Департамент внутренней и кадровой политики белгородской области

ДЕПАРТАМЕНТ ВНУТРЕННЕй И КАДРОВОЙ ПОЛИТИКИ БЕЛГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Областное государственное автономное

профессиональноЕ образовательное учреждение
«Губкинский ГОРНО-политехнический КОЛЛЕДЖ»

 

Методические указания по выполнению
практических занятий

по дисциплине «Электротехника»

 

по специальности среднего профессионального образования
13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям).

Квалификация: Техник

 

 

Разработал: преподаватель   Марченко И.В.

 

Рассмотрено и одобрено ПЦК в сфере Электроэнергетики и машиностроения

«___» ____________ 20____ год    Протокол №__________

 

Председатель комиссии ______________  /И.В.Марченко/

 

2019 год

Содержание

	стр
Пояснительная записка	3
Практическое занятие № 1 Определение эквивалентного сопротивления электрической цепи	4
Практическое занятие № 2 Решение задач расчёта сложных электрических цепей	5
Практическое занятие №3 Расчет ёмкости конденсаторов и конденсаторных батарей	8
Практическое занятие №4 Расчёт магнитных цепей	12
Практическое занятие №5 Расчёт цепи переменного тока	16
Практическое занятие №6 Расчёт трёхфазной цепи переменного тока	18
Практическое занятие №7. Расчет погрешностей при измерениях электрических величин	20
Практическое занятие №8. Изучение системы обозначений измерительных приборов и принципа действия их измерительных механизмов	24
Практическое занятие № 9. Мультиметр. Измерения мультиметром	29
Практическое занятие № 10. Измерение неэлектрических величин	31
Литература	38

Пояснительная записка

Практические занятия – это одна из наиболее целесообразных форм работы

обучающихся на аудиторных занятиях. Они призваны обобщить, расширить, углубить теоретические знания и отработать навыки, полученные в ходе теоретического обучения.

Практические занятия позволяют привить учащимся навыки выполнения расчёта параметров электрических цепей, чтения, анализа и монтажа электрических схем, умения оценивать ситуацию во время работы, развивают самостоятельность и уверенность в себе.

Методические рекомендации разработаны на основании рабочей программы дисциплины «Электротехника» для обучающихся 2 курса по специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям), входящих в цикл общепрофессиональных дисциплин. 

Данные методические рекомендации в соответствии с программой предусматривают реализацию различных типов практических занятий.

Задания составлены в соответствии с разделами  и темами рабочей программы дисциплины «Электротехника». Для каждого практического занятия обозначены его тема и цель. В конце занятия представлены контрольные вопросы.

Представленная методическая разработка практических занятий направлена на формирование ключевых компетенций обучающихся.

Практическое занятие № 1 Определение эквивалентного сопротивления электрической цепи.

Цель: научиться рассчитывать эквивалентного сопротивление электрической цепи при различных способах соединения электроприёмников.

Цель:

научиться применять различные методы для расчёта сложных электрических цепей постоянного тока

Пример решения.

Конденсатор переменной емкости состоит из пластин, выполненных в виде полуокружностей, расположенных на одной оси. Определить зависимость емкости конденсатора от угла поворота подвижной пластины, если расстояние между пластинами 1 мм, а радиус полуокружности 35 мм. Найти относительное изменение емкости на градус угла поворота.

Рис. 1.2 Поворотный переменный конденсатор

Решение. В условии описано устройство переменного конденcaтоpa, который применяется, например, при настройке контуров на определенную частоту. Для решения необходимо воспользоваться формулой для нахождения площади сектора   

где n - центральный угол дуги сектора. В данном случае n = 180°- α.

Следовательно,  емкость конденсатора

Окончательно относительное изменение емкости равно

Ход работы

Задача 1. Заряд величиной 0,1Кл помещён в однородное электрическое поле, которое действует на него с силой в 2,5Н. Какова напряжённость однородного электрического поля?

