счетчика под активной нагрузкой при напряжении 120 В и токе 5 А диск сделал 24 оборота за 1 минуту.

12. Согласно паспорту электрического счетчика однофазного тока его якорь делает 2500 оборотов на каждый киловатт-час израсходованной энергии. При некоторой индуктивной нагрузке якорь счетчика сделал 125 оборотов в течении 10 минут. Определить коэффициент мощности нагрузки, если напряжение сети 127 В, а ток 3 А.

13. Для поверки однофазного счетчика активной энергии типа СО на ток 5 А и напряжением 127 В, для которого 1 кВт*ч равняется 2500 оборотам диска, воспользовались электродинамическим ваттметром со шкалой 150 делений, номинальное напряжение 150 В, ток 5 А.

Отклонение ваттметра составляло 92 деления. За 3 минуты счетчик сделал 60 оборотов. Определить погрешность счетчика.

14. Параллельно некоторой нагрузке индуктивного характера включили активную нагрузку. Измерили ток общий и в каждой из нагрузок. Токи оказались равны: общий ток 5 А, токи в индуктивной и активной нагрузках по 3 А. Определить коэффициенты мощности индуктивной нагрузки. Построить векторную диаграмму.

 

Лабораторная работа №4

Цель работы

В результате выполнения лабораторной работы студент должен знать: методы измерения мощности и энергии трехфазных цепей переменного тока; источники погрешностей при измерении мощности и энергии; схемы включения однофазных приборов при измерении мощности и энергии трехфазных цепей переменного тока.

В результате выполнения работы студент должен уметь: измерять мощность и энергию трехфазных цепей с помощью однофазных и трехфазных ваттметров и счетчиков; выявлять и уметь учитывать погрешности при измерении мощности и энергии.

Подготовка к лабораторной работе

7.2.1 При подготовке к лабораторной работе необходимо изучить теоретический материал, касающийся принципов работы, конструкций, применений и источников погрешностей трехфазных ваттметров и счетчиков; схемы подключения однофазных приборов для измерения мощности и энергии трехфазных цепей [1] С. 400 – 411, [9] С. 118 – 142.

7.2.2 Привести в отчете схемы измерения мощности трехфазных цепей однофазными ваттметрами, представленные на рисунке 7.1.

 

 

 

 

Рисунок 7.1 – Схемы измерения мощности трёхфазных цепей однофазными ваттметрами

7.2.3 Подготовить таблицу 7.1 для занесения результатов наблюдений и расчетов.

Таблица 7.1 – Экспериментальные и расчетные данные

N	Характер нагрузки		3 3 3	3+С 3+С 3+С	С С С	3 2 4	3+С 2+С 4+С
	Вел.	Разм.
1	2	3	4 5 6	7 8 9	10 11 12	13 14 15	16 17 18

 

В таблице будет заполнено до 60 строк с результатами наблюдений и расчетов. Содержание строк таблицы будет пояснено далее, при описании порядка выполнения работы и обработки результатов.

7.2.4 В лабораторной работе используются только средства измерений, установленные на лабораторном стенде и описанные в разделе 3.

7.2.5 Перепишите все значки, характеристики и обозначения, нанесенные на шкалы и этикетки ваттметров, счетчиков, амперметров и вольтметров, установленных на стенде.

7.2.6 Проверьте, стоят ли стрелки указанных в п. 7.2.5 средств измерений на нулевых, отметках. При необходимости скорректируйте нулевые положения стрелок механическим корректором.