Измерение тока и напряжения

Измерение тока производится прибором, называемым амперметром.
Существуют четыре схемы включения амперметра в цепь. Первые две предназначены для измерения постоянного тока, а две вторые схемы - для измерения переменного тока (рис.21.1).

Рис.21.1. Схемы измерения 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 I_ист - истинное значение тока; I_изм - измеренное значение тока;
k_пр - коэффициент преобразования.
Измерение напряжения производится вольтметром. Здесь также возможны четыре различных схемы подключения прибора (рис.21.2) .

Рис.21.2. Схемы измерения 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.
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:

Схема включения ваттметра в однофазную сеть приведена на рис.21.3.

Рис.21.3. 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.21.4,а). Если в этой же схеме нагрузка несимметрична по фазам, то используются три ваттметра (рис.21.,б). В схеме соединения потребителей "треугольником" измерение мощности производится двумя ваттметрами рис.21.4,в.

Рис.21.5.

Векторная диаграмма составлена для активно-индуктивного приемника

ЛЕКЦИЯ 22. Трансформаторы

Введение

Трансформатором называют статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанных обмоток и предназначенное для преобразования переменного напряжения (тока) одной величины в переменное напряжение (тока) другой величины той же частоты. Трансформаторы применяются в электротехнике, электронике, электросвязи, устройствах автоматики и контроля. Различают силовые, измерительные, сварочные и специальные трансформаторы. По числу фаз трансформаторы делят на одно- и трехфазные.

22.2. Однофазный трансформатор

Устройство. Трансформатор состоит из сердечника (магнитопровода) и обмоток.

Магнитопровод предназначен для усиления индуктивной связи между обмотками и для низких частот собирается из покрытых лаком пластин электротехнической стали толщиной 0,35 – 0,5 мм. Такая конструкция позволяет уменьшить вихревые токи, наводимые переменным магнитным полем. Первичная обмотка подключается к источнику питания. Все связанные с ней величины отмечают индексом 1. Обмотку, к которой подключается приемник, называют вторичной, и все относящиеся к ней величины снабжают индексом 2. Одна из этих обмоток является обмоткой высшего напряжения (ВН), другая – низшего (НН). Если первичное напряжение U₁ меньше вторичного U₂, то трансформатор называют повышающим; если U₁ > U₂ – понижающим.

Рис.22.1. Трансформатор: а – конст­рукция; б – схема замещения

Принцип работы. Пусть w₁, w₂ – числа витков первичной и вторичной обмоток, ключ во вторичной цепи разомкнут (холостой ход). К первичной обмотке приложено переменное напряжение u₁, под действием которого по ней протекает переменный ток холостого хода i₁₀. Магнитодвижущая сила (МДС) i₁₀w₁ создает в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф_1х(его направление определяется правилом буравчика), который индуцирует в первичной обмотке ЭДС самоиндукции е₁, а во вторичной – ЭДС взаимоиндукции е₂. При разомкнутом ключе ток i₂ = 0.

Структурно-логическая схема:

Е₁

U₁ → I₁₀ → I₁₀w₁ → Ф_1х

Е₂