Задача 2. Конденсатор имеет 2 пластины. Площадь каждой пластины составляет 12см ². Между пластинами помещён диэлектрик – слюда толщиной 0,01см. Вычислите ёмкость этого конденсатора.

Задача 3.

Определите общую ёмкость соединения конденсаторов, соединённых по приведённой схеме. Ёмкость  каждого из них 3мкФ.

Задача 4.

Как изменится ёмкость батареи одинаковых конденсаторов при замыкании ключа К?

Задача 5. Чему равна емкость плоского конденсатора с круглыми пластинами Ø10 мм, если расстояние между пластинами 0,01 мм, а относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика ε = 2,4? Из какого материала выполнен диэлектрик?

Задача 6. Определить энергию электрического поля конденсатора емкостью 10 мкФ при напряжении на пластинах 220 В. Какую работу необходимо совершить источнику напряжения, чтобы перезарядить конденсатор до такого же напряжения, но противоположного знака?

Задача 7. Как изменится емкость плоского конденсатора: а) при увеличении площади пластин в 3 раза; б) при уменьшении расстояния между пластинами в 4 раза; в) при одновременном уменьшении площади в 2 раза и расстояния в 3 раза?

 

Контрольные вопросы.

1. Что понимают под емкостью элемента?
2. Опишите устройство простейшего плоского конденсатора.
3. Чем определяются свойства конденсатора?
4. От чего зависит ёмкость конденсатора?
5. Как нужно соединить конденсаторы, чтобы ёмкость батареи: увеличилась? уменьшилась?

Практическое занятие №4 Расчёт магнитных цепей

Цель Научиться рассчитывать параметры магнитных цепей; пользоваться справочными данными

Ход работы

Задача 1.

Освещение здания питается от четырехпроводной трехфазной сети с линейным напряжением U_Л = 380 В. Первый этаж питается от фазы "А" и потребляет мощность 1760 Вт, второй – от фазы "В" и потребляет мощность 2200 Вт, третий – от фазы "С", его мощность 2640 Вт. Составить электрическую схему цепи, рассчитать токи, потребляемые каждой фазой, и ток в нейтральном проводе, вычислить активную мощность всей нагрузки. Построить векторную диаграмму.

Лампы освещения соединяются по схеме звезда с нейтральным проводом.

Решение 

Расчет фазных напряжений и токов. При соединении звездой U_Л = √3 U_Ф, отсюда U_Ф = U_Л / √3 = 380 / √3 = 220 В. Осветительная нагрузка имеет коэффициент мощности cos φ = 1, поэтому P_Ф = U_Ф · I_Ф и фазные токи будут равны:

I_А = P_А / U_Ф = 1760 / 220 = 8 А; I_B = P_B / U_Ф = 2200 / 220 = 10 А; I_C = P_C / U_Ф = 2640 / 220 = 12 А.

Построение векторной диаграммы и определение тока в нейтральном проводе.

Построение векторной диаграммы начинаем с равностороннего треугольника линейных напряжений Ú_AB, Ú_BC, Ú_CA, и симметричной звезды фазных напряжений Ú_a, Ú_b, Ú_c. При таком построении напряжение между любыми точками схемы можно найти как вектор, соединяющий соответствующие точки диаграммы, поэтому диаграмму называют топографической.

Токи фаз Í_A, Í_B, Í_C связаны каждый со своим напряжением; в нашем случае по условию φ = 0, и токи совпадают по фазе с напряжениями. Ток в нейтральном проводе Í_N = Í_A + Í_B + Í_C. По построению (в масштабе) по величине Í_N = 2,5 А.

Вычисление активной мощности в цепи.

Активная мощность цепи равна сумме мощностей ее фаз:

P = P_A + P_B + P_C = 1760 + 2200 + 2640 = 6600 Вт.

Задача 2. В трехфазную сеть с U_Л = 380 В включен соединенный треугольником трехфазный асинхронный двигатель мощностью P = 5 кВт, КПД двигателя равен η_Н = 90%, коэффициент мощности cos φ_Н = 0,8. Определить фазные и линейные токи двигателя, параметры его схемы замещения R_Ф, X_Ф, построить векторную диаграмму. Включить ваттметры для измерения активной мощности и найти их показания.

Задача 3. 

К источнику с U_Л = 220 В подключена соединенная треугольником осветительная сеть. Распределение нагрузки по фазам: P_AB = 2200 Вт, P_BC = 3300 Вт, P_CA = 4400 Вт. Вычислить активную мощность, потребляемую схемой из сети, фазные и линейные токи приемников.

Контрольные вопросы

1. Как исключить несимметрию напряжений на фа­зах нагрузки при соединении фаз приемника
2. несимметричной трехфазной цепи звездой?

3. Может ли ток в нейтральном проводе четырёхпроводной сети быть равным нулю?

4. Как изменится режим работы цепи, если в одну из фаз вместо освещения включить двигатель?

5. Как изменятся токи в схеме задачи 3 при обрыве линейного провода "A"?

6. Можно ли двигатель задачи 2 включать в сеть с U_Л = 660 В?

7. Как изменится режим работы цепи при обрыве нейтрального провода?

 

Задание 1

Для измерения сопротивления косвенным методом использовались два прибора: амперметр и вольтметр магнитоэлектрической системы.

Измерение сопротивления производились при температуре t = 10^o C приборами группы А, Б, или В. Данные приборов и температура окружающего воздуха, при которой производилось измерение:

Предел измерения U_н = 300 В

Ток полного отклонения стрелки прибора при U_н – I_полн = 7,5 мА

класс точности g_д = 0,5 %

Показание вольтметра U = 260 В

Предел измерения I_н = 0,3 А

Падение напряжения на зажимах прибора при I_н – U_приб = 27 мВ

класс точности g_д = 1,0 %

Показание вольтметра I = 0,18 А

Группа приборов Б

температура t = 10^oC

При решении задания необходимо:

1. Определить величину сопротивления r’_x по показаниям приборов и начертить схему.

2. Определить величину сопротивления r_x с учетом схемы включения приборов.

3. Определить наибольшие возможные (относительную g_r и абсолютную D_r) погрешности результата измерения сопротивления.

4. Вычислить в каких пределах находятся действительные значения измеряемого сопротивления.

Пример решения

1. Величина сопротивления r’_x определяется по формуле r_x' = U / I = 260 / 0,18 = 1444,4 Ом

Поскольку выбор схемы зависит от соотношений r_x' / r_a и r_v / r_x', то, соответственно

r_а = U_приб / I_н = 0,027 / 0,3 = 0,09 Ом – собственное сопротивление амперметра

r_v = U_н / I_полн = 300 / 0,0075 = 40000 Ом = 40 кОм – собственное сопротивление вольтметра

r_x' / r_a = 1444,4 / 0,09 = 16049

r_v / r_x' = 40000 / 1444,4 = 27,69

Поскольку rx' / ra rv / rx', соответственно необходима схема, в которой собственное сопротивление вольтметра не влияет на точность измерений.

.

Рис. 7.1 Схема измерительной цепи

2. С учетом схемы рассчитывается сопротивление r_x в данном случае расчетная формула имеет вид

отсюда

Ом

3. Основная погрешность прибора определяется по формуле

,

где

g_д – класс точности прибора

Х_н – предел измерения прибора

Х – показания прибора

дополнительная погрешность измерения, вызванная отклонением температуры от нормальной t_н = 20^о С определяется по формуле

здесь D_п – дополнительная погрешность прибора в зависимости от класса точности, взята из таблицы № 6 методического пособия.

Общая погрешность будет равна алгебраической сумме основной и дополнительной погрешностей прибора

расчет общей погрешности для вольтметра

расчет общей погрешности для амперметра

относительная погрешность gr при косвенных измерениях определяется по формуле

абсолютная погрешность D_r определяется из соотношения

.

Отсюда

Ом

4. Действительные значения измеряемого сопротивления r лежат в пределах

r = r_x ± D_r = 1498,47 ± 51,4 Ом 

Задание 2

Для измерения сопротивления косвенным методом использовались два прибора: амперметр и вольтметр магнитоэлектрической системы.

Измерение сопротивления производились при температуре t = -15^oC приборами группы А, Б, или В. Данные приборов и температура окружающего воздуха, при которой производилось измерение:

Предел измерения U_н = 500 В

Ток полного отклонения стрелки прибора при U_н – I_полн = 10А

класс точности g_д = 0,5 %

Показание вольтметра U = 430 В

Предел измерения I_н = 4 А

Падение напряжения на зажимах прибора при I_н – U_пр = 49 мВ

класс точности g_д = 1,0 %

Показание амперметра I = 0,27 А

Группа приборов Б

температура t = 10^o C

Определите:

1. величину сопротивления r’x по показаниям приборов и начертить схему.

2. величину сопротивления r_x с учетом схемы включения приборов.

3. наибольшие возможные (относительную g_r и абсолютную D_r) погрешности результата измерения сопротивления.

4. Вычислите пределы действительных значений измеряемого сопротивления.

 

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятию «измерение».

2. Что называется погрешностью?

3. Назовите основные погрешности приборов.

4. Опишите основные способы уменьшения систематической погрешности.

5. Назовите основные характеристики погрешности измерения.

6. Как определить действительную относительную погрешности измерения?

7. Как связаны точность и действительная относительная погрешность измерения?

8. Перечислите и приведите примеры методов измерения электрических величин.

 

Практическое занятие №8. Изучение системы обозначений измерительных приборов и принципа действия их измерительных механизмов

Цель: изучить устройство, принцип работы электроизмерительных приборов, научиться использовать имеющиеся электроизмерительные приборы для получения правильных результатов при измерении параметров электрической цепи.

Краткие теоретические сведения

Измерение — это определение истинного значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Приборы, используемые для измерения электрических величин (тока, напряжения, мощности, сопротивления, емкости и т.д.), называются электроизмерительными приборами.

Основными показателями электроизмерительных приборов  являются:

номинальная величина А_ном — наибольшая величина, которая мо­жет быть измерена прибором. Например, номинальная величина ваттметра Р_ном = U_ном*I_ном. Для многопредельных приборов номи­нальная величина определяется положением переключателя диа­пазонов на приборе;

постоянная прибора (цена деления) С — значение измеряемой величины, вызывающее отклонение показывающего устройства на одно деление шкалы.

, где п — число делений шкалы;

погрешности измерения.

Абсолютная погрешность — это разность между измеряемым А_и  и действительным A_д значе­ниями контролируемой величины: ΔА = А_изм – А_д.

Относительная погрешность — это отношение абсолютной по­грешности к действительному значению контролируемой величи­ны, выраженное в процентах:

γ_отн = (ΔА/А_д)_*100%.

Приведенная погрешность — это отношение абсолютной по­грешности к номинальной величине прибора:

γ_пр = (ΔА/А_ном)100%.

 

Приведенная погрешность в процентах определяет класс точ­ности прибора. Например, γ_пр = ±1% соответствует первому клас­су точности. По степени точности электромеханические измери­тельные приборы делятся на девять классов: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Класс точности прибора указывается на его шкале.

Точность измерения оценивается относительной погрешно­стью. Относительная погрешность тем мень­ше, чем ближе действительное значение измеряемой величины А_д к номинальной величине А_ном. Поэтому для повышения точ­ности измерений рекомендуется пользоваться второй полови­ной шкалы.

Классификация электроизмерительных приборов. Значительная часть электроизмерительных приборов принадлежит к электро­механической группе. Общим для них является то, что электро­магнитная энергия, подводимая к прибору от измеряемой цепи, преобразуется в механическую энергию перемещения подвиж­ной части.

По способу преобразования энергии, т.е. по способу создания вра­щающего момента, измерительные механизмы приборов делятся на ряд систем (рис. 2)  

По роду тока подразделяют приборы: постоянного тока (–); переменного тока (~); постоянного и переменного тока (); трех­фазного тока ().

Измерительные механизмы магнитоэлектрической системы.

Магнитоэлектрические механизмы конструктивно могут быть выполнены с неподвижным магнитом и подвижной рамкой или с подвижным магнитом и неподвижной рамкой. Более широкое применение находят механизмы с неподвижным магнитом.

Рис. 8.1. Устройство магнитоэлектрического измерительного механизма с неподвижным магнитом.

Магнитная цепь измерительного механизма состоит из постоянного магнита 1 с полюсными наконечниками 2 и неподвижного стального сердечника 3. Полюсные наконечники имеют цилиндрическую расточку и выполнены, так же как и сердечник, из магнитомягкой стали. В воздушном зазоре между полюсными наконечниками и сердечниками образуется равномерное радиальное магнитное поле. В этом поле может свободно поворачиваться легкая алюминиевая рамка 4, на которой намотана обмотка из тонкого медного или алюминиевого изолированного провода.

Рамка установлена на полуосях 6 и имеет прямоугольную форму. Пружины 5 создают противодействующий момент и одновременно служат для подвода тока к обмотке. На одной из полуосей закреплена указательная стрелка 8 с противовесами 7.

Измерительные механизмы электромагнитной системы. Существует две основные разновидности измерительный механизмов электромагнитной системы: с плоской катушкой и с круглой катушкой.

Рис. 8.2. Устройство измерительного механизма с плоской катушкой.

Неподвижная катушка 1 имеет воздушный зазор в виде узкой щели. Подвижный плоский сердечник 2 эксцентрично закреплен на оси 3. При протекании тока по катушке образуется магнитное поле и сердечник втягивается в щель. Таким образом создается вращающий момент, ось поворачивается вместе с указательной стрелкой, пружина 4 закручивается, в результате чего возникает противодействующий момент.

Успокоители в электромагнитных механизмах применяют воздушные или магнитоиндукционные.

Этот механизм имеет две катушки, соединенные между собой последовательно, и два сердечника, укрепленные на одной оси. Вращающие моменты, действующие на ось при втягивании сердечников, направлены в одну сторону. Таким образом, подвижная часть поворачивается под действием суммы двух моментов. Направления обмоток выбраны так, что магнитные потоки катушек Ф1 и Ф2 (рис. 3, б) направлены встречно.

Астатические измерительные механизмы. Практически исключить влияние внешних магнитных полей удается в астатических измерительных механизмах. При появлении внешнего магнитного поля с потоком Фвнеш поле одной катушки усиливается, другой - ослабляется. Тогда один вращающий момент увеличивается, другой - ослабляется. Сумма вращающих моментов, действующих на подвижную часть прибора, остается неизменной.

Измерительные механизмы электродинамической и ферродинамической систем.

 Он состоит из неподвижной катушки А, внутри которой может поворачиваться подвижная катушка Б. Неподвижная катушка, состоящая обычно из двух секций, наматывается толстым медным проводом и имеет малое количество витков.

Рис. 8.4. Устройство измерительного механизма электродинамической системы (а) и схема, поясняющая принцип его действия (б)

Подвижная катушка имеет большое количество витков проводам малого сечения. На оси 1 помимо подвижной катушки укреплены спиральные пружины 2, указательная стрелка 4 и крыло воздушного успокоителя 3. Магнитоиндукционные успокоители в электродинамических приборах применяются редко. Ток к подвижной катушке подводится через спиральные пружины (или растяжки), которые одновременно служат для создания противодействующего момента.

При прохождении измеряемого тока по катушкам в результате взаимодействия магнитного поля подвижной катушки с магнитным полем тока неподвижной катушки создается вращающий момент (рис. 4, б). Подвижная катушка стремится занять положение, когда магнитные поля катушек совпадают. На постоянном токе принципы действия электродинамического и магнитоэлектрического механизмов аналогичны. Только в электродинамическом приборе магнитное поле создается не постоянным магнитом, а током неподвижной катушки.

Рис. 8.5. Устройство ферродинамического измерительного механизма

Ферродинамические измерительные механизмы отличаются от электродинамических наличием магнитопровода внутри не подвижной катушки 1 и подвижной катушки 2. Это позволяет получить сильное магнитное поле в воздушном зазоре и большой вращающий момент. Увеличение вращающего момента повышает чувствительность приборов и дает возможность повысить их прочность.

Внешние магнитные поля на показание ферродинамических приборов влияют очень мало.

Измерительные механизмы электростатической системы.

Принцип действия электростатических измерительных механизмов основан на взаимодействии электрически заряженных пластин. Между неподвижными пластинами 1 может перемещаться подвижная пластина 2, укрепленная на оси 3.

Рис. 8.6. Устройство электростатического измерительного механизма

При подключении к прибору напряжения подвижная и неподвижные пластины получают противоположные заряды и между ними возникает электрическое поле. В результате подвижная пластина втягивается в зазор между неподвижными, создавая вращающий момент, под действием которого перемещается укрепленная на оси указательная стрелка. Противодействующий момент создается спиральной пружиной 4.

Для повышения чувствительности приборов увеличивают количество подвижных и неподвижных пластин. Успокоители в электростатических приборах применяются магнитоиндукционные или воздушные.

Измерительные механизмы индукционной системы могут работать только на переменном токе. Основными его элементами являются два неподвижных электромагнита 1 и 2, а также алюминиевый диск 4, который закреплен на оси 3 и может свободно вращаться.

По обмоткам электромагнитов текут переменные токи I1 и I2, сдвинутые по фазе на угол ф. Эти токи создают два магнитных потока Ф1 и Ф2, сдвинутые по фазе на тот же угол.

Обязательным условием работы индукционного измерительного механизма является сдвиг по фазе между потоками Ф1 и Ф2.

Рис. 8.7. Устройство индукционного измерительного механизма.

Магнитные потоки, пронизывая диск, наводят в нем э.д.с., под действием которых текут вихревые токи. Поток Ф1 вызывает появление тока I1д, поток Ф2 - тока I2д (направления всех токов и магнитных потоков даны для определенного момента времени). В результате взаимодействия потока Ф1 с током I2д и потока Ф2 с током I1д появляются вращающие моменты.

Измерительные механизмы вибрационной системы (язычковые) являются разновидностью электромагнитной системы. Наибольшей будет амплитуда колебаний этого язычка, у которого частота собственных колебаний совпадает с частотой вынужденных. На рис. 8, б, показан вид шкалы, когда измеряемая частота равна 49 Гц.

Особенности приборов.

Для приборов магнитоэлектрической системы характерна высокая точность. Они являются наиболее точными, по сравнению с приборами непосредственной оценки других систем и изготавливаются вплоть до класса точности 0,1.

Большим достоинством магнитоэлектрических приборов является равномерность шкалы, высокая чувствительность и малая мощность потерь.

Основным недостатком приборов магнитоэлектрической системы является невозможность их применения без специальных преобразователей в цепях переменного тока. Кроме того, она отличаются относительно сложной конструкцией.

Приборы магнитоэлектрической системы используются, главным образом, в качестве гальванометров, амперметров, вольтметров и омметров.

Приборы электромагнитной системы можно использовать в цепях переменного тока. Точность их меньше, по сравнению с приборами магнитоэлектрической системы.

Достоинство электромагнитных приборов; простота конструкции, сравнительно назкая стоимость, надежность в эксплуатации, устойчивость к перегрузкам.

Недостатки: низкая чувствительность и точность, большое потребление мощности, неравномерность шкалы.

Применяют приборы электромагнитной системы в цепях переменного тока как амперметры, вольтметры, эмлогометры, используют в частотометрах и фазометрах.

Отсутствие стальных сердечников в электродинамических измерительных механизмах исключает погрешности от гистерезиса и вихревых токов, но они очень чувствительны к влиянию внешних магнитных полей.

Высокая точность электродинамических приборов позволяет применять их в качестве образцовых. Приборы электродинамической системы можно применять на постоянном и переменном токе.

Недостатки: влияние внешних магнитных полей, низкая чувствительность, относительно большое потребление мощности, высокая стоимость. Кроме того, они плохо переносят механические воздействия, требовательны к уходу.

Используются в качестве амперметров, вольтметров и ваттметров.

В ферродинамических приборах наличие стальных сердечников существенно увеличивает погрешность. Приборы этой системы используются в амперметрах, вольтметрах, ваттметрах, частотометрах, фазометрах.

Приборы электростатической системы применяются для измерения постоянных и переменных напряжений. Показания их не зависят от внешних магнитных полей, частоты.

Достоинство: большое входное сопротивление, активной мощности приборы этой системы практически не потребляют.

Недостаток: низкая чувствительность, неравномерность шкалы.

Приборы индукционной системы могут применяться в цепях переменного тока с одной определенной частотой.

Достоинство их - малое влияние внешних магнитных полей, стойкость к перегрузкам, надежность в работе, невысокая стоимость.

Используются они в счетчиках электроэнергии.

Вибрационные измерительные механизмы являются разновидностью электромагнитной системы. Применяются они в частотомерах - для измерения низкой частоты, главным образом, промышленной, и только в стационарных условиях.

Ход работы

Задание 1. С помощью многопредельного миллиамперметра класса точности 0,5 измерен ток 300 мА при двух пределах: I_ном1 = 500 мА и I_ном2 = 1000 мА. Определить относительную погрешность измерения в обоих случаях. Сравнить точность измерения

Задание 2. Определите цену деления ваттметра, если I_ном = 1А, U_ном = 30В, на шкале которого нанесено 150 делений.

Задание 3. Заполните таблицу

Наименование	Обозначение	Назначение и область применения
Магнитоэлектрическая
Электромагнитная
Электродинамическая
Индукционная
Электростатическая

 

Задание 4. Охарактеризуйте электроизмерительный прибор по приведённому плану

1. Тип прибора

2. Назначение прибора

3. Род тока

4. Номинальная величина прибора

5. Измерительная система прибора

6. Установка прибора при измерении

7. Класс точности

8. Напряжение испытания изоляции

9. Защищённость от внешних полей

10. Цена деления прибора

 

Контрольные вопросы

1. Что такое «измерение»?

2. Какие приборы называют электроизмерительными?

3. Почему внутреннее сопротивление амперметра должно быть ничтожно мало?

4. Почему разрешается измерять напряжение путем касания подключенными к вольтметру щупами соответствующих точек ЭЦ?                  

5. Почему ваттметр должен иметь токовую катушку, включаемую в цепь последовательно с сопротивлением нагрузки, и катушку напряжения, включаемую параллельно сопротивлению нагрузки?

6. Опишите процесс установки нуля омметра.

7. Перечислите основные показатели электроизмерительных приборов и дайте им определение.  

 

Практическое занятие № 9. Мультиметр. Измерения мультиметром.

Цель: Выработать практические навыки измерений мультиметром.

Задание 1. Прозвонка цепи

Режим прозвонки может быть обозначен разными символами на разных моделях мультиметров, некоторые мультиметры вообще не имеют такого режима.

Если вы прозваниваете цепь в работающей схеме, то перед началом использования прозвонки выключите источник питания в Вашей схеме..

Обратите внимание, что ручка режима установлена напротив символа прозвонки, и красный щуп подключен в гнездо VΩ (это гнездо не всегда помечено символом прозвонки).

Если на мультиметре нет режима прозвонки, то прозваниваем цепи в режиме сопротивления 200Ω.

Звуковой сигнал укажет, что щупы подключены к замкнутой цепи, а отсутствие сигнала - что цепь разорвана.

Проверить проводники печатных плат на разрыв и короткое замыкание.

Указать в отчете какие сигналы вы получаете в том и другом случае.

Задание 2. Замер номиналов резисторов;

При измерении сопротивлений мультиметром следует переключатель установить напротив секции с обозначением значка “Омега”. После этого необходимо ориентировочно определить сопротивление измеряемой цепи или компонента и выбрать соответствующий предел измерения:

§ 200Ω

§ 2000Ω

§ 20k

§ 200k

§ 2000k

Первые два предела содержат символ Ω, что говорит о том, что цифры на дисплее покажут величину сопротивления в Омах. На пределе 200Ω можно измерить сопротивление резисторов величиной до 200Ω, предел 2000Ω предназначен для измерения сопротивлений до 2КОм.

Остальные три предела содержат букву k, и результат измерений получится в килоомах. Предел 2000k позволяет измерить сопротивления до 2MΩ, результат измерения показывается в килоомах.

При измерении резистора с номиналом 1MΩ на дисплее можно увидеть результат 995…1000, опять же сказывается допуск. Резистор с номиналом 560K покажет 560.

Если же на этом пределе измерять резистор 5K6, то на индикаторе будет только 5, - дробная часть числа просто отбрасывается. Более точных результатов в этом случае можно достичь, если проводить измерения на пределе 20K: на дисплее индицируется 5,61. Поэтому всегда надо выбирать предел, обеспечивающий более точный результат.

Например, если сопротивление, резистора ориентировочно находится в пределах от (1до10)k, то этом случае необходимо выбрать предел измерения, который выше наибольшего предполагаемого сопротивления, а именно, 20 k. Если же номинальное сопротивление резистора окажется больше, то на цифровом дисплее зафиксируется единичка или другие значки, свидетельствующие о переполнении диапазона. При этом необходимо перевести ручной переключатель на предел выше и провести повторное измерение.

Подключаем щупы к двум концам резистора и сравниваем показания омметра со значением которое указано на самом резисторе. Стоит учитывать и величину допуска (возможных отклонений от нормы), т.е. если по маркировке резистор на 200кОм и допуском ± 15%, его действительное сопротивление может быть в пределах (170-230)кОм. При более серьезных отклонениях резистор считается неисправным.

Проверяя переменные резисторы, измеряем сперва сопротивление между крайними выводами (должно соответствовать номиналу резистора), а затем подключив щуп мультиметра к среднему выводу, поочередно с каждым из крайних. При вращении оси переменного резистора, сопротивление должно изменяться плавно, от нуля до его максимального значения, в этом случае удобней использовать аналоговый мультиметр наблюдая за движением стрелки, чем за быстро меняющимися цифрами на жидкокристалическом экране.

При измерении сопротивления нельзя касаться руками токоведущих частей щупов и выводов элемента.

Правильный замер сопротивления резистора При ремонте аппаратуры часто возникает необходимость проверить сопротивление резистора, впаянного в электронную схему. В таком случае нужно выпаять хотя бы один вывод и затем производить измерение сопротивления. Если при измерении токов и напряжений измерения рекомендуется начинать с максимального предела из опасений сжечь прибор, то при измерении сопротивлений следует действовать как раз наоборот, начиная измерения с самого меньшего предела.

Замерить сопротивления представленных образцов с наибольшей точностью, выбрав соответствующие диапазоны.

Контрольные вопросы.

1. Почему прибор называют мультиме